大跨度人行天桥减震

世界桥梁2021年第49卷第3期（总第212期）World Bridges#Vol.49#No.3#2021（Totally No.212"72大跨度单索面曲线悬索桥人致振动舒适性及减振措施研究刘世忠】，于洪波2,陈斌】，陈缔欣3,傅立磊2(1.兰州交通大学，甘肃兰州730070；2.厦门市市政建设开发有限公司，福建厦门360060；3.厦门市市政工程设计院有限公司，福建厦门360060)摘要：随着桥梁美学和城市景观的追求以及新型轻质高强材料的运用，人行桥梁的跨度不断增大，基频不断降低，带来的人致振动问题也日益突出&以厦门山海健康步道节点二桥梁一一单塔单索面曲线悬索桥为背景，通过行人激励下人致振动响应，分析人致振动峰值加速度和侧向锁定及其临界人数，并对安装调谐质量阻尼器(TMD)减振方案进行参数优化。

结果表明：在人致振动竖向敏感频率范围内，即3Hz以内，共有19阶模态，且模态振型耦合现象严重，不仅有主梁与桥塔、主缆耦合振型，还有主梁竖向与侧向耦合振型；第10阶和第15阶人致振动加速度峰值分别为2.127m/s2、3.778m/s2，超出CL1级舒适性指标，第7阶临界锁定人数为236人，小于设计人数1235人;提出安装TMD并优化其基本参数，安装TMD后桥梁满足人致振动CL1级舒适性要求&关键词：人行桥；单塔单索面曲线悬索桥；人致振动；舒适性评价；调谐质量阻尼器；减振措施中图分类号：U44&11；U441.3文献标志码:A文章编号：1671—7767(2021)03—0072—061引言随着经济的日益发展，城市化进程的不断推进&为改善城市生态环境、提高交通运输效率、缓解日益增加的人流压力，人行桥起到了越来越重要的作用&基于城市景观要求的考虑，人行桥的造型更加新颖，同时跨度不断增加，大量新型轻质高强材料的采用使得桥梁自身刚度降低，进而造成基频降低，人致振动问题突出［13］，如：伦敦千禧桥关闭事件&通常人行桥的人致振动主要以竖向振动为主，但侧向振动有可能造成侧向锁定现象因此还应考虑侧向振动。

荷， 但共振现象却足以使连接处破坏。以往采用通过
调整截面高度和钢板厚度等这种改变刚度 的措施 ， 调
整结构 自振频率时发现， 加大钢板厚度提 高的结构 刚 度与结构质量的相应增加几乎是等 比的 ， 频率变化极 不 明显 ； 若通过加大梁高， 减小钢板厚度提高刚度 ， 又
会带来 局部稳定性 的问题 ， 还需增设加劲肋 ， 这样 既
增加 了结构质量 ， 又无法达到提高频率 的 目的， 特别
对于跨度达到 ４ ０ ｍ 以上 的桥 梁 ， 此种方法更加 会使 结构 的抗振性能陷于一种恶性循环 。
ＴＭＤ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｉｎ ｒ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｔ ｏ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｅ ｄ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｉｎ ｒ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ Ｔ ＭＤ ｋ ｎ ｏ ｗａ ｂ ｌ ｅ，ｔ ｈ ｅ ｉｎ ｆ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ｅ ｌ ｆ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ － ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｗｉ ｌ ｌ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｉ ｔ ｓ ｄ ａ ｍｐ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｄ ｅ ｓ ｔ ｉ ｒ ａ ｎ ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ ｐ ｈ ｅ — ｎ ｏ ｍｅ ｎ ｏ ｎ， ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｂ ｉｅ ｒ ｌ ｆ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｓ ａ ｂ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｏ ｔ —

