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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

骑行桥行人振动舒适度研究

以某设计新颖的骑行桥为背景,分析研究了该桥在行人行走、跑动作用下的振动舒适度问题。利用德国人行桥设计指南EN03规范推荐的计算方法对该桥最大加速度振动幅度进行了计算,并与对应的舒适度标准进行了对比。研究成果能够为同类桥梁设计提供技术参考。     

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.     

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.     

钢结构景观人行桥梁高和铺装对人致振动和阻尼器设计的影响

以上海临港顶新科学家公园环形景观人行桥为例，详细分析了人行桥行人舒适度评估和质量调谐阻尼器（TMD）的设计过程。在跨径、梁高、桥面附属等外部景观条件的约束下，针对人行桥主梁梁高和桥面铺装厚度两方面的业主要求，对TMD的合理布置、数量的优化做了研究。总结归纳了人行振动计算和TMD的设计经验。     

景区大跨径人行索桥“锁定”临界人数分析研究

由于自身结构柔性,大跨径人行桥梁容易发生人致振动现象,研究表明"锁定"现象对于行人舒适度的影响十分显著。该文以某景区大跨径人行索桥为研究对象,参考德国人行桥相关指南,通过有限元分析手段,考虑荷载等级的改变,进行了该桥的人致振动响应分析;对比分析了现有的3种"锁定"现象临界人数公式的准确性,可为类似人行桥设计和人流管控提供参考依据。     

某人行桥设计若干问题分析

结合川杨河两侧绿廊建设工程实例,对目前众多的人行桥舒适度判定标准提出了自己的见解,并由此得到咸塘港人行桥的舒适度分析计算结果,便于今后工程应用及研究参考。     

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。     

大跨度人行桥横向振动研究现状及展望

随着人行桥跨度的不断增大,轻质高强材料的运用,以及城市景观方面的追求,现代人行桥越来越朝着轻柔的方向发展。基于现有大跨度人行桥中不断出现的横向振动问题,该文对人行桥的行人荷载特性、横向振动理论以及振动控制方法进行了讨论,提出了人行桥横向振动研究和设计中存在的缺陷和不足,以及当前迫切需要研究的内容与方向。     

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。     

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。     

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。