题目：桥桩对地铁车站结构地震响应的影响分析

 

        随着城市化的发展，地铁作为一种便捷的交通方式有着节约土地和通勤时间的极大优势。最近频发的地震向我们表明，设计不当的地下结构在人口稠密的地区可能造成严重的人员和经济损失。因此，地下结构的抗震分析应受到更多的重视。本文首先对已有的地铁车站振动台试验进行有限元模拟，验证了本文有限元数值模拟方法的正确性。然后通过数值模拟对分离岛式地铁车站抗震性能，以及邻近桥桩对地铁车站地震响应的影响开展深入系统的研究，进一步进行了桥桩的参数分析，即：地铁车站与桥桩间距、垂直于地铁车站平面方向的桩间距、桥桩长度变化对地铁车站地震响应的影响。并研究了地震波的不同输入：水平地震波输入，竖向地震波输入，耦合地震波斜入射对岛式地铁车站地震响应的影响。取得以下主要结论：

（1）地震响应比静力分析应力增加显著，尤其是分离岛式地铁车站结构的拱脚处，中板与侧墙交界处以及墙角处。在抗震设计中，这些位置需要重点加强。

（2）邻近桥桩会引起地铁车站在地震响应下应力的变化，而桥桩和地铁车站施工的不同顺序会对车站地震响应产生不同的影响。桥桩先存在的情况下，地铁车站结构竖直方向应力，及大多数点处的水平方向应力值有减小的趋势。桥桩后存在时，地铁车站关键位置处应力值增大20%~30%，需对地铁车站结构采取加固措施。

（3）随着地铁车站与桥桩间距的增大，在桥桩后存在的情况下，地铁车站结构应力增大百分比均有逐渐减小的趋势。而在桥桩先存在时，地铁车站应力变化并不单调，存在拐点；当桩间距为两倍的实际桩距时，在桥桩后存在的情况下，车站结构应力值在地震响应下有减小的趋势。桥桩先存在时，车站拱脚和墙角处应力值显著减小，对车站结构的其他部位应力影响不大；增大桩长后，改变了地铁车站的应力分布，应力最大处出现在中板与侧墙交界处（应力增大1.5倍）。

（4）三种方式的地震波输入下应力值有显著差异，墙角处考虑耦合地震波的斜入射比仅在水平地震波作用下应力值增大9.9%，考虑耦合地震波的斜入射是有必要的。