基于元胞自动机的桥梁人致振动响应研究

摘要

行人步行具有显著的主观性，人行桥在随机人群荷载作用下的动力响应广受关注。文章考虑了行人步行中的跟随、超越与排斥等主观行为，采用元胞自动机建立行人流模型，并基于振型叠加法开发了基于元胞自动机的人致振动响应高效计算方法，分析了共振响应随人群密度的变化规律及桥梁频率对最不利人群密度的影响。结果表明：(1)当人群密度较高时，行人步频可能降低，导致步行荷载的频率偏离桥梁自振频率，使得共振响应并不随人群密度的增加而变大；(2)在高密度人群下，应特别关注步行力二阶谐波对桥梁振动响应的影响，其可能引发高频模态的显著共振响应。

关键词

人行桥 / 元胞自动机 / 人致振动 / 行人流模型

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52279127); 高等学校学科创新引智计划资助项目(111计划D21021); 广州市基础研究计划市校(院)企联合资助项目(2024A03J0318); 广州市科技计划资助项目(20212200004)