荷載激勵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，得到了設(shè)計者的青睞。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，振動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)者對人致振動做了很多研究，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)，對于大懸臂人行橋的減振分析很少。對于振型明顯的常規(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，若結(jié)構(gòu)振動耦合效應(yīng)明顯，則需考慮多模態(tài)的影響。否則會導(dǎo)致現(xiàn)有分析與實際結(jié)構(gòu)有很大的差異。因此本文對人致激勵下人行斜拉橋的人行激勵荷載特性、減振激勵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為工程背景，介紹了一般動力分析的過程，分析阻尼比對自振特性

3、分析的影響。采用有限元軟件ANSYS建立動力分析有限元模型，對鋼管截面、拉索截面、結(jié)構(gòu)形式等參數(shù)進(jìn)行動力特性的影響研究，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。但此時振動頻率仍然小于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)范對舒適度等級進(jìn)行評價。
　　(3)對人行橋，提出采用諧響應(yīng)

4、分析判斷橋梁的持續(xù)動力學(xué)性能。以一集中力模擬移動活載效應(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，振動效應(yīng)最大。
　　(4)根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)對減振器進(jìn)行分類，分析了對于主結(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。對大懸臂人行橋進(jìn)行減振分析，綜合對比了采用TMD與MTMD減振效果，結(jié)果表明M