地铁工程结构抗震分析与优化设计
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区间桥梁 ， 置 于车站横梁上 ， 也可以在车站端部单独设置 区间墩柱 ， 形成车 ］ 引 Ｊ 如本文第二条 ， 规范规定了需按桥规进行设计的构件。但是作为一个整 站、 区间 双柱 共 基础 的形 式 。 是否 独 立设 柱 ， 依 据 区 间桥 梁传 给 支座 的荷 载 大 体受力 的空间框架结构或框支框架结构， 荷载组合及截面设计采用容许应力 小、 规 划 要求 、 区 间是 否设 置 配线 等诸 多 因素 确 定 。一 般 当 为双 线 、 区 间孔 垮 法 和 极 限概 率理 论 ， 进行 设 计 ， 十分 复 杂 ， 越是复杂 ， 也越 是 增 大 了 出错 的 概 不 大于 ３ ５ ｍ时 ， 可 不 单独 设 置 区间墩 柱 。 当区 间桥 梁 支 承于 车 站 结构 上 时 ， 横 向 地震 力 的传 递 问题 ， 按 照 支 座 承 率 。 笔者 曾就 地铁 规 范修 订稿 建议 ： 容许 应 力法 虽 然概 念 直 观 ， 但 设计 繁 杂 ， 载能力及支座的构造不 同， 一般为２ ０ ％～３ ０ ％； 因为温度作用 ， 纵 向需设置滑 对于空间结构可操作性不强。 “ 建曲｝ 结合” 的高架站采用建规进行设计 ， 便于 动支座 ， 当采用纵 向滑动支座时 ， 纵向不传递地震力。 操作， 也可以达到相应的安全储备。更主要的是 ， 前者无法考虑强剪弱弯 、 强 ４ 关 于地震 作用 柱弱梁、 强节点弱杆件等抗震设计基本概念（ 因容许应力如何确定 ， 规范未予
图２ 底 层柱 设 置芯 柱
３ 轨道 梁 、 区 间桥 梁 与车 站结构 的关 系
在“ 建一 桥结合” 的车站结构中 ， 可以将简支轨道梁通过桥梁抗震橡胶支
座 置 于横 向框 架 梁上 。 也 可 以采 用现 浇 轨 道梁 ， 与横 向 框架 梁 或盖 梁整 浇 。 前
者受力分析简单 ， 车站站台层层高较大 ， 可更换支座， 但在车站内部 ， 更换往 此 底 层柱 可采 用 增设 芯柱 、 加 大柱 体积 往 因空 间 狭 小而 比较 困难 ； 后 者轨 道梁 不 需要 支 座 ， 车 站 站 台层 层高 较小 。 如图２ 所示 。 区间 桥梁 与 车站 范 围桥 梁其 实 是一 个 整体 ， 只 需在 车 站 范 围 内将孔 垮 布 配箍率等措施 ， 置 与 车站 柱 网相 协调 。 而在 “ 建一 桥结合” 式车站中， 可 以将 与车 站相 邻 的一 孔
建筑 结构
地铁 工程结构抗震分析 与优化设 计
摘要： 文章结合地铁高架站工程 ， 根据其结构形式的选择， 详细阐述在工程结构设计上的具体应用及抗震设计方面需要注意的
问题 ， 提 出 了一 些抗 震概 念 设 计方 法 、 工 程 措施 ， 为类 似 工程 提供 参考 借 鉴。
