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大跨轻型人行桥振动及振动控制研究
| 论文题名： | 大跨轻型人行桥振动及振动控制研究 |
| 关键词： | 人行桥;桥梁振动;人行荷载;振动控制 |
| 摘要： | 随着人行桥结构的发展，人致桥梁振动问题成为影响人行桥使用性能的主要问题之一。针对目前越来越多的大跨轻型人行桥出现的振动问题，本文对人行荷载、人致桥梁振动机理以及振动舒适度评价和采用TMD抑制人行桥振动等内容进行了研究。研究的主要成果有： (1) 对MTMD抑制结构振动的机理进行了研究，推导了MTMD抑制结构振动的方程，分析了主系统在谐波、带宽白噪声激励下，MTMD的频率范围(△γ)、MTMD阻尼、MTMD个数、模态质量比、主系统频率变化、荷载激励时间及带宽白噪声等对MTMD抑制振动效果的影响，推荐了MTMD抑制结构振动的合理参数。 (2) 系统回顾了关于人行荷载的已有研究成果，对各国学者提出的单人、人群激励荷载进行了比较分析，在此基础上对桥梁振动对行人的舒适影响进行了讨论。通过分析表明，国外主要是从舒适度方面对人行桥的振动进行研究，关注的是人行桥的振动加速度；而我国由于对人行桥的研究较少，仅是从桥梁自振频率方面对人行桥进行要求，存在较大不足，需进一步修改完善。 (3) 对人行桥振动计算理论进行了分析和比较，对各国规范计算公式进行了介绍和讨论，在此基础上，推导并建立了单人和人群过桥的运动方程，采用强迫振动分析方法，对于单人作用或随机人群步行作用的情况进行了分析。 (4) 本文以青岛市广饶路人行桥为工程背景，分析研究了：单人过桥，一组人过桥和人群过桥时桥梁的振动性能，并研究了提高桥梁刚度后桥梁振动特性的变化。结果表明：当f<,p>/f接近于1时，发生共振，桥梁跨中的位移和加速度最大；一组人过桥和人群过桥时，由于人的步伐是随机的，虽然由于过桥人数的增加，桥梁的振动会增加，但不会按人数比例增加；当梁体刚度和自振频率提高后，人行荷载产生桥梁共振的速度也相应提高。该人行桥跨度大，其自振频率不能满足国内规范，其加速度也不能满足国外规范限值，会在使用过程中产生较大的振动问题。 (5) 本文通过建立TMD一桥梁一人行系统动力方程，对采用MTMD抑制青岛市广饶路人行桥的振动效果进行了分析，分析结果表明：采用12个TMD抑制该人行桥的振动是一种有效的措施，无论是单人、一组人和人群过桥，MTMD抑制振动效果非常明显。虽然采用MTMD并不能提高结构的自振频率，但采用MTMD后桥梁最大振动加速度不超过0.35m／s<'2>，满足国外规范对人行桥振动限值的要求。 |
| 作者： | 李平 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 刘德辅 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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