【摘 要】
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新建市政道路变宽使得与之配套的人行桥跨度增大,再加之轻质、高强建筑材料在人行桥建造中的使用以及人民对人行桥造型提出的美学要求,致使新建人行桥更偏向大跨度、造型轻盈及低阻尼的特点,而大跨度的人行桥基频较低,若其落入行人步行荷载频率区间时,并不可避免的引发人—桥共振现象。当行人数量超过一定值时,共振所激发出桥体的过幅振动将使得行人出现不舒适甚至心理恐慌,造成人行桥振动舒适度问题。因而,对大跨度人行桥人
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新建市政道路变宽使得与之配套的人行桥跨度增大,再加之轻质、高强建筑材料在人行桥建造中的使用以及人民对人行桥造型提出的美学要求,致使新建人行桥更偏向大跨度、造型轻盈及低阻尼的特点,而大跨度的人行桥基频较低,若其落入行人步行荷载频率区间时,并不可避免的引发人—桥共振现象。当行人数量超过一定值时,共振所激发出桥体的过幅振动将使得行人出现不舒适甚至心理恐慌,造成人行桥振动舒适度问题。因而,对大跨度人行桥人致振动问题进行分析,并就可能潜在舒适度问题的桥梁采取控制措施具有必要性及价值性。电涡流TMD因其无机械磨损、刚度与阻尼分离、维护简单等优点在航空航天、车辆制动等领域广泛应用,随着以钕铁硼为代表的新一代永磁铁商业化,使得电涡流TMD应用于土木工程抗震、减振领域成为了可能,并具有广阔的前景。结合人行桥减振需求,改进设计一款电涡流TMD并验证其有效性,显得具有实用性兼一定的科研价值。本文以人行桥减振为目标,以电涡流TMD为减振措施,研究一种板式电涡流TMD在人行桥中的应用,主要进行了以下工作:1、梳理了关于人行荷载特点及模型的研究现状,并以确定性行人荷载为基础分别构建了单人—桥振动方程、人群—桥振动方程及人群—桥—TMD耦合振动方程。2、阐述了TMD减振原理,提出了一种改进设计的电涡流TMD。并通过有限元仿真分析了导体板厚度、永磁铁厚度及气隙分别对导体板表面磁感应强度的影响,得出导体板表面的磁感应强度与永磁铁厚度呈正相关、与导体板厚度、气隙均呈负相关的结论,就三种参数变化趋势的基础上给出了各参数较为合适的取值。3、以某地人行桥工程为背景,构建有限元建模,通过两种人行激励模型分别建立了5种不同人行荷载工况并进行人致振动分析,得出存在两种工况峰值加速度超过ISO2631对舒适度限值的要求,对桥体采取电涡流TMD减振后,所有人行荷载均满足ISO2631要求,电涡流TMD平均减振效率超过80%。4、以一座人行桥模型为试验对象,板式电涡流TMD样机为减振措施,通过试验测试了该电涡流TMD样机对人行桥减振的有效性,试验结果表明快速走、中速走及慢速走三种工况下,电涡流TMD平均减振效率分别达到70.20%、44.70%及29.53%。
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