某人行天桥跳跃荷载下振动分析与测试

格式：pdf
大小：1.58 MB
文档页数：10

下载文档原格式

/ 10

步行激励荷载作用下人行天桥的振动舒适性研究的中期报告

步行激励荷载作用下人行天桥的振动舒适性研究的中期报告一、引言人行天桥是城市交通建设中常见的构筑物，为市民提供了安全便捷的步行通道。

然而，随着城市交通的不断发展，人行天桥上步行活动频繁，荷载作用对其结构造成了一定的挑战。

本研究旨在探究步行激励荷载作用下人行天桥的振动舒适性，以提高天桥的安全性和使用体验。

二、背景介绍人行天桥作为城市交通基础设施的一部分，其主要功能是分离道路和步行者，提供安全的交通通道。

在实际使用中，人行天桥上步行活动频繁，人流荷载成为主要的激励荷载，其振动特性对行人的舒适性产生重要影响。

三、研究方法本研究采用数值仿真与实验相结合的方法，对人行天桥在步行激励荷载作用下的振动舒适性进行研究。

1. 数值仿真模拟通过建立人行天桥的有限元模型，并设定不同步行活动条件下的激励荷载参数，利用有限元软件对其进行数值仿真模拟。

通过观察人行天桥的不同部位的振动响应，分析其振动舒适性。

2. 实验测试在实际的人行天桥上设置传感器，测量步行激励荷载下的振动响应数据。

运用加速度计等设备记录人行天桥结构的加速度、速度和位移响应，以获取实际使用条件下的振动特性数据。

四、研究进展截止目前，我们已完成了数值仿真模拟和实验测试的第一阶段工作。

数值仿真模拟结果表明，当步行活动频率与天桥的固有频率匹配时，会出现明显的共振现象，振动幅值大，舒适性差。

实验测试结果显示，在实际使用条件下，人行天桥的振动舒适性存在差异，与设计参数、荷载条件以及结构特性有关。

五、下一步工作计划1. 完成数值仿真模拟与实验测试的第二阶段工作，收集更多的振动数据，探究人行天桥的振动特性。

2. 对收集的实验数据进行处理与分析，建立振动舒适性评价指标体系，以量化衡量人行天桥的舒适性水平。

3. 利用数值仿真模拟，优化人行天桥的结构设计和材料选择，提高其振动舒适性，并确保满足结构安全要求。

4. 结合实验测试和数值仿真的结果，进一步研究步行激励荷载作用下人行天桥的振动舒适性，为人行天桥设计和施工提供科学依据。

东单路口北侧人行天桥振动测试

地铁5#线沿线桥梁（东单路口北侧人行天桥）振动测试报告编写：审核：批准：北京市市政工程管理处桥梁通道工程管理所2005-12-1东单路口北侧人行天桥振动测试一、工程概况东单路口北侧人行天桥（银街）的主体结构为一跨简支三室封闭钢箱梁，主桥平面成“工”字形。

主桥跨度52m，桥面宽3.0m，梯道宽2.0m，桥下净高4.5m，桥面铺塑胶，桥梯为简支钢箱梁加钢踏步板，桥梯面及平台铺塑胶。

主墩和梯墩为带盖梁的钢管砼“T”形墩柱，主墩、梯墩及梯脚基础均为桩基础，支座采用板式橡胶支座，全桥栏杆扶手为不锈钢扶手，立杆横杆采用细不锈钢管。

主墩及梯墩上设抗震锚栓，梯脚基础上设有抗震挡。

钢结构所有外露不连续地方均采用钢管封包，所有钢结构的外露表面做金属喷涂处理。

该天桥由北京市专业设计院设计，施工单位为北京市市政工程机械公司，竣工日期为1999年9月。

东东单路口北侧人行天桥平面图（尺寸单位：cm ）天桥现状图北二、桥梁振动试验2.1 检测内容及目的由于有行人反映该桥在人群行走过程中，桥体发出异常，为查明原因，对该桥进行动测试验，测定自振频率及跨中处最大振幅判定该桥的实际刚度，通过动态检测资料的对比，有效地判断桥梁安全度的变化动态。

2.2 测试环境天气情况：晴风力：四级温度：2℃2.3振动试验测点布置东单路口北侧人行天桥为全钢结构的人行过街天桥，本次试验于跨中处分别布置水平方向和竖直方向两个测点，如下图所示。

说明：红色代表水平方向测点，蓝色代表竖直方向测点测点布置示意图2.4 测试工况介绍工况一：在自然状态下采集桥梁振动信号，时间：1分钟；工况二：在自然状态下采集桥梁振动信号，时间：1分钟；工况三：四人在跨中同时起跳采集桥梁振动信号，时间：1分钟。

2.5 数据分析2.5.1 工况一竖向测点时域波形及功率谱工况一竖向各测点频率和阻尼比2.5.2 工况一横向测点时域波形及功率谱工况一横向各测点频率和阻尼比2.5.3工况二竖向测点时域波形及功率谱工况二竖向各测点频率和阻尼比2.5.4工况二横向测点时域波形及功率谱工况二横向各测点频率和阻尼比2.5.5工况三竖向测点时域波形及功率谱工况三竖向各测点频率和阻尼比2.5.6工况三横向测点时域波形及功率谱工况三横向各测点频率和阻尼比三、振动试验的结果评定1、桥梁动态频率振动试验测得该桥：竖向一阶自振频率平均值为1.855HZ，阻尼系数平均值为1.95%，最大振幅为3.05mm。

某钢结构人行天桥的动力性能测试与评价

２１加速度响应及频谱．
利用通行车流的环境激励作用，由桥面跨中竖向加速度响应
Ｑ４ｑ，３５ｅ钢其余部位均采用Ｑ３ｑ。设计荷载为人群荷载２５ｃ钢
４．Ｎ／０ｋｍ２地震动峰值加速度为
，
００ｇ．５。
时程及其频谱结构测试结果，在环境激励下桥面竖向振动响应主
振动响应主要以一阶振型和二阶振型为主。在两个行人以正常速度行走通过桥面的激励下，由桥面跨中竖向加速度响应时程及其频谱结构，双人行走激励下桥面竖向在振动响应主要以一阶振型和二阶振型为主。在单人位于跨中区域桥面跳跃的激励下，由桥面跨中竖向加
某钢结构人行天桥的动力性能测试与评价
刘树林
（州军区空军后勤部，东广州广广５０７１００）
摘
要：针对钢结构人行天桥的动力特性和振动响应问题，结合工程案例进行了动力性能测试与评价，细介绍了测试仪器、点详测
振频率３ｋｚＤ２（／／Ｈ。Ｙ－５ＸＹＺ三向）传感器技术指标：量极限测３０ｍｓ频率范围０１Ｈ一０，５一，．ｚ５０Ｈｚ横向灵敏度分别小于２３，．％
１７和５Ｏ，．％．％安装谐振频率２ｋｚＨ。
要以一阶振型和二阶振型为主。
由于该人行天桥在正常使用过程中振感比较明显，为判断该桥的基本振动特性，了解该桥的振动规律和实际工作状态，检验其动力性能及正常使用状态是否满足设计文件和相关规范的要

