韩国首尔仙游人行拱桥

韩国首尔仙游人行桥是一座主跨120 m的活性微粉混凝土拱桥。概要介绍该桥主桥结构平面及横截面特点、活性微粉混凝土材料的力学特性、结构分析、施工过程,以及为满足行人舒适度要求,在桥上设置的调谐质量阻尼器。     

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。     

山区简易刚性悬索桥振动舒适性评价

目前山区简易刚性悬索桥的振动舒适性问题越来越突出,而考虑车致桥梁振动影响行人行走舒适性的研究相对较少,因此分析通行车辆引起悬索桥振动响应的问题有着重要的现实意义。以某山区悬索桥为对象,分析了具有代表性的6种车辆荷载工况下的桥梁结构振动响应,并结合ISO2631标准和德国EN03规范对桥梁结构的振动舒适性进行了讨论。结果表明,按照ISO2631标准,所有车辆荷载工况下的桥梁振动加速度响应均方根值位于0.31～0.635 m/s²,处于“中度舒适”范围,结构的振动舒适性满足规范要求;而按照德国EN03规范,在工况1～4车辆荷载条件下,桥梁结构的竖向加速度峰值满足规范要求,行人行走处在“中度舒适”范围内,但是在工况5、6车辆荷载条件下,结构有部分位置竖向峰值加速度不满足规范要求。为了保证行人在桥上行走的舒适性,在未来设计当中应当限制过桥车辆的荷载以及车辆的行驶速度,同时要加强对桥面的养护,防止路面出现破损以致加大车辆对结构的振动作用,影响行人行走的舒适性。     

桥梁结构MTMD被动控制机理及试验

为了研究桥梁结构多重调谐质量阻尼器(MTMD)被动控制的特点及减振效果,根据能量守恒原理推导出了地震作用下桥梁结构动能、阻尼耗能、应变能和地震输入能的增量表达式,并用Visual C++6.0语言编制了能量时程分析程序.基于桥梁的能量时程分析,从地震能量输入、地震能量分配与耗散2个方面阐述了MTMD的制振机理.最后通过MTMD振动台模拟试验验证了计算结果和制振机理分析的正确性.     

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。     

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。     

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.     

某景区人行悬索桥舒适度分析

以某景区内的1座人行悬索桥为研究背景,结合国内外相关研究结果,建立人行荷载模型及舒适度评价指标要求,介绍了该类人行悬索桥在不满足国内人行桥设计规范要求时对舒适度的评价方法及过程;同时,为进一步提高舒适度,进行了基于调谐质量阻尼器(TMD)的减振措施预案设计。结果显示,该人行悬索桥基频较低,不会出现人桥共振,舒适度满足限值要求;TMD减振措施能有效提高桥梁结构的舒适性。分析结果可为国内建立此类桥型的舒适度评价体系提供参考。     

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。     

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。     

竖弯涡振作用下桥上列车行车安全舒适性研究

为研究高速铁路桥梁竖弯涡振对桥上列车行车安全舒适性的影响,以某大跨公铁两用斜拉桥和CRH2型动车组为背景,进行风-车-轨-桥耦合系统振动分析。基于ANSYS与SIMPACK联合仿真平台,引入桥梁涡激力数值模型,建立风-车-轨-桥耦合系统振动模型,对比10 m/s平均风速下主梁发生与未发生竖弯涡振时桥梁和列车的动力响应,并分析不同列车速度的影响。结果表明：竖弯涡振会加剧桥梁和列车的竖向响应,而列车的存在会使发生竖弯涡振时的桥梁竖向位移和加速度分别降低31.8%和42.4%,对主梁竖弯涡振具有一定的抑制作用;主梁发生竖弯涡振时列车行车安全性指标峰值和竖向舒适性指标(竖向加速度和竖向Sperling指标)峰值明显大于未发生竖弯涡振时,并均随着车速的增大而增大;当车速超过230 km/h时,列车轮重减载率超过安全限值0.6,当车速超过200 km/h时,桥上列车竖向加速度超过安全限值1.3 m/s²。     

基于桥梁在线监测信号的吊杆阻尼识别

风荷载、环境荷载及车辆荷载会引发吊杆不同程度的振动,同时吊杆会受到阻尼器的抑振作用。文中采用经验模态分解法(EMD)、随机减量技术(RDT)、Hilbert变换(HT)及滤波技术进行吊杆的阻尼识别,阐述了技术原理及其改进方法;利用桥梁健康监测系统,将经过小波变换滤波处理的加速度在线监测信号采用EMD得到各阶模态响应(IMF),提取IMF经过RDT及HT识别出吊杆模态参数,评估阻尼器使用状态。     

