大跨度人行懸索橋顫振穩(wěn)定性與人致振動(dòng)響應(yīng)研究.pdf

1、隨著人行懸索橋跨徑的不斷增大，結(jié)構(gòu)質(zhì)量更輕、剛度更小、阻尼更低，結(jié)構(gòu)變得更加輕柔，對(duì)風(fēng)荷載、人群荷載等的敏感性越來(lái)越顯著，極易產(chǎn)生較大的振動(dòng)和變形，影響結(jié)構(gòu)的正常使用甚至引發(fā)災(zāi)難。因此，需要對(duì)大跨人行懸索橋進(jìn)行風(fēng)致振動(dòng)，尤其是顫振性能的研究，以及人致振動(dòng)的研究，對(duì)可能出現(xiàn)的過(guò)度振動(dòng)應(yīng)采取措施進(jìn)行控制。
　　為了研究大跨度人行懸索橋的顫振穩(wěn)定性及人致振動(dòng)性能，以優(yōu)化斷面后加裝風(fēng)嘴的張家界人行懸索橋?yàn)楣こ瘫尘?，該橋主?30m，加勁梁

2、長(zhǎng)375m，主梁高跨比1/625、寬跨比1/62.5，空間主纜垂跨比1/14，結(jié)構(gòu)特征非常突出，比舊塔科馬橋更加輕柔。通過(guò)節(jié)段模型強(qiáng)迫振動(dòng)試驗(yàn)和全橋氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)，對(duì)該橋開(kāi)展了顫振穩(wěn)定性的研究。分析了該人行橋的人致振動(dòng)性能，利用TMD進(jìn)行了減振方案的研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下：
　?。?）介紹了懸索橋的發(fā)展歷史以及人行懸索橋在我國(guó)的應(yīng)用狀況，簡(jiǎn)述了橋梁的風(fēng)致振動(dòng)與人致振動(dòng)的類型及危害，概括了用于橋梁振動(dòng)控制的方法。

3、提出了本文主要研究?jī)?nèi)容。
　?。?）分析了張家界人行懸索橋的動(dòng)力特性，闡述了氣動(dòng)彈性模型制作應(yīng)滿足的相似要求，并基于相似性要求設(shè)計(jì)了變剛度加勁梁空間索面懸索橋的氣動(dòng)彈性模型，且動(dòng)力特性測(cè)試結(jié)果滿足要求。分析了模型主梁剛度的影響因素，提出了一種用于模型吊桿鐵絲預(yù)處理的方法。
　?。?）為研究風(fēng)嘴的優(yōu)化效果，開(kāi)展節(jié)段模型的強(qiáng)迫振動(dòng)風(fēng)洞試驗(yàn)并識(shí)別了8個(gè)顫振導(dǎo)數(shù)，利用全模態(tài)三維顫振分析方法進(jìn)行橋梁的顫振分析。顫振分析與全橋氣彈模型風(fēng)

4、洞試驗(yàn)的結(jié)果表明，加裝風(fēng)嘴能顯著提高氣動(dòng)外形鈍化的開(kāi)口主梁的顫振臨界風(fēng)速；張家界人行懸索橋的最終設(shè)計(jì)方案具有較高的顫振臨界風(fēng)速，完全滿足顫振穩(wěn)定性要求。
　?。?）基于人行橋振動(dòng)特性及舒適度評(píng)價(jià)理論，分析了不同人行荷載工況下的振動(dòng)響應(yīng)，并利用TMD系統(tǒng)進(jìn)行了振動(dòng)控制研究，初步計(jì)算了電渦流TMD的參數(shù)。研究表明，當(dāng)橋上同步人數(shù)超過(guò)200時(shí)，加速度響應(yīng)超出很舒適等級(jí)限值，當(dāng)超過(guò)400人時(shí)，可能出現(xiàn)不舒適現(xiàn)象；TMD系統(tǒng)具有良好的減振效