【摘 要】
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近年来,中国城市轨道交通大规模快速发展。桥建合一高架车站结构布置灵活,满足了车站的综合使用和功能,是新建城轨高架车站最为常用的形式。由于桥建合一高架车站兼具桥梁结构与建筑结构的属性与特点,目前尚无明确的标准规范指导其结构设计,特别其在高烈度区的结构抗震设计与分析仍有待深入探讨。本文以天津市滨海新区轨道交通Z2线工程的桥建合一高架车站结构为背景,针对该类结构的抗震性能作了以下研究:利用Midas g
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近年来,中国城市轨道交通大规模快速发展。桥建合一高架车站结构布置灵活,满足了车站的综合使用和功能,是新建城轨高架车站最为常用的形式。由于桥建合一高架车站兼具桥梁结构与建筑结构的属性与特点,目前尚无明确的标准规范指导其结构设计,特别其在高烈度区的结构抗震设计与分析仍有待深入探讨。本文以天津市滨海新区轨道交通Z2线工程的桥建合一高架车站结构为背景,针对该类结构的抗震性能作了以下研究:利用Midas gen结构设计分析软件建立多个不同尺寸墩柱和上部框架柱的高架车站结构模型,研究墩柱、上部框架柱尺寸对车站结构动力特性和抗震性能的影响。结果表明:墩柱尺寸对结构的抗震性能影响较大,减少墩柱顺桥向截面尺寸,或增加横桥向截面尺寸可减小因结构两方向刚度不均带来的不利抗震影响;车站结构设计因其长悬臂,两侧刚度差别大和竖向刚度分布不均等因素,因此其动力特性不同于一般结构,仅通过增大抗侧力构件截面和配筋面积并不能改变结构部分柱先于梁进入塑性的情况。根据中震弹性设计原则,提高墩柱盖梁的配筋面积,并采用非线性分析软件Perform-3D对高架车站结构进行罕遇地震作用下动力时程分析,以发现结构抗震的薄弱位置。对比分析不同尺寸墩柱和上部框架柱计算结果,得到以下结论:角墩柱为高架车站结构抗震薄弱位置,设计时应适当提高配筋面积,鉴于首层墩柱在结构中的重要性,设计时应予以加强;高架车站结构竖向刚度不均,相较于底层墩柱,三层框架柱高度较短,尺寸较小,鞭梢效应明显,墩柱截面尺寸越大,顶部结构地震响应越明显,结构三层柱进入塑性数量增多。桥建合一高架车站结构底层墩柱通常采用单墩柱或双墩柱,对于抗震设防烈度较高的地区建议采用双墩柱式桥建合一高架车站结构,或引入其他耗能手段,本文将屈曲约束支撑(BRB)作为车站结构的减震措施。分析设置BRB的车站结构抗震性能。结果表明:罕遇地震作用下BRB先于结构屈服耗能,可有效保护结构构件,在不同部位设置BRB可以改善结构两方向刚度不均的特性,减小结构地震响应,从而减小结构部分构件的截面尺寸和配筋面积。
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