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。     

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%。     

海口司马坡钢桁架异形桥的抗风设计

桥梁结构风致抖振响应主要基于节段模型测力及准定常抖振理论进行,但这一方法无法适用于结构外形新颖的异形桥梁,也无法反映结构在斜风向下的风致响应特性。该文以跨度152.8m的海口司马坡大桥——异形钢桁架桥为研究背景,基于全桥刚性模型测压试验结果对大桥在全风向角下的三维抖振特性进行了数值分析,并研究了采用调谐质量阻尼器抑制抖振响应的可行性。结果表明:主梁竖向最大位移、支座反力和杆件内力的最不利值发生在风向与桥轴线垂直的正交风工况,而竖桥向最大加速度响应出现于斜风向。此外,结构阻尼比取值对结构响应分析影响较大。该文研究进一步验证了桥梁抖振响应不总是以正交风最为不利,在异形桥梁的抗风设计中应重视斜风效应。     

土耳其伊兹米特海湾大桥钢塔抑振系统设计

土耳其伊兹米特海湾大桥主桥为(566+1 550+566)m三跨连续悬索桥,主梁采用扁平钢箱梁,桥塔为高236.4m的钢塔,2个塔柱各划分22个节段架设施工。针对钢塔施工阶段及成桥状态较易发生较大的风致振动问题,通过调研不同的桥塔抑振系统,结合该桥桥塔施工方案,开展了钢塔施工阶段和成桥状态的风洞试验,确定抑振系统需要提供的附加阻尼值,设计了一套AMD阻尼器作为该桥风致振动控制阻尼装置。全桥共使用8个AMD阻尼器(塔柱中4个,横梁上4个),单个阻尼器主体部分长3.864m、宽1.6m、高1.35m、重15t。设计的抑振系统同时可以保证钢塔在施工阶段和成桥状态结构的安全性和舒适性。     

人行景观斜拉桥舒适度研究

桥梁舒适度是人行天桥设计需要考虑的重要因素之一。对于人行斜拉桥等大跨径轻柔结构,采用现行规范推荐的频率调整法,其设计合理性不足,限制了人行桥的建设发展。对比国内外规范,认为采用限制动力响应值法分析行人步行舒适度更符合工程实际情况。参考德国人行桥规范EN03-2007,对某主跨88 m人行景观斜拉桥进行舒适度分析。结果表明,虽然该桥竖向自振频率<3 Hz,但在人流量小于0.85人/m²时,行人舒适度优良,在0.85～1.5人/m²时;处于中等舒适状态,满足人行桥的设计需求。     

大跨胶合木人行桥动力特性分析

山东省滨州市飞虹桥为单跨跨度99 m的大跨度胶合木人行桁架拱桥,为了解大跨木结构桥梁的动力特性,同时为推广该类型桥梁的工程应用提供依据,采用有限元计算和现场实测的方法对该桥的振动模态进行了对比研究,并根据不同标准对该桥的人致振动性能进行了分析。结果表明：桥梁竖向频率测试结果与有限元计算结果接近,因桥面系会提供一定横向刚度,横向频率测试结果大于有限元计算结果;桥梁自振频率满足中国《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ 69—95)标准的人致振动竖向自振频率限值要求,依据EN 1990-Annex A2-2005标准、ISO 10137:2007标准计算行人荷载作用下的桥梁振动加速度,桥梁的竖向和横向振动加速度均能满足对应标准的舒适性指标要求。     

祁家黄河大桥振动控制与舒适度评价

以净跨180m的上承式钢管混凝土拱桥为例,在考虑车桥耦合振动的基础上,引入振动加速度峰值和振动感觉指标,研究车辆荷载作用下桥梁的振动控制问题,给出了舒适度的评价方法。评价结果表明,该桥在设计车速下条件下比值小于0．61,满足舒适度标准,但结构刚度并非象挠度检算表明的那么富裕,在稍微超速的情况下即以超限。由此可见,活载挠度限值并不能有效地控制桥梁结构的振动,为了确保桥梁安全和舒适性,建立我国桥梁振动判断标准势在必行,并使以人为本的设计理念得到真正的落实。