大跨径人行天桥静、动载试验检测与评价分析

ＡｂｔａｔＡｔｔｃａｄｄａｉｏｄｔｓｘｍｉｔｏｎｆａｓｒｃ：ｓａｉｎｙｎｍｃｌａｅｔｅａｎａｉｏｒＣｈｎｇ’ｎＵｎｉｅｓｔｄｅｔｉｎＢｒｄａｖｒｉｙＰｅｓｒａｉｇｅ
ＥｘｍｉｔｏｎｄＥｖｌａｉｎＡｎａｙｉｆＳａｉｎｄＤｙｍｉａｎａｉｎａａｕｔｏｌｓｓｏｔｔｃａｎａｃＬｏｄＴｅｔｆｒＬｏｇｓｎＰｅｅｔｉｎＢｒｄｇａｓｏｎ — ｐａｄｓｒａｉｅ
ｗａａｒｅｕｔＩｖｅｏｔｅｔｕｃｕｒｌｈａａｔｒｓｉｆｅｅｔｉｎｒｄｇａｈｅｅｕｌｆｓｃｒｉｄｏ．ｎｉｗｆｈｓｒｔａｃｒｃｅｉｔｃｏｐｄｓｒａｂｉｅｎｄｔｒｓｔｏ
ｗａｓａｌｓｅｓｄｏｎｓｒｔａａａｅｅｔｏｎｄｂｅｒｎｇｃｐａｉｙｅａｕａｉｎｔｏｙ，ａｓｅｔｂｉｈｄｂａｅｔｕｃｕｒｌｄｍｇｅｄｔｃｉｎａａｉａｃｔｖｌｔｏｈｅｒｎｄｔｅｔｅｍｉａｉｎｓｈｅｅｏｔｔｃｎｄｄａｉｏａｓｄｅｉｎｅｈｅｔｓｘａｎｔｏｃｍｆｓａｉａｙｎｍｃｌｄｗａｓｇｄ．Ｍｅｎａｗｈｉｅ，ｔａｉｌｈｅｂｅｒｎｇｃｐｃｔｎｅｕｒｔｖｌａｉａａｉｙａｄｓｃｉｙｅａｕｔｏｎ，ｔａｔｘａｉａｉｎａｌｓｔｍａｅｄａｎｏｉｏｅｓｈｅｈｅｌｈｅｍｎｔｏｓｗｅｌａｈｅｄａｇｉｇｓｓｐｒｃｓ

某人行天桥外观质量及荷载试验检测报告

某人行天桥外观质量及荷载试验检测报告1工程概况某人行天桥，桥梁上部结构为1跨35.7米等截面简支钢箱梁，梁高1.5米。

主桥及梯道均采用预制吊装钢箱梁结构，桥墩采用满灌混凝土钢管柱，主桥基础为桩基础，梯道基础为扩大基础。

钢箱梁采用Q235B钢材，人群荷载：5kN/m2。

2检测内容2.1 结构外观检测结构外观检查主要以目测为主，并辅助一定的检测工具（钢卷尺、裂缝测宽仪等）；主要内容包括：（1）桥梁上部结构：主要查看桥梁构件是否变形、局部是否损坏；（2）桥梁下部结构：主要内容包括支座、墩台有无剥落等病害，墩台顶面是否清洁和是否漏水等病害；（3）附属结构体系检查：主要包括桥面铺装、护栏排水系统的检查。

2.2 静载试验本次静载试验选取第1跨，全桥共1跨进行试验检测评定，主要测试主梁相应正弯矩截面在相应控制荷载作用下的变形以及应力情况。

试验的主要测试项目有：（1）对应截面的挠度、应变测试；（2）对主梁相应截面观察可能发生的裂缝并检测其发展情况。

2.3 动载试验动荷载试验是为了测定桥梁结构的自振特性或在动力荷载作用下的受迫振动特性，通过动载试验评定该桥的行人性能以及行人安全和舒适度，本次主要测试内容有：（1）桥梁的自振性能：基频。

3 结构外观检测3.1 外观检查试验前对全桥外观质量进行了检查，并对挠度测点和控制试验断面进行了标记。

经检查发现该桥无明显病害。

4 静载试验桥梁静力荷载试验主要是通过测量桥梁结构在静力试验荷载作用下的变形和内力，比较桥梁结构的实际工作状态能否满足设计荷载作用下正常使用要求。

测定项目及内容为桥梁控制截面挠度以及箱梁控制截面应变或应力等。

4.1 加载工况龙里西关坡人行天桥共1个工况：工况Ⅰ：第1跨1-1截面在最不利人群荷载作用下的最大正弯矩效应；4.2 试验荷载效率及载位布置经计算，荷载试验方案确定由设计荷载（人群荷载）控制，加载时采用水箱注水均布荷载加载。

水箱大小为：18×3×0.7m。

桥梁动载试验方法测试和分析[详细]

突然卸载法是在结构上预先施加一个荷载作用，使结构产生一个初位移，然后突然卸去荷载，利用结构的弹性使其产生自由振动。
为卸落荷载，可通过自动脱钩装置或剪断绳索等方法，有时也专门设计断裂装置，即当预施加力达到一定数值时，在绳索中间的断裂装置便突然断裂，由此激发结构的振动激振装置，对桥梁结构施加激振力，使结构产生强迫振动，借组于共振来确定结构的动力特性。
般从响应小的开始测试，即地脉动—跑车—跳车。（2）跑车试验时要较准确控制试验车辆的车速
（20,40,60km/h）。（3）每次测试后，进行频谱分析，检查数据是否正常，
比较实测频率与理论计算值是否相符。（4）试验进行过程中，不要触动测试元件及测量导线，
以免引起读数的波动。（5）试验完成，回收测试导线，拆除棚帐，清理现场。
行测量。 • 动位移：可得出桥梁的动力冲击系数，它是衡量
桥梁结构整体刚度的主要指标。 • 加速度：反映舒适程度，过大引起不适。
通常用加速度传感器，或用位移传感器。
动应变和动位移的测定：如下图，可通过布置动态应变仪或位移传感器测出应变时程曲线或位移时程曲线。通过位移时程曲线可以求出固有频率、冲击系数和阻尼比等。
yj
• 二、频域分析（略） • 三、桥梁结构动力性能的分析评价
比较桥梁结构频率的理论计算值与实测值，如果实测值大于理论计算值，说明桥梁结构的实际刚度较大，反之则说明桥梁结构的刚度偏小，可能存在开裂或其它不正常现象。一般地，在进行理论计算时，常常会做出一些假设，忽略了一些次要因素，故理论计算值要大于实测值。
2）静载试验阶段在预载后，先作两次或三次加载、卸载循环的静载试
验，每级荷载值取最大荷载的20％，分五级加载。在加载过程中，当分级加载经过荷载最小值时，应增设一个级次。对于允许出现裂缝的试件，应在临近开裂阶段加密荷载分级。

