自锚式人行悬索桥人致振动及振动控制研究

发布时间：2018-01-26 09:36

  本文关键词： 自锚式人行悬索桥 参数分析 人致振动 舒适度评价 减振控制　出处：《中南大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：摘要：人行桥由于行人激励产生的振动一般不会导致桥梁垮塌,更多的是引起桥梁过度振动而使行人产生生理和心理的不舒适。自锚式悬索桥主缆锚固于主梁上,形成纵向自平衡体系,其静动力特性与地锚式悬索桥相比有显著的差别。本文以宁乡沩江星河绿洲人行悬索桥为工程背景,对自锚式人行悬索桥动力特性、人致振动及舒适度评价、振动控制方法进行研究,主要完成了以下几方面的工作： (1)采用有限元分析软件Midas Civil2012建立自锚式人行悬索桥的有限元模型,并对主缆矢跨比、主梁竖向刚度、主梁横向刚度和主缆轴向刚度等参数进行结构动力特性的影响研究。 (2)通过目标函数对设计变量的梯度值,引入结构参数敏感系数,对自锚式人行悬索桥的动力特性进行敏感性分析。结果表明：结构整体竖向刚度对主缆矢跨比的变化最为敏感；结构整体横向刚度对主梁横向抗弯刚度的敏感系数最大。 (3)按照各国舒适度规范中荷载模式计算背景工程的有限元模型在人行荷载作用下的动力响应,进行舒适度评价以分析行人的行走舒适性。 (4)综合德国EN03规范和欧洲规范,提出横向峰值加速度限值,即横向振动的峰值加速度低于限值时,认为满足舒适性和结构横向稳定性要求；对双主肋自锚式人行悬索桥进行参数变化下的舒适性分析,提出临界宽跨比为1/28,即宽跨比小于1/28时,需分析横向振动舒适性以及考虑横向动力失稳。 (5)对设置抗风索和调谐质量阻尼器的自锚式人行悬索桥分别进行人致振动舒适性分析,以评价不同减振控制方式对自锚式人行悬索桥人致振动舒适性的影响。
[Abstract]:Absrtact: the vibration of footbridge caused by pedestrian excitation usually does not cause bridge collapse. The main cable of self-anchored suspension bridge is anchored on the main girder to form a longitudinal self-balancing system. The static and dynamic characteristics of the suspension bridge are significantly different from those of the ground-anchored suspension bridge. In this paper, the dynamic characteristics, man-made vibration and comfort of the self-anchored suspension bridge are evaluated based on the engineering background of Weijiang River Oasis suspension Bridge in Ningxiang. The vibration control method has been studied, and the following work has been accomplished: 1) the finite element model of self-anchored footbridge is established by using the finite element analysis software Midas Civil2012, and the principal cable rise-span ratio and the vertical stiffness of the main girder are obtained. The influence of transverse stiffness and axial stiffness of the main cable on the dynamic characteristics of the main beam is studied. 2) the sensitivity coefficient of structural parameters is introduced by the gradient value of the objective function to the design variable. The sensitivity analysis of the dynamic characteristics of self-anchored footbridge is carried out. The results show that the vertical stiffness of the structure is the most sensitive to the change of the rise-span ratio of the main cable. The overall transverse stiffness of the structure is the most sensitive to the transverse bending stiffness of the main beam. 3) the dynamic response of the finite element model of background engineering under the action of pedestrian load is calculated according to the load modes in the comfort codes of various countries, and the comfort degree is evaluated to analyze the walking comfort of pedestrians. (4) integrating German EN03 code and European code, the limit value of transverse peak acceleration is put forward, that is, when the peak acceleration of transverse vibration is lower than the limit value, it is considered to meet the requirements of comfort and lateral stability of structure. The comfortableness analysis of the double main rib self-anchored footbridge is carried out under the change of the parameters. The critical ratio of width to span is 1 / 28, that is, the ratio of width to span is less than 1/28. It is necessary to analyze the comfort of transverse vibration and consider the lateral dynamic instability. 5) the human induced vibration comfort of self-anchored footbridge with wind cable and tuned mass damper is analyzed respectively. To evaluate the effect of different vibration control methods on the comfort of self-anchored footbridge.
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U441.3;U448.25

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本文编号：1465286