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1、人行橋非理智人群荷載響應(yīng)分析周浩(同濟大學土木工程學院橋梁工程系,上海200092)摘要:闡述了非理智人群荷載下人行橋的人致振動理論,極大,同時在人群不理智行為以及高密度人群激勵下,橋梁對于非理智高密度人群荷載以及人群跳躍荷載分別進行了結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全性的大幅振動。橋梁位移以及加速度響應(yīng)分析。同時結(jié)合國內(nèi)某人行橋?qū)?計算原理例,對非理智人群荷載所引起的橋梁響應(yīng)與正常人群荷載進行對比分析。結(jié)果表明:非理智人群荷載對橋梁結(jié)構(gòu)位移以行人荷載與車輛荷載不同,人行過程,兩下肢交替運動,及舒適性影響較為明顯,在橋梁設(shè)計時應(yīng)予以考
2、慮。帶動整個身體前進。每邁一步行人的重心都會高低起伏一關(guān)鍵詞:人行橋;非理智;高密度人群荷載;跳躍荷載次,重心變化產(chǎn)生的加速度,使每一步的豎向荷載都具有雙中圖分類號:U448.11文獻標志碼:B峰的性質(zhì)。除豎向力外,行人的雙腿交替運動,也導致人的文章編號:1672-4011(2017)03-0112-03重心左右搖擺,因此也有側(cè)向力。DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2017.03.0561.1非理智高密度人群荷載計算根據(jù)德國人行橋設(shè)計指南EN03,采用了全橋連續(xù)AnalysisontheRespons
3、eofFootbridges行人群模型來計算結(jié)構(gòu)最不利響應(yīng),其中行人腳步荷載模withNon-rationalCrowdLoad型為:ZHOUHaoP(t)=pcos(2πfst)×ψ×Np(DepartmentofBridgeEngineering,Tongji式中,Np為與橋上自由行走的n個人的效應(yīng)等效的同University,Shanghai200092,China)步行走人數(shù);ψ為考慮頻率的折減系數(shù),其值按圖1規(guī)定選Abstract:ThetheoryofPedestrian-vibrationwithnon-rati
4、on-取;P為動荷載幅值,如表1所示。alcrowdLoadwaselaborated,andundertheinfluenceofhigh-densityandJumpingcrowdload,displacementandaccelerationresponseofbridgewereanalyzed.Atthesametime,combinedwithanexampleofadomesticfootbridge,thebridgeresponsere-sultswascomparedbetweenunreasonable
5、andnaturalpedestrian-inducedforces.Theconclusionillustratesthatnon-rationalcrowdLoadshaveagreatimpactonbridgestructuredisplacement圖1荷載模型中的取值(左圖為豎向,右圖為側(cè)向)andcomfortindexandthesefactorsshouldbeconsideredinthe表1荷載模型中P的取值designprocess.P/N280(豎向)35(側(cè)向)Keywords:footbridge
6、s;non-rational;high-densitycrowdLoad;jumpingload1.2非理智跳躍荷載1)跳躍荷載。跳躍荷載模型采用BRE半正弦跳躍荷載0前言模型,具體形式如下:KGsin(πt/t)0≤t≤t近年來,隨著景區(qū)、公園以及小區(qū)對環(huán)境要求的不斷提PppF(t)=P{高,人行橋越來越多地出現(xiàn)在這些人群聚居的地方,不少橋0tp≤t≤T梁一度成為許多活動的舉辦場地。人行橋由于自身剛度較式中,KP為跳躍動荷載因子,取Kp=4.71;G為單個人[1-5]體重,取80kg;T為跳躍周期,根據(jù)各工況所取結(jié)構(gòu)頻率f小
7、,振動頻率較低,在人群荷載下往往產(chǎn)生較大的振動。x一些橋梁對于這些振動的處理往往僅考慮了常規(guī)人群荷載T反算出各工況的T;t為接觸時間,取。p3對橋梁的影響,對于非理智人群荷載(高密度人群荷載以及2)水平推力。水平推力取每人150N。人群集體跳躍荷載)的影響并沒有計入設(shè)計范疇內(nèi),從而造1.3人行橋舒適性標準成在特殊人群荷載下仍出現(xiàn)較大振動的情況。本文以某景區(qū)人行橋為例,該人行橋位于人流量很大的過江通道,人群德國人行橋設(shè)計指南EN03(2007)吸收了2000年以來密度在高峰期將會很大,因此,發(fā)生人致橋梁振動的可能性新的研究成果,
8、采取行人承受的峰值加速度限值的方法規(guī)定舒適性等級,相應(yīng)的舒適性指標用峰值加速度定義,如表2所示。收稿日期:2017-01-10作者簡介:周浩(1991-),男,安徽亳州人,碩士研究生,主要研究方向:橋梁動力學?!?12·-2表2德國EN03(2007)規(guī)定的加速度舒適性指標m