大跨度单索面曲线悬索桥人致振动舒适性及减振措施研究

随着桥梁美学和城市景观的追求以及新型轻质高强材料的运用,人行桥梁的跨度不断增大,基频不断降低,带来的人致振动问题也日益突出。以厦门山海健康步道节点二桥梁——单塔单索面曲线悬索桥为背景,通过行人激励下人致振动响应,分析人致振动峰值加速度和侧向锁定及其临界人数,并对安装调谐质量阻尼器(TMD)减振方案进行参数优化。结果表明:在人致振动竖向敏感频率范围内,即3 Hz以内,共有19阶模态,且模态振型耦合现象严重,不仅有主梁与桥塔、主缆耦合振型,还有主梁竖向与侧向耦合振型;第10阶和第15阶人致振动加速度峰值分别为2.127 m/s~2、3.778 m/s~2,超出CL1级舒适性指标,第7阶临界锁定人数为236人,小于设计人数1 235人;提出安装TMD并优化其基本参数,安装TMD后桥梁满足人致振动CL1级舒适性要求。     

人行索道桥振动分析研究

人行索道桥主梁刚度小、自重轻,行人过桥时易产生振动,影响桥梁正常使用。以某景区人行索道桥为研究对象,对其TMD阻尼器安装前和安装后2个工况进行人桥耦合振动分析研究,以验证结构振动特性和阻尼器安装效果。     

三跨钢箱连续梁人行桥人致振动舒适性分析与减振控制

人行桥跨度的增加以及轻质高强材料的广泛应用，使得结构基频不断降低，进而带来了较为显著的人致桥梁振动舒适性问题。现基于人致振动理论，分析了行人荷载的作用特性和国内外规范对行人舒适度评价方法的异同，并采用有限元仿真计算，分析了高密度人群下的人致振动响应，比较了三种不同的梁高方案与其产生的人致振动效应，以及采取减振控制后的效果。结果表明，在钢箱梁人行桥结构人致振动性能保证的前提下，基于多组TMD的振动控制措施具有良好的成本控制可行性。     

大跨径人行桥人致振动舒适度分析

人行桥的主要荷载源于行人和非机动车,对于大跨径轻柔桥梁结构,在行人激励之下更容易发生大幅振动,引起舒适度问题。依托国内某大跨径人行提篮拱桥,参考国外人行桥设计指南,通过有限元时程分析方法,计算获得不同荷载激励下结构最大加速度响应时程曲线,进行行人振动舒适度评价。另外,针对不同模态设计相应的TMD减振系统,并进行减振效果分析。     

基于TMD的拉索振动控制研究

对基于安装位置不受局限的TMD阻尼器的拉索多模态耦合振动控制进行了研究,理论推导建立了张紧索-多TMD阻尼器模型、基于张紧索模型的TMD阻尼器参数优化,并进行了相关的数值计算,结果表明多个TMD阻尼器能有效地控制拉索的多模态耦合振动.     

车辆荷载作用下双工字钢-混组合连续梁桥振动控制研究

车桥耦合作用下，钢-混凝土组合梁桥竖向振动问题比较突出，这将影响行人的安全及舒适性。以中国某三跨双工字钢-混凝土组合连续梁桥为研究对象，对桥梁进行车桥耦合振动分析及控制。基于Newmark-β法在ANSYS中利用APDL语言建立车桥耦合振动模型，并对不同车重、车速和路面等级下的桥梁竖向加速度振动响应进行分析。在桥梁各跨跨中安装调谐质量阻尼器(TMD)对桥梁振动进行控制，采用最佳参数调整方法确定TMD参数。对安装TMD前后的桥梁振动响应进行对比分析，并结合Sperling指标对行人舒适度进行评价。研究结果表明：车速、车重和路面等级均是导致行人舒适度变差的重要因素;2辆同型号车辆按相应车道并排行驶，安装TMD后，随着车速的增大，桥梁跨中竖向加速度峰值减小率逐渐增大，当车速为120 km·h^-1时，桥梁跨中竖向加速度峰值减小率达到43.7%，Sperling指标从2.76降到2.33，振动控制效果最为明显;随着车重的增加，桥梁跨中竖向加速度峰值减小率基本呈增大趋势，当各车重为40 t时，桥梁跨中竖向加速度峰值减小率为29.1%，Sperling指标从2.20减小到1.99，行人舒适度得到了较大改善;随着路面不平顺等级的增大，桥梁跨中竖向加速度峰值减小率也逐渐增大，C级路面时加速度峰值减小率可达到29.4%，控制效果明显。因此，安装TMD对不同车重、车速和路面等级下的桥梁跨中竖向加速度响应均起到了控制作用，对双工字钢-混凝土组合连续梁桥安装TMD可以有效地改善行人舒适度。     

