【摘 要】
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近年来,随着高强材料和缆索承载体系的采用,使得人行桥设计趋向轻柔化发展,引起结构自振频率减小,导致结构响应对自然风的敏感性增强。相对于其他风致振动形式,人行桥在风的作用下更容易发生涡振振动现象,虽不至于产生毁灭性破坏,但其发生的频度大、频率高,会使得桥梁的局部构件产生较大的交变应力,从而诱发疲劳损伤问题。同时,过大的涡振振幅也会给行人带来不舒适感。基于以上两点原因,本文基于典型的人行桥主梁断面和若
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近年来,随着高强材料和缆索承载体系的采用,使得人行桥设计趋向轻柔化发展,引起结构自振频率减小,导致结构响应对自然风的敏感性增强。相对于其他风致振动形式,人行桥在风的作用下更容易发生涡振振动现象,虽不至于产生毁灭性破坏,但其发生的频度大、频率高,会使得桥梁的局部构件产生较大的交变应力,从而诱发疲劳损伤问题。同时,过大的涡振振幅也会给行人带来不舒适感。基于以上两点原因,本文基于典型的人行桥主梁断面和若干种人行桥结构形式,采用节段模型风洞试验,系统开展了人行桥涡振振动特性及行人舒适度评价研究。主要内容和结论如下:(1)采用风洞试验获得了6种人行桥节段模型进行涡激共振试验,测试结果表明,带翼缘的R1型主梁在负攻角下的涡振振幅大于在正攻角下的振幅,且随着主梁宽高比的增加涡振振幅有所增大,但涡振风速区间随主梁宽度增加变化不大;闭口的类流线型箱梁R2型主梁在正攻角下的涡振振幅更大,且随着主梁宽高比增加,涡振振幅有所减小,但涡振风速区间随主梁宽度增加变化不大。(2)基于不同涡激力模型,研究了节段模型涡激振幅与实桥涡激振幅之间的换算关系,并考虑阻尼修正,将风洞试验测试得到的振幅换算到了实桥。结果表明,在20m/s风速下不同人行桥设计方案的涡振振幅均满足规范要求。(3)对比了不同国家人行桥设计规范中关于舒适度指标的差异,结合涡激共振风洞试验数据,对不同人行桥设计方案的舒适度进行了评价。结果表明,除个别方案的舒适性较差外,大部分的人行桥设计方案的舒适性都很好。论文研究成果也为大跨度人行桥的抗风设计提供了必要参考。
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