Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2018, 7(3), 303-312 Published Online May 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/2d13480879.html,/journal/hjce https://https://www.doczj.com/doc/2d13480879.html,/10.12677/hjce.2018.73035 Vibration Analysis and Field Test of a Footbridge under Human Jumping Load Changhui Cui1, Zhiqiang Zhang1,2 1School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing Jiangsu 2Key Laboratory of Concrete and Pre-Stressed Concrete Structures of the Ministry of Education, Southeast University, Nanjing Jiangsu Received: Mar. 15th, 2018; accepted: Mar. 28th, 2018; published: Apr. 4th, 2018 Abstract By combining the methods of field test and finite element analysis, vibration under human jump-ing load of a footbridge in Nanjing was studied, and tuned mass dampers (TMD) were used to con-trol vibration and carry out comfort design. A three-dimensional finite element model of the structure was developed by ANSYS software for modal analysis and dynamic time-history analyses with different human jumping loads before and after the installation of TMD. Ambient vibration tests were conducted to get the dynamic properties of the structure, and the actual acceleration responses of the structure under single person and multiple people jumping with and without TMD were compared. The research indicates that the first vertical frequency of the original struc-ture is less than 3 Hz, and the vertical maximum acceleration exceeds the threshold value of the code; after the installation of TMD, the acceleration is reduced obviously, and TMD can effectively control human induced vertical vibration of the bridge. Keywords Footbridge, Dynamic Properties, Dynamic Response Test, Vibration Serviceability, TMD 某人行天桥跳跃荷载下振动分析与测试 崔常慧1，张志强1,2 1东南大学土木工程学院，江苏南京 2东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏南京 收稿日期：2018年3月15日；录用日期：2018年3月28日；发布日期：2018年4月4日
列车-桥梁共振研究的现状与发展趋势及预防共振的措施 列车通过桥梁时将引起桥梁结构的振动，而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动，这种相互作用、相互影响的问题就是车辆与桥梁之间振动耦合的问题。人类自1825年建成第一条铁路以来，便开始了对列车与桥梁相互作用研究探索的漫长历史过程。1849年Willis提交了第一份关于桥梁振动研究的报告，探讨了Chester铁路桥梁塌毁的原因。在随后的近100年时间内，由于当时力学水平、计算技术、方法及手段的落后，研究中通常将车辆、桥梁简单地看作两个独立的模型，在这种模型里，机车车辆被简化成单个或多个集中力，或者将其各种动力因素简化为简谐力，而桥梁被处理成均布等截面梁，采用级数展开的方法进行近似的求解，这些方法基本上只能算是解析或半解析法。 