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。     

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。     

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。     

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。     

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...     

人群激励下钢桁架人行桥动力分析

基于人行荷载的傅里叶级数模型,运用强迫振动理论,通过建立MIDAS有限元模型进行理论计算,得到行人以不同速度通过钢桁架人行桥和分批次过桥时人行桥的动力响应时程与最大动力响应,分析人群激励下钢桁架人行桥的动力响应,得出行人对天桥的冲击效应不可忽略,并对人行天桥的舒适度进行评价。     

竖向荷载下饱和黏土地基的侧向变形性状分析

目前关于竖向荷载下地基侧向变形最大发生位置的确定,大都是基于数值模拟或模型分析,鲜有理论上的分析与计算。为深入研究地基侧向变形,基于布辛奈斯克等垂直荷载下黏土地基侧向位移的弹性理论解,对饱和黏土地基进行推导分析,分别得出其在竖向集中力、无限长线荷载、均布条形荷载下同一深度处各点的侧向变形规律及相应荷载下侧向变形最大发生位置。同时,以某均布条形荷载下饱和黏土地基的侧向变形为例进行数值模拟,结果表明:数值解与理论计算值吻合较好。     

振动压实下不规则颗粒细观响应的离散元模拟

为了揭示颗粒材料在振动压实中空间结构的演化过程,采用不规则颗粒及颗粒接触界面生成的二维算法子程序,在指定的级配类型范围内随机生成不规则颗粒体,分别赋予颗粒体和孔隙相应的材料参数,对振动压实作用下不规则颗粒体的细观响应进行了分析.数值模拟结果表明:在振动压实过程中,颗粒之间存在相对竖向位移和相对侧向位移.颗粒的侧向位移与竖向位移沿着轴对称线大体呈对称分布;颗粒空间结构的变化不仅表现为水平位移调整和竖向位移调整,而且还表现为旋转调整;发生较大转角的颗粒在试样中部的最大半径处,颗粒转角变化沿着主应力路径呈"涡"形分布;随着密实度的提高,颗粒长轴逐渐偏向与振动压实荷载垂直的方向.     

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。     

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。     

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。     

人行天桥竖向振动控制

该文介绍了国内外规范和标准关于人行天桥在人群荷载激励下产生竖向振动时的相关控制要求。为了解决人桥共振问题,设计上采用的基本方法主要有两种:频率调整法和限制动力响应值法[1];调整结构基频可以通过改变板厚、梁高或结构形式等实现;目前国内外也广泛采用调频质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)来限制结构的动力响应。该文以天津市南京路人行天桥工程为背景,详细分析了各种竖向振动控制方法的效果。计算表明:增加梁高和改变结构形式均能较大幅度的提高结构基频;采用TMD减振系统则可有效削减人行桥的共振反应。     

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。     

大跨度提篮式人行拱桥的振动病害分析与改造

针对柔性桥面系动力性能不佳,在行人步伐荷载作用下振动过大,甚至可能发生人桥共振的问题,对一实例桥梁进行自振特性分析,提出提篮式拱桥的前几阶竖向自振频率主要由拱肋性能决定,竖向高阶频率主要由桥面系性能决定,提高桥面系刚度不能有效错开行人步频和结构竖向自振频率,但能有效地减弱动力响应,提高桥梁的使用性能和安全性。根据此类桥梁的这一动力特性,可以有效地诊断出其振动病害并寻求合理的改造加固措施,通常有增加桥面系刚度或增设耗能减振系统两种方法,后者更有效,也可以将这两种方法结合使用。动力响应分析法能有效地进行人行桥振动病害分析和加固前后动力性能对比分析。     

下挂式人行桥由于交通荷载引起的舒适性分析

将人行道下挂在两幅主桥之间,这种设计方法在国内尚属首次应用,下挂结构刚度较小,由主桥的交通荷载引起的振动直接影响了行人的舒适感和安全感,因此这类人行桥的舒适性问题需要特别的研究。该文采用车桥耦合振动,通过大量数值模拟分析研究由于车辆过桥时引起的人行桥的振动响应。结果表明在良好路面条件下,当车辆(重车)少于10辆/侧时,人行桥的舒适性基本满足要求。路面平整度对舒适性有很大的影响,行车速度对人行桥的舒适性影响不明显。     

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。     

城市云道的人致振动舒适度分析

综合对比了国内外规范对于人行桥通行舒适度的规定,并以某城市云道工程人行桥为研究背景,利用大型通用有限元分析软件Midas/Civil建立背景工程的有限元模型,计算了其在人群荷载激励下的加速度响应,最后参考德国人行桥设计规范中的舒适度评价方法对该人行桥进行舒适度评价,并提出了相关建议.     

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。     

基于一种反应谱简化方法的人行桥振动分析

行人荷载是人行桥的激振源,当人行桥梁振动的位移、速度、加速度过大时,行人会因为极度不舒适而停下脚步或离开,因此人行桥的动力设计主要考虑的是结构的正常使用性能,其中,峰值加速度是衡量舒适度的重要参数.介绍了人行桥振动的基本原理以及反应谱方法的研究现状,引入具有一定保证率的概率性响应谱,并将其应用于工程实例,计算其峰值加速度,进而进行舒适度对比评价,为城市人行桥的设计计算提供了一种简单方便的方法.     

葡萄牙维亚纳人行桥施工与动力特性监测研究

葡萄牙维亚纳人行桥设计为平转式开启桥,桥塔基础采用10根?40mm的微型桩基础,桩基础施工采用大直径钢管围堰,微型桩钢管与钢筋笼绑扎在一起下放,在微型桩施工及钢管围堰底部混凝土浇筑完成后,可拆除。该桥的静、动力测试包括2个环境振动试验,采用频率振动法测量斜拉索索力,利用人群荷载估算桥梁的振动水平及向公众开放后前4个月内(监测期)的最大竖向响应加速度。试验结果表明:大多数情况下极限加速度幅值低于0.5m/s2,桥梁具有较高的使用舒适度;在少数情况下极限加速度幅值接近1m/s2,桥梁处于中等舒适度水平;偶尔极限加速度幅值在1~2m/s2,舒适度处在最小极限水平。横向振动仅发生在桥梁处于开启状态、受风荷载影响时、桥梁开启和闭合操作过程中。人行桥观测期内检测到的加速度最大值约为0.9m/s2。