近年来,随着旅游产业的高速发展以及人们对结构审美的提高,越来越多的具有轻质、大跨度、低阻尼的钢-玻璃组合人行结构大量涌现。如张家界玻璃人行桥、临夏大墩峡玻璃人行桥、河北白石山玻璃栈道、上海环球金融中心观光厅等;此类结构具有轻质、低频、弱阻尼的特性,其动力特性更易受环境因素和运营状态的影响,如温度、湿度、静态人群附加质量、动态行人步行频率等。同时,人作为人行桥上的主要荷载形式以及引发人致振动的主要因素,其自身具有复杂生物系统这一重要特性,在与结构发生相互作用时会形成人-结构耦合动力系统,包括静态人群-结构耦合动力系统和行人-结构耦合动力系统,其会对结构动力特性产生不同程度的影响,导致结构模态参数计算误差较大。模态参数作为桥梁振动控制、状态检测、健康评估以及结构系统的振动特性分析等研究和应用中最常用的动力学参数。同时模态分析也可以评价现有结构系统的动态特性。不准确的模态参数在损伤识别和模型修正时将会带来很大的误差,甚至是错误,因此模态参数中的非结构因素必须予以剔除。此外,在人群荷载作用下,因行人步频与人行桥基频接近而易导致共振,造成人行桥振动过大的问题,当振动超出一定范围时,会对人行桥构件造成累积疲劳损伤,影响人行桥的安全性,甚至造成人行桥垮塌。因此,本文在研究上述问题过程中首先在试验室搭建了钢-玻璃组合人行结构试验平台,采用现场试验法依次对环境温度、静态人群附加质量、动态行人作用等非结构因素下的结构动力特性进行研究,同时对过量振动下的此结构疲劳寿命进行预估和减振控制。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)制作人行桥结构的试验模型。建立其有限元数值模型,进行模态分析;在试验模型上布置941B加速度传感器,利用试验方法得到人行桥模型空载时的频率、阻尼及振型等模态参数;(2)基于现场试验测试,研究环境温度对钢-玻璃组合人行结构模态参数的影响;建立了温度与结构模态参数之间的数学模型,给出了前三阶竖向模态频率关于温度变化的一次线性拟合表达式;(3)静态人群对人行桥动力参数影响的试验研究。在人行桥上布置941B加速度传感器,试测静态行人在人行桥上不同位置、不同姿势、不同人数等工况下的加速度响应,利用随机子空间法进行数据处理得出静态人群对人行桥动力参数影响的规律;(4)针对行人-结构竖向动力耦合效应对结构动力参数影响和行人荷载动载因子影响进行试验研究。得出考虑行人-结构竖向动力耦合效应人行桥动力特性的变化规律,同时本文给出了刚性地面和柔性桥面前4阶行人荷载动载因子拟合公式;(5)基于人群-结构耦合作用人行桥振动疲劳性能评估:利用应力应变采集系统对人群-结构耦合振动响应进行采集,得到人行桥动应力-应变时程,对应变时程进行处理,得到疲劳应力谱。采用确定性的S-N曲线和Miner模型,进行确定性的疲劳损伤与使用寿命评估,探讨相关参数对人行桥的疲劳损伤和剩余寿命的影响,并对结构进行减振控制,分析TMD控制后结构疲劳寿命变化。