浅谈大跨度人行天桥减震研究
某大跨人行天桥的消能减振设计_二_
某大跨人行天桥的消能减振设计(二)丁幼亮李爱群叶正强杜东升(东南大学土木工程学院南京210096)(C ollege of Civil Engineering,Southeast University,Nanjing210096)车向东牟小倩(北京市市政专业设计院北京100037)(Beijing Municipal Engineering Profession Design Institute,Beijing100037)摘要采用减振装置对某大跨人行天桥进行了消能减振设计。
计算表明,安装减振装置后,有效地削减了该人行天桥的共振响应,在共振工况下减振率为70%,减振效果良好。
消能减振技术为城市人行天桥的减振控制与设计提供了新的技术途径。
关键词人行天桥消能减振TMD粘滞阻尼器共振ABSTRAC T Vibration energy dissipation design is per formed for a pedestrian bridge with energy dissip ation systems.The com putation results proved that installation o f s ystems e ffectively reduces the reso-nance res ponse o f the bridge with70%reduction under the circumstance o f resonance.The vib ration energy dissipation technology is a new approach to the vibration control and design o f city pedestrian b ridges.KEY WORDS Pedestrian b ridge Vib ration energy dissipation TMD Fluid viscous damper Resonance引言北京某人行天桥的主体结构为1跨简支的3室封闭钢箱梁。
大跨度人行天桥的减振分析
大跨度人行天桥的减振分析郭兆宗摘㊀要:文章以某大跨度人行天桥为工程背景ꎬ对大跨度天桥的人致振动问题进行了深入研究ꎬ文中对该天桥进行了舒适度评价ꎬ并采用调谐质量阻尼器(简称ＴＭＤ)对其进行了人致振动控制设计与分析ꎮ通过研究发现ꎬＴＭＤ能够有效控制结构在人致荷载下的过量振动ꎬ选用合适的参数后ꎬＴＭＤ减振效果较好ꎬ减振率最高可达６０％~７０％ꎬ可以将结构的人致振动响应减小到规范的限值要求内ꎮ文章可以为今后的类似工程和未来我国相关规范的制订提供参考ꎮ关键词:大跨度天桥ꎻ人致荷载ꎻ振动控制ꎻ舒适度评价ꎻ调谐质量阻尼器一㊁引言随着人们对各类建筑的经济性㊁实用性及美观性的要求越来越高ꎬ越来越多的大跨㊁轻柔㊁低阻尼结构应运而生ꎬ如连接建筑物各单体的人行连廊㊁跨越交通主干道的人行天桥等ꎬ由于其自振频率较低ꎬ与人行走的频率相接近ꎬ在人群激励下容易产生较明显的振动ꎬ这些振动可能会给行人带来不适感甚至引发心理恐慌ꎬ从而降低其使用性能ꎮ例如２０００年伦敦千禧桥在首次开放时ꎬ由于该桥前几阶自振频率较低ꎬ在人群激励下发生了严重摇摆ꎬ迫使其不得不在投入使用后仅３天就暂时关闭ꎬ进行调查研究并采取相应减振措施ꎬ为此付出了极其昂贵的代价ꎮ传统的设计方法ꎬ主要是通过限制结构静力作用下的挠度来保证其正常使用性能ꎬ然而随着现代建筑形式的发展以及人们对生活质量要求的提高ꎬ结构的动力性能尤其是人致荷载引发的振动舒适度问题日益显现ꎬ甚至已经成为制约其使用性能的关键ꎮ现在的轻型大跨结构基频已经越来越低ꎬ几乎不可避免地落入人正常行走的步频中ꎬ在人群激励下容易产生较明显的振动ꎬ若动力响应指标无法得到满足ꎬ则需要采取相应的振动控制措施ꎮ调谐质量阻尼器(ＴｕｎｅｄＭａｓｓＤａｍｐｅｒꎬ简称ＴＭＤ)ꎬ近年来在人致振动控制方面的应用逐渐发展起来ꎬ并已经有了一些成功的工程案例ꎮ由于ＴＭＤ具有造价经济㊁安装方便㊁控制窄带振动效果明显等优点ꎬ而人致荷载也具有窄带的特性ꎬ因此ＴＭＤ可以有效控制结构的人致振动ꎮ随着越来越多的大跨度人行桥㊁天桥等结构的建成ꎬＴＭＤ正逐步应用到这些结构的人致振动控制之中ꎬ对这些结构进行ＴＭＤ减振分析的研究也越来越有工程意义ꎮ二㊁人致荷载及舒适度评价人行走产生的荷载ꎬ目前最广泛被采用的是国际桥梁及结构工程师协会(ＩＡＢＳＥ)推荐的连续行走曲线ꎬ单人行走荷载的数学模型为:Ｆｐ(ｔ)＝Ｇ＋Ｇð３ｎ＝１αｎｓｉｎ(２ｎπｆｓｔ－φｎ)(１)式中α１＝０.４＋０.２５(ｆｓ－２)ꎬα２＝α３＝０.１ꎬφ１＝０ꎬφ２＝φ３＝π/２ꎬ该表达式考虑了一阶谐波幅值随步频增大的特点ꎮ人的体重参考ＡＩＳＣ－１１的规定ꎬ可取为７００Ｎꎬ如对于一个体重７００Ｎ㊁步频２Ｈｚ的行人ꎬ利用公式(１)可以生成连续行走荷载曲线ꎬ如下图:图１㊀体重７００Ｎ㊁步频２Ｈｚ的行人连续行走曲线对于振动舒适度的评价ꎬ我国«城市人行天桥与人行地道技术规范»(ＣＪＪ６９－９５)规定ꎬ为避免共振ꎬ人行天桥的竖向基频不应小于３Ｈｚꎻ«高规»第３.７.７条规定竖向振动频率不宜小于３Ｈｚꎬ同时给出了楼盖结构竖向振动峰值加速度的限值ꎬ如下表:表１㊀楼盖竖向振动加速度限值人员活动环境峰值加速度限值(ｍ/ｓ２)竖向基频不大于２Ｈｚ竖向基频不小于４Ｈｚ住宅㊁办公０.０７０.０５商场及室内天桥０.２２０.１５㊀㊀注:楼盖结构竖向基频为２Ｈｚ~４Ｈｚ时ꎬ峰值加速度可按线性插值选取ꎮ三㊁工程案例分析文章的工程为连接某两栋建筑的一大跨度人行天桥ꎬ其主要用途为供人行走㊁观光㊁休息等ꎬ结构形式采用钢结构桁架ꎬ天桥跨度为７５ｍꎬ桁架宽４.４ｍꎬ高５.６ｍꎮ采用通用结构有限元软件建立该天桥的三维有限元模型ꎬ有限元模型见下图:图２㊀大跨钢结构人行天桥有限元模型经过有限元分析得出ꎬ第二阶振型以竖向振动为主ꎬ为第一阶竖向振型ꎬ振型为天桥的一阶竖向弯曲ꎬ此时结构的竖向基频为ｆ１＝１.９５Ｈｚꎬ不满足我国规范３Ｈｚ的限值要求ꎬ竖向基频过低ꎬ因此很可能在人致荷载下产生舒适度问题ꎮ(一)荷载工况结合天桥实际用途ꎬ本工程所考虑的工况为:工况１:人群自由行走的工况ꎬ采用Ｇｒｕｎｄｍａｎｎ所提出的自由行走模型ꎬ自由行走的人群密度上限为０.３人/ｍ２ꎬ而天桥的面积为７５ˑ４.４＝３３０ｍ２ꎬ故天桥上的总人数为:Ｎ＝０.３ˑ３３０＝９９人ꎮ针对自由行走ꎬ按照Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ的随机振动理论ꎬ人数为Ｎ的人群荷载可等效于Ｎ个步调一致的人产生的荷载ꎬ则人群中的同步人数为Ｎｅ＝９９ʈ１０人ꎮ在模型加载时ꎬ考虑最不利的情况ꎬ假定这１０个人恰好均位于天桥跨中附近ꎬ加载频率按照从１.６Ｈｚ到２.４Ｈｚꎬ每隔０.１Ｈｚ取值ꎬ另外专门考虑同步步频为１.９５Ｈｚ共振时的情况ꎮ工况２:人群密集的工况ꎬ偏安全地认为人群密度可达到１人/ｍ２的稠密状态ꎬ此时天桥上的总人数为Ｎ＝１.０ˑ３３０＝３３０人ꎮ由于人群密度较大ꎬ行人无法自由行走ꎬ各自之间互相干扰ꎬ更多的行人步调趋于同步ꎬ此时同步人数应大于ꎬ按照«法国指南»和«德国ＥＮ０３人行桥设计指南»的规定ꎬ同步人数为:Ｎｅ＝１.８５Ｎ＝１.８５３３０ʈ３４人ꎮ(二)结构动力响应Ｎ对于以上各工况下的荷载ꎬ可以结合相应的数学模型ꎬ利用Ｍａｔｌａｂ生成荷载时程数据ꎬ将数据输入到有限元模型的时程函数中ꎬ荷载持续时间取１０ｓꎬ输出时间取１５ｓꎬ各工况下天桥结构的阻尼比均取为０.０２ꎮ以有限元模型跨中节点作为控制节点ꎬ经过分析得到各工况下该节点的加速度响应时程ꎮ６１２公路与桥梁Һ㊀图３㊀工况２基频下的加速度时程㊀图４㊀天桥振动加速度随步频变化规律工况２所考虑的同步人数数倍于工况１的情况ꎬ更为不利ꎮ各工况下的峰值加速度如图ꎬ图中可以看出ꎬ在步频从１.６Ｈｚ到２.