20 世纪60、70年代以来，电子计算机的出现以及有限元技术的发展，使得车桥耦合振动研究有了飞速的发展，从车桥系统的力学模型、激励源的模拟到研究方法和计算手段等都有了质的飞跃，人们可以建立比较真实的车辆和桥梁计算模型，然后用数值模拟法计算车辆和桥梁系统的耦合振动响应，美国、日本、欧洲和国内诸多学者为车桥耦合振动理论的发展做出了重要贡献，在车辆模型、桥梁模型以及车桥系统耦合振动方面取得了不少成就。 本文就车桥耦合振动的研究思路、车辆分析模型、桥梁分析模型、轮轨接触关系、激励源、数值计算方法6个方面，较系统地阐述了列车~桥梁耦合振动研究的现状与进展，总结在上述6个方面已取得的一些研究成果和结论，同时，指出目前研究工作中存在的尚待进一步完善的问题，就如何进一步开展上述领域的研究作了初步探讨。 1 车桥耦合振动研究的现状 20 世纪60、70年代，西欧和日本开始修建高速铁路，对桥梁动力分析提出了更高的要求；同时，电子计算机的出现以及有限元技术的发展，使得车桥振动研究具备了强有力的分析手段，这极大地促进了车桥耦合振动研究的向前发展。 日本在修建本四联络线时，对车桥动力响应做了大量的理论研究、试验研究和现场测试工作。通过分析轮轨横向力、轮重减载率、脱轨系数和车体加速度来
某大跨人行桥人致振动舒适性分析及减振设计郭志良 发表时间：2019-12-12T09:40:53.293Z 来源：《基层建设》2019年第25期作者：郭志良1 王继勋2 任荣明1 [导读] 摘要：当人行桥自振频率位于人群荷载激振频率范围内时，结构将产生共振反应，影响行人正常行走的舒适度。 1.华蓝设计（集团）有限公司广西南宁 530011； 2.南宁市城市建设投资发展有限责任公司广西南宁 530000 摘要：当人行桥自振频率位于人群荷载激振频率范围内时，结构将产生共振反应，影响行人正常行走的舒适度。本文结合一大跨径的人行桥结构，采用Midas civil对该桥进行了人致振动舒适性评估，并对采用的减振措施进行了数值模拟分析，分析结果表明桥梁采用TMD 能够在人行桥发生共振时消耗大部分的结构振动能量，因此通过增加结构阻尼的方法控制人行桥振动是最经济和最有效的方法之一。 关键词：人行桥；人致振动；舒适度；减振控制 由于城市景观或景区景观的需要，大跨度的人行桥越来越多地应用于城市或景区人行桥梁建设中。 一般人行桥的桥宽较小，人行桥跨径越大，结构越轻柔，振动基频必然越来越小，当桥梁的振动基频与桥上行人的行走频率相接近时，则桥梁容易发生过度振动的情况，如著名的英国伦敦千禧桥[1]。出于景观及经济方面考虑，人行桥构件截面高度不宜过大，所以一般大跨径人行桥振动基频已很难满足现行规范要求。 人行桥的人致振动是影响桥梁的使用性能的主要因素，如采用规范规定的振动频率评判标准，将能避免由于人行荷载所引发的不利振动情况，而对于结构基频已经不能满足规范要求的情况，如果人行荷载所引发的桥梁振动可以满足人行舒适性要求的话，也可以认为桥梁动力特性满足要求。 根据国外的人行桥规范BS5400（BD/01）和EN 1990，当人行桥竖向基频小于3Hz，侧向基频小于1.5Hz时应进行人致振动分析和评估；当竖向基频介于3~5Hz，侧向基频介于1.5~2.5Hz时，应酌情进行人致振动舒适性评估。本文采用Midas civil对某大跨径人行桥进行动力特性分析和人致振动舒适性分析，再根据舒适性评估结果来决定是否对桥梁结构采取减振措施，以保证人行桥在使用过程中的人行舒适性满足要求，为同类型的桥梁工程设计提供了参考，具有一定的参考价值。 1 人致振动舒适性评估 1.1 工程概况 某人行桥桥宽5米，桥梁采用结构形式为28+50+100+50+28=256米预应力混凝土梁拱组合体系桥。主梁断面外轮廓为矩形，采用单箱双室截面，拱腿断面外轮廓为矩形，采用单箱单室截面，截面高为2.2m、宽为3m，主桥跨径布置如图1所示： 分析得到本桥的振动基频为0.782Hz，对应振型为主梁的一阶侧弯。我国目前在人行桥设计中采用的规范是《城市人行天桥与人行地道设计规范》（CJJ69-1995）[2]，该规范仅对人行桥竖向基频做了规定，即天桥上部结构的竖向自振频率不应小于3Hz，但未对人行桥侧向频率做规定。 根据国外最新修订的人行桥规范BS5400（BD/01）和EN 1990，从自振特性分析结果来看，本桥竖向振动振型第七阶及第十阶振型参与质量较小（分别为0.65%和1.42%），不起主导作用，因此竖向振动振型以第十一阶振型（参与质量34.6%）频率为竖向振型基频，对应频率为3.004Hz，未落入人行竖向荷载激励频率的范围（1.6~2.4Hz和3.5~4.5Hz），因此本文不再进行竖向人致振动舒适性评估。
浅谈大跨度人行天桥减震研究 摘要：伴随着我国经济的高速发展，交通运输也日趋繁荣，大量的大跨度人行桥梁应运而生。为了使桥梁结构在各种震动情况下能够正常的运作，同时并延长桥梁的使用寿命，对大跨度人行天桥进行减震理论研究是一项非常必要而有意义的课题。大跨度人行天桥的安全性也越来越受到重视，其中减震课题越来越来受到专家学者的关注，大跨度人行天桥的减震研究在不久的将来一定能取得更好的成果。 关键词：大跨度人行天桥减震控制研究 一、我国大跨度人行天桥的发展现状 人行天桥，一般建造在车流量大、行人稠密的地段，或者交叉口、广场及铁路上面。人行天桥只允许行人通过，用于避免车流和人流平面相交时的冲突，保障人们安全的穿越，提高车速，减少交通事故。 按照结构区分，常见的人行天桥可以分为三大类，分别为悬挂式结构、承托式结构和混合式结构。 