浅谈人行悬索桥舒适度评估论文_李冯莘

浅谈人行悬索桥舒适度评估论文_李冯莘

重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074

摘要:近年来,旅游景区随着国民经济进步不断建设。将现代科学技术与美学融合为一体的人行景观索悬索桥在景区建设中越来越多,跨径越来越大、结构向复杂化发展。在人行激励下大跨度柔性桥梁结构发生大幅振动容易导致行人不舒适觉,因此对于容易发生人致振动的桥梁要进行舒适度评估。本文参考国内外人行桥设计标准,给出了通过周期函数模拟的行人荷载进行有限元时程响应分析,进而进行舒适度评价的实用方法。

关键词:人行桥;有限元;人致振动;行人舒适度;

一、引言

人行悬索桥是一种柔性结构,其结构固有振动频率较低,在行人、地面等外界荷载的激励下,桥梁容易产生较大的振动,这些振动会给行人带来不适感,行人在行走过程中产生紧张甚至恐慌心理,这将直接导致人行天桥结构的实用性降低。

人行舒适度的影响因素非常多,各国规范对舒适性指标的规定有很大差别,人行荷载的周期性特性明显,并且荷载频率明显,从本质上考虑人行桥振动属于动态谐波响应,从避免动态谐波共振的方向考虑:各国规范基本采用频率调整法,从结构振动结构上考虑:普遍采用动力响应分析法。

二、人行桥舒适度的方法

(一)频率调整法:

频率调整法是指在设计阶段尽量调整结构主要振动频率避免落入人体激励频率覆盖的范围,由于其方法简单,概念明确,因此大多数规范都首先考虑频率调整法。

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(二)动力响应分析法:

实际桥梁结构的频率在不满足规范要求频率时,一些规范提出应该采用动力响应分析法:动力响应发通过分析桥梁结构在主动力作用下振动的最大响应来评估舒适度,确保最大响应小于舒适度界限值。

三、桥梁动力特性分析

在进行舒适度分析时必须先分析悬索桥梁的动力特性,桥梁结构的自振特性分析是进行瞬态动力分析的前提,同时也反应了振动系统的固有属性。通过模态分析能求出结构系统的各阶振型和频率。结构的模态分析的计算从数学理论上来看,属于求解特征值和特征向量的问题。在有限元的实现中有多种方法可以提取结构的模态,

四、人行桥舒适度的评价流程

1.建立有限元模型并进行静力分析

2.模态分析

3.确定行人荷载数学模型

4.人行荷载作用下的动力时程分析

5.人行桥舒适度评价

五、总结

总结阐述了人体振动舒适度评价研究领域的成果和现状。分析了振动舒适度评价在悬索人行桥领域内的应用。对人行桥振动舒适度的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成果,提出了较完善的人行桥振动人致振动舒适度评价法。

参考文献:

[1]袁旭斌.人行桥人致振动特性研究.[D].同济大学土木工程学院.2006.

[2]张雪松,陈永辉,王继祥.某异形景观桥人致振动荷载取值及舒适度分析[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2018(37):1-6.

论文作者:李冯莘

论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期

论文发表时间:2020/2/24

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