人致动力响应分析及在某曲线斜拉桥中的应用
2012-02-28康孝先华旭刚
湖南交通科技 2012年2期
康孝先,华旭刚
(1.绵阳市建设局,四川绵阳621000;2.湖南大学风工程研究中心,湖南长沙410082)
0 引言
随着高强轻质材料使用的增多和对结构形式美学要求的提高,现代人行桥变得越来越轻柔、大跨、低阻尼化。行人步行力荷载是典型的周期性荷载,当荷载频率与结构振动频率相同时,结构就可能发生大幅振动。近年来,一些人行桥发生了由行人荷载引起的大幅侧向振动,严重影响到行人行走的舒适性。最为典型的例子是英国伦敦千禧桥[1]和法国巴黎Solferino桥,这两座桥梁在开放后不久由于发生显著的人致横向振动便被关闭。其中千禧桥的最大横向振幅发生在南跨达到70 mm,对应加速度为0.2~0.25 g,大桥三跨主要的振动频率分别为0.5 Hz、0.8 Hz和1.0 Hz。作为补救措施,随后在这两座桥梁上安装了调谐质量阻尼器和粘性阻尼器。改造工程成本很大,千禧桥的阻尼加固措施耗资约700万美元。日本的T桥也经历了大幅横向振动[2]。1957年,中国的武汉长江大桥(为公路、铁路两用桥梁)由于在开放交通当天有5万人通过,因而发生了大幅度的横向振动。目前,已建成的几个大跨度人行桥均为我国自行设计建设。由于城市化进程,将会建设更多的大跨度人行桥[3]。
本文以一座跨度为200 m的斜拉人行桥为例介绍了人致振动的动力设计的全过程,其中包括步行力荷载模型、横向动力失稳的临界行人数、抑制大幅振动的结构措施和阻尼措施。人致振动响应分析时遵循了德国人行桥设计规范EN03[4],重点阐述了预测动力失稳临界行人数的三种方法。……
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