悬挂式结构的人行天桥以桥栏杆为主要承重部件，供人通过的桥板本身并不承重，悬挂在作为承重梁的桥栏上，这种结构的过街天桥将结构性部件和实用型部件结合在了一起，可以减少建筑材料的使用，相对降低工程造价。 承托式结构的人行天桥将承重的桥梁直接架设在桥墩上，供行人行走的桥铺在桥梁之上，而桥栏杆仅仅起到保护行人的作用，并不承重，这一类的过街天桥造价相对较高，但是由于桥栏杆纤细优美，作为城市景观的功能较好，因而目前各城市中这一类型的过街天桥数量最众。 混合式结构的人行天桥是上述两种结构的杂交体，桥栏和桥梁共同作为承重结构分担桥的荷载。 二、大跨度人行天桥的TMD减震控制理论的应用现状 ＴＭＤ是最古老的结构控制装置之一。理论分析、实验研究和工程应用都证实TMD是一种有效的减震控制装置。根据工程振动理论得出,由地铁振动诱发的地基振动优势频率与天桥上部结构低阶自振频率相近,由此引发结构共振效应,基础振动相对运动传递率过高是造成天桥梁体抖振的主要原因。 三、大跨度人行天桥的TMD减震控制理论
大跨人行桥人致振动舒适性分析评价及减振设计 发表时间：2018-06-11T16:51:36.957Z 来源：《建筑模拟》2018年第5期作者：周兴林[导读] 在结构竖向自振频率接近人群步行频率时，桥面易产生显著的振动响应，进而引发结构的使用舒适性问题。 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司上海 200092 摘要：近年来，我国人行天桥的跨度越来越大，景观造型越来越独特，结构也日渐轻柔，故其自振频率一般较低，不满足我国规范对桥梁竖向自振频率不应小于3 Hz的要求，这时应进行人致振动舒适性分析评价并设置减振装置。通过实桥分析表明，TMD减振效果非常明显，对不同的受控振型应分别设置TMD，但TMD对于自振自振频率存在倍数关系的振型也能起到很好的减振效果。结构振型以扭转为主时，可分别采用竖向及侧向阻尼器来减振，也可只采用侧向减振装置来抑制侧向及竖向振动。 关键词：大跨径；人行桥；人致振动舒适性分析评价；TMD设计 在结构竖向自振频率接近人群步行频率时，桥面易产生显著的振动响应，进而引发结构的使用舒适性问题。对自振频率与行人频率相接近的人行桥，通常采用两种方法进行振动控制：一是桥梁结构自振频率尽量避开人致振动的敏感频率范围；二是采用减振措施。避开人致振动的敏感频率范围是一种简单的方法，但跨径一般由桥址处使用条件限制，而结构形式由美学因素确定，很难改变。故对自振频率不满足规范的大跨人行桥进行动力分析并采取减振措施，成为大跨径人行桥设计的重要内容。 1 工程概况 洋泾港桥是上海市黄浦江东岸滨江公共空间贯通开放工程的重要节点，桥址位于洋泾港河与黄浦江交汇处，河口宽度45m。 经过国际方案征集，钢结构桁架桥方案中选，桥梁主跨55 m，立面为梭形桁架结构，桥面中间设置单片主桁架，下弦杆设置水平挑臂作为自行车骑行道，上弦杆反方向水平伸出作为人行道，人行道通过斜撑与下弦杆连接，斜杆采用钢拉杆，人行道分为慢行道和跑步道，宽均为3 m，骑行道宽为4 m。桥梁立面构造图与桥梁3D模型分见图1和图2。 图2 桥梁3D模型 建立3D有限元模型进行动力特征分析，动力特征见表1。1阶～5阶振型图见图3。 表1 桥梁动力特性 a）1阶
文章编号:100128360(2001)022******* 地道桥竖向自振频率研究 周智辉, 文雨松 (中南大学土木建筑学院,湖南长沙 410075) 摘 要:结合现场实测资料,提出了地道桥动力特性分析的有限元模型。运用有限元计算模型,计算了各种类型 地道桥的竖向基频,并提出正常状态地道桥竖向基频的经验表达式,为估算正常状态地道桥基频提供一种参考方 法。 关键词:地道桥;基频;有限元法 中图分类号:TU375 文献标识码:A Study on perpend icular natural frequency of underground gallery br idge ZHOU Zh i2hu i, W EN Yu2song (C ivil A rch itectural Engineering Co llege,U niversity of Southcentral Ch ina,Changsha410075,Ch ina) Abstract:B ased on field test data,the fin ite elem en t m odel fo r the analysis on the dynam ics characteristic of underground gallery b ridge is p u t fo rw ard.W ith the m odel,the p erp endicu lar basic frequency of differen t typ e underground gallery b ridges are calcu lated and their em p irical fo rm u la in no rm al conditi on has been ob tained. T herefo re a reference m ethod is p rovided fo r esti m ating the basic frequency of underground gallery b ridge in no rm al conditi on. Keywords:underground gallery b ridge;basic frequency;fin ite elem en t m ethod 自振频率是结构的一个重要动力特性指标,也是 评定既有结构技术状态好坏的一个关键性指标。