人群荷載下新型預(yù)制拼裝人行斜拉橋振動效應(yīng)研究
發(fā)布時間：2021-09-06 23:32
隨著新的橋型結(jié)構(gòu)、施工拼接方式及高強輕質(zhì)材料的使用,人行天橋正向著輕柔大跨方向發(fā)展,并由此導致結(jié)構(gòu)的振動頻率不斷降低,落入行人敏感步頻范圍內(nèi),致使結(jié)構(gòu)在行人荷載作用下發(fā)生共振現(xiàn)象,當振動響應(yīng)超過人體所能承受的閾值時帶來行人不舒適感,故在人行天橋設(shè)計階段,有必要重點考慮行人通行時的舒適度。本文以南京市澳林廣場斜拉人行天橋為背景,采用實測與有限元分析相結(jié)合的方法,對結(jié)構(gòu)在人致激勵下的振動響應(yīng)及舒適度評價進行了研究分析。首先,本文回顧了著名的人行橋人致振動事件及人行橋振動問題的研究起源。介紹了目前國內(nèi)外針對人行天橋振動問題的研究現(xiàn)狀,主要包括以下四個方面:行人腳步動荷載研究,主要是實驗平臺及實驗方法的介紹;步行參數(shù)研究,主要是國內(nèi)外學者對行人步頻及步長的統(tǒng)計分析;舒適度研究,重點考察行人對振動的敏感性;人行橋人致振動控制研究,主要是介紹結(jié)構(gòu)的減振裝置。其次,通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻,整理了人行橋振動的基本原理及人行荷載的單人、多人模型。通過對英國BS5400規(guī)范、歐洲EN1990規(guī)范、瑞典Bro2004規(guī)范、國際標準化組織ISO規(guī)范及德國EN03規(guī)范的等常用規(guī)范的荷載模型及舒適度限值的比較分析...
【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：112 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
通過事后調(diào)查分析，結(jié)構(gòu)大幅振動發(fā)
第一章緒論3再未出現(xiàn)振動過大的現(xiàn)象[7]。同時，千禧橋事件掀起了全世界范圍內(nèi)相關(guān)學者對人行橋振動問題的研究熱潮。日本T橋[8](TodaParkBridge)是一座獨塔雙索面斜拉橋，位于日本戶田公園內(nèi)。該斜拉橋每個索面設(shè)11根拉索，主跨與邊跨分別為134m和45m。主塔采用鋼筋混凝土制成，塔高61.4m。主梁選用單箱單室正交異性橋面板鋼箱梁，箱梁尺寸為6.05mx1.8m。橋梁為一座船舶比賽場館和公交站臺的連接紐帶。每當大規(guī)模船舶比賽前后，該結(jié)構(gòu)最大通行流量可達1000人/min，即橋上同時通行人數(shù)達到兩千人[9]。每當橋上通行人數(shù)較多時，結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)較大幅度的豎向、側(cè)向及拉索振動。通過錄像資料顯示，約有20%行人通行步頻與橋梁側(cè)向振動基頻一致。針對上述振動現(xiàn)象，相關(guān)工作人員采取兩個措施對T橋進行減振控制。其一是在拉索平面內(nèi)利用金屬線將相鄰拉索相連以控制振動；其二則在箱梁內(nèi)部施加調(diào)諧液體阻尼器（TLD），結(jié)果證明兩種措施對結(jié)構(gòu)起到了良好的減振效果[10]。圖1-2日本戶田公園T橋同樣位于日本風景名勝區(qū)NasuShiobara的M橋(MapeValleyGreatSuspensionBridge)，為跨徑60+320+60的懸索橋。主塔高26.2m。主梁采用H形主梁，未施加加勁桁架，豎向剛度低。M橋自建成以來，側(cè)向問題一直存在，絕大部分通行者因結(jié)構(gòu)側(cè)向振動較大而感覺不適，經(jīng)檢測表明，結(jié)構(gòu)第三、四階側(cè)向振動頻率分別為0.88Hz與1.02Hz，恰為行人側(cè)向敏感步頻范圍，即行人步行荷載激發(fā)了結(jié)構(gòu)高階共振。