钢结构人行天桥的振动分析

其中有居民海岛１个，无居民海岛１４，素称 “ 岛之４个５百
县 ”。海岛生态保持良好，空气、环境质量均保持国家一级
３．中心城区建设初具规模，但燃气设施建设缺乏统一
部署
标准，生态环境质量评价指数排名全省第８，先后荣获国位
家级生态示范区、省级生态县。
进行，规范协调发展。二、现状建设
点、所处层面等差异，必然出现与总体规划之间的不协调问题。文中以具体项目为例，具体对如何做好两个规划的有效
衔接提出了一定的探讨与实践。
１．燃气气源单一，配套设施管理滞后
当前，洞头县燃气种类只有液化石油气一种，均以瓶装形式供应。县域（门岛温州中油一级站例外）目前只有一小
关键词：钢结构
人行桥
动力特征
行人激励荷载模型
率，行进速度或者步长的其中某一个变量进行控制，都会产生该变量与其他变量之间不同的关系。而且，随着行进速度
目前，随着各种新型结构材料的应用、桥梁计算理论的
迅速发展，人行桥的建设正朝着美观、纤细、大跨度和结构复杂的方向发展。同时，随着桥梁跨度的增加，人桥共振问题就越来越突出，在实际运营中的一些钢结构人行天桥已出现了振动过大等的使用性能问题。例如广州天河岗顶的钢箱梁结构的人行天桥，一方面是由于桥梁刚度不够，自振频率过低；另一方面最主要是对人群激励荷载的考虑不足而造成
的增加，竖向力和侧向力的可变性会增大。在正常的行进速度下，纵向力的变化最小。在连续行走的过程中，会出现短

TMD对钢结构人行天桥的振动控制研究的开题报告

TMD对钢结构人行天桥的振动控制研究的开题报告一、研究背景人行天桥是城市交通建设中重要的一环，为行人提供了安全、便利、快捷的通行条件。

但是，随着城市建设的不断发展，人行天桥的形式越来越复杂，结构也越来越高大、重量也越来越大。

在某些条件下，人行天桥可能会受到风荷载、行人荷载等外力的作用，导致其产生振动，严重时甚至会产生共振，影响行人的行走稳定性和行走舒适度。

因此，在设计人行天桥时需要考虑其振动控制问题。

二、研究目的本课题旨在通过研究钢结构人行天桥的振动控制技术，提高人行天桥的抗振能力和行人行走的安全性和舒适度。

具体目标包括：1. 研究并分析人行天桥的受力特点和振动特性。

2. 探讨目前钢结构人行天桥振动控制技术的现状和发展趋势。

3. 针对人行天桥的振动问题，研究并设计适合的振动控制方案。

4. 通过模拟实验验证所设计方案的控制效果和实用性。

三、研究内容1. 分析人行天桥的受力特点和振动情况。

2. 调研目前常用的钢结构人行天桥振动控制技术和方法。

3. 研究与分析多阻尼器 (TMD) 技术在人行天桥振动控制中的应用。

4. 根据多阻尼器技术，在钢结构人行天桥上设计合适的振动控制方案。

5. 设计实验方案，验证所设计方案的控制效果和实用性。

四、研究方法1. 通过理论分析和数值模拟研究人行天桥的振动特性。

2. 调研各种钢结构人行天桥振动控制技术和方法，收集并分析相关文献资料。

3. 运用多阻尼器 (TMD) 理论，将其应用到人行天桥的振动控制中。

4. 针对不同的桥梁结构和环境条件，设计适合的振动控制方案。

5. 通过仿真、试验等多种手段验证所设计方案的效果和可行性。

五、预期结果1. 全面分析钢结构人行天桥的受力特点和振动特性，阐明其振动产生原因和影响因素。

2. 深入探讨目前常用的人行天桥振动控制技术和方法，比较其优缺点。

3. 在多阻尼器 (TMD) 理论的基础上，结合实际工程情况，设计出针对人行天桥的振动控制方案。

4. 通过仿真实验和现场实验验证所设计方案的控制效果和实用性。

桥梁检测中的振动分析及应用的开题报告

桥梁检测中的振动分析及应用的开题报告一、研究背景及意义桥梁作为重要的交通基础设施之一，承担着连接两岸的重要作用。

然而，在桥梁使用过程中，由于自然环境、车辆荷载以及长期使用等原因，桥梁的结构和性能都可能会受到不同程度的影响，进而对桥梁的安全性和使用寿命造成威胁。

因此，及时进行桥梁的检测和评估，对于保证桥梁的安全运行具有至关重要的作用。

振动分析技术作为一种非破坏性检测技术，在桥梁的检测和评估中得到了广泛的应用。

通过振动分析技术，可以获得桥梁的结构动态响应特性，进而评估桥梁的健康状况、结构可靠性以及结构损伤情况，有助于及时发现桥梁的问题并采取有效的措施保证桥梁的安全运行。

二、研究内容和方法本文将以桥梁振动分析为研究对象，从以下几个方面展开研究：1.桥梁振动分析的原理和方法介绍桥梁振动分析的原理和方法，包括加速度传感器、激光测距仪等设备的使用方法和数据采集技术，分析振动信号的特征和处理方法等。

2.桥梁结构动态响应分析利用振动分析技术，对不同类型的桥梁进行结构动态响应分析，获得桥梁的振动特性和频谱响应曲线，分析桥梁的振动特点和性能。

3.桥梁损伤诊断和评估基于振动分析技术，研究桥梁受损情况下的动态响应特性，通过分析桥梁受损的振动特征来判断是否存在结构损伤并进行评估，进一步为桥梁的维护和管理提供依据。

4.应用案例分析以某座桥梁为例，进行实地数据采集和振动分析，结合桥梁的设计参数和历史记录，对桥梁结构的健康状况进行评估，并给出相应的建议和措施，为桥梁的维护和管理提供科学依据。

