人行橋人致振動(dòng)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(qiáng)輕質(zhì)材料使用的增多和對(duì)結(jié)構(gòu)形式美學(xué)要求的提高,現(xiàn)代人行橋變得越來(lái)越輕柔、大跨、低阻尼化。近年來(lái),一些人行橋發(fā)生了由行人激起的大幅度側(cè)向振動(dòng),嚴(yán)重影響到行人行走的舒適性。對(duì)目前人行橋研究成果的總結(jié)發(fā)現(xiàn)人們對(duì)側(cè)向振動(dòng)的機(jī)理認(rèn)識(shí)還不足。當(dāng)前我國(guó)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(dòng)機(jī)理及動(dòng)力設(shè)計(jì)方法是

2、亟需解決的問題。本文以國(guó)內(nèi)一座主跨200m的人行斜拉橋?yàn)楸尘?對(duì)人行橋振動(dòng)問題中的人致振動(dòng)機(jī)理、側(cè)向動(dòng)力失穩(wěn)臨界行人數(shù)以及減振措施等進(jìn)行了研究,主要工作如下：
　　 ⑴從結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)入手,將行人與人行橋的相互作用簡(jiǎn)化成廣義單自由度系統(tǒng),并采用中心差分法來(lái)求解結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。
　　 ⑵詳細(xì)介紹5種人行橋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,即英國(guó)規(guī)范BS5400、歐洲規(guī)范Eurocode、ISO10137、瑞典規(guī)范Bro2004以及德國(guó)規(guī)范EN03。并

3、對(duì)規(guī)范進(jìn)行綜合比較,總結(jié)它們?cè)诤奢d模型和振動(dòng)使用性標(biāo)準(zhǔn)的異同之處。
　　 ⑶介紹了人致振動(dòng)機(jī)理中的強(qiáng)迫振動(dòng)理論與自激振動(dòng)理論,并給出了用于計(jì)算側(cè)向動(dòng)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(duì)綿陽(yáng)會(huì)客廳一號(hào)橋進(jìn)行有限元建模,并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力特性分析,得到一號(hào)橋振動(dòng)的各階頻率和振型。對(duì)各敏感模態(tài)分別計(jì)算了共振時(shí)的加速度響應(yīng),評(píng)價(jià)了其行走舒適性。依據(jù)Newland公式與Dallard公式得到了一號(hào)

4、橋的側(cè)向動(dòng)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(duì)簡(jiǎn)化后的一號(hào)橋單自由度模型進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)分析,并對(duì)其進(jìn)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(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響。
　　 ⑷介紹了幾種改善人行橋振動(dòng)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(hào)橋的仿真分析計(jì)算結(jié)果,提出了一套TMD減振設(shè)計(jì)方案,使一號(hào)橋的振動(dòng)滿足舒適性