预制装配式地铁车站单环结构传力与变形机理

作者：丁鹏; 陶连金; 杨秀仁; 赵继; 石城; 安韶

来源：西南交通大学学报, 2020, 55(05): 1076-1110.

• 预制装配式
• 地铁车站
• 传力与变形机理
• 有限元分析
• 隧道技术

为了研究新型装配式车站结构的力学与变形性能,以长春某国内首例预制装配式地铁车站为背景,基于有限元软件ABAQUS对装配式地铁车站单环结构拼装成环后传力与变形机理进行研究.首先,建立了不同结构形式与钢丝杠支撑组合的4种工况数值模型;其次,对结构在自重作用下的力学、变形和接头接触性能进行了对比分析;最后,揭示了该类型预制装配式地铁车站单环结构的传力与变形机理.研究结果表明:钢丝杠的支撑作用不容忽视,在拱脚外侧增设水平钢丝杠后,结构最大Mises应力降低约40%,最大主应力降低约80%,最大水平位移降低约90%,拱顶挠度降低约80%,结构内部降剪、降弯效果明显;接头接触状态发生明显变化,除拱顶D-E接头外其余接头接触面挤压面积比例显著增大,拼装结构基本达到了传力稳定可靠、变形安全可控的设计要求,整体自稳能力显著提升.钢丝杠与拼装结构协同工作优化了单环结构的传力路径,有效限制了结构的水平与竖直变形,该类型装配式结构的力学与变形性能优于未设置钢丝杠的现浇结构的对应指标.

• 单位
  北京工业大学; 北京城建设计发展集团股份有限公司; 建筑工程学院