４Ｈｚ的变化过程中ꎬ天桥振动加速度先从小逐渐增大ꎬ到１.９５Ｈｚ共振时达到极值ꎬ然后加速度逐渐减小ꎬ越接近结构基频１.９５Ｈｚ时加速度响应变化越快ꎬ在人的步频接近结构的基频１.９５Ｈｚ时ꎬ很容易引发振动舒适度问题ꎮ(三)结构舒适度评价本工程为天桥ꎬ按我国«高规»第３.７.７条给出的室内天桥取值ꎬ因为天桥的竖向基频不足２.０Ｈｚꎬ因此结构的竖向振动峰值加速度限值为０.２２ｍ/ｓ２ꎮ通过图４可以看出ꎬ在行人较少的工况１下ꎬ天桥的舒适度能够得到满足ꎻ但是在人群稠密的工况２下ꎬ天桥会出现舒适度不满足的情况ꎬ这时结构的人致振动响应较大ꎬ共振最大时高达０.６６７ｍ/ｓ２ꎬ远远超过了规范的限值ꎬ舒适度不满足ꎬ这可能会给人群带来不适感甚至恐慌心理ꎬ因此需要对该天桥采取振动控制措施ꎮ四㊁ＴＭＤ减振分析根据该大跨度天桥有限元分析结果ꎬ结构的基频为１.９５Ｈｚꎬ结构总质量约４００ｔꎬ分别选取质量４ｔ㊁６ｔ㊁８ｔꎬ即质量比为０.０１㊁０.０１５㊁０.０２的ＴＭＤ对天桥进行减振控制ꎬＴＭＤ安置在天桥跨中处ꎮ前文分析结果表明ꎬ工况２下的天桥振动舒适度不满足ꎬ因此在对ＴＭＤ系统进行减振分析时ꎬ重点考察工况２下ＴＭＤ装置对结构加速度响应的减振效果ꎮ安装了ＴＭＤ后ꎬ减振效果如下图:图５㊀ＴＭＤ系统减振效果㊀图６㊀安装８吨ＴＭＤ的减振效果从上图可以发现ꎬＴＭＤ的质量比越大ꎬ且激励频率越接近结构基频１.９５Ｈｚꎬ减振效果越明显ꎬ对远离结构基频的情况ꎬ虽然也有一定减振效果ꎬ但不够明显ꎬ这也反映了ＴＭＤ抑制窄带频率振动的特性ꎮ另外可以发现ꎬ质量的增加对减振效果的提高并不十分明显ꎬ而且增加ＴＭＤ的质量会带来更多的成本ꎬ因此一般工程的质量比可控制在０.０１~０.０５即可ꎮ质量为８吨即质量比０.０２的ＴＭＤ可以将天桥跨中的峰值加速度减小到０.２２ｍ/ｓ２以下ꎬ满足规范的要求ꎬ因此本工程可以采用质量为８吨的ＴＭＤ安置在天桥跨中处ꎮ五㊁结论(１)该大跨度天桥结构的基频不满足我国相关规范３Ｈｚ频率限值的要求ꎬ此时结构基频与人行走步频接近ꎬ经计算ꎬ天桥人致振动响应不满足规范加速度限值的要求ꎬ因此需要进行人致振动控制ꎮ(２)在人的步频从１.６Ｈｚ增加到２.４Ｈｚ的过程中ꎬ结构的振动响应随步频接近结构基频迅速增大ꎬ在结构基频１.９５Ｈｚ时发生共振达到极大值ꎮ(３)ＴＭＤ质量比越大ꎬ且人致激励频率越接近其控制频率ꎬ减振效果越好ꎬ在选用合适的参数情况下ꎬＴＭＤ可以显著减小大跨度天桥的人致振动ꎬ减振率最高可达６０％~７０％ꎬ因此ＴＭＤ可以作为一种有效的人致振动控制措施ꎮ(４)本工程可以采用质量为８吨的ＴＭＤ安置在天桥跨中ꎬ可以将人致振动控制在规范限制以内ꎬ从而解决人致振动舒适度问题ꎮ参考文献:[１]ＤａｌｌａｒｄＰꎬＦｉｔｚｐａｔｒｉｃｋＡＪꎬＦｌｉｎｔＡꎬｅｔａｌ.ＴｈｅＬｏｎｄｏｎｍｉｌ￣ｌｅｎｎｉｕｍｆｏｏｔｂｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒꎬ２００１ꎬ７９(２２):１７－２１.[２]ＭａｔｓｕｍｏｔｏＹꎬＮｉｓｈｉｏｋａＴꎬＳｈｉｏｊｉｒｉＨꎬｅｔａｌ.Ｄｙｎａｍｉｃｄｅｓｉｇｎｏｆｆｏｏｔｂｒｉｄｇｅｓ[Ｒ].ＩＡＢＳＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓꎬ１９７８ꎬＰ－１７/７８ꎬ１－１５.[３]中华人民共和国建设部.ＣＪＪ６９－９５城市人行天桥与人行地道技术规范[Ｓ].北京:中国建筑工业出版社ꎬ１９９６.[４]中华人民共和国住房和城乡建设部.ＪＧＪ３－２０１０高层建筑混凝土结构技术规程[Ｓ].北京:中国建筑工业出版社ꎬ２０１０.[５]ＧｒｕｎｄｍａｎｎＨꎬＫｒｅｕｚｉｎｇｅｒＨꎬＳｃｈｎｅｉｄｅｒＭ.Ｄｙｎａｍｉｃｃａｌｃｕ￣ｌａｔｉｏｎｓｏｆｆｏｏｔｂｒｉｄｇｅｓ[Ｊ].Ｂａｕｉｎｇｅｎｉｅｕｒꎬ１９９３ꎬ６８(５):２１５－２２５.作者简介:郭兆宗ꎬ同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司ꎮ(上接第１４３页)项工作后ꎬ应对棱镜进行设置ꎬ从而实现为监测精准度提供保障ꎮ(二)实际应用１.监测过程在实际监测过程中ꎬ施工单位应明确要求工作人员严格依照相关流程对全站仪进行使用ꎬ以此避免测量精度受到影响ꎮ全站仪监测流程如下:工作人员应对监测标准进行明确ꎬ并以此对基准点与基坑之间的距离进行监测ꎬ确保其不小于基坑深度的３倍ꎮ因此ꎬ在该工程实际施工中ꎬ监测人员选择在距离基坑５４ｍ的区域对基准点进行设置ꎮ经测量ꎬ基准点与基坑之间的距离大于基坑深度的３倍ꎬ符合相关标准ꎮ２.坐标系通过对平面布局图进行分析ꎬ可发现Ｋ１㊁Ｋ２间连线与基坑边缘线具有平行关系ꎬ因此监测人员可将Ｋ２坐标设置为(５００ꎬ５００)ꎬ方位角设置为１８０ʎꎬ并对全站仪进行利用ꎬ以此达到测量Ｋ１㊁Ｋ２平距的目的ꎮ此后ꎬ监测人员应将三项进行结合ꎬ从而实现对坐标系进行建立ꎮ经过系统化的计算ꎬ可得出Ｋ１坐标为(３７４.４２０ꎬ５００)ꎮ３.监测沉降及水平位移首先ꎬ在实际监测过程中ꎬ工作人员应对自由设站程序进行利用ꎬ收集坐标及方位角数据ꎬ并将其输入数据输入模块中ꎮ其次ꎬ将其与Ｐ坐标进行结合ꎬ并通过相关方法ꎬ达到获取ＰＫ１㊁ＰＫ２长度及方向角的目的ꎮ最后ꎬ工作人员应对Ｐ平面坐标进行计算ꎬ并以基准点及监测点为基础ꎬ达到对水平位移与沉降变化进行监测的目的ꎮ４.监测效果在监测工作结束后ꎬ工作人员通过对比监测数据及标准数值ꎬ发现该工程基坑监测误差符合相关标准ꎮ由此可见ꎬ将智能化全站仪应用于建筑工程测量工作中不仅能够显著提升测量效率及精准度ꎬ而且还能有效减少工程投入成本ꎮ因此ꎬ施工单位应对该种测量设备给予高度重视ꎬ并积极对其进行应用ꎮ五㊁结束语综上所述ꎬ智能化全站仪在工程测量中具有良好的应用效果ꎬ其不仅能够提高测量精准性及效率ꎬ而且还能进行实时监测ꎮ因此施工单位应积极应用该种测量设备ꎬ从而实现为工程质量提供保障ꎮ基于此ꎬ我国建筑行业将实现可持续发展ꎮ参考文献:[１]常勇.现代智能化全站仪在工程测量中的应用[Ｊ].城市住宅ꎬ２０１９ꎬ２６(１):１１７－１１８.作者简介:张杰ꎬ中交路桥华北工程有限公司ꎮ７１２。
大跨度桥梁抗震设计方法及抗震加固技术研究
路桥科技 大跨度桥梁抗震设计方法及抗震加固技术研究吴益波（中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610036）摘要：地震是众多自然灾害当中破坏性较大的一种，一旦发生则会快速损坏及损毁地面各类基础设施及建筑，为人们的生活造成很大的影响，甚至还会威胁人们生命安全。
在我国经济与社会的发展过程中，大跨度桥梁的建设与应用具有重要的作用，为了避免其受到地震自然灾害的影响，充分发挥其交通价值，应做好大跨度桥梁的抗震设计工作，并采取科学措施对其进行抗震加固，通过桥梁结构整体抗震性能水平的提高而降低由于地震造成的损失。
本文中，笔者首先就我国大跨度桥梁的抗震设计方法展开分析，随即就其抗震加固技术的应用进行一系列研究，以供参考。
关键词：大跨度桥梁；抗震设计；抗震加固技术；分析从上世纪末期开始，中国便逐步增加在交通基础设施建设方面的资源投入，发展至今，我国在大跨度桥梁建设方面所取得的成就已经超越很多西方发达国家。
就大跨度桥梁的数量而言，目前我国已经建成并投入使用的项目数量可占比全球大跨度桥梁总数量的50%。
现阶段，中国将基础设施建设工作的重心逐步转向西部地区，包括青海、新疆、西藏、云南以及四川等多地，并在这些高烈度区域开始了大规模的基础设施工程建设工作。
大跨度桥梁作为我国地面基础工程的重点内容，通常都是各地区交通路网系统的核心环节，具有施工周期长、资源投入力度大、以及施工影响因素复杂等特点，对我国社会及各地区经济的发展具有重要影响。
对此，应做好大跨度桥梁的设计工作，提高桥梁整体的稳固性与使用强度， 并选择相应的抗震加固技术，保证桥梁抗震安全将对提升整个区域的防震减灾能力具有重要意义。
