大跨度人行桥人致振动研究及控制

针对我国规范关于人行桥舒适度评价不完善问题,结合国内外研究成果,建立人群荷载模型,选定振动加速度作为人行桥竖向、横向舒适度评价指标,并以一实桥工程为依托,进行动力响应分析及舒适度评价,采用电涡流TMD进行振动控制,取得很好效果,为同类工程设计提供参考。     

某钢结构人行桥人致侧向振动及舒适度分析

以某钢结构人行桥为例,建立有限元模型,分析其侧向振幅过大影响行人行走舒适度的原因,得出原设计主跨跨中侧向加速度幅值位于不舒适级别,采取设置K形平联以提升结构侧向刚度进行振动控制,达到预期效果。案例证明,中小跨径的钢结构人行桥也可能出现人致侧向振动,建议在人行桥设计阶段采用频率调整法和限制动力响应值法相结合进行振动特性研究。在没有提出适合中国国情的人行桥动力设计指南前,参照德国指南(EN03)中以桥梁自振频率与行人承受的峰值加速度限值相结合的方法对行人舒适度进行评估。     

某钢桁架人行桥人致振动性能分析

以某钢桁架人行桥为例,从构造设计与动力特性方面分析了该类人行桥的人致振动病害,结合人行桥动力性能理论分析与实测结果,得出该桥病害产生的原因,并进行了加固设计;强调了人行桥应进行基于舒适度评价的动力性能设计的必要性,为同类型人行桥的设计及加固提供参考。     

某人行桥人致振动分析及其舒适度评价

通过模拟人行随机荷载激励,分别采用四种人行荷载工况对一座既有钢结构人行桥进行了人致振动时程分析,从而更好地了解该人行桥在行人激励下的动力特性。考虑到现有人行桥的动力特点及对其振动舒适度评价方法的不足,提出了考虑结构双向耦合振动的舒适度评价方法,并对该桥进行了舒适度评价,证明了该桥在动力性能上存在的问题。这对人行桥人行荷载模拟、人行桥振动舒适度评价以及防振减振研究都具有参考借鉴意义。     

钢桁架人行桥人致振动

通过对某钢桁架桥进行人致振动计算,分别采用单人侧向人致振动计算分析和人群侧向人致振动计算分析,得出了在不同荷载工况下的位移、加速度的曲线,根据相应舒适度指标判定此桥的舒适度状况,此桥的舒适度属于比较差的范围。     

人行桥人致横向振动研究综述

自从巴黎索尔费里诺桥及伦敦千禧桥等一系列人行桥大幅横向振动事件发生后,人们开始认识到人行桥人致横向振动的特殊性和复杂性,随后一个崭新的研究领域开始启动,试图揭示人行桥人致横向振动的机理。尽管这20年间取得了一系列丰硕的研究成果,但目前关于人行桥横向大幅振动的机理仍未得到非常明确和权威的解释,人们对其背后的复杂机理的了解还十分有限。鉴于此,基于作者近10年的研究积累,该综述从案例、试验测试、理论发展等多角度,系统地介绍人行桥人致横向振动研究领域的研究现状及已取得的主要研究成果,并就目前较具说服力的自激力模型(尤其是其中的倒摆模型)展开重点介绍,旨在帮助人们了解人行桥人致横向振动背后潜藏的复杂机理,也可为人行桥相关规范的完善提供理论依据。     

人行桥人致振动计算方法研究

文中对人行桥人致动力响应计算方法进行了详细的研究探讨。首先介绍了人行桥人致振动计算的研究背景,提出该研究领域的重点和难点;之后详细阐述了行人步伐荷载、人体动力学模型、人致振动计算方法、人-桥耦合振动计算方法四个方面的研究现状及现行规范;最后阐述了人行桥人致振动计算研究目前遇到的问题以及对未来的展望。     

人行桥人致振动及TMD减振性能分析

随着钢结构人行桥的建设和发展,该类型桥梁的振动及人行舒适性问题也愈来愈突出。笔者结合国内外人行桥设计规范,利用有限元分析软件,对某大跨径人行廊桥进行了人致振动时程模拟分析,并根据该廊桥的最大加速度响应时程曲线及模态分析结果,设置了相应的TMD减振系统,进行了减振效果分析和舒适度评价,表明TMD减振系统对人行桥具有较好的减振效果,对类似桥梁减振设计具有一定的借鉴意义。     

某大跨人行桥舒适度评估及振动控制

某人行桥采用大跨轻柔结构,通过现场测试和数值分析发现该人行桥竖向1阶振动频率与人行频率接近,且振动响应不满足人致振动舒适度的设计要求,故采用MTMD减振系统对其进行振动控制。实测结果表明该桥在附加MTMD减振系统后,竖向振动得到有效控制,在人行频率接近人行桥频率时减振率达到70%~90%。舒适度能够满足设计要求。     

大跨径人行桥人致振动舒适度分析

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。     

大跨钢箱梁人行桥振动响应分析与MTMD减振控制

人行桥的自振频率与行人步频接近时,容易发生人桥共振,本文以一频率处于行人步频范围内的大跨钢箱梁人行桥为例,考虑了随机行走、结伴行走和跳跃等11种荷载工况,研究了各工况人行荷载激励下人行桥的竖向振动响应,并针对不满足舒适度要求的工况,采用多调谐质量阻尼器(multiple tuned mass damper简称MTMD)对人行桥进行减振控制。结果表明,人行桥在无控状况下产生了较大的振动响应,其竖向加速度超过舒适度限值要求,而当在人行桥加装MTMD系统后,其振动响应大幅降低,减振效果达到70%以上,实现了人行桥在人行荷载激励下的舒适度控制要求。     

