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为研究钢箱梁人行桥人致振动舒适度问题,本文引入线刚度概念,系统分析了结构抗弯刚度、跨径与峰值加速度之间的关系,基于限制动力响应法,获得了各跨径范围内简支钢箱梁人行桥满足舒适度要求的线刚度限值;同时,从设计角度提出了满足舒适度要求的抗弯刚度设计建议值,以及人行桥人致振动舒适度评价方法,并将上述方法应用于北京某人行桥验证.结果表明:桥梁跨径不大于20 m时,钢箱梁桥结构自振频率一般大于3 Hz,采用避开敏感频率法即可满足舒适度要求;桥梁跨径大于20 m时,钢箱梁桥结构自振频率一般小于3 Hz,需采用限制动力响应法进行评价,抗弯刚度应满足本文提出的限值要求.工程实例验证表明,本文方法评价结果与实测值吻合良好,验证了该方法的合理性.因此,舒适度评价应首先采用自振频率法进行分析,在不满足自振频率条件时,应采用限制动力响应法评价.
慢行系统人行桥振动舒适度钢箱梁峰值加速度线刚度
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文章以长沙国际会议中心(会议中心-磨盘洲)步行廊桥为背景,开展大跨、高交通量曲梁人行桥的人致振动分析及减振控制研究.参考《人行桥设计指南》EN03-2007 的相关规定,确定行人交通等级与人群密度,并将随机行人流转化为完全同步的理想行人作用,计算理想行人作用下的简谐步行荷载.分别采用有限单元法及该指南给出的单自由度共振法,计算对比该步行廊桥在行人作用下的加速度响应,选定需进行人致振动控制的各阶频率成分,采用调谐质量阻尼器(TMD),以有阻尼结构最大加速度最小为控制目标进行 TMD 参数设计,计算对比结构减振前后的加速度时程.结果表明:采用有限元计算法计算得到的结构人致振动最大加速度与单自由度共振法计算结果基本吻合,高交通量工况下,结构前两阶竖向振动对应竖向加速度峰值超限;采用以最大加速度最小化为控制目标设计的 TMD 后,抑振效果明显,两阶结构超限竖向加速度峰值分别降低 96.7%和 96.9%,行人舒适度均提高至 CL1 级,研究成果可为类似大跨高交通量曲梁人行桥的振动控制设计提供参考.
曲梁人行桥高交通量人致振动调谐质量阻尼器(TMD)振动控制
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本研究深入探讨了半圆形截面连续梁结构的总体设计理念,尤其特别关注了如何在桥梁景观设计中有效地融入地方文化元素.以四川宜宾市长宁县的淯江河景观步行桥为具体案例,强调桥梁不仅需具备基本的功能性,还应积极体现城市的独特特色以及传承深厚的历史文化.通过对技术标准、景观设计思路及结构设计的深入分析,本研究提出了一种以竹文化为核心的设计理念,突出了桥梁在轻盈与美观之间的完美平衡.同时,本文也对主梁的预应力设计以及桥墩的结构进行了详细而系统阐述,以确保整体结构的安全性与承载能力.采用有限元分析法,验证了桥梁的结构计算符合现有设计规范,为今后类似结构的工程建设提供了参考依据.
桥梁设计半圆形预应力变截面连续梁景观人行桥竹文化
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某大跨度小半径曲线钢箱梁人行天桥位于上海陈行公路与浦星公路交叉口东侧,全长约257 m,跨径布置为25 m简支梁、(72+72)m连续梁和(31.5+31.5+25)m连续梁.第二联(72+72)m连续梁的平面线形由两段半径均为120 m且直接相连的反向圆曲线组成,弯扭耦合效应显著,抗倾覆与振动控制难度突出.现从平面与立面布置、横断面设计、结构体系、抗倾覆设计及人致振动控制等方面,系统阐述了该桥的设计理念与技术要点.针对该反向曲线连续梁中墩Pm03在恒载下反力不均、在标准组合下出现负反力的问题,提出了"支座调偏—墩梁固结—梁端压重"的组合措施,彻底消除了支座负反力,且特征状态2稳定系数达12.1.针对72 m大跨径引起的竖向基频仅1.35 Hz及人致振动问题,采用电涡流调谐质量阻尼器(TMD)进行减振.安装后,桥梁加速度响应降至0.23 m/s2以下,舒适度达CL1级.设计成果可为同类大跨度小半径反向曲线人行桥提供参考.
小半径曲线抗倾覆人致振动TMD减振
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以湖州跨南横塘河人行桥项目为背景,充分考虑现场条件及景观性,通过对方案的逻辑推演和比选,创造性提出下承式单拱肋钢结构拱梁组合体系.桥梁跨径1.3 m+6.3 m+74.8 m+6.3 m+1.3 m,全宽7.2 m,拱肋跨径 74.8 m,矢高13 m,高跨比为1/5.75.桥梁横断面采用单拱肋低桥面系形式,拱肋居中布置,主梁在拱肋宽度范围内高于桥面系设置,以提高结构体系刚度,并形成休憩区,避免人行交通交织.主梁采用单箱三室整体式钢箱梁,以提高抗扭性能.拱肋采用单箱单室钢箱梁,拱脚位置与主梁弧形刚接,以提高拱肋的横向稳定性,并提升桥梁整体景观性.桥墩采用两排倒三角钢墩,并采用埋入式柱脚与承台刚接.在主梁1/3跨处设置TMD,以提升桥梁人行舒适度.
