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行走激励下人行天桥结构的振动分析及其舒适度评价
| 论文题名： | 行走激励下人行天桥结构的振动分析及其舒适度评价 |
| 关键词： | 人行天桥;天桥结构;振动分析;舒适度评价 |
| 摘要： | 随着高强轻质材料使用的增多和对结构形式美学要求的提高，现代人行天桥变得越来越轻柔、大跨、低阻尼化。近年来，一些人行天桥发生了由行人激励引起的大幅度振动，严重影响到桥上行人行走舒适性甚至结构安全性。人行天桥人致振动问题已经受到包括结构工程、桥梁工程等在内的多学科的关注。对现有研究成果的总结表明，目前对人行荷载，尤其是侧向荷载特性的认识还存在很大不足，现有的人行天桥在行走激励下的振动分析方法的较多简化和假设与实际规律有较大差异。因此本文对行人引起的人行天桥振动问题中的人行荷载特性、人致振动机理以及振动舒适度评价方法等进行了研究，成果主要如下： 1．对人行天桥的人致振动计算方法进行了详细的阐述和研究，包括强迫振动、自激振动、参数振动和随机振动几种理论。当采用傅立叶级数模型描述步行力特性时，人行天桥的人致振动可简化为强迫共振问题，但通常的强迫振动理论不适用于描述人--桥相互作用的过程和行人同步调激励的发生机理。参数振动理论是人行天桥人致振动问题一种新的诠释，本文分析表明当人行天桥竖向与侧向模态耦合时，有可能发生竖向激励参激引起侧向振动。人行天桥人致振动问题还可以在频域上采用随机振动方法分析。 2．总结了人体振动舒适度评价领域的研究成果，比较分析了高层建筑风振、楼板、海洋平台冰激及波浪作用等领域内振动舒适度的评价方法。对人行天桥振动舒适度的荷载取值、舒适度指标的选取进行了讨论，结合舒适度评价领域的最新研究成果，在现有评估方法的基础上，建立了改进的人行天桥人致振动舒适度评价方法，提出了关于人行天桥的振动烦恼率模型及计算方法，弥补了传统评价方法只能对舒适与否作出判断，而无法进一步对不满人数进行估计的不足。 3．以某人行天桥为实例，对其人致振动下正常使用行进行了评估。本文首先以实测动力响应为依据，对所建有限元模型进行了参数分析与参数修正，最终建立了足够精度的基准有限元模型；其次采用四种人行荷载工况，利用有限元进行了时程响应分析，分析找到了实测与模拟共同的人行荷载工况，且说明该桥竖向和侧向都有若干振型的自振频率落在步行力频率范围以内；而后则对该桥利用本文提出的舒适度评价方法进行了舒适度评估以及烦恼率分析；最后列举了可行的减振措施，对其减振效果进行了评价。 |
| 作者： | 法永生 |
| 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： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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