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UDC______________________________ 编号______________________________
硕硕士士学学位位论论文文
钢桁架人行桥人致振动研究与分析
学位申请人: 李雪超
学科专业: 桥梁与隧道工程
指导教师: 程海根教授
答辩委员会主席: 答辩日期:
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独创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究
工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方
外,论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果,也不包含为获得华
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意。
本人签名_______________日期____________
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本人签名____________导师签名__________日期__________
摘要
钢桁架人行桥人致振动研究与分析
摘要
在飞速发展的城市交通中,钢桁架人行桥是经常被采用的一种桥梁类型,但是却存
在着人致振动的影响,论文以某钢桁架人行桥为例进行了一系列的计算研究,桥梁采用
钢桁架结构。通过软件 Midas 建立三维全桥模型进行计算分析,利用螺栓连接和全部焊
接两种施工工艺分别采用桁架单元和梁单元进行计算,分析其各自的受力特点,各模态
的自振频率以及人致振动的影响。
本文对钢桁架人行桥人致振动问题进行研究,详细如下:(1)对于人行桥现状的认
识,已有的研究成果,各国的研究规范以及研究认识的不足;(2)针对于梁高,梁宽,
以及截面高度和宽度的变化,计算分析钢桁架人行桥梁的频率的变化以及对于人致振动
的影响,得出梁高、梁宽以及截面高度与桥梁竖向频率和侧向频率的曲线,得到梁高越
大侧向频率越大,竖向频率越小等一系列结论;(3)对于此类钢桁架人行桥的侧向人致
振动,分别采用单人侧向人致振动计算分析和人群侧向人致振动计算分析,其中单人包
括了慢走,正常走,快走,正常跑,快跑 5 种移动荷载工况下的侧向人致振动计算分析,
得出了在不同荷载工况下的位移、加速度的曲线,步频接近桥梁侧向频率的快跑荷载工
况下产生的位移和加速度是最大;人群则采用最新的德国规范 EN03 进行,根据相应舒
适度指标判定此桥的舒适度状况,此桥的舒适度属于比较差的范围;(4)再根据自激振
动理论,采用 Dallard 荷载模型和 Newland 荷载模型分别计算此桥的侧向动力失稳临界
人数;(5)在人行激励计算中,此桥共振加速度响应属于较差范围,故列举介绍各种减
振阻尼器,最后运用 TMD 减振设置,耗能效果比较明显;(6)混凝土人行桥进行模态
分析,得到该桥的各阶模态形状与频率,得出混凝土材料桥梁是避免发生人行桥人致振
动较好的选择。
关键词:人行桥,自振频率,侧向振动,钢桁架桥
Ⅰ
Abstract
Research and Analysis of Steel Truss Footbridge Induced
Vibration
ABSTRACT
In the rapid development of the urban traffic, steel truss pedestrian bridge is mon
adopted bridge type, but there have effect of people lead to the paper taking a
certain steel truss pedestrian bridge as an example with a series of research and calculation,
th