三、预期目标和意义通过本文的研究，预期达成以下目标：1.了解桥梁振动分析技术的特点和应用范围，掌握相关的原理和方法，并了解国内外桥梁振动分析技术的发展状况。

2.深入研究桥梁结构的动态响应特性，探索桥梁振动特征和频谱响应曲线对桥梁的评估和维护的影响。

3.基于振动分析技术，研究桥梁损伤诊断和评估的方法和手段，为桥梁维护和管理提供科学依据。

4.针对某座桥梁进行实地应用，对桥梁的结构健康状况进行分析和评估，提出相应的建议和措施，为桥梁的长期安全运行提供保障。

钢结构人行天桥的振动分析与控制

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，有些钢桥的低频振动会使人感觉到明显的颤动感，这是由于桥的自振频率较低时，会与行人步行频率接近，人的行走起到激振作用，造成桥梁动挠度较大所致。当桥的自振频率同行人步行平率（1.8hz~2.5 hz）相近，容易产生共振，不仅行人有不舒适和不安全感觉影响使用，还会产生安全问题。本文就钢结构桥存在的振动感问题，从研究结构自身的振动特征出发，分析采用tmd后人行天桥的动力特性变化。一、振动分析一般情况下，人行天桥的设计是把人群载荷作为静载荷计算桥的内力和变形。动力验算也只是在静力计算结果上乘一个固定的动力系数。但此种计算方法不够可靠，天桥钢梁除了要满足强度和刚度要求外，自振频率也应尽量远离行人的步伐频率，这就需要根据结构的动力特性和动载荷的频率计算出相应的动力系数，才能清楚结构在动载荷下的效应，并作出相应的分析与调整，保证结构的安全性和舒适度。根据《城市人行天桥与人行地道技术规范》的规定：为了避免共振，减少行人的不安全感，人行天桥上部结构竖向自振频率不宜小于3hz。已知等截面简支梁的自振频率公式：从公式可看出：增大刚度减小质量是提高频率的方法，但对钢箱梁而言，截面刚度同单位长度平均质量几乎是等比增减的。在跨度不变的情况下，单纯加大翼缘板的厚度对调整结构的频率没有作用，必须加大梁高，减薄钢板厚度，但又带来局部稳定的问题，还要增加筋板，这样又增大了质量，形成恶性循环。这种方法既不经济又影响桥梁美观，桥梁的自振频率变化却不大。二、减振途径传统的解决方法是增加结构刚度减小位移，还有就是采用钢-混组合梁、下承式桁架、拱等方法，而这些方法也存在施工周期，工程造价，景观结构等方面的局限性。近年来，有关tmd的参数研究已逐步成熟，理论分析、实验研究和工程应用都证实了tmd是一种有效的减震控制装置。最著名的是位于英国伦敦泰晤士河上的一座步行桥“千年桥”，向公众开放当日，桥身就出现了明显晃动，被迫关闭。最后不得不加设了91个阻尼器后，方得以重新投入使用。对于人行天桥，人行走时把能量传递给桥梁，引起桥的振动反应，待输入的能量转换或消耗后，桥梁才能终止振动反应，可把人行走对桥施加的作用看作一组简谐载荷。桥在动载荷作用下动力作用放大系数为：为强迫简谐载荷作用频率，为结构体系固有频率，为结构的阻尼比。如果m值大于1，结构强迫振动为放大效应；m小于1，则机构强迫振动为衰减效应。当桥梁自振频率同人行频率相同时，产生共振，此时动力系数m无穷大。但如果考虑阻尼影响，即不为零，那么共振时动力系数总是一个有限值。增大阻尼，可以有效降低动力位移，把振幅控制在一个安全的范围内。在主结构中附加上一个子结构，调整结构的自振频率，使之尽量接近主结构的基频或激振频率。当主结构受激励振动时，子结构会产生一个与主结构相反的惯性力，使主结构的振动反应衰减而受到控制，这也就是tmd系统的基本原理。三、实例分析某人行天桥跨径40m，桥宽3m。主梁结构为简支钢箱梁，如图1、图2所示。主梁平均自重为6kn/,假设人群活载荷为5 kn/。主梁基本自振频率为2.5hz。若按人群载荷为静载荷计算，跨中最大挠度为44mm。规定中挠度允许值为l/600，本结构最大允许挠度为67mm，满足要求。但是，按公式（2）计算动力放大系数，m=2.5。如果把经历计算值乘以这个动力系数，则跨中最大挠度为110mm，不能满足刚度要求，需要采取措施控制挠度。虽然用满载时的静力位移乘以动力系数的方法有些保守，但考虑到人体舒适度和抗灾防振等因素，还是有必要的。图1天桥立面简图图2天桥主梁截面图行人在通过桥面时会对其产生一个随机激励，激励的主要方向为垂直于桥面。这个激励与人的步速、体重有关。据统计结果可知，一般步行的激励频率为1.8hz~2.5 hz，因此，该天桥的自振频率与一般步行频率比较接近，容易引起共振。采用模拟激励法，对桥面施加正弦激励，设激励幅值为1.5kn，频率分别为1.8hz、2.0 hz、2.3 hz、2.5 hz。跨中竖向最大位移和竖向加速度计算结果如表1和表2所示。表1计算各种工况跨中竖向最大位移表2计算各种工况下跨中竖向加最大速度由计算结果可知，行人通过该天桥时会引起较大的振动，会产生不舒适感，并且钢结构桥梁的焊缝会长期处于较大的疲劳载荷下，容易引起损坏。从使用的安全性和舒适性考虑，有必要进行减振设计。在钢结构主桥箱梁上安置tmd系统，布置简图见图3。考虑到行人行走的自振频率为1.8hz~2.5 hz，故选用三种不同参数系统进行计算比较，所选参数如表3所示。图3 tmd减振装置布置图表3天桥减振系统参数结构体系在时刻t结构的运动方程可表述为：mü（t）+cù(t)+ku(t)+ =r(t)（3）式中m、c和k分别为结构的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，ü（t）、ù(t)、u (t)和r(t)分别为结点加速度向量、速度向量、位移向量和外加载荷向量。为非线性单元产生的节点力向量。在同样的载荷激励下，计算跨中竖向最大位移和竖向最大加速度。计算结果如表4、5所示。表4减振前后跨中竖向最大位移表5减振前后跨中竖向最大加速度计算结果表明，安装了tmd系统后能够有效的削弱共振反应，消能减振效果明显。结语随着城市道路的不断拓宽、人行天桥的跨度逐渐增大，对城市桥梁景观要求的提高，人行天桥日趋纤细化，竖向振动问题也越来越突出。采用tmd减振系统可有效削减人行天桥的共振反应，共振工况下减振率接近70%，提高了桥梁结构的安全性和舒适性。相对于传统法更经济、实用，又不影响结构美观，施工也很方便，是一种较好的减振控制方法。注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。