1 大跨度桥梁的抗震设计方法分析我国大跨度桥梁抗震设计通常采用以下几种方法：抗震概念设计、延性抗震设计、减震隔震设计。
在设计方法选择中，一方面可以立足抗震概念，选用合适的抗震体系进行设计，另一方面是立足技术，对项目整体抗震能力进行科学计算，在此基础上增加减震隔震设计，强化抗震效果。
大跨度人行天桥减震
大跨度人行天桥减震
浅谈大跨度人行天桥减震研究
摘要：伴随着我国经济的高速发展，交通运输也日趋繁荣，大量的大跨度人行桥梁应运而生。
为了使桥梁结构在各种震动情况下能够正常的运作，同时并延长桥梁的使用寿命，对大跨度人行天桥进行减震理论研究是一项非常必要而有意义的课题。
大跨度人行天桥的安全性也越来越受到重视，其中减震课题越来越来受到专家学者的关注，大跨度人行天桥的减震研究在不久的将来一定能取得更好的成果。
关键词：大跨度人行天桥减震控制研究
一、我国大跨度人行天桥的发展现状
人行天桥，一般建造在车流量大、行人稠密的地段，或者交叉口、广场及铁路上面。
人行天桥只允许行人通过，用于避免车流和人流平面相交时的冲突，保障人们安全的穿越，提高车速，减少交通事故。
按照结构区分，常见的人行天桥可以分为三大类，分别为悬挂式结构、承托式结构和混合式结构。
悬挂式结构的人行天桥以桥栏杆为主要承重部件，供人通过的桥板本身并不承重，悬挂在作为承重梁的桥栏上，这种结构的过街天桥将结构性部件和实用型部件结合在了一起，可以减少建筑材料的使用，相对降低工程造价。
承托式结构的人行天桥将承重的桥梁直接架设在桥墩上，供行人行走的桥铺在桥梁之上，而桥栏杆仅仅起到保护行人的作用，并。
大跨度桥梁的减震隔震技术应用
大跨度桥梁的减震隔震技术应用随着现代交通网络的发展，大跨度桥梁的建设已成为现代城市化进程中不可或缺的一部分。
然而，由于地震等外力的作用，大跨度桥梁往往面临着巨大的挑战。
为了保证桥梁的安全性和可靠性，减震隔震技术应运而生。
减震和隔震是两种常用的技术手段，它们能够有效地减少桥梁在地震中受到的力和位移，从而保护结构的完整性。
减震技术通过提供一定的减震装置，将地震能量转化为其他形式的能量，从而减轻桥梁所受到的震动影响。
隔震技术通过设置一定的隔震层，将桥梁与周围的土地断开，从而降低地震波传递到桥梁的能量。
对于大跨度桥梁的减震隔震技术应用，我们可以从以下几个方面进行探讨。
首先，对桥梁结构进行动力响应分析和抗震评估。
这是确保桥梁在地震中能够承受力和位移要求的基础。
通过使用现代的计算方法，我们可以详细分析桥梁结构在地震荷载下的变形和力学响应，并进行全面的抗震性能评估。
这将为后续的减震隔震设计提供准确的依据。
其次，选择合适的减震隔震装置。
根据桥梁结构的特点和要求，我们可以选择合适的减震隔震装置，如摩擦阻尼器、液体阻尼器、金属弹簧等。
这些装置具有不同的工作原理和特点，可以有效地减少桥梁的响应和振动。
此外，还需考虑桥梁结构与隔震装置之间的相互作用。
在设计减震隔震系统时，需要充分考虑桥梁结构与减震隔震装置之间的力学特性和相互作用。
这将涉及到减震装置的刚度和阻尼特性，与桥梁结构的相互耦联。
在此基础上，可以通过优化设计参数，进一步提高桥梁的抗震性能。
最后，需要进行系统的建设和技术实施。
减震隔震技术的应用需要有一定的施工和操作要求。
在桥梁建设的初期，需要对减震隔震装置进行合理的布置，并确保其在整个施工过程中的完好性和稳定性。
同时，还需要考虑维护和监测体系的建立，以保证减震隔震系统的长期可靠运行。
总之，大跨度桥梁的减震隔震技术应用是保障桥梁结构在地震中安全可靠的重要手段。
通过动力响应分析、减震装置的选择、相互作用的考虑以及系统的建设和实施，我们可以有效地提高桥梁的抗震性能，保护人们的生命和财产安全。
大跨度桥梁抗震设计要点探讨
大跨度桥梁抗震设计要点探讨摘要：我国桥梁事业蓬勃发展，特别在大跨度斜拉桥方面的发展，大跨度桥梁在当地乃至国家的交通事业和经济发展中都具有举足轻重的地位；如果在地震中遭到破坏，不仅严重影响到震后的救灾工作，造成更大的经济损失，而且对于国家交通网的影响也是巨大的。
为了保证大跨度桥梁的安全，必须对其进行严格的抗震设计。
从延性抗震设计及桥梁减隔震设计等方面阐述了大跨度桥梁抗震设计重点，同时提出了相关建议。
关键词：大跨度桥梁；抗震设计；设计要点一、大跨度桥梁抗震特点简介1.1结构的延性特点结构构件具有一定的延性性能是大跨度桥梁抗震的重要特点，利用其延性特点，能够有效地抵抗地震对桥梁带来的损坏。
当地震发生时，经过延性处理的结构构件会发生塑性形变，产生允许范围内的破损，以非关键部件的损坏为代价保证桥梁结构不会发生坍塌，从而保证大跨度桥梁的安全。
相应地，大跨度桥梁结构构件还需要具有一定的滞回特性。
1.2良好的减震隔震性能大跨度桥梁一般采用铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座以及摩擦摆隔震支座等减震装置，使当强震发生时，桥梁先进入塑性区，利用减震装置的高阻尼消耗产生在桥梁结构的地震能量；另外大跨度桥梁一般还配备有隔震装置，利用隔震体系，阻止地震的能量进入到桥梁的结构中去，从而避免地震对桥梁的破坏。
二、大跨度桥梁抗震设计要点分析大跨度桥梁的抗震设计通常分为两个阶段：第一阶段是方案的设计阶段，主要工作是进行抗震概念的设计，以实现抗震结构体系的科学合理；第二阶段是技术设计或初步设计阶段，主要工作是进行延性抗震设计，应参照相关的公式、原理对抗震性能进行验算，一般情况下还需要进行桥梁减隔震设计。
2.1桥梁减隔震设计传统的桥梁结构设计中，一般比较常见的策略是“抗震”，抗震设计方法可以在一定程度上提高结构的安全性，避免桥梁结构坍塌现象的发生，但是从本质上看这种抗震设计是不能完全规避地震危害的目的。
事实已证明，桥梁一些结构构件出现损伤是难以避免的，相比之下，结构控制技术在抗震上的效果要好得多，利用该技术只需将耗能支撑等装置安装在工程结构某个部位或通过施加外力的手段，使桥梁结构的动力特征给予改变，以确保其结构自身的安全性与可靠性。
某大跨人行桥人致振动舒适性分析及减振设计
某大跨人行桥人致振动舒适性分析及减振设计摘要：当人行桥自振频率位于人群荷载激振频率范围内时，结构将产生共振反应，影响行人正常行走的舒适度。
本文结合一大跨径的人行桥结构，采用Midas civil对该桥进行了人致振动舒适性评估，并对采用的减振措施进行了数值模拟分析，分析结果表明桥梁采用TMD能够在人行桥发生共振时消耗大部分的结构振动能量，因此通过增加结构阻尼的方法控制人行桥振动是最经济和最有效的方法之一。
关键词：人行桥；人致振动；舒适度；减振控制由于城市景观或景区景观的需要，大跨度的人行桥越来越多地应用于城市或景区人行桥梁建设中。
一般人行桥的桥宽较小，人行桥跨径越大，结构越轻柔，振动基频必然越来越小，当桥梁的振动基频与桥上行人的行走频率相接近时，则桥梁容易发生过度振动的情况，如著名的英国伦敦千禧桥[1]。
出于景观及经济方面考虑，人行桥构件截面高度不宜过大，所以一般大跨径人行桥振动基频已很难满足现行规范要求。
人行桥的人致振动是影响桥梁的使用性能的主要因素，如采用规范规定的振动频率评判标准，将能避免由于人行荷载所引发的不利振动情况，而对于结构基频已经不能满足规范要求的情况，如果人行荷载所引发的桥梁振动可以满足人行舒适性要求的话，也可以认为桥梁动力特性满足要求。
根据国外的人行桥规范BS5400（BD/01）和EN 1990，当人行桥竖向基频小于3Hz，侧向基频小于1.5Hz时应进行人致振动分析和评估；当竖向基频介于3~5Hz，侧向基频介于1.5~2.5Hz时，应酌情进行人致振动舒适性评估。
本文采用Midas civil对某大跨径人行桥进行动力特性分析和人致振动舒适性分析，再根据舒适性评估结果来决定是否对桥梁结构采取减振措施，以保证人行桥在使用过程中的人行舒适性满足要求，为同类型的桥梁工程设计提供了参考，具有一定的参考价值。
