轨道交通与建筑物共建结构车致振动舒适度评价

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随着人们生活节奏的加快,城市内部、城市之间的交通运输效率问题日益成为人们重点关注的对象。在此背景下大型综合交通枢纽建筑物应运而生,由于建筑物体量庞大,建筑师们利用其竖向、水平向空间的层次性以实现涵盖航空、地铁、城际铁路、长途客运、出租车、公交、机场大巴等多种交通方式的无缝衔接换乘模式,并且该模式也是提高交通运输效率的发展趋势。然而列车进站停靠、穿越来往车辆频繁,同时列车运行会对轨道产生一定量值的随机振动激励,该振动激励由道床、框架柱及楼板这样一个途径,传播至线路上方建筑结构内部并引起结构振动。尽管列车引起的振动还不足以使结构出现重大安全性问题,但是常常会给结构中的换乘旅客、工作人员带来不适感,导致旅客出现紧张甚至恐慌的心理,降低出行旅客的心情愉悦度,并影响交通中心工作人员的工作效率,从而降低结构的适用性。由于建筑物与轨道交通共建一体结构的发展历史较短,实际工程并不多,所以学者们在这方面的研究还比较少。因此,本文以拟建的武汉天河机场综合交通中心为研究对象,系统地研究此类结构的车致振动舒适性问题。具体工作如下:1、查阅国内外的文献资料,对各个国家的振动舒适度相关规范要求和指南进行系统的归纳和总结,最终确定列车进站引起上方建筑振动舒适度问题所采用的标准;2、为获得地铁、城铁类比列车振源加速度荷载,对北京地铁八王坟车辆段上盖物业及武汉站箱型轨道梁面进行类比实测,得到各个测点在列车通过时的振动加速度,以此作为后期输入拟建建筑物有限元模型的列车振动荷载;3、依据设计方提供的PKPM模型及相关CAD结构设计图纸,采用大型通用有限元分析软件ANSYS,同时为考虑土-结构相互作用影响,分别建立了武汉天河机场综合交通中心上部结构有限元模型和土体-综合交通中心共建一体结构有限元模型,并分析了这两种模型的整体模态、频率及楼板局部一阶竖弯模态、频率;采用修正后的大质量法多点输入类比测试所获得的列车振动源强,得到两模型线路正上方各个楼层的动力响应,并采用前面选定的舒适度评价标准对计算的加速度数据进行处理,评价建筑结构的振动舒适度;最后分析总结了建筑物-轨道交通共建一体结构的振动响应特点及考虑土结构相互作用对动力响应的影响。文章最后对进一步研究提出了建议和展望。
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