合 国内外 人 行 桥 的理 论 研 究 和工 程 背 景 ，开 展 系
收 稿 日期 ：０ ０ ０ ～ ０ ２ １— ８ ２
的 １８ ９ １年 美 国 堪 萨斯 城 希 尔 顿 饭 店 人 行 天 桥 垮 塌 事故 共 造 成 １３人死 亡 。 １
２２ 行 人 导 致 的 人行 桥 过 度振 动 事 件 ．
师 ， 事桥梁 设计＿ 从 Ｔ作。
械操 作 手 的 质量 意 识 ， 贯 穿 于 整个 施 工 过程 。 并
均 满 足 小 于 交 通 部 规 定 的平 整 度 代 表 值 １ ｍ ．ｍ ２
４ 性青 ｓ 路平度测集 筵 慧 改沥及Ｍ 面整检结 Ａ
工 程 完 工后 进行 检 测 ，路 面 平 整度 指 标 采 用 西安公路研究所 研制 的 Ｘ Ｐ Ｌ Ｙ—Ｆ型连续式 平整 度仪 进 行检 测 ，每 １０ｍ打 印 出一 个 实测 结 果 一 ０ 均 方 差 （ ， 共 １５个 检 测 结 果 数 据 ， 测 结 果 Ｑ）总 ６ 检
构 出现横 向失稳 的“ 锁定 ” 象。此外 ， 行桥一 现 人
般 刚度 小 ， 率低 ， 外 界 动荷 载 的 激励 下 容 易 引 频 在 发 大 幅度 的振 动 ，这 一 特 点 在 大跨 人 行 桥 上 体 现 得 尤 为 明显 。
近年 来 ， 随着 现 代 化 立 体 交通 概 念 的发 展 ， 各
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
０ 前 言
人 行桥 的研 究 目前 远 不 如 车行 桥 那 样 受 到 重 视 ， 要 基 于 如 下 原 因 ： １ 人 行 桥 的修 建 主要 是 主 （） 跨越 天然 屏 障 和城 市 道 路 ， 般 跨度 小 规 模 不 大 ， 一 无 法 同 车 行 桥 作 为交 通 枢 纽 中的 作 用 相 提 并 论 ； （ ） 多 时候跨 越通 道 多采 取车行 桥 附设人 行 道 的 ２较 方 式 ， 大 减 少 了人 行 桥 的设 计 ；３ 单 独 建 造 的 大 （） 人 行 桥 跨度 比大 型公 路 、 路 桥梁 要 小 得 多 ， 铁 主要 集 中在 ２ —０ｍ之 间 ， 于 这 种 跨 度 较 小 、 度 较 ０ ６ 对 刚 大 的 人行 桥 ，在 设计 中往 往 将 动力 荷 载 视 为 静 力 荷 载 ，采 用 动 力 放大 系数 来 考 虑动 力 效 应 进 行 简

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。

维普资讯
科研 开发
地铁 振 动 造成 大 跨 度人 行天 桥抖 振 的 机理 分析
李彬蔚 李
２０７） ０ ０ ２ （ 海 大 学 土 木 工 程 系 上 海 上
摘 要
对 某 钢 结 构 大跨 度 人 行 天 桥 在 地 铁 振 动 作 用 下 的 受 迫抖 振 做 现 场 实桥 测 试 ， 用 频 谱 分 析 和 有 限 元 分 析 利
天桥位 于某 地铁 站西侧 １ ５ 通 常上 行地 铁列 ８ ｍ， 车 通过此 处 时还未 开 始 减 速 进 站 ， 行 列 车 已 出站 下
并加 速至 ６ ｋ ｈ 接 近 ７ ｋ ｈ的最 大 运 营 时 速 。 ７ ｍ／ ， ０ ｍ／
质 点绝 对 速 度 、 移 响应 时 程 ； ￡ 、 （） 别 为基 位 （） ￡ 分 础 振动速 度 、 位移 时程 ； （） ￡ 一 （） （） Ｕ（） ￡ 一 ￡ ， ￡ 一 （） ￡ 一 （） 别为 系统 质点 相对 基础 运动 的相 对速 ￡分 度 和相对 位移 时程 。
接 钢结构形 式 ， 跨度 ５ ｍ， ４ 曾经 是 国 内跨 度最 大 的人
基 础
行过 街天桥 。梁体 为 单 箱 ４室箱 梁 ， 梁高 １ ６ 梁 ． ｍ，
柱材 料均 为 Ｑ３ ５ ４ 。柱下 为承 台桩 基基础 ， 墩柱 顶端
图 １ 上 部 结 构 振 动 系统 质点 的运 动 和受 力 分 析
ＬｉＢｉ ｎｗｅｉ ＬｉＤｏ ｎｇ
（ ｐ ｒ ｍ ｅ ｔ ｏ ｖｌ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆ Ｃｉｉ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ，Ｓ ａ ｇ ｈ ｎ ｈｍ ｉ ｒ ｉｙ Ｓ ａ ｇｈ ｉ ２ ０ ７ ） Ｕｎ ｖｅ ｓ ｔ ｈ ｎ ａ ０ ０ ２