大跨度人行天桥的振动影响测试与分析

一
ｉ
●
量
００３ｍｓ位移有效值最大为０５２ｍ，．４／，．７ｍ位移振幅最大为２９１ｍ位移峰峰值最大为５８１ｍ；．４ｍ，．３ｍ南北向水平振动的加速度有效值最大为００ｍｓ，．１／速度有效１值最大为００９４ｍｓ位移有效值最大为００４ｍ。．０／，．５ｍ位移振幅最大为０２９ｍ，移峰峰值最大为．５ｍ位０５３ｍ；西向水平振动的加速度有效值最大为．１ｍ东００７ｍｓ，．１／速度有效值最大为００６ｍｓ位移有效．１／，值最大为００ｍ位移振幅最大为０３４ｍ，．８ｍ，．５ｍ位移峰峰值最大为０７３ｍ．０ｍ。图５一图７分别为典型的加速度、速度、位移时程曲线，８一图１图０为典型的频谱曲线。
摘要目前大跨钢箱梁人行天桥往往满足结构承载力要求同时不能满足舒适度的要求，由于这种结构形式的固
有频率较低，在道路车辆和行人的随机激励下就可能发生共振。具体测试分析了人行天桥的振动响应，最后得出结论，给
出了处理建议。
关键词：行天桥，人固有频率，振动测试，有限元分析中图分类号：Ｕ４．１Ｕ４．４８１；４１３文献标识码：Ａ
维普资讯
第４期
何宗成等：大跨度人行天桥的振动影响测试与分析
１９３
：
蚋撇
¨ ■
图３三点竖向传感器位置
¨
¨
图６振动速度时程曲线

移动荷载作用下简支梁振动减振分析

移动荷载作用下简支梁振动减振分析作者：马信欣袁波尹浩熹何海玉郑勇来源：《贵州大学学报（自然科学版）》2019年第06期摘要：振动控制是解决大跨轻质人行天桥舒适度的关键问题之一。

通常会采用调谐质量阻尼器（TMD）进行减振，可以有效降低桥梁在行人激励下的振动反应。

将行人激励简化为移动简谐荷载，建立人群-人行桥-TMD振动系统，推导在匀速移动人行荷载下，人群-人行桥-TMD振动系统的运动微分方程。

并结合某一人行天桥实例，对该人行天桥进行添加TMD后的Simulink仿真分析，与Ansys建模分析的结果进行对比，说明Simulink仿真分析的正确性。

采用中国规范进行舒适度分析，选取一定范围人行荷载的频率，并用Simulink对此简支梁桥进行定质量TMD与变质量TMD的减振分析，分析结果表明变质量TMD减振效果优于定质量TMD减振效果。

关键词：SIMULINK仿真系统;变质量动力吸振器;振动控制;人行桥;TMD中图分类号：U441+.3文献标识码： A随着我国的经济增长和城市交通的不断建设，人行桥也正向大跨度轻柔低阻尼的方向发展，人们对人行桥的舒适度要求更加严格，对大跨度人行天桥施加多人行走的人行荷载，如果荷载频率与桥梁的自振频率相同时，就会发生共振，则桥梁的响应将被不断增大，轻则会使人心理上产生不舒适感，严重时会使桥梁发生破坏[1-2]，本文研究多人同频率匀速通过桥梁时的最大动力响应，并对桥梁添加TMD[3-6]阻尼器进行减振控制，因常用的有限元软件建模分析时间较长，采用较高效的Simulink软件进行减振分析，首先推导人群-桥-TMD的动力方程，然后在Simulink中依据运动方程建立仿真模块，进行动力仿真分析。

得出桥梁挠度最大点在仿真分析与有限元软件分析下的加速度与位移时程曲线，并对两种软件的结果进行对比，证明仿真的准确性。

运用变质量TMD[7]，并对定质量TMD与变质量TMD进行仿真对比分析并得出结论。

钢桁架人行天桥的振动实测分析与舒适度评价

钢桁架人行天桥的振动实测分析与舒适度评价李强;单美弟;黄铭枫;陈驹;冯鹤【摘要】We carried out a field measurement on the pedestrian-induced vibration of a steel truss footbridge connecting two buildings with a curved planar shape and a net span up to 45 m. Based on the Hilbert-Huang transformation, we effectively identified the dynamic properties of the footbridge, i. e. , natural frequencies and damping ratios. We established the finite element mode of the footbridge. The finite element analysis results agree well with those of the field measurements. We also accessed the vibration serviceability of the footbridge using the domestic and international standards currently available.%对连接2栋建筑净跨度达45 m的某曲线型钢桁架人行天桥展开现场人行振动加速度响应实测，得到了在各种行走和跳跃工况下人行天桥加速度响应的现场实测数据。

基于希尔伯特-黄变换，对人行天桥结构的动力特性，包括自振频率和结构阻尼，进行了有效识别。

利用有限元软件建立了该人行天桥结构有限元模型，分析天桥结构在行人荷载激励条件下的动力响应。

某人行天桥承载能力实验分析

某人行天桥承载能力实验分析张哲，姜霖（大连理工大学土木水利学院辽宁大连 116023）摘要：某人行天桥闲置多年后欲恢复使用，为弄清该桥的承载能力以及使用性能，基于通用有限元程序软件进行理论计算，同时根据理论计算结果作为控制内力进行现场检测实验。

实验结果表明，该桥使用性能良好，承载能力满足规范要求，可在简单维修后恢复使用。

关键词：承载能力；理论计算；荷载实验此次检测的人行天桥主跨37.8m，边跨分别为27.2m和28.3m，呈“丁”字型布置，设计荷5.32，钢箱梁结构。

由于此桥在闲置了几年后要恢复使用，所以需要重新检验该载标准：KN/m桥梁整体受力性能和承载力是否达到规范的要求，了解结构在荷载作用下的实际工作状态，为科学地评价该桥结构的强度、刚度、动力特性等提供实测资料[1]。

为此，对该桥各主要构件进行了全面的检查与综合的测试评定，通过静动载实验确定了桥梁结构的承载能力与运营条件。

1 静载实验1.1荷载布置静载实验按照控制测点的实际活载产生的控制内力（或变位）为加载依据[2]，实验采用沙袋分别按工况一和工况二加载，沿桥纵向布置加载，具体沙袋布置如图2所示：图2 布载示意图工况一：（1）加载前测读各测试点的标高和电阻应变计的初始数值；（2）分别加载至5吨、10吨、15吨、20吨，每次荷载就位5分钟后，测读测点的挠读及应变计的数值；（3）各测点的测读完毕后，按照规定卸载；（4）卸载后5分钟，测读各测点的挠读及应变计的数值。