大跨铝合金人行桥人致振动分析及舒适性评价

铝合金人行桥因质轻、便于吊装施工等特点而成为人行桥设计新选择,但由于铝合金质轻、弹模低使得相比于钢结构人行桥更易出现振动舒适性问题。文中以三座大跨铝合金人行桥为对象,对行人质量影响下的结构振动基频及人致振动响应进行了分析,与同结构形式下钢结构人行桥进行了对比讨论,并结合各国振动舒适性规范对振动舒适性进行了评价。结果表明,铝合金人行桥因质量轻,相比于钢结构其振动基频对行人质量影响较敏感,设计中需考虑行人质量对降低结构基频的影响,从而使结构从超谐共振进入共振而产生过大振动,设计中建议适当提高结构振动基频以满足舒适性要求。     

人行桥振动舒适度评价及控制研究综述

该文讨论了人行桥振动引起的人体舒适度问题,分析了目前在舒适度及振动控制方面的发展情况,同时指出了仍需进一步研究的问题,可为人行桥的设计及舒适度评价提供参考。     

某整体悬挑结构的人致振动分析与控制

基于人致振动引起的竖向舒适度问题,文章采用调频质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)对某整体悬挑结构办公楼14.4m跨度的钢结构悬挑楼盖进行竖向振动控制。在研究整体结构动力特性的基础上,优化TMD布置并合理设置其参数,计算平均分布和随机分布的人群荷载工况的竖向振动响应。结果表明,TMD可以有效减小整体悬挑结构的人致振动响应,使其满足人体舒适度的要求,提高其使用性能。     

基于复杂人致激励作用下的楼盖振动响应分析

为探究体育馆楼盖结构在复杂激励下的振动力学性能,使用动态信号采集分析系统,以试验的方式测定体育馆的不同分布试点的速度响应及能量分布变化规律,全程研究分析楼盖在单人和双人激励下的振动特性,通过试验分析总结得出,各个试点的能量分布受到支撑的约束形式、不同种类的激励模式、加载激励的位置等因素影响,其中,加载在不同分布试点的激励位置是决定能量分布规律的主要因素。相对于行走、跳跃、奔跑、Bounce等不同激励类型而言,跳跃激励相对于Bounce激励具有更多的输入能量,使各试点的响应呈现出更规律的拍振形式,而Bounce荷载作用下的能量被楼盖吸收,使结构呈现出一种随机动力响应。     

某大跨度人行桥人-车-线-桥耦合振动舒适度分析

为分析某大跨度人行桥人-车-线-桥耦合振动舒适度,首先,通过现场动测试验得到公路车辆及轨道交通加速度时程;其次,采用时程分析方法模拟随机人行荷载激励,考虑人行荷载下结构双向耦合振动,基于Grund-mann模型模拟分析人群行走;最后,采用大质量法将上述激励作用于结构,分四种工况对结构进行了人-车-线-桥耦合振动分析,与动测结果吻合较好.找到了影响结构振动的主要震源,并通过增设TMD的方法有效控制了结构振动,按EN03《德国人行桥设计指南》对结构舒适度进行评价,改善了人行桥舒适度性能水准.     

随机人群荷载下连续钢结构人行桥人致振动测试与舒适度研究

以四跨连续钢箱梁为工程背景,通过理论建模计算和现场实测,系统研究了该人行天桥的动力特性,并现场实测各种人群荷载作用工况下桥梁的动态响应。研究结果表明：该桥梁实测基频3.857Hz,大于理论值,整体刚度较好,也不会出现明显共振现象;实测各种人群工况作用下桥梁竖向振动加速度介于4.043mm/s²～80.368mm/s²之间,横向振动加速度介于3.759mm/s²～5.363mm/s²之间,整体可以评价为CL1级,且竖向振动随人群荷载的增加有显著增大,而横向振动对人群荷载的增加不敏感。     

大跨度悬挑景观桥人致振动及控制研究

以某景区人行玻璃桥为工程背景,利用Abaqus建立人行桥空间有限元模型,并对人行桥进行结构动力特性分析,计算了人行桥在不同人致激励下的结构动力响应,并与规范限值进行对比。对超过规范限值的工况,通过设置抗风缆来进行振动控制,研究了抗风缆的竖向角度对减振率的影响。结果表明：设置抗风缆后,所有超限工况峰值加速度均降低至规范限值以内,共振激励下的减振率达到82.9%,抗风缆竖向倾角越大,减振率越高。     

上海天文馆人致振动的TMD振动控制分析

上海天文馆局部存在40m长大悬挑区域,易产生人致振动问题。通过对结构在步行激励荷载作用下的计算,采用TMD阻尼器对大悬挑区域进行振动控制,有效地降低了人致振动加速度峰值,减振效率约为59%。对存在大悬挑结构形式的空间结构的人致振动问题研究具有一定参考意义。     

某大跨度登机桥人致振动减振研究

针对某钢结构登机桥的人致振动减振控制,采用结构减振控制理论,选取调频质量阻尼器(TMD)对结构进行人群荷载作用下的振动控制与舒适度设计。采用有限元分析软件MIDAS/Gen建立结构三维分析模型,对多种人群荷载工况输入下减振前后楼盖结构的动力响应进行时程分析;对大跨度楼盖动力特性与安装TMD前后的人群荷载下最大加速度响应进行现场振动测试,对减振前后结构的实测加速度响应进行对比分析。结果表明,采用TMD减振方案并根据实测结构动力特性调整其刚度可以使结构满足人群荷载作用下的舒适度要求,TMD起到了良好的减振效果。