地震-移动荷载耦合作用下地铁车站动力性能研究

摘要

地下轨道交通是城市交通的生命线，由于我国地震频发以及列车进出站频率增加，地铁车站结构易受地震荷载和列车荷载共同影响，然而目前地铁车站结构抗震性能研究中未考虑地震-列车荷载耦合作用存在的现实问题。为保证地震和列车进出站同时发生时地铁车站结构的安全，建立土体-地铁车站-轨道相互作用的三维精细化计算模型，选取列车制动进站的荷载形式施加在轨道表面，并在模型底部输入三向地震波，对比分析地铁车站结构在地震作用和地震-列车耦合作用2种工况下的应力、位移和加速度的变化规律。研究结果表明：地震-列车耦合作用下，下层柱的柱底峰值应力最大，是车站结构最薄弱的位置，发生变形后首先达到最大屈服应力值并产生塑性破坏；在列车进站前期(0～5 s),板在地震-列车耦合作用下的加速度及位移幅值均大于地震作用下的加速度及位移幅值，列车进站后期，板在2种工况下的加速度及位移基本一致；在地震-列车耦合作用下，当地震加速度较小且列车速度较大时，两者振频接近产生共振，并导致对板的振动放大现象。

关键词

地震-列车耦合作用 / 地下车站结构 / 动力性能 / 共振放大现象

基金资助

山东省自然科学基金项目(ZR2021ME144)