大跨径人行桥人致振动舒适性评估及减振措施
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浅谈人行悬索桥舒适度评估摘要:近年来,旅游景区随着国民经济进步不断建设。
将现代科学技术与美学融合为一体的人行景观索悬索桥在景区建设中越来越多,跨径越来越大、结构向复杂化发展。
在人行激励下大跨度柔性桥梁结构发生大幅振动容易导致行人不舒适觉,因此对于容易发生人致振动的桥梁要进行舒适度评估。
本文参考国内外人行桥设计标准,给出了通过周期函数模拟的行人荷载进行有限元时程响应分析,进而进行舒适度评价的实用方法。
关键词:人行桥;有限元;人致振动;行人舒适度;一、引言人行悬索桥是一种柔性结构,其结构固有振动频率较低,在行人、地面等外界荷载的激励下,桥梁容易产生较大的振动,这些振动会给行人带来不适感,行人在行走过程中产生紧张甚至恐慌心理,这将直接导致人行天桥结构的实用性降低。
人行舒适度的影响因素非常多,各国规范对舒适性指标的规定有很大差别,人行荷载的周期性特性明显,并且荷载频率明显,从本质上考虑人行桥振动属于动态谐波响应,从避免动态谐波共振的方向考虑:各国规范基本采用频率调整法,从结构振动结构上考虑:普遍采用动力响应分析法。
二、人行桥舒适度的方法(一)频率调整法: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覆盖的范围,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。
(二)动力响应分析法:实际桥梁结构的频率在不满足规范要求频率时,一些规范提出应该采用动力响应分析法:动力响应发通过分析桥梁结构在主动力作用下振动的最大响应来评估舒适度,确保最大响应小于舒适度界限值。
三、桥梁动力特性分析在进行舒适度分析时必须先分析悬索桥梁的动力特性,桥梁结构的自振特性分析是进行瞬态动力分析的前提,同时也反应了振动系统的固有属性。
通过模态分析能求出结构系统的各阶振型和频率。
结构的模态分析的计算从数学理论上来看,属于求解特征值和特征向量的问题。
在有限元的实现中有多种方法可以提取结构的模态,四、人行桥舒适度的评价流程1.建立有限元模型并进行静力分析2.模态分析3.确定行人荷载数学模型4.人行荷载作用下的动力时程分析5.人行桥舒适度评价五、总结总结阐述了人体振动舒适度评价研究领域的成果和现状。
某大桥震动安全性评估与优化设计随着城市发展和交通建设的发展,桥梁建设已成为城市建设的重要组成部分。
某大桥作为一条连接两岸的基础设施,在城市发展中承担着重要的任务。
然而,大桥的安全性评估和优化设计一直是建设者们所关注的问题。
本文就某大桥的震动安全性评估与优化设计进行探究。
一、某大桥的桥梁结构和设计方案某大桥是一座悬索桥,桥梁全长3000米,主跨1100米,最大跨度为1650米。
主梁采用钢箱梁结构,悬索索链间距160米,桥面采用混凝土空心箱梁结构。
桥面宽度为33.5米,设有两条车道和两条人行道。
某大桥的设计方案考虑了多种因素,如地形、水文、环境、交通等。
在进行桥梁结构设计时,建设者们充分考虑了桥梁的安全性和稳定性。
二、某大桥震动的成因及危害性分析震动是指结构发生变形或振动的现象,通常是由外力作用或结构内部失稳引起的。
而桥梁往往需要承受车流、地震等多种因素的作用,这些外部因素往往会对桥梁的安全性产生影响,特别是在发生震动时,桥梁结构会产生更大的挑战。
某大桥的震动主要受以下因素影响:1、地震地震活动是导致桥梁震动的一个重要原因。
在某大桥所在地,存在地震活动的风险。
因此,在设计和建设某大桥时,建设者们充分考虑了地震因素对桥梁的影响。
2、风风力也是造成桥梁震动的因素之一。
在某大桥所在地,存在强风和风暴的情况。
建设者们在设计桥梁时,考虑了强风和风暴对桥梁的影响。
3、交通载荷车流是桥梁承受的重要载荷,车流的大小和密度对桥梁的安全性产生直接影响。
在某大桥的设计和建设中,建设者们考虑了车流量和密度对桥梁的影响。
由于桥梁震动带来的危害性极大,因此,震动安全性评估和优化设计成为了一个值得关注的问题。
三、某大桥震动安全性评估方法和实践分析震动安全性评估是对桥梁的稳定性和安全性进行检验和评估的过程。
