地铁区间隧道在采用爆破方法开挖时,爆破振动效应通常会影响到上部结构的安全。为保证上部结构的安全,对爆破振动效应进行监测和控制是必要的。对于上部结构是大跨钢结构的建筑,无论是在建筑结构方面还是在抗震设计方面都有别于其他建筑,不能直接引用现有控制标准。本文以厦门地铁火车站区间隧道工程为例,通过现场监测爆破振动速度,结合ANSYS/LS-DYNA有限元软件数值模拟,研究了爆破施工对上部大跨钢结构的振动特征,并通过应力曲线分析提出安全判定标准。主要得到以下结论:(1)隧道爆破存在空洞效应,在楼板面上掌子面两侧距离10m处的振动速度大于掌子面处振动速度。各楼层间的放大系数各不相同,一层的空洞效应最为显著。另外,高程对爆破振动速度具有显著的放大效应,随着楼层增高振动速度并没有表现出逐渐减小的特征:二层的振动速度明显大于一层的振动速度;三层的振动速度没有继续放大,相反表现为迅速减小。(2)楼板面上峰值振速的分布表现出鞭梢效应的特征:从里往外各质点振速峰值先增大再减小,之后再次增大最终减小,以此得到了整个楼板面上的振速变化规律以及楼板面上的振速分布图。通过对比分析发现:二层板面上的振速分布规律与一层极为相似,而三层的振速没有明显的分布规律。(3)根据振动速度、药量及爆心距三者的关系结合最小二乘法拟合萨道夫斯基公式,拟合出的公式系数符合工程场地条件。通过在模型上取点分析,得出了主体结构各种构件上应力的分布规律,借此得到构件上的最大应力。(4)从爆破地震能量、振速及应力三者之间的关系出发,得到可用应力来描述爆破振动的结论。在此基础上,通过应力曲线分析提出安全判定标准:根据最大振速与药量的关系式,得到最大容许振速;数值模拟结果与现场监测结果存在差异,两者相差在10%～25%之间。(5)考虑到频繁爆破使得结构、岩体发生累积损伤,会在一定程度上降低了上部建筑的抗震性能,因此建议实际爆破监测控制速度在爆破最大容许振速的基础上适当降低。通过一系列减震措施,减低震动效应,可达到保护主体结构的目的。