原文传递
人行桥竖向动力响应研究及振动控制
| 论文题名： | 人行桥竖向动力响应研究及振动控制 |
| 关键词： | 人行桥;步行力荷载;人致振动;振动控制;竖向动力响应 |
| 摘要： | 由于新型高强材料的应用日益广泛、结构设计施工水平的不断提高以及审美偏向于结构的纤细，人行桥正朝着大跨纤细的方向发展，其固有频率也随之降低。当人行桥的固有频率无法避开行人步频范围时，将有可能发生大幅人致振动响应，从而影响行人的行走舒适性甚至结构的安全。本文研究了城市人行桥的竖向人致振动问题，以绵阳一座发振人行桥为工程背景综合比较了三种竖向人致振动响应分析方法的精度，并设计了一套调谐质量阻尼器(TMD)对该桥进行振动控制。主要内容及结论如下: (1)详细介绍了国内外有关步行力的研究成果及步行力荷载时域模型，然后对四种国外应用较广的人行桥设计规范（指南）中关于步行力荷载模型及动力使用性能标准的内容做了一个详细的介绍并比较了相互之间的差异。 (2)基于强迫振动理论推导了单人过桥引起的振动响应分析方法;介绍了三种人群过桥下的竖向振动响应分析方法，即Monte Carlo法、随机振动理论法以及反应谱法。以绵阳一发生明显竖向振动的人行桥为例，分析了单人过桥及人群过桥下的结构竖向动力反应。对单人过桥的分析显示该桥的动力响应主要由一阶模态引起。三种人群过桥竖向响应分析结果表明:在步频均值接近桥梁基频时，三种方法的计算结果接近;而当步频均值远离桥梁基频时，反应谱法计算的结果误差较大。 (3)分析了两种不同人群密度及步频均值对人致振动响应的影响。当人群密度为0.2人/m2时，该人行桥的竖向动力响应能满足规范对舒适性的要求。当人群密度为1.0人/m2时，步频均值为1.82Hz时，该人行桥的竖向动力响应能满足规范对舒适性的要求;而步频均值为2.0Hz时，该人行桥的竖向动力响应超过了ISO10137以及欧洲规范5所规定的限值。 (4)阐述了TMD系统的工作原理及最优参数的计算方法，然后设计了一套TMD系统对本文人行桥进行振动控制。对安装TMD系统前后的人行桥进行了等效模态阻尼比及实际人群下的竖向动力响应分析仿真，验证了减振系统的有效性。进而考虑了结构频率变化、TMD频率变化等因素引起的频率比变化后的TMD减振性能。 |
| 作者： | 张志涯 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 华旭刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