在某大桥的设计和施工中,建设者们使用了一系列的工程技术和方法来评估桥梁的安全性。
1、计算机模拟分析计算机模拟分析是一种重要的评估方法。
大跨度等高变宽连续钢箱梁天桥人行舒适度分析摘要:国内外经验表明,动力效应通常是人行桥结构设计的控制因素,尤其在质量轻、柔度大的钢结构桥梁上表现得更为明显。
本文以成都市高新区某大跨度等高变宽连续钢箱梁天桥为例,分析了桥梁的静力及动力特性,着重介绍了人行舒适度的计算方法及控制要求,并提出了合理的解决方案。
关键词:大跨度;钢结构;人行天桥;结构设计;舒适度;减振; TMD1 工程概况本桥位于成都市高新区,平面采用S形跨越锦江,平面曲线最小半径为64m、最大半径为103m;标准段全宽为8m,桥墩处桥面设置观景平台,宽度由8m渐变至15m,采用R=10m和R=15m曲线进行过渡,平台中心设置膜结构马蹄莲造型。
主桥上部结构采用56.5m+75m+56.5m+25m等高变宽连续钢箱梁,梁高2.5m,材料为Q345C,上翼缘宽8m~15m,上翼缘宽3m~10m,箱梁外包裹GRC混凝土装饰板。
下部结构桥台采用桩接盖梁式桥台、钻孔灌注桩基础,桥墩采用2m×10m圆端型薄壁桥墩,承台接钻孔灌注桩基础。
桥梁标准断面采用0.05m栏杆+2.5m非机动车道+5.4m人行道+0.05m栏杆=8m;桥面宽度在桥墩处曲线渐变加宽至15m。
桥面人行道采用高耐竹地板、自行车道采用装饰混凝土,下设5cm防水混凝土;栏杆采用无骨架玻璃栏杆。
膜结构马蹄莲龙骨生根于桥墩顶,从钢箱梁顶、底板开孔中穿出,开孔直径为4m。
2 结构分析2.1有限元模型采用大型有限元程序Midas 2017建立全桥整体空间模型,梁单元数共计390个,节点数共计441个。
支座采用弹性连接模拟,桥台处支座底及桩底固定,桥墩处支座底与墩顶节点刚性连接;桩侧土弹簧采用只受压节点弹性支承模拟。
全桥空间模型2.2荷载输入主梁自重由程序自动计算,考虑加劲隔板及焊缝重量,自重乘以1.05系数;桥面铺装:q=2.4kN/㎡;护栏(单侧):q=1.0kN/m;外包GRC装饰(换算为均布荷载布置于顶板):q=1.18kN/㎡;压重:考虑到箱体较小,压重材料采用大容重铁砂混凝土,q=100kN/㎡(压重范围,25m边跨梁端支座处横梁加宽箱式内);梯道搭接恒荷载:q=20.25KN(单个支点);温度作用:按整体升温20°,整体降温25°考虑;人群荷载:4.0Kpa。
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的快速发展,步行桥作为城市交通的重要组成部分,其安全性与舒适性日益受到人们的关注。
人行激励下的步行桥竖向振动问题,尤其是其减振措施,成为研究的热点。
调频质量阻尼器(Tuned Mass Damper,简称TMD)作为一种有效的减振装置,被广泛应用于建筑、桥梁等结构的减振控制。
本文将针对人行激励下步行桥的竖向TMD减振进行详细的分析。
二、步行桥竖向振动问题概述人行激励下的步行桥竖向振动主要来源于行人行走、风雨荷载等因素。
这些激励会导致桥面产生振动,进而影响行人的舒适度,甚至可能对桥梁结构造成损害。
因此,如何有效地控制这种竖向振动,成为亟待解决的问题。
三、TMD减振原理及在步行桥中的应用TMD是一种被动控制装置,通过调整其质量和弹簧刚度,使其固有频率接近于激励频率,从而达到减振的目的。
在步行桥中,TMD通常被安装在桥面或桥墩上,通过吸收振动能量,减少桥梁的振动响应。
四、人行激励下步行桥竖向TMD减振分析4.1 模型建立本文采用有限元方法建立步行桥的力学模型,考虑人行激励、桥梁结构、TMD装置等因素。
通过输入行人行走的激励数据,模拟出桥面的竖向振动。
4.2 TMD参数优化针对不同结构和激励条件下的步行桥,通过调整TMD的质量、弹簧刚度和阻尼等参数,优化其减振效果。
采用频域分析和时域分析相结合的方法,对TMD的减振效果进行定量评估。
4.3 减振效果分析在优化TMD参数的基础上,分析其在人行激励下的减振效果。
通过对比有TMD装置和无TMD装置的桥面振动数据,得出TMD对步行桥竖向振动的减振效果。
同时,考虑不同行人流量、风速、雨量等环境因素对TMD减振效果的影响。
