异形人行桥人致振动舒适度与减振研究

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随着我国社会经济的发展,为减小越来越大的交通压力,在行人密集的道路交叉口增设了许多人行天桥。这些人行天桥大多采用钢结构并且往往大跨轻柔,导致结构基频较低,当处于人致振动敏感频率范围时会出现人桥共振现象,此类人行桥的振动与舒适度越来越受到学者和社会的关注。目前国内外针对人行桥人致振动舒适度问题开展了一些相关研究,随着人行天桥的结构形式越来越复杂,针对异形人行天桥的舒适度及减振问题的研究仍是关注热点。本文依托某一复杂人行天桥工程实例,对其行人荷载模型建立、人致振动计算方法和舒适度评价、振动控制等内容进行了系统研究,主要工作如下:(1)总结了各国学者对行人荷载、人行桥振动舒适度评价方法以及人行桥振动控制的研究成果。指出我国现行的《城市人行天桥与人行地道规范》(CJJ69—95)采用规避敏感频率的方法在实际工程应用中的局限性。(2)研究了脚步动荷载的特点、行人荷载模型以及国外6种人行桥设计规范中的行人荷载模型和舒适度评价方法。综合比较这些规范中的行人荷载模型和舒适度评价方法,总结出各国规范的异同之处。其中德国和法国规范对舒适度等级进行了划分,同时人群荷载模型考虑了不同人流交通量,在设计人行桥时可操作性强,是较为先进的规范。国际标准ISO 10137考虑了行人不同运动状态下的舒适度评价指标,同样也是较为全面的规范。(3)以某实际工程为例,基于Midas Civil软件建立人行天桥有限元模型,分析人行天桥的自振模态,结合国外规范和我国《城市人行天桥与人行地道规范(征求意见稿)》进行人致振动响应分析,并对人行天桥的舒适度进行评价。(4)研究了人行天桥的振动控制措施,通过分析三种不同的减振方案的适用性及优缺点,采用附加调谐质量阻尼器的方法对人行天桥进行竖向振动控制。并根据参数优化公式设计人行天桥的TMD以及MTMD系统,对附加减振装置后的人行天桥重新进行人致振动响应分析,从分析结果可以看出人行天桥满足最优的舒适度等级。
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