6.1 一般规定

6.1.2 本条规定了地震反应计算时的振动单位的选取。

    城市轨道交通结构线路一般较长，相邻结构相互关联，抗震计算时整条线路整体建模一般不现实，所以宜根据轨道交通结构的特点和地质条件，划分适当的振动单位。根据现有的研究经验积累，地震反应计算中采用的结构模型一般可以分为两个部分，一个部分可称为目标部分，是抗震计算需要得到合理精度反应值的部分，而另一部分是为了得到目标部分反应值而附加的部分。根据这一原则，振动耦联性强的部分应划分为一个振动单位。
    对于高架区间结构，一个振动单位中包括分析关心的一个目标结构部分，并同时考虑目标结构两端部分的影响(图1)。对连续梁桥，目标结构应至少包含1联，两端部分分别包含至少1联(或相邻桥台、车站)。对简支梁桥，目标结构应至少包含1跨，两端部分分别包含至少1跨(或相邻桥台、车站)。地质条件和结构发生明显变化的区域，应选取目标联(跨)。
    满足弹塑性反应谱方法适用条件的高架区间结构一般为简支或连续结构，根据已有的大量研究结果，可采用单墩模型作为一个振动单位。
    地面结构采用非线性时程法分析时，可以采用单墩或多墩模型，基础和结构的相互作用可以采用等代弹簧或集中参数分布弹簧；等代弹簧方法适用于结构的地震反应以第一振型为主的情况。由于非线性时程分析运算量较大，结构与构件非线性特性的模拟和分析结果的处理均较为复杂，因而，非线性时程法的振动单位划分的复杂程度，不宜超过弹性反应谱方法。

图1 连续梁与简支梁桥弹性反应谱分析振动单位选取
1-振动单位；2-目标联；3-边联；4-目标跨；
5-边跨；6-桥台；△-固定支座；○-滑动支座

    区间隧道结构和地下车站结构按平面问题考虑时，计算单元沿结构纵向可取为单位长度；对于有中柱的结构，纵向取中柱间距的长度。需要对土层建立模型时，土层的计算范围现在还没有统一的标准，一般认为一侧土层的宽度取为2倍～3倍以上的结构宽度即可。
    区间隧道结构和地下车站结构按三维空间问题考虑时，地下车站取整个结构计算；区间隧道由于纵向较长，因此可根据地形地质条件、结构形式等在纵向取出一段长度。
6.1.3 由于地震动存在沿土层深度的变化。结构地震反应分析中，以何处的地震动作为输入是分析工作的必要前提，因此本规范规定了设计地震作用基准面。
6.1.4 地震反应分析时，采用的结构体系的计算模型应真实模拟结构的刚度和质量分布及边界条件。根据现有的研究，对于城市轨道交通结构的大多数结构采用梁、杆单元已可满足要求。对于墙式墩、矮墩等构件采用梁、杆单元误差可能较大，可考虑采用板壳或实体单元。
    结构体系建立整体模型时，支座若不考虑非线性特征的影响，比如，金属固定支座，其变形小，简化为简单约束条件，已可以反映其边界本质，对反应结果影响不大。但是若需要考虑支座非线性特性，如减隔震铅芯橡胶支座，则需建立计算模型。
    若采用集中参数法模拟桩土相互作用，根据附录式(B.1.4-3)计算桩土分离段长度时，多层土的h_s，按下列步骤计算：
    (1)按第一层土(厚度为1₁)水平基床系数K₁计算h_s1，当h_s1≤1₁，取h_s＝h_s1；
    (2)当h_s1＞1₁，按第二层土(厚度为l₂)的水平基床系数K₂计算h_s2，并按下式计算1'₂：

        （1）

     当1'₂＜1₂，取h_s＝1₁＋1'₂；
    (3)当1'₂＞1₂，按第三层土(厚度为1₃)的水平基床系数K₃计算h_s3，并按下式计算1'₃：

         （2）

    当1'₃＜1₃，取h_s＝1₁＋1₂＋1'₃；若1'₃＞1₃，则按上述方法继续计算。
6.1.5 一般来说，对于距离活动断层较近，或者结构形式对竖向地震作用比较敏感的情况，考虑竖向地震动后方可获得比较合理的计算结果。对竖向地震动比较敏感的结构有拱式结构、长悬臂结构、大跨结构等。至于距离活断层多远竖向地震动不能忽略，目前还很难给出定量的要求。美国AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design，LRFDSEIS-2，2011规定对于SDC D区内的桥梁，在9.6km内，竖向地震动影响不能忽略。欧洲规范Euro Code 8 EN1998-2:2005 Design of structures for earthquake resistance-part 2:Bridges 则规定在5km内要考虑竖向地震动的影响。基于当前的研究现状，本规范仅规定了需要考虑竖向地震作用的原则。