大跨度雙層曲線斜拉橋人致振動(dòng)試驗(yàn)研究

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1、為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)。大跨度雙層曲線斜拉橋人致振動(dòng)試驗(yàn)研究　　摘要：自英國(guó)倫敦千禧橋因大幅橫向振動(dòng)問題導(dǎo)致開通三日不得不關(guān)閉事件以來(lái)，人行橋的振動(dòng)問題受到了學(xué)術(shù)界與工程界的普遍關(guān)注。以一座主跨200m的人車分離雙層橋面曲線斜拉橋?yàn)楸尘?，采用理論分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)手段對(duì)大橋的橫向與豎向人致振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了理論分析與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)研究。人群行走動(dòng)力試驗(yàn)表明，大橋在人/m2的人群密度下發(fā)生了

2、大幅橫向振動(dòng)，m/s2可以作為引發(fā)橫向動(dòng)力失穩(wěn)臨界橫向加速度值；橋面實(shí)測(cè)豎向動(dòng)力響應(yīng)遠(yuǎn)小于相同人群下的理論分析值。依據(jù)倫敦千禧橋試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立的Dallard公式能夠較好地預(yù)測(cè)橫向動(dòng)力失穩(wěn)臨界人數(shù)；簡(jiǎn)化單模態(tài)共振分析方法會(huì)顯著高估豎向加速度響應(yīng)，尤其是對(duì)于模態(tài)頻率偏離步行力卓越頻率的情況?！　￡P(guān)鍵詞：人行橋；人致振動(dòng)；動(dòng)力試驗(yàn)；橫向動(dòng)力失穩(wěn)　　中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：58509　　DOI：/　　引言為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，

3、對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)?！　〗陙?lái)，隨著大量高強(qiáng)輕質(zhì)材料的廣泛應(yīng)用以及對(duì)橋梁美觀的追求，人行橋朝著大跨輕質(zhì)、造型奇特的方向發(fā)展，人行橋的振動(dòng)問題及其帶來(lái)的舒適性問題也日益突出。例如，XX年建成的英國(guó)倫敦千禧橋是跨徑布置為81m+144m+108m的三跨扁平懸索橋，大橋在開通當(dāng)日發(fā)生了加速度峰值達(dá)的大幅橫向晃動(dòng)，

4、在采取限制人流措施并沒有得到明顯改善振動(dòng)問題的情況下不得不關(guān)閉以研究加固方案[12]。自這一事件以來(lái)，人行橋的振動(dòng)，尤其是橫向振動(dòng)問題，受到了學(xué)術(shù)界與工程界的普遍關(guān)注[3]。事實(shí)上日本的Toda斜拉橋[4]和葡萄牙的PedroeInês人行橋[5]、以及中國(guó)武漢長(zhǎng)江大橋等都發(fā)生過大幅橫向人致振動(dòng)事件。這些有害的振動(dòng)嚴(yán)重影響橋梁的舒適性，并可能造成結(jié)構(gòu)疲勞。因此，柔性橋梁的人致振動(dòng)及行走舒適性問題是大跨度人行橋動(dòng)力設(shè)計(jì)中必須要解決的問題?！　蛄旱娜酥抡駝?dòng)問題本質(zhì)上屬于行人與橋梁相互作用的范疇。行人在行進(jìn)過程中身體重心的往復(fù)運(yùn)動(dòng)

5、會(huì)在豎向、橫向和縱向三個(gè)方向產(chǎn)生周期性變化的動(dòng)力荷載[68]，當(dāng)人行橋結(jié)構(gòu)的某階頻率與步行力荷載頻率接近時(shí)，會(huì)產(chǎn)生人致共振現(xiàn)象；振動(dòng)的橋梁反過來(lái)又可能影響行人的步頻。當(dāng)跨徑較小時(shí)，人橋相互作用較弱，橋梁的人致振動(dòng)問題簡(jiǎn)化為人群隨機(jī)豎向步行力荷載作用下結(jié)構(gòu)多階模態(tài)的受迫振動(dòng)，若結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率落入豎向步行力頻率范圍內(nèi)，就可能產(chǎn)生豎向共振，引發(fā)行走舒適性問題。當(dāng)人行橋主跨超過80m后，其側(cè)彎振動(dòng)基頻將小于為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安

6、全教育、健康教育、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)。Hz，結(jié)構(gòu)還存在特殊的橫向動(dòng)力失穩(wěn)問題[910]。橫向動(dòng)力失穩(wěn)是指當(dāng)人行橋側(cè)彎頻率位于橫向步行力荷載頻率范圍內(nèi)時(shí)，很少的人群就可能激發(fā)橫向“鎖定”，人群的步伐趨于一致，從而進(jìn)一步加劇橫向振動(dòng)響應(yīng)，導(dǎo)致人行橋發(fā)生大幅橫向振動(dòng)?！　蛄喝酥抡駝?dòng)響應(yīng)分析包括人群荷載作用下的豎向和橫向加速度響應(yīng)分析，以及更

7、為重要的橫向動(dòng)力失穩(wěn)臨界人數(shù)估算問題。前者一般簡(jiǎn)化為在已知豎向和橫向步行力荷載作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析問題；而后者則表現(xiàn)為基于橋梁運(yùn)動(dòng)與橋上行人的運(yùn)動(dòng)之間某種相互作用力模型的結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定性判別問題。根據(jù)相互作用力模型的區(qū)別，橫向動(dòng)力失穩(wěn)計(jì)算模型有Dallard模型[1]，Roberts模型[11]，Nakamura模型[12]，Newland[13]等，中國(guó)袁旭斌博士及孫利民教授也對(duì)人致橫向振動(dòng)問題進(jìn)行了研究[14]。目前，中國(guó)現(xiàn)有人行橋的規(guī)范要求豎向頻率大于Hz，對(duì)輕柔的大跨人行橋很難做到，因而都要細(xì)致分析橋梁在設(shè)計(jì)人群密度下的豎

8、向及橫向加速度響應(yīng)幅值；對(duì)更為嚴(yán)重的橫向振動(dòng)穩(wěn)定問題沒有涉及?！　∧壳埃酥抡駝?dòng)理論分析方法已取得較多成果，然而大跨人行橋的實(shí)橋人群試驗(yàn)研究相對(duì)較少[12，1416]。綿陽(yáng)一號(hào)橋是一座主跨跨徑為200為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于