四川绵阳安昌河人行景观桥的横向振动与动力设计

随着人行桥跨度的不断增大以及对桥梁美学和城市景观的追求,人行桥的基频不断降低,其振动及带来的行走舒适性问题也相继日益突出。结合一梁拱组合体系的人行景观桥,对人行桥人致振动的理论及动力设计方法进行探讨。     

外倾单肋曲线人行钢拱桥振动舒适度评价

现代人行桥为追求美观,其设计多采用大跨轻柔的复杂结构形式。基频过低的人行桥易受行人荷载激励产生共振,从而影响行人通行舒适性。为探究人桥共振的舒适度评价机制,该文以外倾单肋曲线人行钢拱桥为研究对象,基于Midas/Civil平台对结构进行振型分析;结合德国规范EN03建立了不同人流密度下的人群荷载模型,通过时程分析和单自由度方法对比了桥梁振动峰值加速度,两者差值不超过2%;根据舒适度指标,对桥梁进行综合评价。结果表明:多人荷载数学模型仍需改善;人致振动加速度与行人密度正相关,但行人过密难以走动会引起动力效应的衰减;桥梁在正常运营状态下的振动舒适度满足要求。     

空间曲梁景观步行桥人致振动分析及减振设计

以某空间曲梁景观步行桥为例,介绍人行桥人致激励振动分析方法及减振设计方案。首先阐述了人行荷载产生的机理和简化力学模型,给出了人行桥振动舒适性评价指标;其次利用有限元软件,模拟了该景观步行桥在不同人行荷载工况下的人致振动响应,并根据舒适性评价指标进行人行桥舒适性评估;最后根据评估结果并考虑到实际结构的不确定性以及该桥的重要性,对该桥进行基于调频质量阻尼器(TMD)的减振预案设计。计算结果表明,经过减振设计之后,该桥主梁的加速度峰值大幅下降,将不会出现超过人行舒适性的人致振动。     

大跨径人行桥人致振动舒适性研究

国内对大跨径人行桥人致振动舒适性研究较少，以某大跨径人行斜拉桥为例，采用强迫振动法和全桥连续行人流荷载模型，结合德国人行桥设计指南EN03(2007)，阐述了大跨径人行桥人致振动舒适性的评价过程，并采取了在桥上安装调频质量阻尼器(TMD)系统的减振措施设计。结果表明，通过减振措施，该桥的人致振动舒适性评价从“差”提高到了“最佳”。     

拱桥结构动力分析及振动控制研究

该文在结构振动控制理论的基础上,对实际的拱桥模型进行了空间有限元分析和振动控制研究。研究中对TMD和MTMD的安装位置进行了探讨,并且对其参数也进行了合理的设计。计算结果表明只要减振装置的安装位置正确及参数合理,就能够有效地减小结构在移动荷载作用下的动力响应。     

单主缆悬索桥人致振动研究及减振控制

为给单主缆悬索桥的减振控制设计提供参考,以主跨400m的合川渠江景观大桥为工程背景,建立了ANSYS有限元模型,在考虑了不同密度和加载方式的影响后,计算了人群荷载及跑步荷载作用下的桥梁人致振动,对其进行了舒适度评价,并在此基础上设计了调谐质量阻尼器(TMD)以控制该桥的人致振动。研究结果表明:德国EN03人行桥设计指南的计算结果偏于保守;等效人群荷载的计算结果大于随机人群荷载的计算结果;该桥在跑步荷载下的人致振动响应较大,不满足人行桥的舒适度要求,但在加设TMD减振系统后,该桥的人致振动响应得到很好的控制。     

大跨度铁路钢桁拱桥车—桥耦合振动分析

为使列车高速通过大跨度铁路钢桁拱桥时具有良好的走行性,同时使桥梁具有良好的动力安全性,对该类桥梁的车-桥耦合振动进行分析.基于车-桥耦合振动理论,采用三角级数法模拟轨道随机不平顺,联立轮对沉浮振动及侧滚振动方程迭代求解轮轨力,采用迭代法求解桥梁及车辆响应.以南京大胜关长江大桥为例,采用推荐方法对该桥在不同列车(德国ICE3动力分散式高速列车、中华之星列车、南京轻轨列车、空载P62货物列车)以不同速度通过时,桥梁和车辆的动力性能进行分析.分析结果表明,该桥安全性和列车安全性、平稳性指标均满足要求,列车平稳性优良,推荐的计算模型及简化方法可用于同类桥梁的车-桥耦合振动分析.     