桥减震措施1. 引言桥梁是连接两个地区的重要交通设施，承受着大量的车辆荷载和自然荷载。

而随着车辆质量和数量的增加，桥梁的疲劳、变形和振动问题也越来越突出。

这些问题对桥梁的安全性和使用寿命造成了严重的影响。

为了提高桥梁的抗震能力和减少振动对桥梁的损害，研究和应用桥减震措施已经成为桥梁工程领域的一个热点。

本文将介绍一些常见的桥减震措施。

2. 橡胶支座减震措施橡胶支座是一种常见的桥梁减震装置，它由橡胶材料制成。

这种材料具有较大的变形能力和较好的耐久性，可以有效地减少桥梁受到的震动冲击。

在桥梁的支座部位安装橡胶支座，可以减少桥梁受到的地震和车辆振动传递到桥梁本身的力量，从而降低桥梁的应力和变形程度。

橡胶支座减震措施不仅可以提高桥梁的抗震能力，还可以延长桥梁的使用寿命。

3. 钢筋混凝土剪力墙减震措施钢筋混凝土剪力墙是一种常见的桥梁结构，通过在桥梁结构中设置一定数量和间距的钢筋混凝土剪力墙，可以有效地增加桥梁的刚度和耐震能力。

在桥梁的竖向方向安装钢筋混凝土剪力墙，可以提高桥梁的抗震性能。

当地震或车辆振动作用于桥梁时，钢筋混凝土剪力墙可以吸收一部分振动能量，减少桥梁结构的应力和振动程度，从而减小地震和振动对桥梁的影响。

4. 缓冲装置减震措施在桥梁的关键部位安装缓冲装置，可以有效地减少地震和车辆振动对桥梁的影响。

缓冲装置可以通过增加桥梁的阻尼，吸收地震和振动能量，从而减小桥梁的振动幅度和应力。

常见的缓冲装置包括液压缓冲器和摆动阻尼器。

液压缓冲器通过调节液压阻尼器的阻力来减少桥梁的振动，而摆动阻尼器则通过阻尼材料的摆动来达到减震效果。

5. 预制试件减震措施预制试件是一种常见的桥梁减震装置，它由预制混凝土制成。

在桥梁结构的关键部位安装预制试件，可以有效地提高桥梁的抗震性能。

预制试件具有较大的刚度和耐久性，可以减少地震和振动对桥梁的影响，从而降低桥梁的应力和变形程度。

预制试件减震措施不仅可以提高桥梁的抗震能力，还可以提高桥梁的使用寿命。

府 天 桥 建 成 于 1991 年 ，位 于 海 口 市 海 府 路。主桥跨径组合（1×34）m，采用钢筋混凝土双 悬臂箱梁桥结构；桥梁全长 44.8 m，桥面宽度 4.7 m，抗震裂度 8 度，主梁截面采用 C40 混凝土，弹性 模 量 为 3.25×104 MPa，海 府 天 桥 的 阻 尼 比 为 0.015。其横截面示意图如图 1 所示，通过 Midas Civil 有限元软件建立全桥模型，全桥主梁共计 53 个节点，52 个单元，将天桥的一端设置为约束全 部的平动自由度（Dx、Dy、Dz）以及绕 x 轴和 z 轴的转 动自由度（Rx、Rz），另一端设置为约束平动自由度 （Dy、Dz）和绕 x 轴及 z 轴的转动自由度（Rx、Rz）。全 桥有限元模型三维效果图如图 2 所示。
第 36 卷第 1 期 2020 年 2 月
结构工程师 Structural Engineers
Vol. 36 ，No. 1 Feb. 2020
人行天桥的舒适度分析与 TMD 减振控制
朱利明* 张志成 邢世玲 卞思雨
（南京工业大学交通运输工程学院，南京 210009）
摘 要 为对比分析国内外规范对人行天桥舒适性评价的差异性，以海口市一座普通钢筋混凝土的海 府天桥为例，依据各国规范建立了单人、结伴而行、低密度 0.5 人/m2、高密度 1.5 人/m2等 8 种人行荷载工 况，进行舒适度评价，并对不满足舒适度要求的工况，采用 TMD 减振。结果表明：ISO 和 EN03 规范对人 行桥舒适度评价较为严格，TMD 减振效果显著，合理选择 TMD 装置数量对减振效果有益。 关键词 规范对比，人行天桥，舒适度评价，TMD 减振
0引言
随着城镇化进程的加快，城市人口和车辆快 速增加，为缓解城市交通压力，人行天桥已被广泛 修建于各大城市中，然而伴随人行天桥跨度的增 大，桥梁振动问题也日益突出。为避免天桥在人 行荷载下产生过量振动，从而保证在行人荷载作 用下人行天桥的舒适度要求，现行各国规范主要 是通过避开敏感频率法和限制动力响应值法来进 行人行桥舒适度评价。

其 中有居 民海 岛 １ 个 ，无居 民海 岛 １ ４ ，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

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。

城市人行天桥减震措施研究r——以福州浦西人行天桥为例罗慧苓;林伟【摘要】大跨、轻质的人行天桥振动问题突出.以福州浦西人行天桥为工程背景,建立基准有限元模型,对人行天桥的减震措施进行研究与探讨.研究结果表明,设置合理活动质量的TMD阻尼装置减震效果明显,可大幅减小加速度和位移响应.【期刊名称】《武夷学院学报》【年(卷),期】2016(035)006【总页数】4页(P80-83)【关键词】人行天桥;人致激励;减震;TMD装置【作者】罗慧苓;林伟【作者单位】福州理工学院, 福建福州 360506;福州大学土木工程学院, 福建福州 350116【正文语种】中文【中图分类】F830为了满足日益增长的交通量问题，随着城市道路宽度不断加大，人行天桥跨径随之增加。

