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”。     

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...     

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。     

大跨度人行桥舒适性分析和TMD减振设计

随着对景观要求的提高,人行桥向着轻柔和大跨度方向发展.目前,我国规范对人行桥舒适性评价标准并不适合大跨度人行桥.通过研究对比国内外相关规范,推荐采用德国人行桥设计指南进行舒适性评价.而对于无法满足舒适性要求的人行桥需要采用一定的减振措施,如广泛采用的减振措施——调谐质量阻尼器(TMD)的设计方法.同时以一座百米级桁架梁桥为例,采用时程分析方法,按照德国人行桥设计指南对桥梁舒适性进行评价,并采用TMD进行减振处理,分析结果表明减振效果显著.     

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。     

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。     

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。     

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。     

人行桥的振动控制分析

在人群荷载激励下,会导致大跨度人行桥产生较大的振动,影响桥梁的安全性和桥上行人的舒适性。该文以某人行桥为研究对象,在人行桥跨中设置了调谐质量阻尼器(TMD),计算得到了TMD的各最优参数,并进行了动力特性分析,研究了在动荷载作用下TMD对人行桥的减振效果。     

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。     

大跨度钢箱梁TMD结构设计的关键技术

江苏省崇启长江公路大桥185m跨钢箱梁TMD减振系统设计采用了成熟的质量调谐技术,为国内大跨连续钢箱梁减振史上的首创。文中针对大跨钢箱梁TMD系统的设计过程,着重阐述了TMD结构设计的关键技术。     

燕罗人行桥人致振动分析与控制研究

鉴于我国现行的人行桥规范较为陈旧,对人行桥动力特性要求过于苛刻,不利于大跨径、纤柔的人行桥动力设计,本文结合国内外学者的研究以及国外现行的人行桥设计指南,以深圳市燕罗人行桥工程为背景,对大跨径人行桥的振动控制设计方法进行研究并实践。实践结果显示,调谐质量阻尼器(下文称TMD)的布置,可以有效降低大跨度人行桥人致振动响应,提高行人舒适度。     

人行桥振动舒适性评价方法及标准研究现状

人行桥在振动荷载作用下,可能出现大幅振动,给行人带来不适的心理反应。现行各国规范对人行桥振动舒适性的评价方法主要有避开敏感频率法和限制动力响应值法。最常用的评价指标是加速度ak,根据ak所处的范围来确定人的振感。英国BS 5400和欧盟Euro code采用结构振动响应的峰值加速度alim作为人行桥的舒适性评价指标;瑞典国家规范Bro 2004采用均方根加速度aRMS作为人行桥的舒适性评价指标;国际化标准组织ISO制定出人行桥振动舒适性的国际通用标准,由表示频率和振动均方根加速度(r.m.s)关系的感觉曲线和处于振动环境中的疲劳容许时间构成。由不同规范的比较结果可以看出,在低阶频率范围内(小于2 Hz),4个规范规定的加速度指标均比较接近,而在高阶频率范围内相差甚大。     

TMD系统对钢桥的振动控制与延寿效果分析

针对调谐质量阻尼器(TMD)系统对钢桥延寿方面研究的不足,采用有限元仿真分析手段,以一座主桥跨径为(55+80+55)m的连续钢箱梁桥对TMD系统的振动控制和延寿效果进行了研究,分析了质量比、阻尼比、频率比等参数对TMD系统减振效果的影响,并得出了TMD系统的最佳参数取值。最后,通过对设置TMD系统和未设置TMD系统的钢箱梁桥疲劳寿命的对比分析,评估了TMD系统的延寿效果。     

大跨度曲线人行桥人致振动分析与耦合振动控制研究

随着人们对城市景观以及桥梁美学的不断追求,人行拱桥跨度不断增加、结构趋于复杂,因此该类桥梁人致振动问题日显突出。该文以北水湾人行桥为工程实例,研究了该桥的动力特性,对人致振动响应理论分析结果进行了舒适度评价,采用调谐质量阻尼器(TMD)探讨和比较了大跨度曲线人行拱桥竖、横向耦合人致振动控制方案。结果表明:此类桥梁具有频率低、振动耦合现象显著的特点,需对其人致振动进行减振控制;理论分析和现场实测证明采用一个4t竖向TMD可控制其两个方向的耦合振动,控制措施有效。     

大跨度人行斜拉桥TMD减振分析

为避免人行桥发生共振,以新金牛(岛型)公园C、D地块人行斜拉桥为例,通过数值仿真和脉动试验得到了人行斜拉桥的一阶自振频率。进一步地,选取人行激励荷载,确定舒适度评价标准。最后,数值分析了原桥的振动响应,并根据原桥动力分析结果设计了调谐质量阻尼器(TMD)减振方案。研究结果表明：本桥端跨的一阶竖弯频率为2.73 Hz,跨中频率为1.51 Hz；安装TMD后,端跨和跨中的加速度峰值符合舒适度标准,TMD减振效果最大可达到60%。     

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。     

大跨下承式单肋钢管混凝土人行拱桥设计

该文介绍一座大跨下承式拱肋钢管混疑土人行拱桥的设计.高翔东路人行桥采用单跨100.5m下承式单肋钢管混凝土拱桥.两岸均设置梯步和缓坡道,主桥全长104.7m,主拱肋为矢跨比1/6的悬链线拱.主拱肋采用φ1 200×26- 18 mm钢管混凝土结构,管内混凝土采用C50自密实补偿收缩混凝土.拱肋钢管采用无缝钢管或直缝焊接钢管.主梁采用单箱双室钢箱梁,全宽7m,跨中梁高1.0m,梁端高度1.8m.吊杆采用刚性吊杆（GLG460-UU型钢拉杆）,强度等级为460 MPa.吊杆两端采用销轴与拱肋、主梁连接.主墩采用直径1.4m的钢筋混凝土圆柱墩,桩基础为嵌岩桩;桩基础采用直径1.5m钻孔灌注桩,桩基础为嵌岩桩.梯步、缓坡道及平台均采用桩基础＋钢管墩的形式,桩基础采用摩擦桩.经结构分析验算,人行桥结构的内力、变形、稳定均满足规范要求,人致振动分析表明在正常使用荷载和不利荷载作用下人行舒适性均能满足规范要求.     

连续多跨曲线人行桥的人致振动研究

连续多跨曲线人行桥跨度大、重量低,而且各桥跨之间存在相互作用,其人致振动问题较为突出。以某人行桥为例,运用ANSYS结构分析软件,参考舒适度评价方法,研究该人行桥在不同人群激励下的人致振动响应。结果表明,与人群均布作用相比,非均布作用引起的竖向振动响应相对更大,其原因在于均布作用时各桥跨的竖向振动相互干扰严重,致使其响应低于非均布作用;而在均布作用下侧向振动响应较大,这是由于均布作用时各桥跨的同步人数总体上相对较多,更易造成剧烈的侧向振动。     

大跨度人行桥TMD减振分析

大跨度人行桥,无论采用何种结构形式,其结构基频均难以保证在步行力的影响频率范围以上.该文结合主跨100 m钢桁架人行桥,介绍大跨度人行桥的动力特性分析,确定各阶模态的频率和振型,舒适度指标的确定和步行激励荷载的选取,采用TMD对大跨度人行桥进行减振分析.