工况二：（1）加载前测读各测试点的标高和电阻应变计的初始数值；（2）分别加载至4吨、8吨、12吨，每次荷载就位5分钟后，测读测点的挠读及应变计的数值；（3）各测点的测读完毕后，按照规定卸载；（5）卸载后5分钟，测读各测点的挠读及应变计的数值。

1.2测试内容根据实验目的和现场实际情况，静载实验主要测试以下内容：1.静力测量：主跨(1#、2#)和西侧边跨（3#、4#）弯矩最大处弯矩。

某人行天桥的动力特性测试与分析

某人行天桥的动力特性测试与分析张鹏粱【摘要】对某人行天桥进行了现场动力荷载试验，简要介绍了人行天桥动力特性的测试方法，通过分析该人行天桥的自振频率和桥面最大加速度，指出了该桥存在的问题，并提出了相应的加固改造措施，可为类似结构的人行天桥设计、施工及维修养护提供参考。

%The paper carries out in-situ dynamic load test of the pedestrian bridge, and briefly introduces the dynamic characteristic test methods of the pedestrian bridge. Through analyzing its self frequency and maximum deck acceleration, it points out existing problems, and puts forward corresponding reconstruction and reinforcement measures, which has provided certain reference for similar pedestrian bridge design, construction and maintenance.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)027【总页数】2页(P175-176)【关键词】人行天桥;动力特性测试;加速度;自振频率【作者】张鹏粱【作者单位】总参谋部管理保障部,北京100082【正文语种】中文【中图分类】U448.11近年来，随着我国城市交通日趋发达，为提高城市路网的通行能力、确保行人过街安全、方便，城市人行过街设施的建设日益增多，其中主要的就是人行天桥的建设。

城市人行天桥的建设对实现人车分流、提高机动车通行能力、改善交通管理状况、保障行人安全等有良好的交通和社会效益，同时，相比传统的车行立交桥，人行天桥投资少、收益大，更易获得较好的景观效果，因而越来越受到城市建设部门的重视。

人行天桥荷载试验方案

人行天桥荷载试验方案试验方案: 人行天桥荷载试验一、试验目的人行天桥作为城市交通建设的一部分，其荷载性能的安全可靠性是至关重要的。

本试验旨在通过对人行天桥的荷载试验，评估其结构的稳定性和承载能力，为设计和施工提供科学依据。

二、试验内容1. 试验对象：一座已建成的人行天桥，包括桥面、护栏、支承结构等。

2. 试验荷载：根据设计要求和相关标准，选择合适的静荷载和动荷载进行试验。

3. 试验参数：记录相关的试验参数，如桥面挠度、应力分布、传感器数据等。

三、试验步骤1. 桥面静荷载试验a. 在桥面上均匀布置静荷载，以逐渐增加的方式进行，每次增加一定重量后记录相关参数。

b. 测试完成后减载至初始状态，并记录相关参数的恢复情况。

2. 桥面动荷载试验a. 通过模拟行人行走或跑步等动作施加动荷载，记录相关参数，如桥面的振动频率、桥面的应力分布等。

b. 根据设计要求，选择合适的振动频率和荷载施加方式进行试验。

3. 荷载试验数据处理a. 根据试验数据，分析桥面的挠度、应力以及其他相关参数的变化情况，以评估桥面的稳定性和承载能力。

b. 通过数据处理，得出人行天桥在静荷载和动荷载下的极限荷载能力。

四、试验设备1. 静荷载设备：包括适量的钢板、砖块等静荷载器材，以及用于记录挠度、应力等参数的传感器。

2. 动荷载设备：根据试验要求选择合适的模拟人行荷载的设备，如模拟行人行走的机械装置。

3. 数据处理设备：计算机及相关软件，用于对试验数据进行处理和分析。

五、试验安全措施1. 在试验过程中，严格按照相关安全操作规程进行试验，确保人员和设备的安全。

2. 试验现场应设置保护措施，防止人员误入试验区域。

3. 使用合适的个人防护装备，如安全帽、手套等。

六、试验结果评估与分析根据试验数据的处理结果，可以对人行天桥的荷载承载能力进行评估与分析，同时可以根据评估结果对设计和施工方案进行优化和改进，提高人行天桥的安全可靠性。

七、试验报告根据试验结果，编写相关试验报告，包括试验目的、试验步骤、试验结果、评估分析等内容，并对设计和施工提出建议。

砼连续箱梁人行天桥振动特性测试与分析

5 动力特性分析为了清楚地了解天桥的动力特性,在对测试数据进行频谱分析之外,还采用ANSYS有限元
程序对该天桥进行整体建模，综合分析其动力特性，从而避免只考虑上部结构的振动，而忽略了结构的整体振动情况，后面的计算结果证明了这一点。上部结构采用的BEAM44梁单元, 下部结构采用BEAM188梁单元,对端部的楼梯采用忽略其对刚度的影响，只将附加质量集中作用在箱梁端部的处理方法。两个连续梁桥的有限元模型如图10所示。表2为天桥实测固有频率与有限元分析结果的对比,可以看出两者相差基本上不超过10%，由此可见本文采用的有限元模型是正确有效的。有限元分析所得到的主要振型图及其固有频率如图11、图12所示。
频率调整法是指在设计阶段尽量调整结构主要振动频率避免落入人体激励频率所覆盖的范围，该方法认为当结构竖向振动基频大于该界限值时人致振动问题不会发生，无需再专门考虑。由于其方法简单，概念明确，因此大多数规范都首先考虑频率调整法。BS5400（1978）、 EN1990等认为当竖向振动基频大于5Hz时可不考虑人致振动问题。美国AASHTO规范和我国规范都要求竖向振动频率基频应大于3Hz。
2
本次振动测试采用经过低频校准的891-4型动圈往复式拾振器及相配的891-4型放大器；测点布置如图3所示,测试竖向振动情况，分别在桥梁两端、跨中及中间墩顶各布置两个传感器（一个竖向、一个水平），共计10个,可同时检测结构的振动频率及模态。
图3 桥面测点布置示意图
4 振动响应分析振动测试于2007年5月在现场进行,共采集振动数据24组。通过检查试验数据，发现试验
图 1 天桥立面图
图 2 天桥横断面图
据当场行人反映，当该桥上行人较多时，桥梁振动较为剧烈，但不清楚何种方式的振动。因此清楚地了解天桥振动情况对于问题的解决是非常重要的。目前我国已经有多座天桥出现此类振动问题，只有弄清楚病害的产生原因，才能进一步有效地采取维修加固措施，否则可能达不到加固效果。我国相关规范［6］仅对天桥竖向频率提出限值要求，这只是考虑了上部承重结构的振动特性。但在实际情况中，如果将天桥的上、下部结构整体考虑，其振动特性就不仅仅发生竖向振动，还可能包括较强的横向振动、纵向振动；如果结构的横、竖向振动频率与行人频率接近，则有可能引起共振现象，横、竖振动之间还可能产生一定的耦合作用，因此不能只单纯进行竖向频率检测。该天桥振动现象也可能不全是由于行人造成的，桥下的交通流量对于整个结构振动也可能有一定作用。为了解行人和在桥下通行的火车等对天桥振动的影响,本次测试采用脉动试验与强迫振动试验两种形式，采用东华DH5920振动测试与分析系统。试验对象分别为21-31.5-30m和2X35m两个多孔连续梁（第2～4孔与第6～7孔）。