同时出于美观要求，目前城市人行天桥朝着大跨、轻质及纤细化方向发展。

英国千禧桥，法国Solferino桥，新加坡Changi Mezzanine桥等都出现过由于高密度行人通过人行天桥，结构发生剧烈振动的现象［1-3］。

因此，人行桥的人行激励振动问题越来越引起了工程界的重视。

目前我国相关规范仅要求人行天桥的竖向基频必须大于3 Hz，以避免人桥共振以及结构舒适度差，对侧向振动未做考虑［4］。

日前检测单位对福州市二环路上的多座人行钢桥进行检测，测试结果表明至少10座以上的人行天桥的竖向基频值在3 HZ以下。

本文将以其中浦西人行天桥为例，依据检测结构现状，开展人行天桥减震措施讨论与研究，通用有限元模拟与验证，提出利用TMD进行减震并提高结构舒适度方案，最后结合国内外相关指标对配备TMD减震装置的天桥舒适度进行评价。

福州市浦西人行天桥采用单跨钢箱梁简支结构形式，如图1所示。

主跨跨径42.5m，主梁采用单箱双室钢箱梁，钢材采用16Mn钢。

主梁梁高1.3m，桥面净宽为3.8m，钢箱梁顶板、底板及腹板厚均为20mm。

主梁横断面如图2所示。

设计人群荷载为4.0 kN·m-2。

大跨度连廊人致振动分析与减振设计陈刚;陈玉泉;周杰【摘要】综合目前人行荷载和舒适度评价的研究成果,模拟不同工况下单人、多人有序和随机荷载,对某大跨度钢结构连廊进行振动特性和舒适度分析.根据结构的振动特性,借鉴MTMD相关研究,对大跨度钢结构连廊进行MTMD减振设计.结果表明,利用MTMD减振系统可以有效地控制结构的竖向振动,满足舒适度的要求.%Based on existing researches on pedestrian loading and comfort level assessment, different pedestrian loading models are developed to simulate activities of single person walking, regular or stochastic crowd walking. Vibrating characteristics and comfort level of long span steel corridor are studied. According to the vibrating characteristics of structures, an MTMD system is designed in the corridor using the relevant results. It is shown that the design of the MTMD system can control the vertical vibration of the corridor and can satisfy the requirement of the comfort level.【期刊名称】《烟台大学学报（自然科学与工程版）》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】6页(P151-156)【关键词】随机人行荷载;蒙特卡罗模拟;舒适度;振动控制【作者】陈刚;陈玉泉;周杰【作者单位】浙江杭萧钢构股份有限公司设计部,浙江杭州310003【正文语种】中文【中图分类】TU391大跨度结构均为轻质和低阻尼，在人群行走作用下会出现较大的振动响应，特别是竖向自振频率接近人的步频时，会产生共振.为了防止结构振动过大，国内规范[1]采取对结构基频进行控制，避开人的步行频率共振频段，从而控制加速度响应.该方法虽然简单实用，但是在大跨度复杂结构中，因为建筑外观、使用功能的要求，无法避开共振频率.本文结合某园区不同功能区间大跨度钢结构连廊，综合引用相关指标，对其在人行荷载激励下的行走舒适度进行分析，并采取相应的措施进行振动控制.该连廊最大跨度65 m，最大横向宽度12.6 m，走廊弧形内侧用于观景，两侧桥塔结构采用钢管混凝土+钢支撑形式，结构计算模型如图1所示.人行连廊的振动分析，首先需要准确地模拟相应的人行荷载.由于人行荷载的多变量随机性，需要采用有限元程序Midas/Gen和自编程序相结合的方法进行结构的人致振动舒适度分析和减振设计.图1 结构有限元模型Fig.1 Structural finite element model1 舒适度评价标准及人行荷载模型1.1 结构舒适度评价标准国内除文献[1]有竖向频率的规定外，尚无大跨度结构人行活动动力响应舒适度的评价标准.国内学者关于舒适度方面的研究成果主要有文献[2－4]等.其中袁旭斌提出了关于人步行状态下多频率计权曲线和舒适度振动界限，采用下述频率计权曲线更好的反映步行状态下人对振动频率的感受[2]:根据结构的具体使用情况对振动舒适度要求进行修正[2]:式中:μ1为考虑使用用途的修正系数;μ2为桥面高度影响的修正系数;μ3为其他因素对行人心理影响的修正系数.国际上关于结构舒适度的有关规定如下:1)国际标准化组织ISO10137:制定了适用于建筑物和人行桥的国际通用标准，评价指标采用频率计权加速度均方根(R.M.S)或振动剂量值(vibration dose value，简称 VDV).频率计权均方根加速度:式中:aw(t)为瞬时频率计权加速度值，m/s2.振动剂量值:当波峰因子(频率计权加速度的最大瞬时峰值与其均方根值的比的模)大于6时，采用四次方振动剂量值(VDV)作为评价指标:式中:aw(t)为瞬时频率计权加速度值，m/s2;T为测量时间长度.2)美国规范AISC－11:主要用于人类自身活动引起建筑物振动的舒适度评价，如人行、观众入退场、跳跃等活动引起的振动，评价指标为峰值加速度.3)英国规范BSI5400:最早提出考虑人行桥舒适度的规范之一，评价指标为峰值加速度.BS6472－2008:基于ISO标准使用类似的基本倍数表;评价指标为VDV(振动剂量值).4)Euro Code:适用对象为人行天桥，评价指标采用峰值加速度，包括竖向振动、一般使用时的水平振动以及满布人群时的水平振动限值.5)瑞典国家规范 Bro2004:瑞典用于桥梁设计施工的通用规范，采用均方根加速度作为舒适度评价指标.1.2 采用的舒适度评价标准综合以上舒适度评价标准及研究成果，土木工程中习惯采用峰值加速度或频率计权加速度均方根作为评价标准.