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波纹腹板钢箱梁人行桥人致振动研究
| 论文题名： | 波纹腹板钢箱梁人行桥人致振动研究 |
| 关键词： | 人行桥;钢箱梁;波纹钢腹板;人致振动;有限元 |
| 摘要： | 当前人行桥正朝着大跨、纤柔、轻质的方向发展。但对于轻柔的大跨度人行桥来说,结构的自振频率往往比较低,在人致振动的激励下,会引发较大幅度的结构振动,导致人行桥结构适用性的降低。更为严重的会导致人行桥在人致激励下产生共振甚至引发重大事故,对行人的安全造成威胁。本文提出了一种钢结构人行桥梁的新的结构形式——采用波纹钢腹板替代普通直腹板的钢箱梁人行桥,并给出其结构形式和细部构造设计。采用通用有限元分析软件MIDAS/Civil分别对普通钢腹板人行桥和波纹钢腹板人行桥进行人行激励荷载作用下的结构动力响应分析,以验证本文提出的人行桥结构性能。 首先对人行桥的人群荷载动力模型进行了归纳,在文献综述的基础上给出了人群荷载的3种动力模型,包括单人荷载,小组人群荷载和低密度人流荷载。采用摄像回放的方法调查了行人通过某人行桥的时间与步数,进而计算出行人过桥的步长与步频,对所得调查数据进行了统计分析。 以某普通直腹板钢箱梁人行桥为设计原型,进行了波纹腹板钢箱梁人行桥的试设计,给出了其主要结构构造和截面尺寸。 采用MIDAS/Civil分别建立了普通直腹板钢箱梁人行桥和波纹腹板钢箱梁人行桥的有限元模型。为便于对比,两座人行桥具有同样的用钢量。考虑3种类型的人行激励荷载,即单人荷载,小组人群荷载和低密度人流荷载,研究了人行荷载的有限元施加方法,得出了在这3类人行荷载作用下人行桥上部结构的位移、速度、加速度动力时程分析结果,比较了两种钢箱梁人行桥结构在人行激励下的结构性能的优劣。计算结果表明,本文提出的波纹腹板钢箱梁人行桥具有更大的侧向刚度,在人行荷载作用下,跨中最不利位置时程参数(位移,速度,加速度)均较普通直腹板钢箱梁人行桥要小,行人过桥的舒适性得以提高。 最后,研究了波纹腹板钢箱梁人行桥的典型设计参数,对比了当波纹腹板的波长、波角改变时对人行桥结构动力性能的影响,得出了合适的波长、波角参数值,可供设计参考。 |
| 作者： | 金巨东 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李静斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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