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近年来,随着高强、轻质材料的不断应用,优美、新颖的结构体系的不断发展,以及现代施工工艺的不断进步,人行桥正向着大跨、轻质、纤柔的方向发展。但是大跨、轻柔人行桥在给人带来以美的享受的同时,却也显现出了自振频率较低、对动力作用比较敏感的问题。当人行激励使人行桥产生较大振动响应时,行人就会产生不适感乃至恐慌,严重降低了桥的适用性甚至发生踩踏事件。大跨木结构桥梁由于其美观、环保、减排、与自然和谐等优点,越来越受到设计师们的青睐,但是其大跨、轻柔的特点也导致其人致振动问题更应得到足够的重视。 本文以国内最大跨度的单跨木结构桁架拱桥——胥虹人行桥为工程背景,基于大跨木结构人行桥在材料特性、连接方式以及施工方法上的特殊性,研究了木结构人行桥人致振动问题的产生机理,推导出了适用于大跨木结构桥梁的等效行人数公式,并结合胥虹桥的现场试验、有限元分析以及振动舒适度评价提出了适用于大跨木结构桥梁人致振动问题的简化设计方法。本文主要研究工作如下: 一、利用最大加速度等效的原理,并通过基于随机变量法的数值模拟实验,推导出了适用于大跨木结构桥梁的等效行人数公式及频率计算公式。并将频率计算公式的计算值与动力特性实测值及有限元模拟所得值进行了对比,验证了公式的适用性。 二、对胥虹桥进行了现场动静载试验研究,评价了其在设计工况下的静力承载能力,得到了桥的模态参数,测试所得的自振频率与推导所得的公式计算值吻合较好。 三、利用SAP2000软件对胥虹桥进行了模态分析和振动舒适度评估。在准确建立了胥虹桥有限元模型的基础上对其进行了模态分析,所得结果与实测结果及推导所得的公式计算结果均吻合较好。利用推导所得的等效行人数公式对其进行了人致振动响应时程分析,并对计算结果进行了舒适度评价。 四、基于大跨木结构人行桥在材料特性、连接方式以及施工方法的特殊性,提出了适用于大跨木结构桥梁的人致振动简化设计方法。结合推导出的频率及等效行人数计算公式,给出了大跨木结构人行桥模态分析、人致振动响应计算及舒适度评价方法,介绍了大跨木结构人行桥动力特性的试验方法。提出了适用于大跨木结构人行桥的振动控制方法。提出了基于人致振动的大跨木结构桥梁优化设计方法。