多人-桥竖向动力相互作用研究

发布时间：2021-09-29 21:02

　　基于弹簧-质量-阻尼行人动力模型及欧拉梁人行桥模型建立人行桥-多人耦合系统相互作用模型。通过实验室一低频型钢混凝土人行桥模型开展多人行走试验,验证了相互作用模型的有效性和适用性。采用状态空间法求解行人过桥时系统的瞬时模态,分析了不同人群密度下人群随机行走对人行桥动力特性的影响。对人群随机行走,还分析了不同人群密度和随机步态参数（步频、上桥时距和起步相位）对结构动力响应的影响。结果表明:考虑人群-人行桥相互作用,随着桥上行人密度的增大,人行桥基频略有降低,阻尼比显著增大;结构响应并不是逐渐递增的,其中考虑步频的随机性对响应均值的影响最大。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

多人-结构相互作用模型

耦合作用模型中人体模型由人体质量mi、弹簧ki和阻尼ci组成。对第i个行人mi在竖直方向上进行受力(弹性力fS、阻尼力fD、惯性力fI)平衡分析,如图2所示。利用d’Alembert原理可以直接推导得第i个行人的动力平衡方程为

通过在实验室一型钢混凝土人行桥上开展多人有节奏行走试验来验证耦合模型的有效性及合理性。该人行桥全长10.5 m,有效长度10.3 m。桥两端均设计制作为简支约束,人行桥两侧设有阶梯及等候平台,供行人上下桥及调整步伐。人行桥全长均匀线密度为340 kg/m。通过在人行桥跨中和1/4跨处悬挂重物产生初始位移再突然释放的方式进行人行桥结构模态测试。经该自由振动法测得人行桥一阶竖弯频率为2.85 Hz,二阶竖弯频率为10.97 Hz。随后开展单人及多人有节奏行走试验。图3为3人按固定频率通过人行桥,其中行人体重分别为65.7 kg、61.2 kg、60.3 kg,该实验使行人步频从1.6 Hz到2.4 Hz,按0.1 Hz递增,试验人员在节拍器引导下行走,保证步频一致。多人行走试验人员一前一后行走,均相差一个步距,行人步长取为0.71 m[16]。图4和图5为三人以1.9 Hz步频过桥时模拟与实测跨中加速度响应时程,图6和图7为两者的频谱对比。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]交通荷载及人行荷载作用下人行天桥振动舒适度研究[D]. 陈琳琳.武汉理工大学 2012



本文编号：3414471