斜腿刚构曲线连续梁人行桥人致振动风险研究
2021-10-20周涛陈谨林牛华伟孟杰
周涛,陈谨林,牛华伟,孟杰
(1. 中南大学 土木工程学院,湖南 长沙 410075;2. 林同棪国际工程咨询(中国)有限公司,重庆 401121;3. 湖南大学 振动与冲击技术研究中心,湖南 长沙 410082)
统计分析表明,人正常步行的频率约为2 Hz,在1.7~2.3 Hz之间并呈正态分布[1]。随着材料科学的发展和人们对桥梁景观要求的提高,钢结构广泛用作人行桥的主梁或墩柱,人行桥跨度越来越大、结构造型也愈加个性、美观。其结果便是人行桥的刚度小、频率低,如果桥梁的频率低至行人步频范围内,将会导致人、桥共振,影响行人舒适性,而采用钢结构的人行桥由于阻尼比小,共振现象愈发严峻。因此,在大跨度人行桥的设计阶段需要特别关注人致振动问题。实际上,自从2000 年伦敦千禧桥因发生大幅人致振动而被迫关闭的事件发生之后[2],各国学者对人致振动问题开展了深入而广泛的研究,对新建人行桥梁进行人致振动响应计算。ELSA等[3]以位于葡萄牙Coim‐bra 市Mondego Green 公园的一座主跨110 m,宽度4 m的双飞燕扁拱桥为工程背景,用模态法计算了该桥的人致振动响应,结果表明最大加速度响应超过了英国规范BS5400[4的要求。罗晓群等[5]以单斜面索拱支承曲梁人行桥为研究对象,模拟计算了随机人群荷载对结构的响应,发现桥梁跨中竖向加速度峰值的0.95 分位数为 1.506 0 m/s2,大于中国规范CJJ/69[6]规定的竖向加速度限值。当行人引起的桥梁加速度响应超过允许值时,可以通过提高结构自振频率和增加结构阻尼2个方法来解决问题。提高结构自振频率意味着要增加结构刚度和减小质量,工程实际表明,这两者往往是相悖的,因此,这个方法不太可行。……