1 人致振动舒适性评估1.1 工程概况某人行桥桥宽5米，桥梁采用结构形式为28+50+100+50+28=256米预应力混凝土梁拱组合体系桥。
大跨度桥梁常见震害及抗震设计方法浅析
大跨度桥梁常见震害及抗震设计方法浅析摘要：我国是一个地震多发国家，地震灾害给人们的财产安全带来了巨大的损失；为更好的对大跨度桥梁进行抗震设计，现对桥梁的一些常见震害进行了汇总和分析，阐述了桥梁抗震设计的原理和方法，利用Midas/civil 2015对某大跨径连续刚构桥进行有限元建模，并对模型进行地震反应谱分析和时程分析得到各控制截面的位移响应数据，通过对计算数据进行分析，对桥梁抗震设计的计算方法提出相关建议。
关键字：大跨度桥梁；震害；抗震；设计方法0 引言我国位于世界两大地震带之间，是一个地震多发的国家。
据不完全统计中国大陆平均每年发生5级以上地震20次。
随着经济的发展和现代化水平的提高，人们对现代交通的依赖越来越强。
大跨度桥梁是整个交通工程中的核心工程，其投资大对国民经济有着重大的影响，故对大跨径桥梁进行抗震设计分析是很有必要的。
本文着重对常见震害进行列举并对震害原因进行分析，同时对大跨度桥梁抗震设计原理进行分析，形成一套比较常规的设计思路并提出自己的建议。
1 桥梁震害桥梁按照破坏位置的不同，主要分为桥梁上部结构破坏，支座破坏和下部结构破坏。
桥梁上部结构震害主要分为桥梁上部结构的自身震害、位移震害和碰撞震害。
在地震过程中桥梁由于自身遭受地震作用而破坏的情况并不多见。
其中对整个结构影响比较大的是位移震害中的桥梁上部结构纵向位移和落梁震害。
落梁震害主要是由于桥梁上部结构的位移超过了墩（台）的支撑面尺寸所致。
撞击震害比较典型的有：相邻跨上部结构的碰撞，相邻桥梁间的碰撞，以及上部结构与桥台的碰撞。
撞击力会大大增加墩柱的剪力，严重时会导致墩柱的剪切破坏，从而引起桥梁倒塌。
桥梁支座历来被人们认为是整个桥梁结构中抗震性能最为薄弱的环节。
支座的破坏形式一般为：支座的脱落、锚固螺栓剪断、支座垫石破坏、支座本身构造破坏等。
造成桥梁支座震害的原因主要是在进行桥梁设计时没有充分考虑支座抗震的要求，支座连接和支挡构造措施设置不足，以及支座本身材料性能方面的缺陷。
大跨度桥梁抗震设计中的减震隔震技术探讨
大跨度桥梁抗震设计中的减震隔震技术探讨Title: Exploring Seismic Isolation and Damping Technologies in the Design of Long-Span BridgesIntroduction:As a professor and expert in the field of construction engineering, specializing in long-span bridges, and being a certified national constructor, I have dedicated years to working on numerous successful architectural and renovation projects. This article aims to present a comprehensive exploration of seismic isolation and damping technologies in the design of long-span bridges. By sharing my experience and expertise, I hope to contribute to advancing the understanding and implementation of these crucial techniques in the construction industry.1. Importance of Seismic Isolation and Damping in Long-Span Bridge Design:1.1 Understanding the seismic threat: A brief overview of the different types of earthquakes and their potential impact on a bridge's structural integrity.1.2 Significance of seismic isolation and damping technologies: Highlighting their role in mitigating seismic forces, reducing structural damage, and ensuring the safety and functionality of long-span bridges during and after earthquakes.2. Seismic Isolation Techniques:2.1 Introduction to base isolation: Discussing the concept of decoupling bridge piers from the ground using various isolation devices (e.g., lead rubber bearings, high-damping rubber bearings, and friction pendulum bearings).2.2 Factors influencing selection: Evaluating the criteria to consider when selecting suitable isolation systems, such as bridge configuration, expected earthquake magnitude, and foundation conditions.2.3 Design considerations: Outlining the key aspects to be considered in the design phase, including load-carrying capacity, horizontal flexibility, and compatibility with the surrounding structure.2.4 Case studies: Presenting successful applications of seismic isolation techniques in real-world long-span bridge projects, emphasizing the resulting performance and lessons learned.3. Damping Technologies:3.1 Passive damping devices: Exploring various passive damping technologies, such as viscous dampers, tuned mass dampers, and friction dampers, and their applications in long-span bridge design.3.2 Active damping devices: Introducing active control systems, including magneto-rheological dampers and pneumatic systems, to