结构 技术状态的好坏与其自振频率有着直接关系。因此,在 对既有桥跨结构状态检定时,国内外都十分重视自振 频率的计算分析和振动测试。 我国现行铁路桥梁检定规范[1]制定了梁桥等桥梁 型式的自振基频参考值,而没有制定地道桥自振基频 的参考值。这样给地道桥的检定工作带来极大的不便, 即便桥梁检测部门测试了某地道桥的自振基频,由于缺乏正常状态地道桥基频参考值,也不能判断该桥是否处于正常刚度状态。因此,研究地道桥的自振频率具有十分重要的工程应用价值。 本文提出了计算地道桥竖向基频(以下简称基频)的有限元模型。理论计算地道桥基频与实测值吻合较好,表明该理论模型是可靠的。在此基础上,提出地道桥基频的经验表达式,为桥梁检测部门估算正常状态收稿日期: 2000209214;修回日期:2001201203 基金项目:铁道部科技开发项目(98G39210) 作者简介:周智辉(1976—),男,湖南攸县人,博士研究生。地道桥基频提供一种参考方法。 1 计算模型与主要假定 框架式地道桥可以看作底板支承在弹性地基上,侧墙受侧向土弹性支承的空间框架结构[2]。本文仅研究地道桥竖向振动的自振频率。因此,截取单位长度平面变形结构(见图1)计算地道桥的基频能够满足研究的要求。 图1 地道桥平面模型 结合地道桥地基土的特点,采取工程上广泛应用的文克尔地基模型。文克尔假定认为,基础底面任一点所受的压力与地基在该点的沉降量成正比,即 P=K S(1) 第23卷第2期铁 道 学 报V o l.23 N o.2 2001年4月JOU RNAL O F TH E CH I NA RA I LW A Y SOC IET Y A p ril 2001
人行天桥的设计要点及工程实例 随着城市的快速发展，带来大量突出的交通矛盾急需解决，尤其在城市干道沿线的部分路段或交叉口附近，行人过街难的问题日渐突出。为提高城市路网通行能力，确保行人过街方便，城市人行天桥与地道的建设日益增多。相比起人行地道的建设，人行天桥具有建筑结构简单、工期短、投资较少、施工较易、施工期基本不影响交通和附近建筑的安全，与地下管线的矛盾解决、维护方便等优点。但老式人行天桥仅从满足人流交通需求出发，忽视天桥的景观设计，建成后与周围环境不协调。而城市景观人行天桥设计概念的引进，已使天桥的作用不仅仅为满足交通需求，更进一步使天桥建成后可成为城市中一道新的风景。人行天桥在城市建设项目中虽是小项目，但因为它处在城市市区，直接为人们所使用、观赏，其选址、外形、结构等也很受关注。 下面着重谈一下天桥设计的要点，并以郑州市黄河路-文化路环形钢结构天桥为例，介绍钢结构天桥设计中应注意的问题。 1 天桥的选址 天桥的选址问题关系道天桥能否真正发挥作用，影响选址因素很多，道路性质、地下管线、过街需求等。 天桥梯道落地位置对天桥选位也有很大影响，特别是当天桥仅可能单侧设置梯道时。由于规范规定人行道最小宽度为3m，即便依此计算，梯道宽度也应为天桥宽度的1.2倍即3.6m；而一般人行道宽度为3～5m，如单侧设置梯道则人行道全部或大部被侵占。由此造成天桥选位的极大困难。天桥的选位应优先考虑满足交通需要和行人的便利。但是，对于城市中心区，由于周围环境和建筑物的限制，以及地下管线等的影响，通常理想桥位在设计和施工上都存在一些需要克服的困难或难题。 2 天桥的桥型 城市人行天桥不同于一般桥梁，它是当地行人和附近居民接触最频繁的建筑物，人们在近距离内看到它的机会很多，故应使人行天桥具有远观和近视美。将人行天桥的建筑造型与周围建筑相协调，溶入周围环境之中，其次还要考虑天桥的色彩和铺装，不使天桥在现代化建筑或其它优美典雅的对比之下相形见绌。 天桥建筑风格通常定位于“城市小品”，这是一个很高的要求，很难轻易达到。人行天桥平面布置应遵循“简单、对称”的原则，争取与周围建筑物协调统一，曲线过渡自然圆顺。跨越路口的天桥由于其净高受四周道路的控制，其桥面通常是水平的；而“一”字形天桥其桥面有可能是水平的或变高的。桥面采用变高可以降低梯道的高度，相应也减少了梯道的长度。 3 天桥的结构形式
公路桥梁车桥耦合振动研究 【摘要】近年来，我国路桥工程建设为交通行驶创造了优越的环境，推动了地区之间的经济文化交流，促进了国民经济收入水平的提高。与发达国家相比，国内路桥施工技术相对落后，对动力学理论研究不足误导了后期作业秩序，限制了路桥结构性能的充分发挥。“车桥耦合振动”现象是路桥交通的常见现象，若控制不当则会影响路桥的使用寿命及运行状态。针对这一点，本文分析了影响车桥耦合振动的相关因素，并通过计算机建立自动分析平台，为路桥交通的正常运行提供了帮助。 【关键词】路桥；耦合振动；成因；处理对策 耦合振动是动力学理论中研究的重点，对不同物体在不同状态下的受力情况进行了详细地分析。车桥耦合振动是由于车辆与路桥结构之间产生相互的力作用，两种受力荷载大小相同时易产生车桥耦合振动现象，约束了路桥结构性能的正常发挥，不利于交通行驶的安全运行。工程单位在维护路桥工程阶段，应加强车桥耦合振动的分析，结合具体原因制定有效的控制对策。 一、车桥耦合振动研究的现状 从本质上看，车桥耦合振动是一种相互性的力学作用，力学作用控制不当会限制路桥性能的发挥。