城市某人行天桥竖向自振频率测试与分析

人行地道技术规范》
（CJJ 69-1995）、
《城市桥梁检测与评定技术规范》
（CJJ/
T 233-2015）等规范均规定了人行天桥
竖向振动基频的最低限值（不小于
3Hz）。另外桥梁自振频率的变化不仅
能定性反映结构损伤情况，还能定性反
映恒载变化、结构整体性能和受力体系
刚度变化，应符合以下规定：
①在桥梁结构体系和恒载不变的情
3.3 测试截面与测点布置
自振频率的测试截面需根据桥跨结
图7
环境随机振动时域信号
况下，宜采用既往实测自振频率的初次
构的振型特征和所需测试阶数来确定，
值作为基准频率值，当实测自振频率小
对于该简支钢桁架结构，拾振传感器测
于基准频率值的 90% 时，因分析结构刚
DOI:10.16330/ki.1007-7359.2021.08.100
0.25m（下弦杆）。主桥每端设置 4 根直
1
交通工程研究与应用
安徽建筑
余志刚（1979-），男，安徽池州人，2003年本科
径为 60cm 的钢管混凝土桥墩，桥墩上
引言
设置钢盖梁，钢管混凝土桥墩与钢盖梁
随着城市交通功能的不断完善，为
激振法、人群跑动激振法。
要足够的人群重量。人群跳动的位置可
2
环境随机激振法：是在桥面无任何
按所测结构的振型来确定。
工程概况
交通荷载以及桥梁附近无规则振源的情
人群跑动激振法：人群以不同的步
该人行天桥主桥平面呈“一”形，采
况下，测定桥跨结构，由于桥址处风荷
速进行跑动，可以检验天桥结构在动力
载、地脉动、水流等随机荷载激振而引起

钢结构人行天桥异常振动专项分析

Construction & Decoration158 建筑与装饰2023年7月下钢结构人行天桥异常振动专项分析杨平上海同丰工程咨询有限公司上海 200444摘要本文以某钢结构人行天桥项目为具体实例，首先简要介绍工程案例的基本概况，然后通过对桥梁进行外观检测、主梁竖向模态测试、静载试验的阐述，深入分析钢结构人行天桥异常振动产生的具体原因，能够为后期同类型桥梁在检测及养护过程中存在类似病害时进行合理处置提供参考。

关键词钢箱梁；刚度；模态；共振Specific Analysis on Abnormal Vibration of Steel Structure Pedestrian BridgeYang PingShanghai Tongfeng Engineering Consulting Co., Ltd., Shanghai 200444, ChinaAbstract Taking a steel structure pedestrian bridge project as a specific example, this paper first briefly introduces the basic overview of the project case, and then analyzes the specific causes of abnormal vibration of the steel structure pedestrian bridge through the description of appearance inspection, vertical modal test of main beam and static load test of the bridge, which can provide a reference for reasonable disposal of similar diseases in the detection and maintenance process of the same type of bridge.Key words steel box girder; rigidity; modality; resonance引言为保证车辆快速、有序的通行，也为了行人安全通行、快速疏通，城市在车辆和人流密集的主干路交叉口设置的人行天桥越来越多，为便于安装，人行天桥大多采用钢箱梁结构，同时为方便多路口通行，环形和半环形天桥成为主流。

浅谈人行天桥荷载试验检测全解

浅谈人行天桥荷载试验检测一、桥梁检验收检测意义桥梁竣工验收需要进行进行验收荷载试验，其目的有三个方面：1、通过荷载试验以检验现有结构承载能力是否达到了设计荷载保准。

2、根据静荷载试验观测了解结构的实际受力状况和工作性能，为桥梁营运养护提供科学依据。

3、经过对试验资料的对比、分析，为同内桥梁的设计、施工积累可靠资料。

二、桥梁荷载试验检测工作方案1、根据桥梁竣工图，实测桥梁竣工数据，同时根据竣工图文件建立桥梁荷载试验计算模型，确定荷载试验检测部位，计算理论值。

2、拟定荷载试验工作方案，根据桥梁等级，设计标准，按照规范要求进行车辆布置。

3、实施荷载试验，根据工作方案进行外业试验，收集关键试验成果。

4、根据试验结果与理论计算结果进行比较，分析，最终得出桥梁评估报告。

三、以下以某城市人行天桥荷载试验为案例进行论述研究（一）、概述该人行天桥位于某小区1、2街区处，为一“H”型结构天桥，主要连接某小区1、2街区与某小学周边的人流过往，天桥主梁全长49.7米。

桥面横向全宽4.2米，净宽4.0米；梯道全宽2.7米，净宽2.5米；桥下净高大于5米。

桥上设置最大1%的桥面纵坡和1.0%的双向横坡。

桥梁设计荷载为：人群：4.5kN/㎡。

天桥主梁、梯道梁均为钢结构，由钢板焊接组合而成。

上部结构为等截面钢箱梁，梁高为0.9米，箱梁顶宽4.2米，底宽1.8米。

梯道梁高0.3米，宽0.8米。

天桥箱梁顶板、底板、腹板和墩顶加密横隔板及其余部位均采用Q345qc钢。

钢梯道及平台的顶底板和腹板均采用Q345qc钢。

该天桥主墩结构为花瓶式钢筋混凝土桥墩，顶部宽度为1.8米根部宽度1米，厚0.8米，桩基直径为1.2米。

梯道墩结构为矩形墩，尺寸为0.6×0.6米，桩基直径为1.0米。

1.1技术标准净宽：桥面宽：4.2米梯道全宽：2.7米桥下净高：≥5米。

设计荷载：人群：4.5KN/㎡。

横断面布置：主梁：0.1m(栏杆)+4.0m(人行道)+0.1m(栏杆) =4.2m梯道：0.1m(栏杆)+2.5m(人行道)+0.1m(栏杆)=2.7m结构安全等级：二级。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2018, 7(3), 303-312Published Online May 2018 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2018.73035Vibration Analysis and Field Test of aFootbridge under Human Jumping LoadChanghui Cui1, Zhiqiang Zhang1,21School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing Jiangsu2Key Laboratory of Concrete and Pre-Stressed Concrete Structures of the Ministry of Education, SoutheastUniversity, Nanjing JiangsuReceived: Mar. 15th, 2018; accepted: Mar. 28th, 2018; published: Apr. 4th, 2018AbstractBy 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.KeywordsFootbridge, 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1,21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日崔常慧，张志强摘要采用有限元分析与现场测试相结合的方法，研究南京某人行天桥在人跳跃荷载下的振动问题，并选取调谐质量阻尼器(TMD)进行振动控制和舒适度设计。