actively reduce bridge vibrations and increase damping capacity.3.3 Optimal utilization of damping technologies: Discussing different design principles and methodologies for effectively incorporating damping devices into long-span bridge designs, considering factors such as bridge dynamic characteristics and expected loads.3.4 Enhancing energy dissipation: Highlighting the importance of dissipating seismic energy through proper placement and combination of damping devices, leading to improved bridge performance during seismic events.4. Design Challenges and Considerations:4.1 Dynamic behavior analysis: Emphasizing the significance of conducting comprehensive dynamic analysis and response spectrum analysis to predict bridge responses to seismic excitations accurately.4.2 Verification and validation: Discussing the importance of experimental tests and numerical simulations to verify the effectiveness of seismic isolation and damping techniques prior to implementation.4.3 Durability and maintenance: Addressing the long-term durability challenges posed by these technologies and exploring potential maintenance strategies to ensure their continued effectiveness.Conclusion:In conclusion, seismic isolation and damping technologies play a crucial role in the design of long-span bridges, enabling them to withstand and effectively respond to seismic forces. This article has aimed to provide a comprehensive overview of the subject matter, discussing various techniques, their applications, design considerations, and challenges. As the construction industry continues to evolve, it is essential that professionals engage with the latest advancements in seismic isolation and damping technologies, leveraging their expertise to ensure the construction of safe and resilient long-span bridges in seismic-prone regions.。
大跨度桥梁抗震设计减震隔震桥研究(梁桥)-PPT精选文档37页
大跨桥梁延性抗震设计 －桥梁结构抗震能力分析、验算
2. 地震动输入的确定
地震动输入有两种，即反应谱和地震动 加速度时程。反应谱一般根据场地条件和设 防标准选取，相对较简单;而地震加速度时 程的选取则比较复杂，可以直接利用强震记 录，或采用人工地震加速度时程。
基本的桥梁震害－下部结构
►桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水 平地震力的作用所致。高柔性的桥墩多为弯 曲破坏，粗矮的桥墩多为剪切型破坏，长细 比介于两者之间的则呈现弯剪型破坏。此外， 配筋设计不当还会引起盖梁和桥墩的节点部 位破坏。
4.梁式桥梁震害
►梁式桥梁（钢板梁及钢筋混凝土梁等）遭受 地震时，最常见的严重破坏情况是墩台毁损， 主梁坠落。这种严重破坏，大都发生在地震 的高烈度地区，而且一般是地质体条件较差 的桥梁。
大跨桥梁抗震设计 减震隔震桥研究
硕0606班 肖赟
06121557
1.大跨桥梁抗震设计现状
►目前，国内外现有的绝大多数桥梁工程抗震 设计规范只适用于中等跨径的普通桥梁，超 过适用范围的大跨度桥梁的抗震设计，则无 规范可循。许多设计规范只适用于跨径150m 以下的梁桥。
►对于大跨桥梁的抗震设计国内外已经进行了 许多的研究，取得了许多科研成果，不过大 跨桥梁抗震设计目前还是没有一个统一的标 准。
桥梁震害图片
梁式桥梁震害－因素
► 地震烈度高，设计上又没有考虑抗震设防。这些桥一般位 于地震烈度9-11度区域，大部分都是解放后新建的，但是 过去的规范中没有关于抗震方面的要求。
大跨度桥梁抗震设计减震隔震桥研究梁桥
将土木工程、物理学、材料科学等多学科的理论和方法结 合起来，深入研究大跨度桥梁的抗震性能和优化设计方法 。
Байду номын сангаас
智能化监测与控制
利用物联网、传感器和大数据技术，实现对桥梁实时监测 和预警，及时发现潜在的安全隐患，提高桥梁的运维效率 。
国际合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对地震等自然灾害的挑 战，推动大跨度桥梁抗震设计技术的进步和发展。
例如，中国香港的青马大桥采用了减震设计，在桥墩和桥面之间设置了阻尼器来 减小地震对桥梁结构的破坏；美国的金门大桥则采用了隔震设计，在桥墩底部设 置了隔震支座来隔离地震动对桥梁结构的直接作用。
04
大跨度桥梁抗震设计研究
大跨度桥梁的特点与挑战
跨度大
大跨度桥梁通常具有较大 的主跨，对地震作用下的 位移和变形控制要求更高。
大跨度桥梁抗震设计减震 隔震桥研究
• 引言 • 桥梁抗震设计基础理论 • 减震隔震技术 • 大跨度桥梁抗震设计研究 • 减震隔震桥研究 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
随着交通事业的不断发展，大跨度桥梁在国内外得到了广泛 的应用。然而，地震是一种常见的自然灾害，对大跨度桥梁 的安全和正常使用构成了严重威胁。因此，对大跨度桥梁进 行抗震设计具有重要的现实意义和工程价值。
根据地震风险和桥梁重要 性，确定合理的设防标准， 保证桥梁在预期地震下能 够保持安全。
结构整体性
强调桥梁各部分之间的连 接和协同工作，以提高整 体结构的抗震能力。
优化抗震设计
采用合理的抗震设计方法 和措施，降低地震对桥梁 的破坏程度。
桥梁抗震设计方法
基于性能的设计方法
