浅谈地铁振动对大跨度人行天桥激励作用的实测分析

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1、上海大学硕士学位论文地铁振动对大跨度人行天桥激励作用的实测分析姓名：李彬蔚申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：李东20070101上海大学硕士学位论文摘要人行过街天桥是提高城市道路通车能力，确保行人过街安全的有效措施。但大量1997年以前设计完成的大跨度钢结构天桥，由于早于《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ69．95)的颁布，没有满足规范中“天桥上部结构竖向自振频率不应小于3Hz”的构造要求，在设计过程中也没有考虑到诸如地铁振动等重要环境激励对结构的共振效应。此次科研项目基于上海市淮海路一重庆路人行天桥主体结构可现场动力测

2、试展开。通过对实测数据的时、频域分析，结合有限元分析，作者发现地铁振动诱发天桥下部结构振动是造成横跨地铁隧道的天桥梁体抖振的主要振动源之一。主要研究内容和结果如下：1．对天桥进行现场实桥动力测试，采集所需的加速度响应时程数据。2．通过对实测数据时域分析，得到地铁振动对天桥结构振动级和桥面行人舒适度的不利影响。通过频域分析，得到地铁振动激励优势频率。3．通过对不同测点实测加速度响应自、互功率谱进行频谱分析，结合SAP2000三维模型有限元分析，得到天桥前8阶振型和相应模态参数。将低阶自振频率跟地铁振动激励优势频率做比较，找到了地铁振动造成

3、天桥抖振的原因来自于动载激励的共振效应。4．考虑橡胶支座对振动系统刚度的影响，补充对天桥顺桥向和横桥向振动系统动力系数的拟静力分析，建立天桥上部结构振动系统分析模型。5．求出地铁振动以诱发天桥基础振动的方式对梁体中段(模拟为振动系统质点)的激励力时程，地铁振动(f)，和对天桥桩基基础的加速度输入时程口(f)。引入多项控制系数将FO)拟合为三角函数实用计算公式，求出用于求解不同结构基频天桥加速度响应／／(t)的基础加速度输入反应谱，给相关领域内的科研人员提供辅助科研信息。最后给出算例。6．对规范中关于“用梁体最大挠度控制动载作用”的条文进

4、行探讨。通过解析计算结果，提出提高规范中对动载下梁体挠度要求的建议。V上海大学硕士学位论文关键词；地铁振动；人行天桥；频谱分析；有限元法；时程分析VI上海大学硕上学位论文ABSTRACTPedestrianbridgeplaysanimportantpartinmakingbetterriseofcivilroads，andensuringpedestrians’safety．Manylarge-spansteelstructurepedestrianbridgesthatweredesignedbeforethepublishingo

5、fthenationaldesigncode‘Technicalspecificationfordvilpedestfianbridgeandpedestriansubway’don’tmeetthestructuralrequirementthattheverticalnatural—frequencyofsuperstructureofl，edestrianbridgeshouldnotbelowerthan3FIz．Nokindofimportantenvironmentalexcitementincludingsubwayvib

6、rationwhichCancausespatialeffecttostructureisconsideredwhentheyweredesigned，nether．Thisscientificresearchprojectisbasedonin-situdynamicexperimentofthesuperstructureof‘theHuaihaiRoad—theChongqinRoadpedestrianbridge’inShanghai．Accordingtotheresultoftimeandfrequencydomainan

7、alysisofrecordeddata,andofanalysisbyfiniteelementmethod，thatthevibrationofunderstructureofbridgeinducedbysubwayvibrationisoneofmainvibration$ourc器causingthebeambuffetingisfound．ThecontentsandkeypointsinthispaperCanbeincluding鹊follows：1．In·situdynamicexperimentofthebridge

8、ismade，andaccelerationresponsedataisacquainted．2．Bytimedomainanalysisoftherecordeddata,thebadeffecttoth