风与人群荷载共同作用下人行悬索桥的振动响应

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1、分类号:U44;U4510710-2015221097专业硕士学位论文风与人群荷载共同作用下人行悬索桥的振动响应杨赐导师姓名职称李宇副教授专业学位类别申请学位类别硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2018年4月17日论文答辩日期2018年5月12日学位授予单位长安大学VibrationResponseofPedestrianSuspensionBridgeundertheCombinationofWindLoadandCrowdLoadAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Ya

2、ngCiSupervisor：A/Prof.LiYuChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：2018年5月12日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公

3、开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：2018年5月12日导师签名：2018年5月12日摘要随着人们旅游活动的日益增多，为了满足景区穿越峡谷的需求，大跨径景观人行悬索桥开始增多。由于大跨人行悬索桥具有较为“轻”、“柔”的结构特点，在风与人群荷载共同作用下会产生较大的振动响应，从而引起行人的恐慌与不适。目前国内外对这部分的研究基本没有，故本文依托某大跨景观人行悬索桥，主要进行了以下工作：（1）针对人行悬索桥主

4、梁断面较“窄”的结构特点，分别建立了全桥实体有限元模型、板梁有限元模型、三主梁模型、单主梁beam4模型、单主梁beam18x模型，以实体模型为基准对人行悬索桥主梁进行力学模型讨论和动力特性误差分析。结果表明：对于主梁很窄的开口式断面人行悬索桥，其翘曲自由度对整个体系扭转刚度贡献不大，计算时可以忽略。（2）考虑到行人在桥面上行走时会改变主梁断面周围流场的绕流形态，从而导致主梁断面气动参数的改变，采用3个矩形叠加组合作为试验人体模型，假定人群均匀分布在桥面上，并选取人群密度为0.0P/m2、0.2P/m2、0.5P/m2、1.0P/m2、

5、1.5P/m2的工况，设计了附有行人的主梁风洞试验节段模型，并进行了人-桥系统节段模型测力与测振试验，研究了不同人群密度引起的主梁断面气动参数的变化规律。（3）基于APDL语言编制了可以求解风与人群荷载共同作用下的人行悬索桥振动响应的ANSYS分析程序。该程序可以实现以下五个功能：①不考虑风荷载时，可实现人行悬索桥人致振动响应的计算。②不考虑人群荷载时，可实现人行悬索桥风致抖振响应的计算。③仅考虑静风荷载时，分析静风预张力对人致振动响应的影响。④仅考虑人群静荷载时，分析分布的人群改变主梁断面气动参数后对风致抖振响应的影响。⑤综合考虑风荷

6、载与人群荷载共同作用下的大跨人行悬索桥振动响应计算。关键词：人行悬索桥，动力特性，风洞试验，人致振动，风致抖振，ANSYSiAbstractWiththeincreasingnumberofpeople'stourismactivities,inordertomeettheneedsofpeopletothroughthecanyon,large-spanpedestriansuspensionbridgesbegantoincrease.Duetothestructuralcharacteristicsof“light”and“sof

7、t”ofthelarge-spanpedestriansuspensionbridge,itwillproducealargevibrationresponseunderthecombinedeffectofwindloadandcrowdload,causingpanicanddiscomforttopedestrians.Atpresent,thereishardlyanyresearchonthispartathomeandabroad.Therefore,basedonalarge-spanpedestriansuspensio

8、nbridge,thearticledoesthefollowingwork:(1)Forthestructuralcharacteristicof“narrow”ofthepedestriansuspen