根据不同的地震强度和破坏程度，制定相应的抗震性能目标和设 计准则。
大跨度桥梁抗震设计减震隔震桥研究梁桥
1.大跨桥梁抗震设计现状
与中等跨径普通桥梁相比，大跨度桥梁的地震反应比较复杂，相应地，抗震设计也比较复杂。如高阶振型的影响比较明显，以及需要考虑多点激振和行波效应、各种复杂的非线性因素、桩－土－结构相互作用等。
另一方面，又没有可遵循的抗震设计规范。因此，大跨度桥梁的抗震设计目前还比较困难。
由于工程项目建设期短，而专业科研人员又不能参与设计，只能被动地进行桥梁结构在地震作用下的强度变形验算，因而不能将先进的抗震设计思想充分应用于抗震设计，影响抗震设计的效果。
2.大跨桥梁抗震设计特点，难点
落梁破坏，这是最为常见的桥梁震害之一。
桥墩部位两跨梁相互撞击的破坏 。
由于地基失效引起的上部结构的震害。
墩柱失效引起的落梁破坏。
3.基本的桥梁震害－上部结构
基本的桥梁震害－下部结构
桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水平地震力的作用所致。高柔性的桥墩多为弯曲破坏，粗矮的桥墩多为剪切型破坏，长细比介于两者之间的则呈现弯剪型破坏。此外，配筋设计不当还会引起盖梁和桥墩的节点部位破坏。
4.梁式桥梁震害
梁式桥梁（钢板梁及钢筋混凝土梁等）遭受地震时，最常见的严重破坏情况是墩台毁损，主梁坠落。这种严重破坏，大都发生在地震的高烈度地区，而且一般是地质体条件较差的桥梁。
桥梁震害图片
支座不适应抗震要求。
地震烈度高，设计上又没有考虑抗震设防。这些桥一般位于地震烈度9-11度区域，大部分都是解放后新建的，但是过去的规范中没有关于抗震方面的要求。
对于预期会出现塑性铰的部位进行仔细的配筋设计；
对整个桥梁结构进行抗震能力分析验算，确保其抗震安全性。这两个阶段可以有反复，直到通过抗震能力验算，或者进行减、隔震设计以提高抗震能力。
大跨度桥梁结构振动与减振控制研究
大跨度桥梁结构振动与减振控制研究大跨度桥梁结构是现代工程建设中的重要组成部分，其在交通运输中的作用不容忽视。
然而，由于自然因素和交通载荷等原因，桥梁结构在使用过程中会发生振动，严重时甚至会影响到桥梁的使用寿命和安全。
因此，对大跨度桥梁结构的振动特性进行研究和控制具有重要意义。
大跨度桥梁结构的振动特性主要受到结构的固有频率、阻尼比、质量等因素的影响。
其中，固有频率是指桥梁本身在没有外力作用下自然振动的频率，阻尼比则是指桥梁振动时能量损失的程度。
在实际工程中，为了减小桥梁结构的振动幅度，通常采用减振措施来控制桥梁振动。
目前，常用的减振控制方法主要包括被动减振和主动减振两种。
被动减振是指通过添加阻尼器、质量块等被动元件来吸收桥梁振动的能量，从而达到减小桥梁振幅的目的。
被动减振具有结构简单、成本低等优点，但其减振效果受到外界环境和载荷变化等因素的影响较大。
相对而言，主动减振则是通过在桥梁结构上安装传感器和执行器等主动元件，实时监测桥梁振动状态并对其进行控制，从而达到减小桥梁振幅的目的。
主动减振具有响应速度快、减振效果稳定等优点，但其成本较高，需要较为复杂的控制系统。
除了传统的减振控制方法外，近年来还出现了一些新型的减振技术。
例如，利用形状记忆合金等材料制作智能阻尼器，可以根据桥梁振动状态实时调整阻尼器的阻尼力，从而实现更加精确的减振控制。
此外，利用光纤传感技术等新型传感技术也可以实现对桥梁结构振动状态的高精度监测和控制。
综上所述，大跨度桥梁结构的振动与减振控制是一个复杂而重要的问题。
随着科技的不断进步和新型材料、传感技术的不断发展，相信未来会有更多更加有效的减振技术被应用于大跨度桥梁结构中，从而保障其安全可靠地运行。
大跨度桥梁抗震设计实用方法
大跨度桥梁抗震设计实用方法在大跨度桥梁设计的过程中要充分考虑抗震性，通过抗震性设计来提高桥梁的使用寿命，本文就大跨度桥梁抗震设计实用方法进行阐述标签：大跨度；桥梁；抗震设计；实用方法一、前言在大跨度桥梁设计的过程中要考虑抗震性设计，在抗震性设计中有一些比较常见的方法，我们要运用这些方法来提升大跨度桥梁的抗震性。
二、基于性能的设计法随着抗震研究的不断深入，科研人员逐渐认识到，强度条件无法恰当地作为结构抗震能力的评估指标，这是由于材料在强震中往往会进入弹塑性阶段，材料的塑性变形会消耗一部分地震能量，同时，结构的自振周期也会发生改变，从而改变地震反应的特征。
塑性阶段消耗地震能量的大小和变形情况是判断结构是否发生破坏的重要因素，并不是完全取决于材料的强度。
这是在历次地震和地震模拟试验中得到证实的结论。
基于性能的设计法，主要包括倒推分析法、能力谱法、基于位移设计法以及地震损伤性能设计法等。
倒推分析法就是基于结构位移性能的抗震思想结合反应谱分析的静力弹塑性分析法。
该方法采用一定的水平加载方式，对结构施加单调递增的水平荷载，将结构位移推至指定位置，从而研究结构的非线性性能。
该方法的优点是：与振型分解反应谱法相比较，它考虑了结构的弹塑性特征；与时程法相比较，它的计算数据简明，工作量小。
能力谱法是在倒推分析法的基础之上建立起来的，该方法将加速度-位移格式的结构能力谱与地震需求反应谱进行比较，可以直观地判断出结构的抗震性能。
基于位移设计法是将结构允许位移作为判断指标，然后利用结构的强度进行检验的方法。
基于抗震性能设计方法是使抗震设计从宏观定性目标具体量化，建设单位或设计者可选择性能目标，然后对确定的性能目标进行深入的分析论证再通过专家的审查。
三、功率谱法和虚拟激励法随着人们对地震研究的不断深入，发现由于震源与传递介质之间的偶然因素等影响非常普遍，地震波的传递随机性非常强，因此，将地震作为随机过程模拟更加符合实际情况。
钢结构人行天桥的振动分析与控制
钢结构人行天桥的振动分析与控制摘要：就目前存在的大跨度钢箱梁天桥在使用中的振动感问题，从研究结构自身动力特征出发，分析采用调频质量阻尼器（Tuned Mass Damper,TMD）后人行天桥的动力特性变化，从而达到人体舒适度指标。
关键词：人行天桥TMD 共振消能减振Abstract: In view of the existing problems in large span steel box girder bridge in the use of vibration, from the structure characteristics of its own power, analyzes the FM quality Damper (Tuned Mass Damper, TMD) after the pedestrian overpass dynamic characteristic of change, so as to achieve the human comfort index.Key Words: pedestrian overpass TMD resonance can reduce vibration away 引言随着城市建设的高速发展，人行天桥也如雨后春笋般林立。
目前在城市道路上，由于道路条件以及管线等诸多因素，无法在道路隔离带上设置桥墩，此时一般的天桥设计经常采用单跨简支梁方案，而桥的跨度一般都在40m以上，从结构角度和施工角度考虑，钢结构箱梁桥以其外形轻巧、施工便捷、跨越能力强的优势，成为人行天桥被采用的普遍结构形式。
但因钢结构桥较轻柔，有些钢桥的低频振动会使人感觉到明显的颤动感，这是由于桥的自振频率较低时，会与行人步行频率接近，人的行走起到激振作用，造成桥梁动挠度较大所致。
当桥的自振频率同行人步行平率（1.8Hz~2.5 Hz）相近，容易产生共振，不仅行人有不舒适和不安全感觉影响使用，还会产生安全问题。
大跨人行过街天桥利用调谐质量阻尼器的减振设计
大跨人行过街天桥利用调谐质量阻尼器的减振设计摘要：大跨人行过街天桥在行人激励下可能产生过大的竖向振动，从而引起行人的恐慌，并在一定程度上减小桥梁的使用寿命。