车辆过桥时会引起桥梁的振动，桥梁的振动反过来也会影响车辆的振动，即形成车桥耦合振动问题。当前，我国公路交通运输的全面提速，为了有效的对既有桥梁运营状态进行评估，以及对新建、改建桥梁进行优化设计，均需对车辆过桥时的车桥耦合振动问题进行分析[1]。随着公路交通事业的迅速发展，车辆与桥梁结构的动力相互作用越来越受到重视。车辆和桥梁间力学作用形式多样，会呈现出不同的动力特点，如：车辆的动力特性，车型、阻尼、自振频率等；桥梁结构的动力特性，质量与刚度分布、桥跨结构形式、材料阻尼等；桥头引道和桥面的平整状态、伸缩缝装置及桥头沉陷的状况。而计算机仿真模拟是目前最方便、最快捷、最经济的计算分析方法。 二、计算机力学模型研究的优点 从长远角度考虑，选择一种通用性强、应用性广、开发前景广阔的研究模式，分析车桥耦合振动响应具有多方面的意义。由于车桥耦合振动属于力学理论研究的范畴，其在分析时必须要结合力学模型，以保证研究结果的准确性。计算机操作系统在数据处理方面具有明显的优势，通过计算机平台建立力学模型，帮助研究者更加深入地分析耦合振动情况。数据库是计算机中存储信息的主要区域，为了保证车桥振动时力学数据得到准确地计算，应利用数据挖掘功能进一步分析力学模型，以获得与耦合振动相关的力学参数。从实际操作情况看，数据挖掘的优越性表现：一是高效性，由于采用了计算机操作平台，调用数据库资源显得更加便捷，数据挖掘有助于数据操作效率的提升；二是时效性，与传统观数据处理模式相比，数据挖掘采用了自动化处理平台，短时间内可完成数据信息的检查审核工作[2]。数据挖掘具备了这些优势，为其在车桥耦合振动中的运用创造了有利
关于发布行业标准《城市人行天桥与人行地道技术规范》的通知 建标［１９９６］１４４号 根据建设部建标［１９９０］４０７号文的要求，由北京市市政工程研究院主编的《城市人行天桥与人行地道技术规范》，业经审查，现批准为行业标准，编号ＣＪＪ６９—９５，自１９９６年９月１日起施行。 本规范由建设部城镇道路桥梁标准技术归口单位北京市市政设计研究院负责归口管理，具体解释等工作由主编单位负责，由建设部标准定额研究所组织出版。 中华人民共和国建设部 １９９６年３月１４日 １总则 １．０．１为了统一城市人行天桥与人行地道标准（以下简称“天桥”与“地道”），使工程达到适用、安全、经济、美观，制定本规范。 １．０．２本规范适用于城市中跨越或下穿道路的天桥或地道的设计与施工。郊区公路、厂矿及居住区的天桥与地道可参照使用。 １．０．３天桥与地道的设计与施工应符合下列要求： １．０．３．１天桥与地道设计应符合城市规划布局的要求，应从工程环境出发，根据总体交通功能进行选型。 １．０．３．２从实际出发，因地制宜，应积极采用新结构、新工艺、新技术。 １．０．３．３结构应满足运输、安装和使用过程中强度、刚度和稳定性要求。 １．０．３．４结构设计应与施工工艺统筹考虑，宜采用工厂预制的装配式结构。 １．０．３．５应按适用、经济、美观相结合的原则确定装饰标准。
１．０．３．６应符合防火、防电、防腐蚀、抗震等安全要求。 １．０．３．７应限制结构振动对行人舒适感、安全感的不利影响。 １．０．３．８选择施工工艺、制定施工组织方案时，应以少扰民、少影响正常交通为原则，做到安全、文明、快速施工。 １．０．４天桥与地道的设计与施工，除应符合本规范外，在防火、防爆、防电、防腐蚀等方面尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。 ２一般规定 ２．１设计通行能力 ２．１．１天桥与地道的设计通行能力应符合表２．１．１的规定： ２．１．２天桥与地道设计通行能力的折减系数应符合下列规定： ２．１．２．１全市性的车站、码头、商场、剧院、影院、体育馆（场）、公园、展览馆及市中心区行人集中的天桥（地道）计算设计通行能力的折减系数为０．７５。 ２．１．２．２大商场、商店、公共文化中心及区中心等行人较多的天桥（地道）计算设计通行能力的折减系数为０．８。
车辆耦合振动课程报告 2016年3月 随着我国经济的飞速发展，大跨度桥梁越来越多，由于柔度很大，所以在风和上面的车辆作用下，会产生较大的变形和振动会对
上面的行人以及桥梁产生较大的危险。因而对风 - 车 - 桥耦合振动的研究也越来越重要。在此简要介绍国内和国外风 - 车 - 桥耦合振动发展的概况 1 国内风车桥耦合振动研究概况 我国学者以结构动力学为基础，分析了连续梁桥结构在汽车荷载作用下的动态性能，并运用计算机模拟、讨论了不同车速、车型情况下的桥梁动态响应变化，以此分析出影响结构动态性能的主要因素。为简化分析的过程，在他们的研究中将桥梁简化为线性系统，略去了桥面和横梁的约束，在计算中采用设计中常用的截面换算法，将钢筋换算成混凝土，同时将截面折算成等面积的矩形，且仅考虑梁的弯曲振动，而不计梁的转动惯量和剪切变形的效应[4]。2005 年，王解军等采用 2 轴车辆分析模型与梁单元，建立了适应于大跨桥梁车辆振动计算的车桥耦合单元模型，基于功率谱密度函数生成随机路面粗糙度，分析阻尼对行车荷载作用下桥梁振动性能的影响。 北方交通大学等研究了考虑车 - 桥 - 基础相互作用系统的结构动力可靠性问题桥梁结构在多种随机荷载作用下车桥系统动力可靠性问题、脉动风与列车荷载同时作用下桥梁的动力响应问题，分析了地震荷载对桥上列车运行平稳性的影响得到了许多有价值的结论。
