人行橋人致振動分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代交通方式的不斷增多以及交通流量的不斷加快,為保證人群與車輛雙方的通暢與安全,城市人行橋得到了迅速發(fā)展。而隨著高強輕質(zhì)材料使用的增多和對結(jié)構(gòu)形式美學(xué)要求的提高,現(xiàn)代人行橋變得越來越輕柔、大跨、低阻尼化。近年來,一些人行橋發(fā)生了由行人激起的大幅度側(cè)向振動,嚴重影響到行人行走的舒適性。對目前人行橋研究成果的總結(jié)發(fā)現(xiàn)人們對側(cè)向振動的機理認識還不足。當(dāng)前我國正在建設(shè)的大跨輕柔城市人行橋日益增多,深入研究人行橋的側(cè)向振動機理及動力設(shè)計方法是

2、亟需解決的問題。本文以國內(nèi)一座主跨200m的人行斜拉橋為背景,對人行橋振動問題中的人致振動機理、側(cè)向動力失穩(wěn)臨界行人數(shù)以及減振措施等進行了研究,主要工作如下：
　　 ⑴從結(jié)構(gòu)動力學(xué)入手,將行人與人行橋的相互作用簡化成廣義單自由度系統(tǒng),并采用中心差分法來求解結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。
　　 ⑵詳細介紹5種人行橋標準規(guī)范,即英國規(guī)范BS5400、歐洲規(guī)范Eurocode、ISO10137、瑞典規(guī)范Bro2004以及德國規(guī)范EN03。并

3、對規(guī)范進行綜合比較,總結(jié)它們在荷載模型和振動使用性標準的異同之處。
　　 ⑶介紹了人致振動機理中的強迫振動理論與自激振動理論,并給出了用于計算側(cè)向動力失穩(wěn)臨界行人數(shù)的Newland公式和Dallard公式。利用ANSYS商業(yè)軟件對綿陽會客廳一號橋進行有限元建模,并對其進行動力特性分析,得到一號橋振動的各階頻率和振型。對各敏感模態(tài)分別計算了共振時的加速度響應(yīng),評價了其行走舒適性。依據(jù)Newland公式與Dallard公式得到了一號

4、橋的側(cè)向動力失穩(wěn)的臨界行人數(shù)。再根據(jù)中心差分法,參考Nakamura模型,利用matlab編程對簡化后的一號橋單自由度模型進行振動響應(yīng)分析,并對其進行參數(shù)分析,研究各種參數(shù)如行人密度,質(zhì)量,同步程度等對結(jié)構(gòu)振動的影響。
　　 ⑷介紹了幾種改善人行橋振動的減振措施以及3種常用的阻尼系統(tǒng),即調(diào)質(zhì)阻尼器(TMD)、調(diào)液阻尼器(TLD)和粘滯阻尼器。另外根據(jù)一號橋的仿真分析計算結(jié)果,提出了一套TMD減振設(shè)計方案,使一號橋的振動滿足舒適性