五、结论通过本文的分析,可以得出以下结论:(1)TMD作为一种有效的减振装置,在人行激励下的步行桥竖向振动控制中具有显著的减振效果。
(2)TMD的减振效果受其参数(如质量、弹簧刚度和阻尼等)的影响较大,需要通过优化参数来达到最佳的减振效果。
桥梁施工中的振动影响及对策桥梁是现代交通基础设施的重要组成部分,然而,在桥梁施工过程中,振动可能会对桥梁结构造成一定的影响。
本文将讨论桥梁施工中的振动影响以及对策,以确保桥梁结构的安全性和稳定性。
1. 桥梁施工中的振动影响桥梁施工过程中,主要存在以下几种振动影响:1.1 地面振动桥梁施工所产生的振动会通过地面传导,进而对周围建筑物和地质环境造成影响。
地面振动可能导致附近房屋的结构受损,地下管道破裂等问题。
1.2 桩基振动在桥梁施工中,施工机械和设备的振动可能会对桩基产生影响。
桩基振动会对桩身和土壤产生动力效应,进而影响桩基的承载能力和稳定性。
1.3 结构振动桥梁施工中,施工工艺和施工机械的震动可能会对桥梁结构本身产生振动。
这种振动可能导致桥梁结构的疲劳破坏,从而影响其使用寿命和结构安全性。
2. 桥梁施工中的振动对策为了减少桥梁施工中振动对周围环境和桥梁结构的影响,可以采取以下对策:2.1 预测与评估在桥梁施工前,应通过计算和模拟等方法预测施工振动对桥梁结构和周围环境的影响。
同时,需要评估施工振动的强度和频率,以确定可能的风险和潜在问题。
2.2 合理施工工艺设计在桥梁施工中,应采用合理的施工工艺和方法,以减少振动的产生和传导。
例如,可以采用分阶段施工,减少一次性对桥梁结构造成的振动量。
2.3 振动监测与控制在桥梁施工过程中,应设置振动监测装置,实时监测施工振动的强度和频率。
当振动超过安全限制时,应采取相应的控制措施,例如调整施工机械的工作参数,减少振动产生。
2.4 隔振与减振措施针对影响桥梁结构的振动,可以采取隔振和减振措施。
通过在桥梁结构中设置特殊设计的隔振装置,可以有效减少振动的传递和反射。
此外,可以使用减振材料和减振器等技术,降低桥梁结构的振动幅度。
3. 桥梁施工中的振动管理除了采取具体的对策来减少振动影响外,还需要进行综合的振动管理:3.1 建立健全的技术规范在桥梁施工领域,应建立健全的技术规范,明确振动限值和管理要求。
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的日益繁忙,步行桥作为连接城市各区域的桥梁之一,扮演着重要的角色。
然而,在人行激励下,步行桥容易产生竖向振动,这不仅给行人的舒适度带来影响,还可能对桥梁的结构安全造成威胁。
因此,针对人行激励下步行桥的竖向振动问题,本文提出了一种有效的减振方法——竖向调谐质量阻尼器(TMD)减振技术。
本文旨在通过理论分析和数值模拟,对TMD减振技术进行深入研究和分析。
二、TMD减振技术概述TMD减振技术是一种结构振动控制技术,其基本原理是通过外部附加的调谐质量阻尼器来吸收和消耗结构的振动能量,从而达到减小结构振动响应的目的。
在步行桥的竖向振动控制中,TMD可以通过调节自身频率和阻尼比,使之与桥梁结构的固有频率相接近,从而达到较好的减振效果。
三、模型建立与参数分析本文采用有限元软件建立步行桥的有限元模型,并在此基础上添加TMD减振装置。
通过对模型进行参数分析,包括TMD的质量、阻尼比、刚度等参数的调整,以找到最佳的减振效果。
此外,为了更加全面地了解TMD减振技术的性能,本文还分析了人行激励的频率、幅值等参数对减振效果的影响。
四、仿真结果分析通过数值模拟,本文对无TMD减振装置和有TMD减振装置的步行桥在人行激励下的振动响应进行了比较。
结果显示,在相同的人行激励条件下,TMD减振技术可以显著减小步行桥的竖向振动响应。
具体而言,TMD减振装置的加入可以有效地减小桥梁结构的峰值位移、峰值加速度以及动挠度等指标。
此外,通过对不同参数下的仿真结果进行分析,本文还发现TMD的调谐频率和阻尼比对减振效果具有重要影响。
在一定的调谐频率和阻尼比范围内,TMD可以发挥最佳的减振效果。
五、实际应用与效果评估为了验证TMD减振技术在步行桥中的应用效果,本文选取了一座实际的人行步行桥进行实地测试。
