【博士】地鐵換乘站近接施工若干關(guān)鍵技術(shù)研究【2009】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟大學(xué)土木工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2009年　　隨著我國城市軌道交通的快速發(fā)展，北京、上海、廣州等城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)初步展現(xiàn)，涌現(xiàn)一大批功能復(fù)雜的換乘車站。地鐵換乘車站以兩線換乘較為多見，兩線相交時有。十"、“T”、“L”等換乘形式，兩線平行時有通道、共用站廳、同站臺等換乘形式，不同時期規(guī)劃的三線、四線及以上的換乘車站多通過換乘廣場、換乘大廳進行換乘。地鐵換乘車站常處于城市的中心，具有客流集中、客流量大的特點，規(guī)劃設(shè)計時需滿足大型公共交通建筑的使用功能和要求，空間結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，近接施工工序繁多，施工工法特殊，對周邊環(huán)境影響較大，體現(xiàn)了城市地下空間發(fā)展的新方向、新水平?！　?、對國內(nèi)外現(xiàn)有換乘站規(guī)劃設(shè)計、施工工法、關(guān)鍵技術(shù)措施、近接施工模擬計算等方面的文獻進行了綜述，指出換乘站近接施工在模擬計算方法、關(guān)鍵工況相互作用分析方面存在的不足之處。　　2、用有限元方法分析近接施工土體與結(jié)構(gòu)的共同作用，針對土體沉積豎向成層的特性采用橫觀各向同性彈塑性(Druker-Prager)模型，并對該模型參數(shù)　　敏感性進行了討論；通過對常用土與結(jié)構(gòu)接觸面模型的對比研究，認(rèn)為選用薄層單元來模擬土與結(jié)構(gòu)的接觸比較合理，由此建立了一種近接施工模擬計算方法?！　?、在整理已有室內(nèi)流變試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對時間硬化與Druker-Prager耦合蠕變模型進行了參數(shù)擬合研究。利用ABAQUS軟件建立2D有限元模型，對上海市軌道交通8號線四平路車站基坑開挖過程中的“時空效應(yīng)一進行了模擬計算，并與實測數(shù)據(jù)對比，得出支撐架設(shè)延遲將使圍護結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力顯著增大?！　?、提出一種能快速裝卸、無焊接、自動定心的鋼斜撐接頭，能滿足深基坑施工“時空效應(yīng)"的要求。對該新型鋼斜撐接頭進行了現(xiàn)場模型加卸載試驗研究，采用有限元方法對支撐接頭加卸載過程進行了受力分析，表明該接頭形式是安全可靠的。經(jīng)現(xiàn)場使用改進，可逐步推廣應(yīng)用?！　?、以上海市軌道交通8號線10號線在大連路四平路口大型“十"字換乘車站為工程背景，對施工的關(guān)鍵工況如：換乘段半蓋挖法施工、擴大站廳層近接施工、已建車站兩側(cè)基坑非對稱開挖、新建車站局部蓋挖逆作、鑿除換乘段封堵墻等進行了有限元數(shù)值模擬，得出各關(guān)鍵工況下?lián)Q乘車站結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形的變化規(guī)律，可為施工方案的制定及己建8號線車站安全運營提供技術(shù)支持。　　6、對該“十"字換乘車站四平路車站、大連路車站基坑施工及關(guān)鍵工況下運營車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，與有限元計算結(jié)果進行對比，結(jié)果表明計算與實測的變形趨勢基本一致，并依據(jù)監(jiān)測資料修改計算模型反饋指導(dǎo)工程實踐。最后總結(jié)提出了該“十"字換乘車站分期施工時結(jié)構(gòu)變形控制和周邊環(huán)境保護的技術(shù)方案與措施?！　?、采用數(shù)值模擬方法，對三圓盾構(gòu)在大連路四平路“十”字換乘車站附近新設(shè)想第三條線換乘車站的施工技術(shù)進行探索。分析了三圓盾構(gòu)近接施工過程中管片的變形、周圍位移場規(guī)律、對已建車站底板和圍護結(jié)構(gòu)的影響等，比較了不同開挖進尺施工模擬結(jié)果的差異，為今后采用三圓盾構(gòu)近接施工地鐵車站提供技術(shù)參考。　　

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