钢桁架结构人行桥人致振动分析与研究

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伴随中国经济的快速发展,我国的城市交通也取得了快速发展,行人过街方式与车行之间的矛盾也越来越突出。在交通流量快速发展的现代城市中,为了解决这对矛盾并能实现快速交通,人行过街系统便不断地发展起来,人行桥形式有多种,其中钢桁架结构因其结构简洁,故经常被广泛采用,但由于钢桁架桥梁自身的特点与其它桥梁有所区别,钢桁架桥梁可能会产生人致振动导致的舒适性问题,本文以安吉竹博园钢桁架人行桥为背景,进行与人为引起的人行桥振动有关的研究和计算,桥梁由钢管桁架构成。通过Midas软件对全桥建立三维仿真模型,对桥梁结构进行计算分析,分析总体受力以及在过桥行人的作用以及影响下,钢桁架结构人行天桥的自身振动频率和桥上行人振动频率之间的关系。本文拟对倒三角形截面钢结构桁架人行天桥的人为振动问题进行计算和研究,主要从以下几个方面进行:(1)对于现有行人天桥现状进行分类,总结现有研究成果,比较各国目前的设计规范并进行研究理解。并对各国设计规范中采用的行人荷载模型、舒适度相关评价指标等进行综合比较,总结它们在行人荷载模型和舒适度相关评价指标之间的异同之处。德国设计规范根据不同人流交通量数值,给出相应荷载模型,其对行人过桥时对桥梁所产生的竖向和侧向荷载均有规定,人行舒适度指标也考虑针对不同情况采用不同等级进行划分,其各项指标较为合理及适中,具有较强的可操作性。(2)针对安吉竹博园钢结构桁架人行桥工程,利用MIDAS/Civil软件对桥梁建立相应有限元计算模型,分析计算桥梁的动力特性,并结合德国设计规范对人行荷载进行动力反应分析,并根据计算结果对人行振动舒适度进行相关评价。(3)针对不同钢结构桁架高度、钢结构桁架桥面宽度,以及不同钢结构桁架上下弦杆的直径变化,建立相应模型,分析计算不同参数对钢结构桁架人行天桥的竖向主动频率及横向振动频率的影响。对计算结果进行归纳总结,得到不同钢结构桁架高度、桁架宽度以及不同桁架上下弦杆直径对钢结构桁架桥梁侧向振动频率和竖向振动频率的影响曲线并总结相关结论。
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