人行天桥人致振动研究论文

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1、人行天桥人致振动研究毕业论文目　　录声明1毕业设计（论文）任务书2摘　　要4Abstract5引　　言11文献综述21.1人行桥的发展历程21.1.1国外人行桥的发展历程21.1.2国内人行桥的发展历程31.2人行桥振动问题的深刻教训41.3研究计划61.4课题背景及研究意义82基础知识学习与研究102.1人行桥人致振动机理102.2人行桥有限元分析112.2.1桥梁结构有限元分析过程122.2.2桥梁结构动力有限元方法122.3行人过桥的舒适度133行人脚步动荷载153.1脚步动荷载研究方法153.2跑步、跳跃荷载分析174人致振动现场试验214.1试验内容21-2-4.2试验设备244.

2、3试验步骤244.4现场试验结果264.4.1自振频率264.4.2竖向加速度264.4.3计权加速度285人致振动模拟实验305.1建立威力天桥有限元模型305.2模拟荷载335.2.1跑动模拟荷载335.3.2跳跃模拟荷载345.3模拟试验结果365.3.1自振频率365.3.2竖向加速度375.3.3反力395.3.4位移396.试验结果综合分析41结　　论43参考文献44附录45附录A外文原文45附录B外文译文55附录C现场试验原始数据64附录D模拟试验原始数据73在学取得成果88致　　谢89-2-引　　言随着我国经济水平的不断提高，城市建设也日新月异，各类人行桥如雨后春笋般横跨于城

3、市各条道路上方，成为城市上空一道道美丽的彩虹。现在城市人行桥普遍采用钢结构及混凝土结构，因为这类结构具有高强低质、便于施工等许多优良特性。但同时这类结构也有一些不可避免的缺陷：钢结构耐火性、耐腐蚀性差，混凝土结构易形成“肥梁胖柱”，浪费使用空间，既不美观也不经济，同时结构的延性较差，影响了结构的抗震性能。大家都意识到改善桥梁振动问题是一个很现实的话题，也是桥梁界的一个艰巨而不可推卸的任务。国内外已有大量的学者对这类问题进行深入研究，也对桥梁工程事业做出巨大贡献，但由于各种原因，人行桥振动灾害仍时有发生。本文旨在为人行桥减振的研究尽己微薄之力，主要以北京市威力人行桥作为研究对象，对其各跨跨中、

4、1/4跨处布置测振仪器，之后以预定的激振模式去引发桥的振动，从桥梁振动的波形图像对桥梁本身的性质进行分析，得出桥梁的自振频率。通过对桥梁某些部位进行加固，改变桥梁本身的自振频率，从而降低行人对桥体振动的影响。通过现场试验，可以将桥梁振动的原因归结为一下几点：（1）桥体下方机动车通行时由土体传导的振动；（2）桥面行人、小型机动车等活荷载激励下的振动；（3）气流导致的振动，如自然风、机动车通过时产生的气流等。在以上三因素中，人致振动具有影响大，变化快等特点，尤其是行人在奔跑或跳跃的激振下，桥体振动往往会非常明显，最易使人觉得不安，这一点可以在试验结果的振动波形图及路人的反应得以验证。需要指出的是

5、，桥梁振动引发的悲剧往往是因为行人感觉桥体振动后引发的恐慌，导致桥面上的人四处奔跑、跳跃逃逸，这样行为的结果只能使桥体振动进一步加剧，最终诱使桥梁超出自己的承受范围，而发生坍塌引发悲剧。因此从另一个角度来说，多日的桥梁测振试验也给路人普及更多关于桥梁振动方面的知识。-90-1文献综述人行桥往往会出现在人口相对密集流动的区域，是对人们生活影响最大也最为直接的桥梁种类。各类桥梁的发展均是是通过对人行桥技术的不断改善而得来的，因此人行桥可以说是万桥之源。人类最古老的人行桥是独木人行桥，最早感知的桥梁振动也是人致振动。“走一步来摇三摇”便是古人对桥梁振动最为直接的描述。由于人行桥使用的特殊性尤其是城

6、市人行桥，其振动往往会让许多行人感觉不安，甚至引起密集人群的恐慌，进而导致各类安全事件的发生。伴随着城市的大规模现代化进程，我国人行桥建设发展迅速，因此了解、重视人行桥的振动问题，是一项十分紧迫的艰巨任务。1.1人行桥的发展历程人行桥的发展是一个漫长而艰辛的过程，在人为桥之前，自然界由于地壳运动或其他自然现象的影响，形成不少天然的桥梁形式。如浙江横跨瀑布上的石梁桥，江西贵溪因自然侵蚀而形成的石拱桥以及河边因自然倒下而形成的独木桥，或两岸藤萝纠结在一起而形成天然的“悬索桥”等等。人类从这类天然桥中得到启示，在生存过程中，不断仿效自然。开始时大概是利用一根木料在小河上搭起一些独木桥，活在窄而浅的

7、溪流中，用石块垫起一个接一个略出水面的石块，构成一座简单的石梁桥。这些独木桥和石梁桥便是人类至今种类繁多的人行桥原貌。人行桥在国内外的发展途径颇为相似，大致可分为木桥、石桥、索桥、钢桥，钢-混凝土混合结构桥。当代社会中，虽然钢筋混凝土桥具有绝对的主导地位，但其主要用于大型桥梁的建设中，现在城市建设过程中人行桥大多采用钢结构与混凝土结构的混合结构，这是综合考虑这类人行桥具有高强低质、施工过程简单等优点。但值得一