振动从逐渐增大到衰减的时间较短，振动只是瞬间达到峰值，峰值加速度无法客观反映作用持续时间对人的影响，故本文采用频率计权均方根加速度作为评价指标.本文采用的舒适度评价标准如下:频率计权曲线采用式(1)，竖向加速度限值取为0.3 m/s2[2]，侧向加速度限值取其0.5倍，即0.15m/s2.1.3 人行荷载模型及工况1.3.1 单足落步荷载模型采用程序Midas/Gen提供的行走1步(Baumann)步行荷载模拟，典型单足落步荷载曲线如图2所示.1.3.2 行走荷载模型人行走荷载模型取IABSE(International Association for Bridge and Structural Engineering)提供的连续步行荷载，公式如下式中:Fp为行人激励荷载;t为时间;G为人体重量;fs为人步行频率;α1=0.4+0.25(fs －2)，α2= α3=0.1;Φ2=Φ3=π/2.图2 典型单足落步荷载曲线Fig.2 Typical time-dependent force of a foot to the floor1.3.3 起立荷载模型考虑连廊内侧观景幕墙沿线所有座位上坐满人一起起立，假定a)人起立动作的持续时间为1s，b)起立时的冲击荷载曲线为一个正弦波.参考文献[5]人体重心运动的加速度时程，人体起立荷载为行人质量乘以加速度.1.3.4 跳跃荷载模型人的跳跃活动对连廊楼面的冲击荷载曲线按Wheeler假定，将曲线理想化为半正弦波.当人脚与结构接触时，产生动荷载;人脚与结构脱离接触时，荷载变为零.其函数表示见式(6)[6]，式中:Kp=Fmax/G 为单人动荷载系数，G 为人体重量，Fmax为单人跳动的峰值动荷载;fp为人跳动周期;tp为单位周期中人与结构的接触时间.将接触时间tp与周期fp合并为一个变量，即接触比α=tp/fp.正常跳动的接触比是1/3.单人动荷载系数与接触比之间关系 Kp=π/2α[7].1.3.5 人行侧向荷载模型国际标准化组织ISO规范对于单个行人引发的侧向周期性荷载采用了傅立叶级数表示，选取动力荷载前两阶谐波对其进行定义.式中:fs.h为侧向步行激励频率.1.3.6 分析工况定义及参数选择为全面考虑不同荷载模型、不同荷载类型及荷载参数对结构影响，结合上述5种荷载模型，将结构人致振动分别按7种工况进行分析.工况与人行荷载模型的对应关系如表1所示.工况1中考虑7人并排正步行走，步频取结构1阶基频，从左至右正常行走，步幅0.75 m;;工况3假定跳跃频率按最不利考虑，步率取结构基频，作用位置在跨中挠度最大点.表1 人致振动荷载工况Tab.1 Pedestrian load case序号工况荷载模型1多人并排正步行走单足落步荷载2集体起立起立荷载33人同时跳跃跳跃荷载4 自由状态人群随机行走行走荷载5 非常稠密状态人群随机行走行走荷载6 拥挤状态人群随机行走行走荷载7侧向人群随机行走人行侧向荷载采用Monte Carlo方法生成随机步行荷载，该方法结合随机影响因素的概率分布，模拟大量人行荷载随机样本，同时考虑人群空间分布与步频的关系.人群空间分布依据文献[8]给出的5种分布状态，为了较为真实的模拟该结构的振动性能，分为下列3种工况考虑.工况4:行人自由行走状态的上限0.3人/m2，连廊楼面行人数量取170人，人的正常行走频率服从均值2.0 Hz，标准差 0.173 Hz的正态分布[9]，初始相位角(即2人之间滞后时间)服从[0，π]之间均匀分布.工况5、6:人的行走速度和步频之间的关系曲线表达式为[10]其中:v为人行速度，m/s;fs为人的步频，Hz.综合考虑结构、交通、生物力学等领域的相关研究，得到人流速度和人流集度关系曲线如图3所示[11].图3 人流速度和人流集度关系曲线Fig.3 Relationship between speed and density of crowd依据非常稠密状态的人流密度上限1.4人/m2，工况5连廊楼面行人数量取700人，行人步频在[1.5，2.0]Hz 之间[8，10－11].假定工况6行人在拥挤状态随机行走，按人流密度2.6人/m2行人数量取1300人，行人步频在[1.2，1.7]Hz 之间[8，10－11].工况7，行人数量取700人，随机侧向荷载按保守分析假定相同频率、不同初始相位角，频率0.85 Hz.2 振动特性分析及舒适度评价2.1 动力特性分析模态分析时恒荷载全部转化为振动质量源，活荷载20%转化为振动质量源，考虑动力特性，混凝土材料弹性模量提高1.2 倍[12－13].通过模态分析得到该结构前几阶主频依次为1.7724 Hz、2.2149 Hz、2.6138 Hz、2.8875 Hz等，对应1阶、2阶振型如图4、5所示.从振型图中可以看出前2阶振型均以竖向振动为主.结构固有频率较低，且第1、2阶竖向振动频率落在人行正常步频[1.5，2.5]Hz之间，会引起结构的共振.图4 结构第1阶振型Fig.4 First mode shape图5 结构第2阶振型Fig.5 Second mode shape2.2 舒适度分析根据上述人致振动荷载工况，应用模拟的荷载模型，对未设置消能减振的连廊结构进行人行荷载作用下的动力响应分析，频率计权均方根加速度结果及舒适度评价见表2.表2 人行走廊各工况下的舒适度评价Tab.2 Comfort of the corridor under different cases工况号aw/m·s－2舒适度评价10.125没有不舒适20.036 没有不舒适30.298 没有不舒适40.325 感到不舒适50.500 感到不舒适60.136 没有不舒适70.038没有不舒适分析结果表明工况4自由行走状态、工况5非常稠密状态人群随机荷载作用下，最不利控制点频率计权均方根加速度均超过0.3 m/s2，工况4、5加速度响应时程曲线及响应谱见图6～9.由响应谱图中可以看出工况4激发第2阶竖向振动频率的共振，工况5激发第1阶竖向振动频率的共振，因此针对1.77 Hz和2.2 Hz竖向振动频率进行减振设计.