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风与人行荷载作用下人行悬索桥振动舒适度评估
| 论文题名： | 风与人行荷载作用下人行悬索桥振动舒适度评估 |
| 关键词： | 人行悬索桥;振动舒适度;风-人行荷载;频率响应函数 |
| 摘要： | 近几年国家经济的蒸蒸日上为旅游业的兴起提供了制度和物质保障，越来越多人选择在黄金周出门游玩。出现了短时间内大量游客涌入景区，观光人数剧增的现象，短时间内景区甚至陷入瘫痪状态。为缓解该问题，景区会选择修建大量人行桥。但人行桥具有轻质、细长的特点，在风荷载和人行荷载作用下极易产生过量振动和舒适度问题，因此需对其进行振动舒适度评估。而目前对人行悬索桥进行舒适度评估时多采用试验实测或有限元时程分析方法，但是这两种方法耗时耗力，甚至需消耗大量资源，因此亟需寻找快速评估人行桥人致振动舒适度的方法。与此同时，查阅文献发现研究风荷载和人行荷载共同作用时人行悬索桥振动舒适度问题的学者大多只考虑了风-桥耦合作用，考虑风-人-桥耦合作用的研究成果较少。因此，本文将开展风-人-桥耦合作用对风荷载和人行荷载共同作用下人行悬索桥振动舒适度的研究。总的来说，本论文开展了以下几个方面的工作与研究： (1)系统介绍了行人行走和风荷载作用下结构振动的研究现状，对比各国振动舒适度的评价准则，择优选用EN03-2007中推荐的舒适度限值评估不同工况下人行桥振动舒适度。 (2)引入频率响应函数提出一种基于AISCDesignGuide11快速评估人行桥人致振动舒适度的频率响应函数(FrequencyResponseFunction，简称FRF)方法。自建一钢-玻璃简支梁桥为试验模型，试验采集其在8组不同行人行走工况下人行桥的跨中振动响应，并建立对应简支梁桥Ansys模型，评估相同工况下模型跨中振动舒适度。对比试验结果与时程分析结果验证了FRF方法计算人行桥人致振动舒适度的准确度。并以一人行悬索桥为例，对比时程分析结果和FRF预测值，验证了FRF方法评估人行悬索桥人致振动舒适度的准确度。 (3)详细介绍了脉动风模拟理论，借助MATLAB软件模拟脉动风场并检验风场的功率谱和相干函数，以保证模拟风场的准确性。随后，基于ANSYS有限元软件编制了考虑瞬时风攻角的桥梁三维抖振时域分析程序，为建立风-人-桥耦合模型奠定基础。后建立风-人-桥耦合模型和风-桥耦合模型，对比不同工况下两种模型的跨中峰值加速度和舒适度评估结果，结果表明考虑风-人-桥耦合作用对复杂工况下人行悬索桥振动舒适度评估有显著影响。 |
| 作者： | 孟万晨 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 朱前坤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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