2 国外风车桥耦合振动研究概况 20 世纪 60；70 年代西欧和日本开始修建高速铁路对桥梁动力分析提出了更高的要求同时电子计算机的出以及有限元技术的发展使得车桥振动研究具备了强有力的分析手段这极大地促进了车桥耦合振动研究的向前发展。美国伊利诺理工学院的 K.H.Chu 等人最早采用复杂的车辆模型来分析铁路车桥系统的振动响应问题即将机车车辆简化为由车体、前后转向架、各轮对等部件组成各部件看成刚体在空间具有 6 个自由度之间通过弹簧与阻尼联系起来[7]。以轨道横向与竖向不平顺为激励源将整个车桥系统划分成车辆与桥梁两个子系统分别建立车辆与桥梁的运动方程以轮轨相互作用将这两个运动方程联系起来 K.H.Chu 等人所建立的多刚体多自由度车辆分析模型得到了后来各国研究人员的广泛采纳对现代车桥振动研究理论产生了深远影响。在此前后欧洲的法国、意大利、丹麦等国研究者也进行了类似的甚至更深入的研究工作。 G.Diana 探讨了大跨度悬索桥的列车走行问题以及列车在已经发生变形的大跨度悬索桥上运行时的动力响应 M.Olsson采用有限元 - 模态技术求解车桥动力响应 Green 和 Cebon 提出了在频域内求解分离的车桥系统方程的新方法，他们利用模态脉冲响应函数与模态激扰力采用模态迭加法并结合 FFT 和 IFFT 技术来求解桥梁的动力响应。Yeong-Bin yang 采用动态凝聚法求解车桥系统的
第1章系统概述 (1) 1.1系统特点 (1) 1.2软件功能 (1) 1.2.1车辆子系统 (2) 1.2.2激励模型 (2) 1.2.3桥梁/轨道子系统 (3) 1.2.4求解方法 (3) 1.2.5后处理 (3) 1.3计算流程 (4) 第2章软件安装与运行方式 (6) 2.1软件安装 (6) 2.2运行方式 (6) 第3章前处理所需文本文件定义 (8) 3.1输入文件概述 (8) 3.2桥梁/轨道子结构：Modal_Substructure_Bridge.dat (9) 3.2.1第一行控制参数 (9) 3.2.2第二行后的节点坐标参数 (10) 3.2.3轨道节点编号 (10) 3.2.4集中阻尼和非线性弹簧单元定义 (10) 3.2.5与仿真计算同步输出桥梁响应的节点个数 (11) 3.2.6桥梁/轨道结构模态信息 (11) 3.2.7后处理考察节点位移和应力/内力定义 (13) 3.3车辆子结构：Modal_Substructure_Vehicletypes.dat (13) 3.3.1第一行控制参数 (13) 3.3.2第二行控制参数 (14) 3.3.3第二行后的节点坐标参数 (14) 3.3.4车轮节点编号 (14) 3.3.5车轮静载、轮轨/路面耦合类型 (16) 3.3.6车轮刚度、阻尼和质量等参数定义 (16) 3.3.7集中阻尼和非线性弹簧单元定义 (16) 3.3.8与仿真计算同步输出车辆响应的节点个数 (17) 3.3.9车辆结构模态信息 (17) 3.3.10其他车辆的定义 (17) 3.4集中阻尼和非线性弹簧：NonlinearSpringParameters.dat (18)
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/2d13480879.html, 桥梁结构的风—车—桥耦合振动分析的研究概况 作者：贾晓健 来源：《建筑工程技术与设计》2014年第15期 摘要：本文介绍了目前国内和国外风-车-桥耦合振动研究的概况以及工作中尚存的有待进一步完善的问题，并指出了风-车-桥耦合振动问题未来发展趋势。 关键词：桥梁；耦合振动 1 引言：随着我国经济的飞速发展，大跨度桥梁越来越多，由于柔度很大，所以在风和上面的车辆作用下，会产生较大的变形和振动会对上面的行人以及桥梁产生较大的危险。因而对风-车-桥耦合振动的研究也越来越重要。本文介绍了目前国内和国外风-车-桥耦合振动研究的概况以及工作中尚存的有待进一步完善的问题，并指出了风-车-桥耦合振动问题未来发展趋势。 2 国内和国外风-车-桥耦合振动研究的概况以及工作中存在的问题 2.1国内风车桥耦合振动研究概况 我国学者以结构动力学为基础，分析了连续梁桥结构在汽车荷载作用下的动态性能，并运用计算机模拟、讨论了不同车速、车型情况下的桥梁动态响应变化，以此分析出影响结构动态性能的主要因素2]-[3]。为简化分析的过程，在他们的研究中将桥梁简化为线性系统，略去了桥面和横梁的约束，在计算中采用设计中常用的截面换算法，将钢筋换算成混凝土，同时将截面折算成等面积的矩形，且仅考虑梁的弯曲振动，而不计梁的转动惯量和剪切变形的效应[4]。2005年，王解军等采用2轴车辆分析模型与梁单元，建立了适应于大跨桥梁车辆振动计算的车桥耦合单元模型，基于功率谱密度函数生成随机路面粗糙度，分析阻尼对行车荷载作用下桥梁振动性能的影响[5]。 北方交通大学夏禾教授、阎贵平教授等研究了考虑车-桥-基础相互作用系统的结构动力可靠性问题桥梁结构在多种随机荷载作用下车桥系统动力可靠性问题、脉动风与列车荷载同时作用下桥梁的动力响应问题，分析了地震荷载对桥上列车运行平稳性的影响得到了许多有价值的结论[6]。 2.2国外风车桥耦合振动研究概况 20世纪60；70年代西欧和日本开始修建高速铁路对桥梁动力分析提出了更高的要求同时电子计算机的出以及有限元技术的发展使得车桥振动研究具备了强有力的分析手段这极大地促
