基于随机振动理论的桥梁舒适度研究
发布时间：2021-03-25 13:29
目的为了更全面地评价桥梁结构人致振动的舒适度,完善人行桥振动评价指标.方法以随机振动理论为基础,通过某人行斜拉桥的现场检测和随机振动分析,提出采用人行桥结构振动响应最大部位的加速度均方根值作为舒适度评价指标,对比现行加速度峰值评价指标和笔者提出的加速度均方根值评价指标的异同.结果当采用结构响应最大处的加速度值评价舒适度时,随机振动理论分析值和现场实测值差异不大.通过安装TMD阻尼器前后对比减振效果,对于加速度峰值,最小减振率为15.69%,最大减振率为41.78%,平均减振率为28.39%;对于加速度均方根值,平均减振率为22.37%,与峰值加速度数据结果相近.结论与加速度峰值评价指标相比,采用加速度均方根值作为舒适度评价指标是基于随机振动理论,考虑了振动响应的整个时间历程,更加全面合理.
【文章来源】：沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2020,36(04)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
人行桥立面图
为了验证加速度均方根值作为振动舒适度评价指标的合理性,分别完成无TMD和安装TMD两种情况.本次测试共设置4个加速度测点A、B、C、D,沿顺桥向布置,加速度传感器布置如图2所示.本次测试直接采用不同数量的行人在桥面上进行跳跃或行走进行激励的方法,跳跃激励处为测点B,激励人员需经过定频率训练,以确保能在节拍器的提示下进行定频率的跳跃、踏步和行走.测试工况如表3所示.
第一步,实测桥梁结构的自振频率,测试结果得到本桥竖向振动的自振频率为1.7 Hz.第二步,按表3各个测试工况对桥梁结构进行竖向激励,采用4个测试点的加速度传感器采集加速度时程数据.根据采样定理,结合本桥特点,设置采样频率为102.4 Hz,分析频率为51.2 Hz,振动加速度的低通滤波设置为51.2 Hz,远远高于被测桥梁结构最高分析频率2 Hz.其中9人踏步1.7 Hz工况下的选取C点为代表的测试结果,如图3所示.由图3可知,安装TMD阻尼器前的桥梁结构加速度响应为1.7 Hz,其原因是由于荷载激励频率与桥梁结构自振频率相接近;安装TMD阻尼器后桥梁结构加速度响应在1.7 Hz处有所降低,但在3.5 Hz处出现了较大峰值,这是由于出现了桥梁结构竖向振动的二阶频率.说明安装TMD阻力器改变了桥梁结构的固有动力特性,使原来不敏感的某阶振动频率变得敏感起来.未安装TMD时加速度时程在3 s处出现峰值,此时结构响应并不平稳,而后趋于平稳,但数值明显变小;安装TMD时加速度时程比较平稳,也比较复杂,峰值不易直接看出.
【参考文献】：
期刊论文
[1]行人动力学参数对大跨简支人行桥人致振动的影响分析[J]. 操礼林,吕亚兵,曹栋,李爱群. 东南大学学报(自然科学版). 2020(02)
[2]人行斜拉桥力学性能及舒适度分析[J]. 贾伟红,张志平,苏凡. 公路. 2019(07)
[3]考虑行人随机性的人行桥人致横向振动稳定性分析[J]. 贾布裕,颜全胜,余晓琳,杨铮. 工程力学. 2019(01)
[4]随机人群行走下人行桥动力特性参数及加速度响应[J]. 操礼林,曹栋,张志强,李爱群. 东南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[5]单主缆悬索桥人致振动研究及减振控制[J]. 乔云强,吴桂楠. 世界桥梁. 2018(02)
[6]某钢结构人行桥人致侧向振动及舒适度分析[J]. 马龙宝. 中国市政工程. 2017(05)
[7]三维随机激励作用下斜拉索参数振动的有限元分析[J]. 李永乐,孙超,向活跃,王磊. 桥梁建设. 2017(02)
[8]大跨径人行桥人致振动舒适度分析[J]. 傅科奇,胡佐平,王成树. 公路交通技术. 2015(03)
[9]某钢桁架人行天桥现场检测与安全性评定[J]. 张天申,杨光,王元清,张延年,高晓磊,田芃. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2013(03)
本文编号：3099767
【文章来源】：沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2020,36(04)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
人行桥立面图
为了验证加速度均方根值作为振动舒适度评价指标的合理性,分别完成无TMD和安装TMD两种情况.本次测试共设置4个加速度测点A、B、C、D,沿顺桥向布置,加速度传感器布置如图2所示.本次测试直接采用不同数量的行人在桥面上进行跳跃或行走进行激励的方法,跳跃激励处为测点B,激励人员需经过定频率训练,以确保能在节拍器的提示下进行定频率的跳跃、踏步和行走.测试工况如表3所示.
第一步,实测桥梁结构的自振频率,测试结果得到本桥竖向振动的自振频率为1.7 Hz.第二步,按表3各个测试工况对桥梁结构进行竖向激励,采用4个测试点的加速度传感器采集加速度时程数据.根据采样定理,结合本桥特点,设置采样频率为102.4 Hz,分析频率为51.2 Hz,振动加速度的低通滤波设置为51.2 Hz,远远高于被测桥梁结构最高分析频率2 Hz.其中9人踏步1.7 Hz工况下的选取C点为代表的测试结果,如图3所示.由图3可知,安装TMD阻尼器前的桥梁结构加速度响应为1.7 Hz,其原因是由于荷载激励频率与桥梁结构自振频率相接近;安装TMD阻尼器后桥梁结构加速度响应在1.7 Hz处有所降低,但在3.5 Hz处出现了较大峰值,这是由于出现了桥梁结构竖向振动的二阶频率.说明安装TMD阻力器改变了桥梁结构的固有动力特性,使原来不敏感的某阶振动频率变得敏感起来.未安装TMD时加速度时程在3 s处出现峰值,此时结构响应并不平稳,而后趋于平稳,但数值明显变小;安装TMD时加速度时程比较平稳,也比较复杂,峰值不易直接看出.
【参考文献】：
期刊论文
[1]行人动力学参数对大跨简支人行桥人致振动的影响分析[J]. 操礼林,吕亚兵,曹栋,李爱群. 东南大学学报(自然科学版). 2020(02)
[2]人行斜拉桥力学性能及舒适度分析[J]. 贾伟红,张志平,苏凡. 公路. 2019(07)
[3]考虑行人随机性的人行桥人致横向振动稳定性分析[J]. 贾布裕,颜全胜,余晓琳,杨铮. 工程力学. 2019(01)
[4]随机人群行走下人行桥动力特性参数及加速度响应[J]. 操礼林,曹栋,张志强,李爱群. 东南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[5]单主缆悬索桥人致振动研究及减振控制[J]. 乔云强,吴桂楠. 世界桥梁. 2018(02)
[6]某钢结构人行桥人致侧向振动及舒适度分析[J]. 马龙宝. 中国市政工程. 2017(05)
[7]三维随机激励作用下斜拉索参数振动的有限元分析[J]. 李永乐,孙超,向活跃,王磊. 桥梁建设. 2017(02)
[8]大跨径人行桥人致振动舒适度分析[J]. 傅科奇,胡佐平,王成树. 公路交通技术. 2015(03)
[9]某钢桁架人行天桥现场检测与安全性评定[J]. 张天申,杨光,王元清,张延年,高晓磊,田芃. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2013(03)
本文编号：3099767
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