[发明专利]具有多级减振防线的轨道交通上盖结构及其设计方法

权利要求书

1.具有多级减振防线的轨道交通上盖结构，其特征在于，包括：

基岩层；

支撑桩，若干根所述支撑桩设于所述基岩层上；

桩周减振层，每根所述支撑桩的外周侧上包覆有所述桩周减振层；

三维减振隔振层，其设于若干条所述支撑桩上；

支撑结构，若干个所述支撑结构排列布设在所述三维减振隔振层上；楼板，至少两层所述楼板沿所述支撑结构的上下方向间隔布设在若干个所述支撑结构上且位于所述三维减振隔振层的上方；

竖向TMD减振装置，所述楼板上设有所述竖向TMD减振装置；

所述支撑结构上设有横向TMD减振装置；

所述三维减振隔振层包括上顶板、三维隔振支座和底层板；若干个所述支撑结构排列布设在所述上顶板上；所述底层板设于若干条所述支撑桩上；若干个所述三维隔振支座排列布设在所述上顶板和底层板之间；

所述三维隔振支座包括上支座、弹性件和下支座；所述下支座设于所述底层板上；所述上支座对应所述下支座的位置设于所述上顶板上；所述弹性件设于所述下支座与所述上支座之间。

2.根据权利要求1所述的具有多级减振防线的轨道交通上盖结构，其特征在于，所述底层板的底端面上铺设有减振褥垫层。

3.根据权利要求2所述的具有多级减振防线的轨道交通上盖结构，其特征在于，所述减振褥垫层由下至上依次包括泡沫混凝垫层、钢板层和橡胶层；所述泡沫混凝垫层与所述支撑桩的上端连接；所述橡胶层与所述三维减振隔振层的下端面连接；

所述泡沫混凝垫层的厚度为200-300mm；所述钢板层的厚度为5-10mm；所述橡胶层的厚度为10-15mm。

4.根据权利要求1所述的具有多级减振防线的轨道交通上盖结构，其特征在于，所述桩周减振层由内至外依次包括内圈钢护筒层、减振填充层和外圈钢护筒层；所述内圈钢护筒层的厚度为5-10mm；所述减振填充层的厚度为10-20mm；所述外圈钢护筒层的厚度为5-10mm。

5.根据权利要求1所述的具有多级减振防线的轨道交通上盖结构，其特征在于，所述竖向TMD减振装置包括质量块、液体粘滞阻尼器、螺旋钢弹簧、连接板、钢丝束、上固定螺栓和下固定螺栓；至少两条所述液体粘滞阻尼器连接在所述质量块和连接板之间；至少两条所述螺旋钢弹簧连接在所述质量块和连接板之间；所述上固定螺栓和下固定螺栓分别设于所述连接板和质量块上；所述钢丝束的两端分别与所述上固定螺栓和下固定螺栓连接且位于所述质量块和连接板之间。

6.根据权利要求3所述的具有多级减振防线的轨道交通上盖结构，其特征在于，所述竖向TMD减振装置还设于所述上顶板上；相邻的两个所述三维隔振支座之间均具有至少一个位于所述上顶板上的所述竖向TMD减振装置；每层所述楼板上排列布设有若干个所述竖向TMD减振装置。

7.具有多级减振防线的轨道交通上盖结构的设计方法，其特征在于，用于施工形成如权利要求1至6任意一项所述的具有多级减振防线的轨道交通上盖结构，所述设计方法包括如下步骤：

S1.根据建筑图，利用结构分析有限元软件和BIM技术建立轨道交通上盖结构的有限元模型，其中，轨道交通上盖结构的有限元模型包括基岩层、支撑桩、支撑结构和楼板；

S2.对桩周减振层的各层厚度和各层刚度进行确定，形成设计的桩周减振层；

S3.判断振动波频率经过上述设计的桩周减振层是否满足减振效果；

若是，则执行S4步骤；

若否，则重新执行S2步骤；

S4.对减振褥垫层的各层厚度和各层刚度进行确定，形成设计的减振褥垫层；

S5.判断振动波频率经过上述设计的桩周减振层是否满足减振效果；

若是，则执行S6步骤；

若否，则重新执行S4步骤；

S6.布设三维隔振支座；

S7.进行水平地震验算，计算出三维隔振支座水平地震验算数值和竖向减振验算数值，其中，水平地震验算数值包括层间位移角、竖向应力、水平变形限值；竖向减振验算数值包括竖向变形数值；

S8.利用上述计算出的水平地震验算数值与设定的水平地震验算范围进行水平地震验算，其中，设定的水平地震验算范围包括设定的层间位移角范围、设定的竖向应力范围、设定的水平变形限值范围；

S9.判断上述计算出的水平地震验算数值是否满足设定的水平地震验算范围；

若是，则执行S10步骤；

若否，则重新执行S6步骤；

S10.进行隔振竖向减振验算，利用上述计算出的竖向减振验算数值与设定的竖向减振验算的范围进行竖向减振验算；

S11.判断上述计算出的竖向减振验算数值是否满足设定的竖向减振验算的范围；

若是，则执行S12步骤；

若否，则重新执行S6步骤；

S12.确定竖向TMD减振装置的减振频率点；

S13.根据上述的减振频率点，确定单个竖向TMD减振装置的设计参数，其中，设计参数包括竖向TMD减振装置的阻尼比、圆频率、阻尼系数和竖向总弹簧刚度；

S14.布设竖向TMD减振装置的位置；

S15.检验竖向TMD减振装置的位置是否满足设定的减振效果；

若是，则结束，导出施工图纸；

若否，则重新执行S12步骤。