基于人群—桥梁耦合振动理论的人行悬索桥振动研究及参数分析

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lxfsb001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人行桥不断向大跨、轻质和低阻尼的方向发展,其自振频率也随之逐渐减小,这使得结构在人群作用下更易发生明显的振动,出现振动舒适性乃至使用安全性问题。因此,分析行走人群作用下的人行桥振动响应已成为目前亟待解决的问题。然而,一方面,目前的研究通常以荷载模型模拟人群作用,忽略了人群与结构之间的相互影响;另一方面,虽然人体模型的研究成果比较多,但大多用于分析静止人群作用下的结构动力特性,而很少用于分析行走人群对结构振动响应的影响,基于人群-桥梁耦合振动理论的参数分析更是少见。针对以上问题,本文主要进行了以下几个方面的研究:(1)结合人行荷载模型和人体模型的研究成果,提出由时不变的主体质量、主体刚度、主体阻尼和时变的耦合质量组成的人体动力模型,同时以傅立叶级数模型表示人行侧向荷载;分析行人与桥梁分别所受的荷载,建立人体动力平衡方程,并通过对比线性加速度法、Wilson-9法和Newmark法确定人体动力平衡方程的解法。(2)分析行人与桥梁之间位移和力的协调关系,提出基于协调关系并通过分别采用Newmark法求解人体动力平衡方程和完全法瞬态分析求解桥梁动力平衡方程来实现人桥耦合振动分析的方法;通过弹簧质量系统、人体动力模型匀速通过简支梁两个算例验证本文方法的可行性,并分析时间步长、荷载子步数和荷载施加方式对计算精度和求解效率的影响。(3)以某大跨度人行悬索桥为例,通过模态分析得到结构的自振频率,并通过对比各国规范的规定确定合理的阻尼比;根据本文提出的方法,结合频谱分析,研究步频、人群行走模式和人群密度等参数对耦合系统振动响应的影响;通过对比各国规范对人行桥振动舒适度评价指标及其限值的规定确定合理的舒适度评价方法,从而实现容许上桥人数的估计。研究结果表明:本文提出的分析方法具有一定的可行性,且当时间步长为0.01s、荷载子步数为1时,该方法的计算精度和求解效率比较令人满意;桥梁跨中的振动响应受到步频、人群行走模式和人群密度等因素中的两种或三种的综合影响,竖向和侧向振动响应的变化规律也有所区别;在对人行桥进行舒适度评价时,应采用均方根加速度作为舒适度评价指标,并应采用总乘坐值来考虑结构竖向和侧向耦合振动的情况,且总乘坐值应小于0.5m/s2。
其他文献
[目的]观察膝关节骨性关节炎(Knee Osteoarthritis,KOA)兔膝关节软骨力学性能的改变及针刀对其的干预作用。[方法]健康清洁级6月龄新西兰兔48只,随机分为空白组、模型组、电
Teaching points(重点):1.Vocabulary:yesterday clean finish wash dirtySentences:Yesterday,I cleaned my room.I washedmy trousers.Then I helped my mum.2.Using the e
利用泛在电力物联网的核心技术,通过模拟实验、管控图及原理分析等方法,立足于环网柜二次设备管理的不足之处,不断解决运行风险问题,完善环网柜二次设备环控配置和管理,旨在
长阳南曲在鄂西南山区尤其是在土家族聚居区辗转传承,不可避免地浸润而生成鄂西南民族民间艺术的特性。其具体的地域性民族文化特色,可以表现为四个方面:唱腔的婉转柔美特色
将以各向同性分辨率0.625mm薄层扫描所得的层厚0.65mm人体胸腰段连续断层210层Dicom格式CT图像,直接读入Mimics后界定骨组织阈值、提取各层面轮廓线、图像边缘分割、选择性编
针对在导航实践中低成本MEMS使用传统紧耦合方法计算精度受到限制的问题,提出了一种采用载波相位平滑伪距GNSS PPP/INS紧耦合的算法。实验表明,使用相位平滑伪距的GNSS PPP/I
学习目的:在第一季度消化内科继续医学教育课程中应当掌握: 1.幽门螺旋杆菌感染的发病机理及流行病学特点 2.幽门螺旋杆菌感染的诊断以及与其他疾病的关系 3.幽门螺旋杆菌感
背景:目前国内外对微囊的低温保存效果均不理想,已成为制约微胶囊广泛应用的一个重要环节。目的:观察不同溶液、不同降温速率冻存海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠(alginate-chitosa
意识形态问题是马克思主义理论的重大命题。马克思恩格斯在创建唯物史观的科学探索中,在对德国为代表的整个资本主义社会文化的批判中,始终将意识形态问题的唯物主义究诘作为