大跨异形人行拱桥舒适度分析及TMD减振控制

综合分析现有规范对舒适度分析的规定要求，结合国内外规范确定了大跨异形人行拱桥舒适度分析流程。同时对桥梁结构进行了TMD减振控制分析，对比分析了阻尼器的质量、刚度及布置形式等因素对舒适度的影响，提出了阻尼器布置的合理方案，对相似工程可以提供一定参考。     

基于TMD的大跨连续钢箱梁人致振动分析研究

一般大跨连续钢箱梁人行桥难以满足我国现行规范对人行桥竖向自振频率的严苛要求(不应小于3 Hz)。为了对此类桥梁的人致振动舒适性进行适合准确的评价及优化,并为我国人行桥有关规范的制定提供依据,以一座(58.6+110+58.6)m大跨连续钢箱梁人行桥为例,参照德国人行桥设计指南(EN03-2008),以人群动荷载作用下结构的加速度幅值为指标对该桥的人致振动舒适性进行评价,并对舒适性不满足要求的特定模态采用布置调质阻尼器(TMD)的方法进行减振处理。分析研究表明:TMD可有效地控制结构相关模态下的人致振动响应,在人行桥第1、第3阶模态峰值位置布置总重6 000 kg TMD后,两阶模态的人致振动减振率分别为86.5%、86.3%,最大竖向加速度幅值在0.5 m/s~2以下,满足设计指南最好舒适性指标。     

TMD调制阻尼器在桥梁工程中的应用

简要介绍了历史上典型的人行动载引起的桥梁振动问题,以及TMD调制阻尼器的工作原理。以工程案例的形式分别列举了TMD调制阻尼器减振装置用于大跨人行悬索桥减振、梁桥减振的成功实践。最后对减振装置的预期发展进行了展望。     

多变空间连续桁架人行景观桥振动控制研究

本文介绍了对一座人行景观桥的振动控制研究。人行桥为实现建筑造型而采用了复杂的空间桁架结构,结构在各向的刚度较小,其自振频率与人行敏感频率接近可能诱发结构出现过大振动,故采取了阻尼器振动控制措施。本文介绍了对原始结构的动力特性分析、阻尼器布置方案设计、结构减震效果分析、阻尼器参数及适应性分析。经过理论研究及实际应用,桥梁减震效果达到预定目标。     

广州海心桥人致振动研究

海心桥为主跨198.152 m的钢结构曲梁斜拱人行桥,具有轻质、斜拱、空间曲线结构的特性,动力特性复杂,需对其进行人致振动研究。采用有限元软件MIDAS Civil建立空间有限元模型,根据德国人行桥设计指南EN03(2007)(简称德国EN03规范)和我国《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ 69—95)(征求意见稿)(简称我国规范征求意见稿),基于单自由度共振法分析了人致振动加速度峰值以评价该桥的人致振动舒适性,并基于Dallard公式确定人致横向动力失稳临界人数以分析该桥的横向动力稳定性。结果表明：该桥的主梁和拱肋刚度相近,存在竖向振动与横向振动耦合的动力特性,因此人致振动分析时充分考虑了两者的耦合作用;分别有13阶、9阶模态的竖向加速度和11阶、10阶模态的横向加速度不满足德国EN03规范、我国规范征求意见稿CL1舒适性标准;低阶频率下两规范计算的加速度峰值及舒适性评价结果接近,高阶频率下德国EN03规范计算的加速度峰值较大,舒适性评价结果更加保守;该桥1阶及3阶模态横向失稳临界人数对应人群密度均小于设计人群密度,当桥梁发生1阶或3阶振动时存在横向失稳的可能,加装TMD后横...     

人行吊桥振动控制设计探讨

本文依托大通河人行吊桥的设计,对全桥结构动力特性分析,确定各阶段模态的频率和振型,从中找出对人行荷载敏感的模态,接着确定桥梁的容许行人密度(如有性畜通过,则进行折算)。选用相关规范和指南,评定人行吊桥舒适度指标。最后采用空间有限元软件对人行吊桥结构振动进行模拟计算,利用研究成果对人行吊桥采取振动控制措施。     

太原市汾河跻汾人行桥减震设计及研究

通过研究太原市汾河跻汾人行桥的减震设计,对设置调频质量阻尼器(TMD)前后进行了比较。分析了大跨径人行桥在人行荷载作用下的竖向及侧向振动加速度,确定人行桥是否满足舒适度及人致动力稳定要求。