高速铁路客站“房桥合一”混合结构体系研究

高速铁路客站"房桥合一"混合结构体系是近几年随着我国高速铁路建设应运产生的新型结构形式。针对"房桥合一"混合结构体系设计理论和设计方法严重滞后于工程建设的现状，对其在高速列车、人群荷载、地震、和风四种动力源作用下的关键科学问题开展深入系统的研究，内容包括高速列车作用下结构关键部件的疲劳性能研究、高速列车作用下结构体系的动力学研究、人群荷载激励下结构体系的设计理论与方法研究、结构体系的抗震分析理论与设计方法研究以及结构体系的风致效应与抗风设计研究。通过对高速列车作用下"房桥合一"混合结构体系关键部件疲劳试验、高速列车作用下结构动力性能试验、人群荷载激励下站厅组合楼盖的动力响应试验、拟动力试验、振动台试验、风洞试验以及现场实测等一系列的试验研究和理论分析，建立一整套具有我国自主知识产权的高速铁路客站"房桥合一"混合结构体系设计理论与技术体系，为我国高速铁路建设和可持续发展提供重要技术支撑。

本项目在高速铁路客站“房桥合一”混合结构体系方面开展了较为系统的研究工作，对其在列车荷载、人群荷载、地震和风等多动力源作用下的关键问题进行了研究，按照项目原定计划开展研究，取得了系列创新成果：（1）开展了3个高铁客站轨道层型钢混凝土梁、12个方钢管内约束混凝土柱、25个四类组合节点和5组屋盖隔震支座碟形弹簧的试验研究，对其静力性能、疲劳性能和抗震性能进行了较深入探讨，提出了方钢管内约束混凝土柱、贯入式钢混凝土组合梁-钢管混凝土柱节点和三维复合隔震支座的设计方法。（2）建立了两个高铁客站“房桥合一”结构体系车致振动分析模型，开发了相应的计算分析软件，仿真分析了列车不同运行工况及不同结构参数对“房桥合一”结构车致振动的影响，并结合天津西站现场测试，获得了车致振动响应的传播及影响规律，提出了“房桥合一”混合结构体系满足车致振动标准的设计建议。（3）开展了人致荷载模型、人-结构耦合作用机理、大跨度楼盖结构人致振动的理论分析与数值模拟研究，完成了北京南站大跨度站厅振动原型实测、规律人群作用下大跨度楼盖结构振动响应以及人-结构耦合作用试验研究，建立可以考虑反馈机制的人体双足步行荷载模型，获得了大跨度站厅楼盖结构对人群人数、密度、激振模式与频率等参数的敏感性，提出基于振动舒适度的大跨度站厅结构设计建议。（4）针对高铁客站结构特征提出了多种地震动力响应计算的高效数值方法，开展了典型高速铁路客站的数值仿真，完成了高铁客站站厅、全站等2类模型的地震模拟振动台试验，深入探讨了“房桥合一”结构体系的整体抗震性能，揭示了相应震致屈服机制和破坏机理，提出了“房桥合一”高铁客站抗震设计建议。（5）开展了3个高铁客站结构的风洞实验及抗风设计工作、2个客站现场风效应实测和分析，完成了4个客站雨棚吊顶的试验与理论分析，建立了高速铁路客站大跨度屋盖围护结构、主体结构的风致效应计算分析理论，提出了相应的屋盖结构抗风设计方法。研究成果在北京南站、天津西站、上海虹桥站、沈阳南站等8个高速铁路客站中得到了应用。项目组主办和协办了国内外学术会议4次，60多人次参加国内国际会议，9人次赴美国等多国进行短期访问和学术考察。出版著作1部，待出版专著1部；发表论文84篇，其中SCI收录14篇，EI收录39篇；已授权软件著作权9项、实用新型专利10项；获教育部科技进步二等奖1项。共培养博士后、博硕研究生（含在读）共34名。