图6 控制点加速度时程曲线(工况4)Fig.6 Acceleration time history on control point(case 4)图7 控制点加速度响应谱(FFT)(工况4)Fig.7 Acceleration response spectrum on control point(case 4)图8 控制点加速度时程曲线(工况5)Fig.8 Acceleration time history on control point(case 5)图9 控制点加速度响应谱(FFT)(工况5)Fig.9 Acceleration response spectrum on control point(case 5)3 消能减振设计3.1 TMD消能减振设计原理TMD(Tuned Mass Damper)即调频质量阻尼器，利用装置的自振频率与结构的受控频率相调谐时，将结构的振动能量转换到调频装置上，达到耗散能量、控制结构动力响应的目的.TMD系统的自振频率取决于弹簧减振器的有效刚度Kd;TMD系统的阻尼Cd由粘滞阻尼器提供.通过选取最优频率比和最优阻尼比，可以使调谐减振效果达到最优[4].由于结构布置和荷载分布等因素的影响，大跨度结构的竖向振型相近并且比较密集，因此需要采用MTMD减振系统，从而增强控制系统的鲁棒性.根据结构的动力特性，针对1、2阶竖向振动频率进行减振优化设计，减振系统参数见表3，图10、11为连廊结构MTMD减振系统结构布置，6个TMD减振装置安装在结构跨中，分别对应1、2阶竖向振型.表3 减振系统参数Tab.3 Parameters of MTMD systemTMD编号弹簧刚度/(N·m)质量块质量/kg调频频率/Hz 1、2 76785 680 1.73、4 86085 680 1.85、6 128596 680 2.2图10 MTMD系统位置示意Fig.10 Arrangement of MTMD system图11 结构跨中MTMD系统横向布置Fig.11 Cross arrangement of MTMD system in the middle of the structure span3.2 随机行走荷载作用下的减振分析如上所示，在结构跨中位置放置6个不同频率TMD装置控制结构竖向振动，减振后加速度响应时程曲线及响应谱见图12～15.从图中可知，对于工况4，减振后跨中最不利控制点的频率计权均方根加速度为0.067m/s2，减振率为79%;对于工况5，减振后跨中最不利控制点的频率计权均方根加速度为0.148 m/s2，减振率为70%.减振后，控制点的舒适度均满足要求.实际应用时，由于施工误差、计算简化偏差等原因，在具体调试安装MTMD系统之前需要实测结构的动力自振特性，为MTMD系统阻尼、弹簧参数调整提供依据. 图12 减振后控制点加速度时程曲线(工况4)Fig.12 Acceleration time history on control point图13 减振前后控制点加速度响应谱(FFT)比较(工况4)Fig.13 Comparison of acceleration response spectrum on control point(case 4)图14 减振后控制点加速度时程曲线(工况5)Fig.14 Acceleration time history oncontrol point with MTMD system(case 5)图15 减振前后控制点加速度响应谱(FFT)比较(工况5)Fig.15 Comparison of acceleration response spectrum on control point(case 5)4 结论(1)人群荷载模型应充分考虑人致荷载的多变量随机性，同时考虑人流集度与人行频率、速度之间的关系，避免人致振动分析中选取各参数值的任意性;(2)结合TMD和MTMD研究成果，根据MTMD的减振原理，应合理地选择MTMD系统的参数并根据结构的振动特性进行布置;(3)根据本文设计的减振方案，对大跨度钢结构连廊进行减振设计，可以有效的减少结构在不同频率人致荷载激励下的竖向振动，满足舒适度要求.参考文献:[1]北京市市政工程研究院.CJJ69－95.城市人行天桥与人行地道技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社，1996.[2]袁旭斌.人行桥人致振动特性研究[D].上海:同济大学，2006.[3]张高明.火车站站房结构在人行和列车激励作用下的振动舒适度问题研究[D].北京:中国建筑科学研究院，2008.[4]肖学双.钢结构人行桥人致振动舒适度及其控制研究[D].长沙:长沙理工大学，2009.[5]李爱群，陈鑫，张志强.大跨楼盖结构减振设计与分析[J].建筑结构学报，2010，31(6):160－170.[6]Wheeler J E.Prediction and control of pedestrian induced vibration in footbridges[J].Journal of Structural Division，ASCE，1982，108(ST9):2045－2065.[7]Tuan C Y，SaulW E.Review of live loads due to humanmovements[J].Journal of Structural Engineering，ASCE，1986，112(5):995－1004.[8]廖顺庠.人行天桥的设计与施工[M].上海:同济大学出版社，1995:28－31.[9]Matsumoto Y，Nishioka T，Shiojiri H，et al.Dynamic design of footbridges[M].Nagoya:IABSE Proceedings，1978:1－15.[10]Bertram J E，Ruina A.Multiple walking speed-frequency relations are predicted by constrained optimization[J].Journal of Theoretical Biology，2001，209(4):445－453.[11]Venuti F，Bruno L.An interpretative model of the pedestrian fundamental relation [J]. Computes Rendus Mecanique，2007，335(4):194－200.[12]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社，2005:44－54.[13]曲淑英，王心键，王子辉，等.强空间影响的结构抗震分析[J].烟台大学学报:自然科学与工程版，2002，15(1):46－51.。