東南大學碩士學位論文4圖1-3日本M橋在國內(nèi)，也有行人導致橋梁過度振動的現(xiàn)象出現(xiàn)。1957年10月15日，武漢長江大橋建成通車。該橋為一座公鐵兩用大橋，上層為行車道和人行道，剛度很大，下層為雙線鐵路。作為我國第一座跨長江大橋，通車慶典舉行之時，約有50000名群眾跟隨汽車前進，結(jié)果引發(fā)了大橋嚴重的橫向振動，造成人群不安。我國橋梁專家李國豪院士事后指出，正常情況下行人在人行道上行走不會引發(fā)結(jié)構(gòu)的橫向振動，結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定性滿足可靠[11]。圖1-4武漢長江大橋通車典禮杭州市延安路和慶春路交叉口的解百天橋建造于1993年，這是一座工字型鋼結(jié)構(gòu)人行天橋，且為當時華東地區(qū)最大跨度同類型人行天橋。該結(jié)構(gòu)在運營過程中，行人普遍反映通行時有明顯振感。尤其是2000年之后，橋下重車通行時激起的箱梁振動更是引起市民恐慌，并對結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性提出質(zhì)疑。后有關(guān)部門對該橋進行了檢測，發(fā)現(xiàn)橋梁因自振頻率過低，在大量行人及橋下大車通行作用下引起的共振現(xiàn)象，而非結(jié)構(gòu)存在安全隱患，圍繞解百天橋的爭議和傳言才慢慢消除[12]。
本文編號：3388397
【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：112 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
通過事后調(diào)查分析，結(jié)構(gòu)大幅振動發(fā)
第一章緒論3再未出現(xiàn)振動過大的現(xiàn)象[7]。同時，千禧橋事件掀起了全世界范圍內(nèi)相關(guān)學者對人行橋振動問題的研究熱潮。日本T橋[8](TodaParkBridge)是一座獨塔雙索面斜拉橋，位于日本戶田公園內(nèi)。該斜拉橋每個索面設(shè)11根拉索，主跨與邊跨分別為134m和45m。主塔采用鋼筋混凝土制成，塔高61.4m。主梁選用單箱單室正交異性橋面板鋼箱梁，箱梁尺寸為6.05mx1.8m。橋梁為一座船舶比賽場館和公交站臺的連接紐帶。每當大規(guī)模船舶比賽前后，該結(jié)構(gòu)最大通行流量可達1000人/min，即橋上同時通行人數(shù)達到兩千人[9]。每當橋上通行人數(shù)較多時，結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)較大幅度的豎向、側(cè)向及拉索振動。通過錄像資料顯示，約有20%行人通行步頻與橋梁側(cè)向振動基頻一致。針對上述振動現(xiàn)象，相關(guān)工作人員采取兩個措施對T橋進行減振控制。其一是在拉索平面內(nèi)利用金屬線將相鄰拉索相連以控制振動；其二則在箱梁內(nèi)部施加調(diào)諧液體阻尼器（TLD），結(jié)果證明兩種措施對結(jié)構(gòu)起到了良好的減振效果[10]。圖1-2日本戶田公園T橋同樣位于日本風景名勝區(qū)NasuShiobara的M橋(MapeValleyGreatSuspensionBridge)，為跨徑60+320+60的懸索橋。主塔高26.2m。主梁采用H形主梁，未施加加勁桁架，豎向剛度低。M橋自建成以來，側(cè)向問題一直存在，絕大部分通行者因結(jié)構(gòu)側(cè)向振動較大而感覺不適，經(jīng)檢測表明，結(jié)構(gòu)第三、四階側(cè)向振動頻率分別為0.88Hz與1.02Hz，恰為行人側(cè)向敏感步頻范圍，即行人步行荷載激發(fā)了結(jié)構(gòu)高階共振。
東南大學碩士學位論文4圖1-3日本M橋在國內(nèi)，也有行人導致橋梁過度振動的現(xiàn)象出現(xiàn)。1957年10月15日，武漢長江大橋建成通車。該橋為一座公鐵兩用大橋，上層為行車道和人行道，剛度很大，下層為雙線鐵路。作為我國第一座跨長江大橋，通車慶典舉行之時，約有50000名群眾跟隨汽車前進，結(jié)果引發(fā)了大橋嚴重的橫向振動，造成人群不安。我國橋梁專家李國豪院士事后指出，正常情況下行人在人行道上行走不會引發(fā)結(jié)構(gòu)的橫向振動，結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定性滿足可靠[11]。圖1-4武漢長江大橋通車典禮杭州市延安路和慶春路交叉口的解百天橋建造于1993年，這是一座工字型鋼結(jié)構(gòu)人行天橋，且為當時華東地區(qū)最大跨度同類型人行天橋。該結(jié)構(gòu)在運營過程中，行人普遍反映通行時有明顯振感。尤其是2000年之后，橋下重車通行時激起的箱梁振動更是引起市民恐慌，并對結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性提出質(zhì)疑。后有關(guān)部門對該橋進行了檢測，發(fā)現(xiàn)橋梁因自振頻率過低，在大量行人及橋下大車通行作用下引起的共振現(xiàn)象，而非結(jié)構(gòu)存在安全隱患，圍繞解百天橋的爭議和傳言才慢慢消除[12]。
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