荷載激勵(lì)下大懸臂人行橋減振分析研究.pdf

1、改革開放使得我國經(jīng)濟(jì)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)一步完善，人們對(duì)土木結(jié)構(gòu)的精神需求不再僅限于傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)。高強(qiáng)材料和外形美麗的結(jié)構(gòu)形態(tài)在工程中的應(yīng)用，現(xiàn)代人行橋的特點(diǎn)是大跨、輕柔、異形、低阻尼。懸挑斜拉人行橋以其優(yōu)美的線形，強(qiáng)大的視覺沖擊等優(yōu)點(diǎn)，得到了設(shè)計(jì)者的青睞。然而近年來，一些人行橋發(fā)生了由步行載荷激起的大幅度振動(dòng)，振動(dòng)加速度超過舒適度范圍引起行人行走不舒適甚至引起橋梁疲勞破壞。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)人致振動(dòng)做了很多研究，目前減振分析主

2、要集中在簡支梁、連續(xù)梁和框架等簡單結(jié)構(gòu)，對(duì)于大懸臂人行橋的減振分析很少。對(duì)于振型明顯的常規(guī)結(jié)構(gòu)，可僅考慮某階振型參與質(zhì)量進(jìn)行減振設(shè)計(jì)，若結(jié)構(gòu)振動(dòng)耦合效應(yīng)明顯，則需考慮多模態(tài)的影響。否則會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有分析與實(shí)際結(jié)構(gòu)有很大的差異。因此本文對(duì)人致激勵(lì)下人行斜拉橋的人行激勵(lì)荷載特性、減振激勵(lì)以及采用阻尼器減振分析等進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)以國內(nèi)某擬建大懸臂人行橋?yàn)楣こ瘫尘?，介紹了一般動(dòng)力分析的過程，分析阻尼比對(duì)自振特性

3、分析的影響。采用有限元軟件ANSYS建立動(dòng)力分析有限元模型，對(duì)鋼管截面、拉索截面、結(jié)構(gòu)形式等參數(shù)進(jìn)行動(dòng)力特性的影響研究，通過在主梁上部和下部輔加平聯(lián)桿件形成“封閉鋼箱梁”可以顯著增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度。但此時(shí)振動(dòng)頻率仍然小于3Hz，因此需要尋求其他控制標(biāo)準(zhǔn)。
　　(2)以活載撓度和頻率進(jìn)行設(shè)計(jì)無法充分利用發(fā)揮高強(qiáng)材料特性，分析國外所采用的的加速度控制標(biāo)準(zhǔn)，本文以德國EN03規(guī)范對(duì)舒適度等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　(3)對(duì)人行橋，提出采用諧響應(yīng)

4、分析判斷橋梁的持續(xù)動(dòng)力學(xué)性能。以一集中力模擬移動(dòng)活載效應(yīng)，分析速度等參數(shù)的影響。采用人群荷載模型進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力分析，考慮不同步頻下豎向加速度響應(yīng)值，提出步頻為2.5Hz時(shí)，振動(dòng)效應(yīng)最大。
　　(4)根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)減振器進(jìn)行分類，分析了對(duì)于主結(jié)構(gòu)無阻尼，子結(jié)構(gòu)有阻尼和無阻尼的結(jié)構(gòu)。減振頻帶范圍略有增加，但增幅不明顯，通過增大子結(jié)構(gòu)質(zhì)量并不能達(dá)到有效減振效果。對(duì)大懸臂人行橋進(jìn)行減振分析，綜合對(duì)比了采用TMD與MTMD減振效果，結(jié)果表明M