变截面钢桁梁人行桥人致振动及振动控制研究

摘要

为研究变截面钢桁梁人行桥人致振动舒适度及调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)的减振效果，以某京杭大运河钢桁梁人行桥为研究对象，采用有限元模拟和现场实测2种方式，研究钢桁梁人行桥人致振动响应。基于有限元模型，分析未安装TMD之前的桥梁振动响应，确定行人舒适度水平，讨论行人密度、阻尼比和人群激励频率等参数对其的影响，以此给出TMD设计参数，并分析了TMD质量比对减振效果的影响；对安装TMD之后的人行桥进行了现场实测，并在实测基础上，采用加速度时程和频谱分析对相应工况进行桥梁人致振动响应研究。研究结果表明：安装TMD之前，该桥加速度响应超过规范限值，需要考虑人致振动的影响；其加速度响应在一定范围内随着行人密度增长而增大，随着阻尼比的增大而减小；当行人步频接近桥梁某阶振动频率时，振动响应明显增大；安装TMD之后，该桥实测的人致振动响应有所降低，其响应规律与模拟结果较为一致。文中的研究成果可为变截面钢桁梁人行桥人致振动研究提供理论支持。

关键词

钢桁梁 / 人致振动测试 / 人致振动模拟 / 舒适度评价 / 调谐质量阻尼器 / 减振控制

基金资助

国家自然科学基金项目(52208189)