人行桥下承式拱桥单拱肋TMD桥梁设计
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城市滨水空间内的大跨人行景观桥不仅需满足交通功能,还承担了景观功能,总体上应轻盈通透.以上海浦东川杨河人行桥为案例,通过多方案比选与优化,探讨了大跨人行景观桥的设计策略.川杨河桥在方案征集中产生了悬索桥、斜拉桥、桁架桥3种优胜方案,各有特色但也存在通航、遮挡、维护等问题.经建筑师与桥梁工程师协同优化,最终采用变高桁架+背索的桁架斜拉组合造型,实现了如羽毛般轻巧的力学美学效果,与背景拱桥共同构成"弯弓射箭"的景观意象.研究结果表明,大跨人行景观桥的本质追求在于结构力学美与环境的深度契合,需多专业协作、精益求精,方能成就百年精品.
大跨滨水空间环境人行景观桥梁
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为研究铝合金建筑立柱和人行桥墩柱的抗震性能,设计了 6根直径420 mm带纵肋铝合金圆柱,开展低周反复荷载试验,研究铝合金圆柱的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、延性、承载力和耗能能力、刚度退化等.其中圆柱的基础形式分别为钢筋混凝土和钢套筒,设计轴压比分别为0.075和0.15,铝合金圆管内填形式分别为空管、混凝土、钢筋混凝土和型钢混凝土.结果表明:带纵肋铝合金圆柱的破坏形态根据基础和内填形式不同主要表现为柱脚断裂、鼓曲变形和柱底截面塑性变形等;设置混凝土基础的空管圆柱的滞回曲线呈弓形,其他滞回曲线接近于S形;设置钢套筒基础的铝合金柱与基础之间连接性能较差,当位移角小于1％时耗能能力高于设置混凝土基础的铝合金柱,而进入弹塑性阶段后设置混凝土基础的耗能能力更好;设置混凝土基础的铝合金柱刚度和水平承载力比设置钢套筒基础的柱高约10.8％,但柱的延性则低34.7％;按内填形式不同,刚度和水平承载力从大到小依次为型钢混凝土柱、钢筋混凝土柱、混凝土柱和空管柱,但柱刚度过大时导致基础先发生破坏、耗能能力下降.
铝合金圆柱设置纵肋内填形式拟静力试验抗震性能
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为解决某主干道十字路口环形钢天桥人致振动过大及舒适度不足的问题,采用有限元软件分析结构振动特性,对比主梁刚度、墩梁固结形式及环形闭合与否的影响;依据德国《人行桥设计指南EN03》进行舒适度评价;针对竖向基频不满足国内规范限值的情况,设计调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)进行减振控制.结果表明主梁刚度与支承形式对自振频率影响显著,TMD有效控制了竖向峰值加速度响应,使其满足舒适度要求,可为同类环形钢天桥的设计与振动控制提供借鉴.
环形钢天桥减振设计舒适度分析TMD
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为了解决室外天桥的振动问题,对深圳技术大学某跨街天桥项目开展了楼盖结构振动及调频质量阻尼器(TMD)减振设计的深入研究,通过对人行桥动力特性分析得到人行桥的自振频率与振型,结合行人荷载仿真模拟得出人行天桥的振动响应特性,通过理论分析与数值模拟相结合的方法,确定了室外跨街天桥TMD阻尼器减振设计方案,并通过现场实测验证了该方案能够有效地降低人行荷载作用下桥梁的振动加速度,保证行人通行的舒适与安全.
跨街天桥TMD阻尼器消能减振设计
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为解决万科城路段行人过街系统不完善的问题,研究设计了一座"工"字形布置、主桥呈圆弧形变宽的人行天桥.主桥采用跨径51.04 m的下承式系杆拱,拱肋内倾13.7°,并设置空间双曲面雨棚.研究通过MIDAS Civil建立整体模型及ANSYS进行局部精细化分析,对结构应力、变形、稳定性及人群舒适性进行了系统计算与分析.结果表明,结构应力水平、变形满足规范要求,整体稳定性良好.针对结构基频较低的问题,创新性地采用了4台电涡流调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD),以满足人致振动的舒适性要求.研究结果表明,该设计方案在复杂管线环境下通过合理的结构选型与TMD的应用,实现了结构安全、使用功能与景观效果的统一,可为类似环境下的城市人行天桥设计提供参考.
下承式拱桥人行桥斜拱空间结构雨棚TMD桥梁设计