大跨径椭圆形人行天桥频率分析摘要：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。

基于MTMD的大跨人行悬索桥减振措施研究张彦玲;程艺;王泽涵;王昂洋【期刊名称】《石家庄铁道大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2022(35)3【摘要】为了研究多重调谐质量阻尼器装置(MTMD)在大跨人行悬索桥上的减振效果,依托某景区大跨人行悬索桥,采用Midas/Civil建立了有限元模型,根据行人步频范围内的桥梁自振频率进行了人致振动和行人舒适度分析;采用MTMD进行了人行悬索桥的竖向减振分析,通过MTMD系统的参数优化,对减振效果进行了研究。

研究表明,主梁加速度极值随行人密度的增加而增大,计入人群质量后加速度极值减小,不同行人步频下主梁加速度极值受加载模态振型和荷载折减系数ψ的影响;以根据受控频率得到的MTMD系统参数为基准,随着参数比例系数的增加,主梁竖向加速度最大值减小,减振率增大,但最优参数需根据减振率和系统总质量综合确定;安装MTMD系统后,人行悬索桥主梁受控频率下的最大减振率达到39.1%,说明MTMD 系统的减振效果明显。

研究内容可对同类结构的减振措施提供参考。

【总页数】10页(P1-10)【作者】张彦玲;程艺;王泽涵;王昂洋【作者单位】石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室;石家庄铁道大学土木工程学院;国网河北省电力有限公司沧州市供电分公司【正文语种】中文【中图分类】U448.25【相关文献】1.行人移动荷载作用下大跨悬索人行桥MTMD减振控制研究2.大跨钢箱梁人行桥振动响应分析与MTMD减振控制3.行人荷载激励下基于二次设计的大跨人行连廊TMD减振控制研究4.大跨悬索桥MTMD抖振控制的参数优化5.大跨人行过街天桥利用MTMD减振控制的理论分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