浅谈ANSYS中车桥耦合的实现方法与应用 作者：黄江广安区交通运输局 摘要：弹簧移动质量的振动问题可通过大型通用结构有限元软件ANSYS进行分析解决，解决方法有三种，分别为：位移耦合法、生死单元法和位移接触法。这三种方法各有优势与适用范围，本文对相关方法的具体情况作出简要介绍，并采用简单算例通过位移接触法进行应用介绍，阐述了车桥耦合振动仿真模拟的一般步骤，有利于读者了解这方面的内容。 关键词：位移耦合生死单元位移接触 1前言 车桥耦合振动问题是桥梁振动理论中的一项难题，随着大型通用有限元软件的开发，车桥振动模型在逐步得到精确化模拟，根据不同的车桥模型应有不同的模拟方法。以下结合大型通用结构有限元软件ANSYS将三种模拟方法及应用作简要介绍。 2方法介绍 位移耦合法 位移耦合法的思路是仅创建一个质量单元模拟移动质量，根据移动速度对移动质量施加不同的水平约束位移，将移动质量与所移动到位置处的节点竖向位移耦合。采用位移耦合法时赢注意以下几点： ①因移动质量与梁上节点耦合，因此移动质量只能从梁上一个节点移动到下一节点，而从一个节点移动到下一节点为一个荷载步。在一个荷载步中若设置多个子步，当KBC=0时会造成还没有移动到下一节点时就耦合自由度，也就是耦合位置不对；当KBC=1时，虽然在第一子步到达下一节点位置，即耦合位置正确，但中间收敛结果所产生的速度和加速度会对计算造成“污染”，因此无论KBC 如何设置，宜将NSUBST设置为1。 ②阻尼问题。ANSYS完全法瞬态动力分析不能设置模态阻尼比，但可用质量阻尼系数α和刚度阻尼系数β等效（Rayleigh阻尼假定），但正是因为Rayleigh 阻尼假定会造成ANSYS计算时产生“虚假”阻尼（α×质量矩阵），而理论推到中没有此项。因此考虑阻尼进行结果对比时可仅考虑刚度阻尼。 ③采用CP命令耦合自由度时，因自由度为线性耦合，不适合大变形情况。如打开大变形，ANSYS计算的梁体位移、速度和加速度正确，但移动质量位移和加速度虽然趋势基本一致，但数值均存在很大误差或数值不正确，且误差随速度增大而增大。 ④理论推导中没有考虑梁体自重引起的变形，在ANSYS中也不应考虑该变形，因梁体存在质量，如施加重力加速度则必然产生自重变形，因此可对移动质
施工图设计说明 一、工程概述 本天桥位于环城路改造路段，在桩号K0+333处跨越环城路。周边为新兴商业、银行、学校、居民生活区，北面是公园，南面接1号居住小区，新建人行天桥以解决周边人行交通问题。 根据实际调查，桥位处管线纵多，特别是道路东侧。管线分布如下: 西侧:（1）D600污水管（2）D1650雨水管（3）0.38KV路灯线（4）预留电力线 东侧：（1）0.38KV路灯线（2）D250燃气管（3）D400雨水管（4）10KV高压线+配电箱（5）D400供水管（6）11KV高压线（7）电信，移动光缆 新建人行天桥主跨采用38m跨预制钢箱梁。主桥宽为5.0m，梁高为1.8m；楼梯采用钢结构，宽度为4.0m。主桥西侧桥墩采用φ60cm钢管混凝土固结墩，东侧桥墩采用φ60cm钢管混凝土简支墩，楼梯采用φ60cm混凝土墩。天桥主梁设绿化花槽，楼梯不设置绿化槽。 二、设计依据及技术规范 ●《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）； ●《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）； ●《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）； ●《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）； ●《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）； ●《城市人行天桥与人行地道技术规范》（CJJ 69-95） ●《桥梁用结构钢》（GB/T 714-2000） ●《钢结构设计规范》（GB 50017-2003） 三、技术标准 1、设计荷载：人群荷载按相关规范计算取值； 2、桥下净空：车行道范围不小于5m，人行道范围不小于2.5m； 3、地震荷载：抗震设防烈度为7度，地震峰值加速度值为0.10g。 5、花槽荷载（含植物及土）：主桥不大于5kN/m（单侧）。 6、桥宽：主桥总宽5.0m，其中人行道净宽3m；楼梯总宽4.0m，其中人行部分净宽2.8m，自行车推车带宽度为0.4m，自行车推车带设于楼梯两侧。 7、花槽宽度：主桥两侧均设花槽，主桥宽度为0.8m。 8、楼梯步级：为避免管线过多拆迁，本次楼梯坡率设置为2:1。 步级尺寸为30×15cm，每15步级设置一平台。 9、桥面铺装：主桥桥面铺装采用30cm×30cm×1cm彩色防滑地砖，梯道桥面铺装采用10cm×10cm×1cm，彩色防滑地砖砖表面必须足够耐磨且抗滑，具体颜色由设计与业主商定。 10、天桥上部结构竖向自振频率≧3Hz。 11、结构设计基准期：100年。 12、坐标系统：1980年西安坐标系统。 13、高程系统：1956年黄海高程系统。 三、材料 （一）钢材 本桥主桥构件均采用Q345qc级钢，梯道构件采用Q235qc级钢，其余次要部件采用Q235钢。所有钢板要求必须平直，不得使用表面锈蚀及受过冲击的钢板，并应有正规厂家的出厂证明、试验报告单和抽样复检单。钢板和钢管的技术指标必须复合GB/T1591-94和GB700-88规定要求，并满足可焊性要求。 （二）焊接材料 焊接材料应结合焊接工艺，通过工艺评定实验进行选择，保证焊缝性能不低于母材，工艺简单，焊接变形小，所选焊剂、焊条、焊丝均应符合相应国家标准的要求。CO2气体保护焊的气体纯度应大于99.5％。 手工焊条建议采用低氢型焊条。Q345qc钢板采用E5015、E5016型，Q235钢板采用E4315、E4316型。自动焊或半自动焊建议选用H08A、H03E焊丝配高锰型焊剂，或采用H08Mn、H08MnA焊丝配中锰或高锰型焊剂。 四、桥梁设计要点 1、主桥结构概况
