地铁列车荷载计算方法对盾构隧道动力响应影响.pdf

第49卷 第 7期 上 海 交 通 大 学 学 报 Vo1．49NO．7 2015年 7月 JOuRNAIOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY Ju1．2015 文章编号：1006—2467(2015)07—1030—05 DOI：10．16183／j．cnki．jsjtu．2015．07．019 地铁列车荷载计算方法对盾构隧道动力响应的影响 李 磊 ， 张孟喜 ， 吴惠明 (1．上海大学 土木工程系，上海 200072；2．上海隧道工程有限公司，上海 200032) 摘 要：采用地铁列车移动轮载、激振力函数法和数定分析法计算得到上海地铁列车荷载时程 ，考 虑管片一土体及管片间的接触特性和纵向螺栓的连接作用，建立道床一管片一土体 系统的三维动力有 限元模型 ，分析比较 了3种计算方法所得 隧道结构动力响应 的差异．研究表明：3种方法所得道床 和土体单元动应力 以及道床点位移时程 曲线基本一致；基 于实测数据的数定分析 法适用于地铁 列 车荷载引起 的环境振动评价 ，移动轮载和激振 力函数法均会导致加速度频谱分布产 生误差． 关键词：地铁列车荷载 ；盾构隧道 ；三维有限元法；动力响应 ；加速度频谱 中图分类号：U451 文献标志码 ：A InfluenceofMetroTrainLoadingCalculationMethodson Dynam icResponsesofShieldTunnel LILei 。 ZHANG M eng—xi 。 WU Hui—rning (1．DepartmentofCivilEngineering，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China； 2．ShanghaiTunnelEngineeringLtd．，Shanghai200032，China) Abstract：M ovingaxleloads，excitationforcefunctionanddeterministicformulasforvibrationacceleration oftrackwereemployedtocalculatethemetrotrainloadtime—historyinShanghai．Consideringtheinterface characteristicsbetweenthesegmentsandthesurroundingsoilsaswellasothersegmentsandtheeffectof longitudinaljointbolts，athree—dimensionaldynamicfiniteelementmodeloftrackbed—segment—soilsystem wasconstructedtocomparethedynamicresponsesonshieldtunnelstructures．Theresultsshow thatdy— namicstressestime——historycurvesoftrackbedandsoilelementsarebasicallythesameforthethreemeth—— ods．Duetothedifferencesofaccelerationfrequencyspectrum causedbymovingaxleloadsandexcitation forcefunction methods，theevaluationofmetro—inducedenvironmenta1vibrationsshouldbebasedon the measureddataofmetrotrainloading． Keywords：metrotrainloading；shieldtunnel；3D finiteelementmethod(3D—FEM )；dynamicresponse； accelerationfrequencyspectrum 盾构隧道地铁列车轮轨作用力主要包