地层环境对单拱大跨装配式车站结构力学性能影响分析

作者：刘人菩; 孟栋; 白雪梅; 郑书悦; 吴成刚

来源：都市快轨交通, 2023, 36(02): 82-90.

• 地铁
• 装配式车站
• 有限元分析
• 地层-结构模型
• 结构内力

随着装配式车站在滨海城市的建设，软弱土体对车站结构力学性能的影响成为备受关注的问题之一。以深圳地铁某装配式车站为工程背景，采用Midas-GTS有限元分析软件，建立地层-结构模型，分析单拱大跨装配式车站的力学特征，探索不同弹性模量、泊松比、地层条件、覆土厚度对地下车站结构变形、受力及接头内力的影响和规律，对装配式车站结构的地层适应性提出理论依据和结构设计指导。结果表明：(1)在泊松比不变的情况下，弹性模量对车站结构力学性能影响较大，当弹性模量从15 MPa增大到60 MPa时，弯矩减小了44.58%；并且这种影响是非线性的，弹性模量在15～30 MPa区段变化时结构变形较为敏感，当弹模达到45 MPa以上时，敏感度下降；(2)地层条件对结构顶板跨中和拱脚支座内力影响较大，强风化地层相对填土地层拱顶弯矩减少了约29.62%，而对侧墙内力影响较小，对BC接头影响较大；(3)当装配式车站所在土层为填土时，BC接头弯矩冗余量非常小，在结构设计时需要对接头进行加强，或者对地层进行适当改良；(4)在硬塑地层中，当覆土厚度从3 m增加到5 m时，BC接头弯矩冗余量减少了35.37%，但接头冗余量均达到29%以上，接头的安全性储备较大，接头可靠。

• 单位
  北京城建设计发展集团股份有限公司