TMD对大跨径人行桥竖向振动控制效果研究樊慧【摘要】振动舒适度是设计大跨轻质人行桥时需要解决的关键问题之一.基于TMD的振动控制机理,对比了不同规范对人行荷载模型和人行桥舒适性指标的规定,以某人行桥为研究对象,结合相关规范规定,分析了TMD对人行桥竖向振动的控制效果.结果表明,TMD可以有效降低人群荷载激励产生的竖向加速度,提高人行桥的通行舒适度.【期刊名称】《山西交通科技》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P93-95,106)【关键词】人行桥;调频质量阻尼器(TMD);振动控制【作者】樊慧【作者单位】山西省交通科学研究院,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】U441.30 引言随着经济发展和城镇化进程加快，城市人口和车辆快速增加，城市道路红线宽度日益加大，为保障机动车车流畅通和行人过街安全，在快速路、车流人流密集主干路往往需要设置人行过街天桥。

随着道路宽度增加，大跨度人行天桥日益增多。

由于桥梁跨度大、施工环境复杂、上部荷载小，所以往往以钢结构简支梁居多。

钢结构材料具有的轻质纤柔特点，降低了桥梁整体的刚度，降低了桥梁的固有频率[1]。

导致桥梁自振频率接近人行走的频率，容易产生共振，出现行人行走舒适度下降、桥梁结构安全性降低、桥梁使用寿命降低等后果。

《城市人行天桥与人行地道技术规范》[2]要求天桥上部结构竖向自振频率不应小于3 Hz，因此需要采取措施，提高桥梁固有频率。

但在人行桥的跨度受到比较严格的控制情况下，通过提高截面的刚度往往附带结构质量的增加，因此很难有效提高人行桥自振频率。

相比之下，采用调频质量阻尼器(TMD)限制人行桥动力响应的方法可以保证桥梁结构在发生共振时振幅和加速度满足设计要求，保护桥梁结构安全和保障桥梁使用舒适性，同时具有很大的灵活性、造价较小等优点，近年来在实际工程中得到广泛的应用。

本文首先介绍不同规范对人行荷载模型和人行桥舒适性指标的规定，阐述了TMD 的振动控制机理和参数优化，然后以西安某大跨人行拱桥为研究对象，选择合理的人群激励荷载，分析对比了TMD安装前后人行桥的通行舒适性，为人行桥的减振控制设计提供依据。

第44卷第8期 山西建筑•168 • 2 0 1 8 年 3 月SHANXI ARCHITECTURE Vol.44 No.8 Mar.2018文章编号：1009-6825 (2018) 08-0168-02人行天桥舒适度振动控制研究肖魁U2(1.上海建筑设计研究院有限公司，上海200041; 2.上海建筑空间结构工程技术研究中心，上海200041)摘要：由于轻质高强材料的应用和城市景观的要求，人行天桥不断向轻柔大跨的方向发展。

我国现行规范通过频率调整来控制 人行桥振动的方法存在一定的局限性。

采用附加阻尼器可有效控制大跨度人行桥的振动响应,提出了人行天桥基于T M D的振动 控制设计方法,并用于实际大跨度人行桥工程的减振分析。

结果表明，该设计方法可有效满足结构舒适度性能要求。

关键词：人行桥，振动控制，调谐质量阻尼器中图分类号:T U318 文献标识码:A1概述国内外已经发生过多例人行天桥因行人激励引起振动过大 而不得不进行维修加固的事件，其中最有名的是英国伦敦千禧桥 振动问题[1]，该人行天桥于2000年首次对公众开放，当天约有 10万人通过该桥，每平方米的行人数达到了 1.3人~1.5人，由于行人激励引起了过量的水平振动，发生振动时的侧向位移达到了 70 m m。

该桥被迫临时关闭，并于次年展开对该结构的维修加固 工作，维修花费金额巨大，达750万美元。

我国武汉长江大桥通车庆典时上万人涌上大桥，引起桥体大幅度横向晃动，竟使人难 以站立。

CJJ69—95城市人行天桥与人行地道技术规范通过限制天桥 结构基本频率不小于3 H z来保证舒适度。

通常情况下，频率调整法简单实用，但提高频率往往是很不经济的，特别是当人行桥跨 度大于40 m时，通过增加钢板厚度所提高的结构刚度与结构质 量的相应增加几乎是等比的，导致结构的固有频率变化不大。

因此规范方法具有一定的局限性。

通过添加阻尼装置（如:T M D)能 有效减小结构振动响应[2’3]，满足舒适度要求。