某人行天桥动力响应分析与减振控制研究

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随着现代科学技术的高速发展,人行天桥向着大跨、轻柔、美观的方向发展,但是一些弊端也不可避免的暴露出来,一些自振频率较低、结构阻尼小的人行天桥由于行人行走激励而引起人桥共振现象,给行人带来心理恐慌,影响行走的舒适度。因此在人行桥设计阶段进行振动舒适度的控制尤为重要,但目前为止,我国还没有规范涉及人行桥的振动舒适度问题。在此背景下,本文对某钢箱梁人行天桥的人致振动测试、动力响应分析、舒适度评价以及振动控制展开了研究,主要工作如下:首先对人行天桥进行了行人荷载作用下的振动测试试验,利用数据采集分析系统测得了人行桥的自振频率、阻尼比以及不同行人数量状态下的动力响应,并对人行桥过往行人的步态参数进行了统计,得到了人行桥上行人的步行特点和参数。其次利用有限元分析软件Midas Civil对该人行桥建立了梁单元和板单元模型,采用试验与有限元分析相结合的原理,将两种单元模型分析出的人行桥动力特性与试验结果相比较,两者的结果基本吻合,验证了试验和模型的准确性。在此基础上,选取了ISO标准和《建筑振动荷载标准》中的人行荷载模型,对人行桥进行了不同行人密度下的动力响应分析,并参考相应的舒适度评价标准对该人行桥进行了评价,建议将峰值加速度作为我国人行桥振动舒适度的评价指标,钢箱梁人行天桥的竖向振动峰值加速度限值取为0.45m/s2。最后对人行桥进行了振动控制措施的研究,通过比较不同减振控制方法的优缺点,采用附加调谐质量阻尼器的方法对此人行桥进行竖向减振控制,并根据参数优化公式设计了此人行桥的TMD、MTMD模型,对附加减振控制装置后的人行桥进行了动力响应分析,从分析结果来看,不管是单个TMD还是MTMD系统联合工作,使人行桥在附加减振装置后的振动舒适度都达到了规范要求,但相较单个TMD,MTMD系统具有更好的稳定性和实用性。
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