钢结构人行天桥的振动分析与控制 摘要：就目前存在的大跨度钢箱梁天桥在使用中的振动感问题，从研究结构自身动力特征出发，分析采用调频质量阻尼器（tuned mass damper,tmd）后人行天桥的动力特性变化，从而达到人体舒适度指标。 关键词：人行天桥 tmd 共振消能减振 abstract:in view ofthe existing problems inlarge span steel box girder bridge in the use of vibration, from the structure characteristics of its own power, analyzes the fm quality damper (tuned mass damper, tmd) after the pedestrian overpass dynamic characteristic of change, so as to achieve the human comfort index. key words: pedestrian overpass tmd resonance can reduce vibration away 中图分类号：tu391文献标识码：a文章编号： 引言 随着城市建设的高速发展，人行天桥也如雨后春笋般林立。目前在城市道路上，由于道路条件以及管线等诸多因素，无法在道路隔离带上设置桥墩，此时一般的天桥设计经常采用单跨简支梁方案，而桥的跨度一般都在40m以上，从结构角度和施工角度考虑，钢结构箱梁桥以其外形轻巧、施工便捷、跨越能力强的优势，成为人行天桥被采用的普遍结构形式。但因钢结构桥较轻柔，有些钢桥的低频
大跨径椭圆形人行天桥频率分析 发表时间：2018-11-26T14:38:53.457Z 来源：《建筑细部》2018年第10期作者：孙虎 [导读] 本文基于某大跨径钢结构人行天桥的方案设计，采用Midas有限元软件比选了几种提高结构刚度的措施，研究分析了人行天桥的竖向自振频率和横向自振频率，以供类似工程参考。 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州 311122 摘要：本文基于某大跨径钢结构人行天桥的方案设计，采用Midas有限元软件比选了几种提高结构刚度的措施，研究分析了人行天桥的竖向自振频率和横向自振频率，以供类似工程参考。 关键词：钢结构人行天桥自振频率 前言 城市人行天桥人流密集，当天桥竖向频率较小时，极易发生共振，导致引起恐慌和踩踏事故。人行天桥规范[1]规定了“为避免共振，减少人行不安全感，天桥上部结构竖向自振频率≥3Hz”。但规范也只考虑竖向刚度限制，没有考虑侧向刚度限制。文献[2]通过大量的样本统计得出步频的平均值为1.82Hz，标准差为0.22Hz，服从N（1.82，0.22）的正态分布。人群在行走时，竖向振动及纵向振动的敏感频率范围为1.60～2.40Hz，侧向振动的敏感频率范围为0.50～1.20Hz。正常情况下若不额外增加梁高或其他措施，跨度30m以上人行天桥的自振频率很难达到3 Hz。设计时可以采用以下几种方法提高上部结构竖向自振频率：合理布墩减小跨度，增强下部结构墩柱基础刚度、墩梁固结、增加梁高。同时考虑横向频率避让敏感区域，最终使桥梁达到安全、经济、美观的要求。 1、工程概况 某市人行天桥位于藕花洲大街与迎宾大道交叉口，平面布置采用椭圆形布置形式，长轴长102.969m，短轴长67.804m，天桥全长271.1m，桥宽5.0m，桥下净空≥5.5m。由于位于道路区域内的桥墩只能立于1.5m宽的中央绿化带中，因此本天桥采用八孔连续梁。其桥跨跨径为：28.863+40.184+29.177+36.576+25.243+38.652+35.04+37.366m。上部结构为钢箱梁，下部结构为钢管混凝土墩接承台、桩基础。 图1桥型平面布置图（单位：m） 2、结构设计 2.1计算模型 采用有限元分析软件Midas Civil2018模拟，共计273个梁单元，297个节点。天桥最大跨径40.184m，钢箱梁高跨比按照1/20~1/30考虑，选取1.4m、1.5m、1.6m、1.7m进行比较分析。 钢箱梁采用Q345qD，钢梁截面为单箱单室，顶底板厚24mm，纵肋120x16mm，腹板厚20mm。主桥长轴端墩柱采用φФ60cm钢管砼（Q345+C30微膨胀砼）双柱墩，其余部位采用φ80cm钢管砼单柱墩，钢管壁厚20mm。 2.2荷载 考虑结构自重、二期恒载17.3KN/m、人群荷载：3.7KN/m2、整体升温45°C、整体降温15°C、支座沉降10mm。由于铺装层较薄，且钢箱梁本身热传导性好，考虑顶板5°C温度梯度的影响。设计参考《公路钢结构桥梁设计规范》，荷载组合效应按《公路桥涵设计通用规范》规定计算。 2.3模型分析 首先不考虑墩柱建立上部结构模型。边界条件为：椭圆形短轴方向3#、7#墩设置钢铰支座，1#、5#设置单向（径向）滑动支座，其余