人行天桥竖向振动控制

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1、32桥梁结构城市道桥与防洪2008年l2月第12期人行天桥竖向振动控制刘志才，唐颖(天津市市政工程设计研究院，天津市300051)摘要：该文介绍了国内外规范和标准关于人行天桥在人群荷载激励下产生竖向振动时的相关控制要求。为了解决人桥共振问题，设计上采用的基本方法主要有两种：频率调整法和限制动力响应值法【1】；调整结构基频可以通过改变板厚、梁高或结构形式等实现；目前国内外也广泛采用调频质量阻尼器(TunedMassDamper，TMD)来限制结构的动力响应。该文以天津市南京路人行天桥工程为背景，详细分析了各种竖向振动控制方法的效果。计算表明：增加梁高和改变结构形式均能较大幅度的提

2、高结构基频；采用TMD减振系统则可有效削减人行桥的共振反应。关键词：人行天桥；竖向振动；频率调整法；限制动力响应值法；TMD中图分类号：U442文献标识码：A文章编号：1009—7716(2008)12—0032—04之间、其二阶谐波频率大约在3．2～4．8Hz之间的假0引言定，欧洲国际混凝土委员会规范CEB(1993)建议避在车辆和行人密集的城市主干道上，为了保免人行桥的竖向振动固有频率厂0落在1．6-2．4Hz和．证交通顺畅和行人安全，大多设置过街人行天桥，3．5．5Hz的范围内。日本道路协会“立体横断面取代传统的人行斑马线通道。目前各大城市主干施工技术基准·同解说”(19

3、79)则仅要求不应落道基本在双向六车道以上，部分甚至达到了十车在1．5-2．3Hz范围之内。道，路幅宽度一般在30～50m之间，如果道路隔离我国《城市人行天桥与人行地道技术规范》带为栏杆而非绿岛，天桥则无法在路中间立墩柱，(CJJ69—95)第2．5．4规定：为了避免共振，减少行必须一跨跨越整个路幅宽度。过街天桥大多设计人不安全感，天桥上部结构竖向自振频率不应小为钢箱梁结构，若采用简支梁，单跨30~50m范围于3Hz。内，梁高取为L／30即在1．01．7m时一般就可以CEB(19931、日本规范及我国规范(CJJ69—95)满足强度、刚度要求，但计算和实践均表明，此时均建议采用

4、调整结构频率，避开共振区的方法来结构一阶自振频率与人正常步行频率比较接近，控制结构的竖向振动，英国规范BS5400(1978)则极易产生共振，结构挠度、应力将大大超过静力分强调限制结构的动力响应值。析值，行人也将感觉到桥梁颤动厉害而造成心里2天津南京路人行天桥概况恐慌，长此以往，必将影响结构的安全和正常使用。例如北京站东街南裱褙胡同南侧人行天桥曾天津南京路人行天桥位于南京路与滨江道交因振动过大引起广泛关注【，在主梁上增加了两口处的商业繁华区，过往人流密度大，包含两座过道钢拱结构才解决问题；广州广武酒店附近某临街天桥，二者相距约100m，分别称之为津美桥和时人行天桥也出现过类似现

5、象，在梁底增焊了一回生桥。现对旧桥进行改建，改建方式为拆除旧桥块通长的厚钢板后才基本控制住。上部，利用旧桥的基础。目前两新桥均已正式运行，是天津城区首批采用户外自动扶梯的天桥。1国内外规范对人行桥竖向振动控制的新桥主跨均为34．06m，回生桥两侧各悬挑要求8m，津美桥一侧悬挑7m，另一侧悬挑7．5m。两20世纪7O年代以来，国外针对桥梁竖向人桥均采用等截面两铰门形刚架结构形式，主梁为行激励振动的安全性和使用性制定了设计规范。带挑梁的单室钢箱梁，梁高1m，高跨比1／34，底英国规范BS5400(1978)p规定：对于无活载时基宽3m，悬臂1．5m，在支点附近顶、底、腹板厚度频5H

6、z的桥梁结构，可认为其振动使用性要求均为20mm，其余位置板厚16mm，每个墩位下设是自然得到满足的；而对于厂0≤5Hz的桥梁结构，需两个立柱，净距1m，采用钢箱形断面，尺寸为1ITIX要检算其最大响应值。基于人行步频处于1．6～2．4Hz0．75m，板厚20mm。门形刚架角隅处，即立柱与主梁交接点，通过柱穿梁方案保证了力的有效收稿日期：2008—07"22作者简介：刘志才(1982～)，男，天津人，工程师，从事桥梁设传递。计工作。·两天桥在方案阶段最初拟采用单跨钢箱截面2008年l2月第12期城市道桥与防洪桥梁结构33简支梁，但分析证明，在按景观要求梁高不宜过高3．3改变结构

7、形式(不大于1．2m)的前提下，采用简支梁形式，结构同跨径下，相对于连续梁、刚架等，简支梁结竖向振动基频达不到规范(CJJ69—95)大于3Hz构的刚度偏小。高跨比较小时，采用整体刚度大的要求。解决问题的途径有两条，一是改变结构的结构形式往往能显著提高结构基频。改变结构形式，比如墩梁固结，做成门形刚架；一是采用形式的方法很多，引言中提到北京站东街南裱褙TMD减振系统，削弱共振反应。计算表明，二者均胡同南侧人行天桥在主梁上增加两道钢拱结构能有效控制结构竖向振动。考虑到自动扶梯搭设就是一种。本工