人行天桥动力建模与减振控制

论文摘要

通过对已建人行天桥的动力特性测试,发现大量的已建天桥存在行人作用下振动过大的问题。人行天桥的振型以一阶振型为主,由于人行天桥的一阶振型频率与人行荷载频率相近,因此天桥容易产生共振,使得天桥的振动过大,影响天桥的使用,给行人造成心理上的不适。为了解决人行天桥振动过大的问题,本文利用所学的知识进行了相应的研究。本文先概述了人行天桥在人行荷载作用下的振动问题研究现状,介绍了人行荷载的单步落足模型、识别方法、天桥计算模型的建立及振动控制理论。然后采用设计的试验梁模型,统计了3个不同质量的行人单步行走作用下梁跨中的动应变数据。经计算分析,通过对单步落足曲线的关键点进行插值拟合,建立了3种速度(快步行走、正常行走、慢步行走)下的单步荷载模型。根据试验所识别的单步荷载模型,构造了多步行走激励。在计算人行天桥的响应时,采用有限元法和模态叠加法分别计算。对比试验梁在跨中单步人行荷载、梁上多步人行荷载的数值计算结果,并和梁跨中的实测值进行比较。然后以某实际天桥为算例,对比了两种方法下的响应结果,并且考虑了参数对于人行天桥响应的影响。采用TMD对振动过大的人行天桥进行控制,计算控制后的天桥的响应。最后介绍了评价人行天桥振动的舒适度标准,并对减振前后的人行天桥进行评价。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 本文的主要研究内容
• 2 人行荷载模型
• 2.1 概述
• 2.2 人行荷载模型
• 2.3 人行荷载识别
• 2.4 小结
• 3 人行天桥动力响应特性分析
• 3.1 概述
• 3.2 基本方程与计算方法
• 3.3 试验梁响应计算
• 3.4 天桥简化模型响应计算
• 3.5 实际天桥响应计算
• 3.6 小结
• 4 人行天桥振动控制及舒适度评价
• 4.1 TMD 控制理论介绍
• 4.2 人行天桥的减振分析
• 4.3 舒适度评价标准
• 4.4 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 本文的研究成果
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献