本文针对此问题开展研究，以一实际大跨人行过街天桥为例，采用有限元软件，对桥的动力反应进行分析，并提出了调谐质量阻尼器减振方案。
计算结构表明，采用调谐质量阻尼器后，天桥的动力反应能够得到有效降低。
关键词：人行天桥，动力反应，人行荷载，调谐质量阻尼器1. 引言随着城市高速发展和人居环境的不断改善，许多城市的主干道修建了人行过街天桥，以保证交通通畅和过往行人的安全。
这些人行天桥通常跨度比较大（超过40米），结构形式为单跨简支梁，自振频率为2~3 Hz。
而统计结果表明，人步行的频率大约为2Hz左右，因此，当人在天桥上行走时，容易出现共振现象。
这种振动会不仅会在桥梁内部产生损伤从而缩短天桥的使用寿命，而且，振动超过人体的舒适度标准后，还会引起行人的恐慌，影响天桥的正常使用[1-2]。
为避免共振，常规的设计方法是通过改变刚度等方法来调整天桥的自振频率，使其尽量远离行人的步行频率。
但是对于大跨天桥结构，较大幅度的调整其频率是不太经济的。
而结构振动控制方法为解决这个问题提供了一条有效途径[3]。
调频质量阻尼器（Tuned Mass Damper，简称TMD）是一种典型的减振控制装置，在建筑结构的抗震和抗风领域有着广泛的应用。
由于单个TMD的自振频率与结构的受控频率不一致时，TMD的控制效果将会大大降低，为了改善TMD 控制系统的有效性，许多学者对多重调谐质量阻尼器（Multiple Tuned Tuned Dampers，简称MTMD）的减振特性进行研究[4-5]。
本文以沈阳某大跨天桥为算例，对TMD减小人行天桥竖向振动的问题进行研究。
2. 调谐质量阻尼器简介调频质量阻尼器（Tuned Mass Damper，简称TMD）是一种经典的吸振装置，早期被用来减小机器所引起的振动，即人们常称的动力吸振器，70年代以后开始用于建筑结构的动力反应控制。
浅谈大跨度桥梁结构抗震分析
义。
量矩阵主对角元充大数 的方法实现的 ， 数学表达式 比较简单 ， 以得到精确的结果 ， 可 但在求解 中可能会 遇到一些困难 。而相对运动法把位移分成动力位移 和拟静力位移 ， 因此可以得到一些重要的附加信息， 即动力反应和拟静力反应 ， 有助于分析结构在多点 激励下的性能。此外 ， 求解 比较简单。因此， 相对运 动法 应 用较广 。
成震后救灾工作 的巨大 困难 ， 使次生灾害加重 。近
年来 ， 大跨度桥梁在高等级 公路 和铁路上 的应用越 来 越多 ， 而 ， 跨 度桥 梁 的地 震 响 应 比较 复杂 ． 然 大 相 应的抗震分析、 设计与评估 比较 困难， 因此开展大跨
度 桥梁 的地 震 响应 分 析 具 有 重 要 的 理 论 和 实 际意
和支承连接条件的非线性 。几何非线性问题是 由结 构的受力特点所导致 的， 结构材料的非线性性 质也
人才能对结构的地震响应进行合理的分析。
在地震过程 中， 地面的运动在时间和空间上一
会影响结构响应 ， 即材料非线性问题 。比如大跨 亦 度桥梁 中常用 的混凝土是一种非线性性质很强的材 料， 只要应力 超过 ０ ２～ ．Ｒ ， ． ０ ３ ａ 混凝土 的应力 一应
。
地震 灾害不 仅是 因其 巨大能量 造成 大量 地 面构
大跨度桥梁抗震设计方法及抗震加固技术探讨
大跨度桥梁抗震设计方法及抗震加固技术探讨在桥梁抗震设计以及加固技术的处理中，要形成综合技术的全面应用，其中，在整体设计以及荷载设计的过程中，要形成大跨度桥梁抗震设计的有效方法，并在加固处理的过程中将产生很大的作用。
本文主要从大跨度桥梁的工程施工以及抗震方法进行分析，形成抗震设计的优化以及加固技术的全面跟进。
标签：大跨度桥梁；抗震设计；抗震加固技术在大跨度桥梁的设计建设中，要形成对抗震与加固处理的有效技术创新，在全面實现承载能力的基础上，加大抗震设计与加固技术的运用，对于提升大跨度桥梁的安全与稳定性能都将有很大的作用。
1、大跨度桥梁与抗震设计以及加固处理的有效需求1.1 大跨度桥梁建设的整体需要在目前大跨度桥梁的建设中，要形成荷载能力的全面提升，其中，综合大跨度桥梁在弹性支撑的基础上，全面实现桥梁轴力的提升，这样可以实现整个承载能力的全面优化。
在当前大跨度桥梁的施工设计与工程施工过程中，最主要的需求就是在抗震效果与加固处理的技术上，因此，如何提升大跨度桥梁抗震设计与加固技术的优化，是一个很重要的课题，可以全面实现桥梁的安全性能。
1.2 抗震设计与加固技术的融入性通过结合对大跨度桥梁结构以及承载力的整体分析，在延长大跨度桥梁整体使用期限的基础上，要围绕抗震指数以及加固处理技术形成多方面的技术探索，在确保大跨度桥梁安全性能与加固抗震需求的基础上，全面落实抗震设计中的相关内容，强调桥梁结构的整体应用价值，在改善大跨度桥梁加固设计的基础上，对于整个桥梁的实践运用价值都将有很大的价值，因此，在大跨度桥梁施工中，要全面落实好抗震与加固处理技术的综合性能，更好的实现整个加固技术在运行中的综合效果。
2、大跨度桥梁的抗震设计2.1 抗震设计的整体性在大跨度桥梁工程的抗震设计中，关系到很多的方面，尤其是在整个技术控制与综合管理的过程中，对于锚固、索结构等技术上的创新，就要形成大跨度桥梁在抗震设计上的各个参数，才能形成加固技术的运用。
浅谈桥梁减隔震技术
浅谈桥梁减隔震技术桥梁是交通运输的重要组成部分，对于保障人民群众出行安全具有重要意义。
由于地震频发、强度大，桥梁抗震能力成为了一个亟待解决的问题。
桥梁减隔震技术则是一种有效的解决方案，能够显著提升桥梁的抗震能力。
桥梁减隔震技术通过在桥梁与桥台之间增设隔震装置，将震动能量转化为热能，实现对地震的响应和减震。
常见的隔震装置有橡胶隔震支座、阻尼器、钢球隔震装置等。
橡胶隔震支座是目前应用较广泛的一种隔震装置。
其构造简单，由多个橡胶等材料层层叠加而成。
在地震发生时，由于橡胶的可塑性，能够吸收和分散地震动能量，起到缓冲的作用。
橡胶隔震支座具有较高的承载能力和变形能力，能够提供较好的隔震效果，降低地震对桥梁结构的破坏。
阻尼器也是一种常见的隔震装置。
阻尼器利用摩擦或液体阻尼原理，通过消耗地震能量来减震。
常见的阻尼器有油压阻尼器和摩擦阻尼器。
油压阻尼器通过油液的流动和压缩来消除地震能量，起到减震的作用。
摩擦阻尼器则利用摩擦力来减震，通过调整压力和摩擦系数来实现对地震动力的消耗和转换。
钢球隔震装置也是一种比较新颖的减震技术。
钢球隔震装置由大量钢球和组成的桥梁隔震平台组成，在地震发生时，钢球隔震装置能够通过钢球的滚动和碰撞来吸引地震动能，实现对地震的减震。
钢球隔震装置具有分散能量和自动复位的特点，能够提高桥梁的抗震性能。
桥梁减隔震技术是一种有效的增加桥梁抗震能力的方法。
它能够通过增设各种隔震装置，将地震动能转化为热能或其他形式的能量，从而减少地震对桥梁的冲击。
随着科技的不断发展，桥梁减隔震技术在工程实践中得到了广泛的应用。
需要注意的是，不同桥梁的减隔震技术选择应根据具体情况进行合理的设计和应用。
对于地震频发地区来说，还需要进一步研究和完善桥梁减隔震技术，以提高桥梁的抗震能力，确保人民群众的生命安全。
大跨人行桥人致振动舒适性分析评价及减振设计
大跨人行桥人致振动舒适性分析评价及减振设计摘要：近年来，我国人行天桥的跨度越来越大，景观造型越来越独特，结构也日渐轻柔，故其自振频率一般较低，不满足我国规范对桥梁竖向自振频率不应小于3 Hz的要求，这时应进行人致振动舒适性分析评价并设置减振装置。
通过实桥分析表明，TMD减振效果非常明显，对不同的受控振型应分别设置TMD，但TMD对于自振自振频率存在倍数关系的振型也能起到很好的减振效果。
结构振型以扭转为主时，可分别采用竖向及侧向阻尼器来减振，也可只采用侧向减振装置来抑制侧向及竖向振动。
关键词：大跨径；人行桥；人致振动舒适性分析评价；TMD设计在结构竖向自振频率接近人群步行频率时，桥面易产生显著的振动响应，进而引发结构的使用舒适性问题。