通过对比有TMD减振装置和无TMD减振装置的桥梁在人行激励下的振动响应数据,发现TMD减振技术在实际应用中同样具有显著的减振效果。
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的日益繁忙,步行桥作为城市交通的重要组成部分,其安全性和舒适性越来越受到人们的关注。
然而,在人行激励下,步行桥的竖向振动问题往往会影响行人的行走舒适度,甚至可能对桥梁结构造成损害。
为了解决这一问题,本文提出了一种新型的减振装置——调频质量阻尼器(TMD),并对其在步行桥竖向振动控制方面的效果进行分析。
二、TMD减振原理及结构特点TMD是一种被动控制装置,其基本原理是通过安装在外界振动系统上的质量块和弹簧、阻尼器等元件,产生与外界振动方向相反的惯性力,从而减小结构的振动响应。
在步行桥的竖向振动控制中,TMD通过安装在桥梁上的质量块和阻尼器,对桥梁的竖向振动进行控制和减缓。
TMD的结构特点主要包括:质量块、弹簧、阻尼器和安装框架等部分。
其中,质量块是TMD的核心部分,其质量和悬挂方式对减振效果具有重要影响。
弹簧和阻尼器则起到调节TMD振动频率和耗能的作用。
安装框架则用于将TMD固定在桥梁上,确保其正常工作。
三、人行激励下步行桥竖向振动分析在人行激励下,步行桥的竖向振动主要受到行人步行荷载、风荷载、地震作用等因素的影响。
其中,行人步行荷载是导致桥梁竖向振动的主要因素。
因此,本文重点对人行激励下的步行桥竖向振动进行分析。
通过对人行激励下的步行桥进行动力分析,可以得出桥梁的振动响应和行人舒适度等指标。
在分析过程中,需要考虑行人的步频、步速、步行方向、人数等因素对桥梁振动的影响。
此外,还需要考虑桥梁的结构特性、支座条件、阻尼等因素对减振效果的影响。
四、TMD在步行桥竖向减振中的应用及效果分析为了减小人行激励下步行桥的竖向振动,本文提出在桥梁上安装TMD减振装置。
通过调整TMD的质量、弹簧刚度和阻尼等参数,使其与桥梁的固有频率相匹配,从而达到减小桥梁振动响应的目的。
在应用TMD减振装置后,需要对减振效果进行分析。
可以通过对比安装TMD前后桥梁的振动响应、行人舒适度等指标来评估减振效果。
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的快速发展,步行桥作为城市交通的重要组成部分,其安全性和舒适性越来越受到人们的关注。
然而,在人行激励下,步行桥往往会出现竖向振动,给行人和桥梁结构带来不利影响。
为了解决这一问题,本文提出了一种基于调谐质量阻尼器(TMD)的减振方法,并对其在步行桥竖向振动控制中的应用进行了分析。
二、TMD减振原理及在步行桥中的应用TMD是一种被动控制装置,通过调谐系统的固有频率和阻尼比,实现对结构振动的控制。
在步行桥中,TMD可以安装在桥面或桥墩上,通过调整其质量和弹簧刚度等参数,使其与桥梁结构的竖向振动达到共振状态,从而消耗桥梁结构的振动能量,达到减振的目的。
三、人行激励下步行桥竖向振动分析人行激励是步行桥竖向振动的主要来源之一。
在人行激励下,步行桥的竖向振动表现为周期性变化,且振幅与行人数量、行走速度、步频等因素有关。
为了准确分析人行激励下步行桥的竖向振动,本文采用了有限元分析方法,建立了步行桥的有限元模型,并考虑了人行激励的随机性和周期性。
四、TMD减振效果分析为了验证TMD在步行桥竖向振动控制中的有效性,本文对安装TMD前后的步行桥进行了竖向振动测试。
测试结果表明,安装TMD后,步行桥的竖向振动得到了有效控制,振幅明显减小。
此外,本文还对TMD的参数进行了优化设计,以进一步提高其减振效果。
优化后的TMD在相同的人行激励下,能够更好地与桥梁结构达到共振状态,从而消耗更多的振动能量。
五、结论本文通过对人行激励下步行桥竖向TMD减振分析,得出以下结论:1. 人行激励是步行桥竖向振动的主要来源之一,其振幅与行人数量、行走速度、步频等因素有关。
2. TMD作为一种被动控制装置,在步行桥竖向振动控制中具有较好的应用前景。
通过调整TMD的参数,使其与桥梁结构的竖向振动达到共振状态,可以有效地消耗桥梁结构的振动能量,达到减振的目的。
3. 优化TMD的参数可以提高其减振效果。