关键词： 车站结构 ； 抗震设计； 结构设计 当轨道梁与车站结构整浇时， 需计人乘以动力系数 的移动荷载进行空间 计算。 此外需计入其它主力 、 附力 、 特殊荷载。 现有程序 ， 均需人工组合各工况 地铁高架站属于重点设防类、 １ ０ ０ 年设计使用年限的重要性建筑 ， 其结构 荷 载 ， 计算 较 为 繁杂 。 设计 相 对 较为 复 杂 ， 在实 际 的设 计 中有 很 多 问题 要 引 起 注意 ， 充 分 利 用该 结 需 要 强调 的 是 ， 在 复 杂结 构 设 计 中 ， 概 念 设 计 的意 义 远 远 大于 结 构受 力 构 的优 势特 点 ， 需 要熟 练 地掌 握 规范 ， 并具 有 良好 的抗震 设 计 概念 ， 才 能 设计 分析。因此 ， 需在概念设计的框架 内进行受力分析、 判定其结果 的合理性。 出结 构 安全 、 稳定 的 地铁 工程 。
或框支框架结构 ， 前者 中的建筑结构一般采用框架结构 。 两类 结 构 中 ， “ 建一 桥 结合 ” 式 用框 架 结构 设计 难 度 最大 。
行抗震验算 。对规范的要求 ， 需理解其 实质 、 灵 活应 用 。
另外 ， 这类 结 构 由于考 虑 汽 车撞 击 力、 承受列车荷载等承载原 因， 致使结 构偏 刚 ， 甚 至 于 自振周 期接 近 场地 土 的 卓越周期 ， 地震反应甚大。如何提高结 构， 特别 是 底层 柱 的延 性 ， 尤 为关 键 。 因
０ 引言
６ 结构 的 刚柔 问题
１ 与结构 形 式有 关 的高 架车 站形 式分 类
结合城市总体规划、 交通规划 ， 城市轨道交通线路往往与城市道路采用
Hale Waihona Puke 某“ 建一 桥结合” 的路中高架站 ，
岛式 站 台 ，现 浇轨 道 梁 与横 向框 架
抗震 设 防分 类为 乙类 ， 设 相同的路 由。 根据高架线路与城市道路的相对关系 ， 高架站分为路 中车站 、 路 梁或 整浇 。 度， 设 计 基 本地 震 加 速 度 侧车站 。 其中路侧站， 一般不需要通过设置盖梁承托上部结构 ， 在下方设置城 防烈 度 为８ ． ２ ｇ ， 设计 地 震分 组 第一 组 。 按９ 度 采 市道路空间， 因而结构设计相对简单。 以下所论述的问题 ， 均 以路中车站为对 ０ 象。而对于路侧车站 ， 或无关或同样， 一 目了然。 取 抗 震措 施 ， 框架 抗 震 等级 为 一 级 ， 框 支 框架 抗 震 等级 为 特一 级 。 车 站 ２ 结构 形 式 的选择 横 剖 面如 图 ｌ 所示。 图１某 高架站 横剖 面 当站 台层 设 置 于 最上 层 时 ， 一 般 采 用 轻 钢结 构 屋 盖 ， 视野开阔、 结构 轻 地 铁规 范 规定 ， 车站 高架 结 构 中轨 道梁 、 支 承轨 道 梁 的横 梁 、 支承 横 梁 的 纳入整体模型计算， 第一周期会长很多 ， 以结构柔的 柱等构件及柱下基础的设计， 均按现行铁路桥涵设计相关规范执行。其他构 盈。因屋盖钢结构很柔 ， 致使计算地震力偏低很多 ， 严重影响结构安全 。 不计人顶层屋盖的结构 件 的设 计应 按 现行 建筑 设 计 规范 执行 。 也 就是 说 ， 车 站 高架 结 构 中 ， 与承 受列 假象， 计 算 刚度 大 ， 地 震力 也 相应 增大 。 因 车移动荷载有关 、 无关 的构件 ， 分别按“ 桥规” 、 建规” 执行。 因此， 业内习惯上 时 ， 对 这类 结 构 ， 屋 盖 不 纳 入整 体 模 型 依据 这 两类 构件 组 成 的结 构是 否 独立 （ 两者 间 设 置防 震缝 以分 离 ） ， 将 车 站结 此 ， 只按荷载输入 ， 对柱脚的连接进 构型式分为“ 建一 桥分离式 ” 、 “ 建一 桥结合 ” 式两类 。而后者一般采用框架结构 计算 ，