利用ANSYS软件建立结构三维模型，进行模态分析及不同跳跃工况下减振前后桥面动力响应时程分析；对实际结构进行环境激励下的动力特性测试，对比分析减振前后单人、多人跳跃情况下实测加速度响应。

研究表明，原结构竖向基频小于3 Hz，在跳跃荷载下不满足规范的加速度要求；设置TMD后，加速度明显减小，TMD可有效控制该桥的人致竖向振动。

关键词人行桥，动力特性，动力响应测试，振动舒适度，调谐质量阻尼器Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言城市人行天桥是城市公共交通中不可缺少的基础设施。

随着人行天桥逐渐向着大跨度方向发展，人行桥的自振频率较低，与人活动频率范围接近，人致动力响应明显。

人的活动主要包括：慢走、快走、跑、跳、站立、起立和音乐节奏等行为。

研究表明人在不同活动状态下的频率范围大致如下：步行1.6~2.4 Hz，跑步2.0~3.5 Hz，跳跃1.8~3.4 Hz，弹跳1.5~3.0 Hz，身体水平晃动0.4~0.7 Hz [1]。

自从2000年伦敦千禧桥开放日大量人流引起桥面大幅振动后[2]，人行桥的振动和行人振动舒适度问题引起国内外众多学者的研究兴趣[3][4]。

对于人行桥的振动舒适度设计问题，一些规范规定了人行桥竖向频率的要求。

我国《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ69-1995) [5]中规定，人行桥上部结构竖向自振频率不应小于3.0 Hz。

欧洲规范Eurocode 5 [6]、英国规范BS 5400 [7]、加拿大规范CSA (S6-06) [8]等均规定人行桥竖向频率不应小于5 Hz，欧洲规范HIVOSS [9]要求人行桥竖向频率避开1.25~4.6 Hz的敏感范围，否则需要计算人致振动下结构响应，并采取相应措施进行振动控制。

调谐质量阻尼器(TMD)是结构被动控制的常用方法之一，目前国内已经积累了大量的工程实践经验，TMD已经在众多大型工程项目中得到应用，如北京奥林匹克公园国家会议中心[4]、青岛北站[10]等。

本文主要研究南京首座桅杆式斜拉人行天桥在人跳跃荷载下的振动舒适度问题，采用有限元分析与现场测试相结合的方法，分析了结构的动力特性及在不同跳跃荷载工况下的加速度响应，并采用减振控制理论，选取TMD对人致振动进行控制。

2. 结构特点南京市太平北路文昌桥路口的过街天桥曾由于南京地铁三号线施工被拆除，现在已复建完成并投入使用。

复建的人行天桥采用桅杆斜拉桥形式，结构轻盈，造型美观，与周围环境协调一致，其效果图及立面图如图1所示。

该桥主跨37.6 m，桥面总宽5 m，桥面以上高度10 m。

主墩处桥塔及中间的塔杆采用三种圆形钢管，截面为Φ426 × 30、Φ351 × 20和Φ299 × 16，主梁采用截面为□600 × 600 × 24 × 24的双边箱钢梁，双边箱主梁之间设置横梁和水平斜撑，横梁主要截面为□450 × 300 × 12 × 16，斜撑主要截崔常慧，张志强(a) 效果图(b) 立面图(单位：cm)Figure 1. The footbridge图1. 人行天桥面为Φ152 × 12。

桥面板采用正交异形板。

墩柱采用C40混凝土，基础采用C30混凝土，结构主钢材采用Q345C钢材。

3. 有限元模型本文采用大型通用有限元软件ANSYS建立三维模型，并对结构进行减振前后的动力响应分析，采用Beam189和Link180单元分别模拟主梁和拉索，采用Shell181模拟桥面板，建立的全桥模型如图2所示。

本文主要考察结构的竖向振动特性，有限元分析得到的原结构前三阶竖向自振频率依次为：2.46 Hz、5.93 Hz和10.30 Hz，对应的振型见图3。

其中，第一阶竖向振型呈单个正弦波形式，其振型位移最大的位置为跨中。

该结构竖向第一阶振型频率为2.46 Hz，不满足规范的要求，且处于人跳跃频率范围(1.8~3.4 Hz)内，易发生共振，因此需要计算结构人致振动响应。

该桥在设计之初就考虑采用调谐质量阻尼器(TMD)进行振动控制。

TMD是一种常用的调频减振装置，主要由质量块、弹簧和阻尼器组成。

当TMD的自振频率与主结构的基本频率或激励频率相接近时，主结构发生振动时，TMD会产生一个与主结构振动方向相反的惯性力作用在结构上，从而将结构自身的振动能量转换到TMD装置上，使主结构动力响应衰减。

该桥的竖向振动主要由第一阶竖向振型决定，因此在第一阶竖向振型位移最大的位置(即跨中)布置4套TMD减振装置，经过多次反复优化，计算得到TMD减振装置的主要设计参数见表1。

在ANSYS有限元软件中建模时，选用Mass21单元模拟TMD的质量块，选用Combin14单元模拟弹簧和阻尼器。

崔常慧，张志强Figure 2. Finite element model of the footbridge图2. 人行桥有限元模型(a) 一阶 (b) 二阶 (c) 三阶Figure 3. Calculated first three vertical modal shape图3. 计算得到的结构前三阶竖向振型Table 1. Main parameters of tuned mass dampers表1. TMD主要设计参数调频频率/(Hz) 质量/(kg) 阻尼系数/(N∙s/m)2.4 412 5474. 跳跃荷载下结构响应计算4.1. 跳跃荷载的模拟人的跳跃活动对结构产生的荷载为冲击力，近似采用正弦函数曲线模拟，荷载频率取为结构竖向第一阶自振频率(2.5 Hz)，动力系数取为1.5，单人重量取为700 N。

单人跳跃荷载曲线如图4所示。

在该桥跨中位置施加跳跃荷载，计算单人、两人、三人同步跳跃情况下结构的响应。

利用ANSYS 软件进行动力时程分析(即瞬态动力学分析)的流程如图5所示。