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钢结构人行天桥低频振动分析及控制
| 论文题名： | 钢结构人行天桥低频振动分析及控制 |
| 关键词： | 人行天桥;低频振动;烦恼率;有限元模型;振动舒适度;TMD |
| 摘要： | 随着人行天桥变得越来越轻柔、美观、大跨度，振动问题对行走舒适度和结构的安全带来了很大的影响，人行天桥振动对人民生活的影响已经受到了普遍关注，天桥在各种工程环境影响下的振动问题已成为公众反映最为强烈的一项。因此，本文以二医大钢结构人行天桥安全使用状况检测项目为基础，通过现场前期检测、疲劳测试、动力测试等科学手段，结合有限元模型系统分析了二医大人行天桥低频振动的原因，对人行荷载和桥下通车的影响特点做了研究，并根据天桥的使用现状对振动加以控制。成果主要如下： 1．对可以反映结构整体疲劳状态的关键截面进行疲劳测试，通过对所测应变数据进行统计分析，得到结构疲劳应力（应变）谱，进而得知结构振动引起的低阶应力（应变）幅循环较多，占据优势，而高阶应力（应变）幅循环相对而言少的多；并针对疲劳应力谱分别利用英国桥梁规范BS5400和我国现行《钢结构设计规范》GB50017-2003中规定的疲劳评估方法对该人行天桥疲劳问题进行评估，结果均显示出该人行天桥目前尚不存在疲劳问题，可以认为该人行天桥目前的抗疲劳性能较好。 2．分析得到了结构的基本模态，其中前三阶模态分别为：顺桥向，2.94Hz;侧向对称，3.13Hz;竖向，5.96Hz。结构竖向及侧向振动阻尼比分别为0.0279和0.0345。结构竖向振动频率满足《城市人行天桥与人行地道技术规范》CJJ69-95中第2.5.2条规定的结构竖向振动基频不低于3Hz的要求。 3．引入烦恼率评价人行天桥结构振动舒适度问题，结合测试数据，得出该人行天桥侧向振动出现较大振动的频率最大、竖向振动次之、顺桥向振动最小的结论。并进一步分析了出现这一现象与外界环境激励的关系，研究发现行人行走激励主要在于竖向及侧向，顺桥向则相对较小，且通行行人激励下引起的振动一般持续时间长；车辆行驶产生的激励主要影响到结构的侧向振动，其次是竖向振动，顺桥向受到的影响最小，而桥下通行车辆引起的振动持续时间较短。 4．影响结构振动的主要因素是桥面通行行人和桥下通行车辆，但是分析发现，行人对结构振动的影响要大于车辆对结构振动的影响，实际中二者相互叠加而使结构的振动被加强与放大。 5．利用ISO2631：1997中总乘坐值的概念，将结构三向振动统一化，然后利用烦恼率分析该人行天桥整体振动舒适度，并做出了评价。得出该桥存在不满足舒适度的缺陷。 6．利用TMD对天桥进行减振设计，达到了较好的减振效果。 |
| 作者： | 徐征杰 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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