对自振频率与行人频率相接近的人行桥，通常采用两种方法进行振动控制：一是桥梁结构自振频率尽量避开人致振动的敏感频率范围；二是采用减振措施。
避开人致振动的敏感频率范围是一种简单的方法，但跨径一般由桥址处使用条件限制，而结构形式由美学因素确定，很难改变。
故对自振频率不满足规范的大跨人行桥进行动力分析并采取减振措施，成为大跨径人行桥设计的重要内容。
1 工程概况洋泾港桥是上海市黄浦江东岸滨江公共空间贯通开放工程的重要节点，桥址位于洋泾港河与黄浦江交汇处，河口宽度45m。
经过国际方案征集，钢结构桁架桥方案中选，桥梁主跨55 m，立面为梭形桁架结构，桥面中间设置单片主桁架，下弦杆设置水平挑臂作为自行车骑行道，上弦杆反方向水平伸出作为人行道，人行道通过斜撑与下弦杆连接，斜杆采用钢拉杆，人行道分为慢行道和跑步道，宽均为3 m，骑行道宽为4 m。
桥梁立面构造图与桥梁3D模型分见图1和图2。
图2 桥梁3D模型建立3D有限元模型进行动力特征分析，动力特征见表1。
1阶～5阶振型图见图3。
表1 桥梁动力特性a）1阶b）2阶c）3阶d）4阶e）5阶图 3 1阶～5阶振型图2 舒适性评价标准作用于人行桥的竖向和侧向激振力是由经过人行桥的行人引起的，行人的正常行走步频介于1.6 Hz （慢走）和2.4 Hz（快走）之间，平均值大约是2 Hz。
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浅谈大跨度人行天桥减震研究
摘要：伴随着我国经济的高速发展，交通运输也日趋繁荣，大量的大跨度人行桥梁应运而生。
为了使桥梁结构在各种震动情况下能够正常的运作，同时并延长桥梁的使用寿命，对大跨度人行天桥进行减震理论研究是一项非常必要而有意义的课题。
大跨度人行天桥的安全性也越来越受到重视，其中减震课题越来越来受到专家学者的关注，大跨度人行天桥的减震研究在不久的将来一定能取得更好的成果。
关键词：大跨度人行天桥减震控制研究
一、我国大跨度人行天桥的发展现状
人行天桥，一般建造在车流量大、行人稠密的地段，或者交叉口、广场及铁路上面。
人行天桥只允许行人通过，用于避免车流和人流平面相交时的冲突，保障人们安全的穿越，提高车速，减少交通事故。
按照结构区分，常见的人行天桥可以分为三大类，分别为悬挂式结构、承托式结构和混合式结构。
悬挂式结构的人行天桥以桥栏杆为主要承重部件，供人通过的桥板本身并不承重，悬挂在作为承重梁的桥栏上，这种结构的过街天桥将结构性部件和实用型部件结合在了一起，可以减少建筑材料的使用，相对降低工程造价。
承托式结构的人行天桥将承重的桥梁直接架设在桥墩上，供行人行走的桥铺在桥梁之上，而桥栏杆仅仅起到保护行人的作用，并不承重，这一类的过街天桥造价相对较高，但是由于桥栏杆纤细优美，作为城市景观的功能较好，因而目前各城市中这一类型的过街天桥数量最众。
混合式结构的人行天桥是上述两种结构的杂交体，桥栏和桥梁共同作为承重结构分担桥的荷载。
二、大跨度人行天桥的TMD减震控制理论的应用现状
ＴＭＤ是最古老的结构控制装置之一。
理论分析、实验研究和工程应用都证实TMD是一种有效的减震控制装置。
根据工程振动理论得出,由地铁振动诱发的地基振动优势频率与天桥上部结构低阶自振频率相近,由此引发结构共振效应,基础振动相对运动传递率过高是造成天桥梁体抖振的主要原因。
三、大跨度人行天桥的TMD减震控制理论
结构的减震控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制、混合控制。
其中，被动控制采用隔振、吸震和耗能等技术减少结构吸收的能量，从而达到减震的目的。
它不需要外接能量输入，而且造价低，易于实现，所以在实际工程中得到了广泛的研究和应用。
大跨人行天桥的自振频率通常比较低,与人行走时的频率接近,因此行人通过天桥时容易产生竖向共振,影响天桥的正常使用。
TMD控制的本质是利用共振原理，对主体结构某些振型的动力响应加以控制。
主要是通过调整TMD系统与主体结构的质量比、频率比和TMD系统的阻尼比等参数，是系统能吸收更多的震动能量，从而大大减轻主体结构的震动响应。
TMD系统是一个有弹簧、阻尼器和质量块组成的震动系统。
其控制机理是：挡结构在外激励作用下产生振动时，带动TMD系统一起震动，TMD系统相对运动产生的惯性力反作用到结构上，调谐这个惯性力，使其对结果的震动产生控制作用，从而达到减小结构震动反应的目的。
四、大跨度人行天桥多重ＴＭＤ的控制理论
1、一般在大多数情况下，同时安装多重的TMD比安装一个ＴＭＤ更加有利。
当大跨度人行天桥的结构频谱密集时，这时就需要吸收多个共振频率的振动，这就需要多重调频质量阻尼器。
当大跨度人行天桥结构的频谱稀疏、外部激励频带较宽时，多个调谐到不同频率的ＴＭＤ于单个最优阻尼ＴＭＤ一样都可以减小振动，但是多重TMD需要的阻尼可以小许多。
2、多重TMD同单个TMD相比的情况下，多重ＴＭＤ对频率偏离最优值的敏感性较小。
这也就说明对于有限不稳定外部刺激激励频率，多重ＴＭＤ可以扩展吸震频率范围。
因此多重ＴＭＤ在工程中的应用就不局限于谐波作用下的振动控制。
3、当单个TMD同多重TMD的阻尼比较，他们二者的结构反应率均随阻尼比的增大而增大；但是当阻尼比较小时，多重TMD的反应率比单个TMD小很多。
单个ＴＭＤ在阻尼比为五个百分点左右时，Ｒ最小，阻尼比在降低时，单个ＴＭＤ的减震效果降低得很快，阻尼比小于一点五个百分点时，几乎没有减震作用。
这说明ＴＭＤ需要的阻尼比单个ＴＭＤ小，这一点对简化减震装置有很大的实际意义。
4、随着ＴＭＤ个数的增加，多重ＴＭＤ的减震效果将相应的提高，这就说明多重TMD比单个的更有效。
但是ＴＭＤ个数多到一定值后，效果就不在提高了。
五、大跨度人行天桥的减震理论研究
ＴＭD系统解决了现有的桥梁减震措施中存在的不足和缺点，像橡胶的老化、金属的锈蚀等问题，而同时它具有传统设施不具有的大量优良特性。
1．基于U．L列式的虚功增量方程，导出空间两节和空间梁单元点悬链线索单元的切线刚度阵，提出梁单元杆端力的精细算法，导出索端力的精确表达式，从而建立了一套完整的杆系结构的几何非线性有限元计算理论。
2．在上述建立的依据的基础上，构建一套完整的人行天桥桥梁结构空间非线性震动响应分析的时程分析算法，并在Fortran PowerStation 4.0操作平台的基础上将其程序化。
这种程序可用于大跨度人行天桥桥梁的减震分析，为减震研究提供了理论基础。
3．通过对磁流变阻尼器的现有的各种力学模型的比较和分析，选取了一种能较好反映磁流变阻尼器强非线性特性的力学模型—改进的现象模型(Proposed phenomenological model)，并将这一改进的想象模型应用于打垮的人行天桥的减震研究，同时创建相应的减震分析模块，这样就可以实现人行天桥结构—磁流变阻尼器减震系统的全仿真分析。
4．运用SRALB程序，对人行天桥—钢筋混凝土人行天桥进行了抗震计算，验证程序的性能及稳定性。
通过分析，结果表明：该街人行天桥传统的设计方案具有足够的抗震能力；对于相似的人行天桥的钢筋混凝土桥的震动响应而言，其几何非线性因素影的很小，但是行波输入和竖向地震动分量将产生很大的影响。
在进行减震控制设计时不能忽视。
5．利用上述构造的大跨度桥梁减震的分析模块，对人行天桥进行减震研究，随着阻尼器数量增多或阻尼器输入电流增大，其位移变化响应逐渐减小，但是内力变化的响应却能得到有效的控制；在主塔与主梁之间安装大量的阻尼器，其减震效果最佳。
随着我国经济的不断发展，城市人口的剧增，大跨度人行天桥已越来越多，大跨度人行天桥的安全性也越来越受到重视，其中减震课题越来越来受到专家学者的关注，大跨度人行天桥的减震研究在不久的将来一定能取得更好的成果。
参考文献：
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