砼连续箱梁人行天桥振动特性测试与分析
混凝土桥梁的震动测试方法
混凝土桥梁的震动测试方法一、前言混凝土桥梁是现代道路交通的重要组成部分,它们承载着人们的出行和货物的运输。
然而,由于桥梁长期处于恶劣的自然环境中,又承受着车流和风吹雨打等外力的作用,桥梁的结构会逐渐受损,从而影响其使用寿命和安全性。
因此,对混凝土桥梁进行震动测试,及时发现并评估桥梁的结构健康状况,是保证桥梁安全运行的重要手段之一。
二、测试目的混凝土桥梁的震动测试主要是通过对桥梁的自由振动响应和受激振动响应进行分析,获取桥梁结构的固有频率、阻尼比、模态系数等参数,进而评估桥梁的结构健康状况。
具体而言,测试目的包括:1. 确定桥梁的固有频率和阻尼比,评估桥梁的自由振动特性和结构刚度。
2. 确定桥梁的模态系数和阻尼比,评估桥梁的受激振动特性和耐震性能。
3. 通过对比测试数据和设计参数,发现桥梁结构的缺陷和损伤,为桥梁的维修和加固提供参考依据。
三、测试方法混凝土桥梁的震动测试方法主要包括传统测试方法和现代测试方法两种。
传统测试方法主要包括人工激励法和天然激励法;现代测试方法主要包括振动传感器法和激光测振法。
下面分别介绍各种测试方法的具体步骤和注意事项。
1. 人工激励法人工激励法是指通过在桥梁上施加人工激励来产生桥梁的自由振动和受激振动,进而获取桥梁的振动响应数据。
该方法需要在桥梁上设置一定数量的激励点和响应点,通常使用锤击法和车轮法两种方式进行激励。
具体步骤如下:(1)确定激励点和响应点的位置和数量。
激励点通常设置在桥梁的主梁、支座和墩身等位置,响应点通常设置在桥梁的主梁、侧隔板和支座等位置。
激励点和响应点的数量应根据桥梁的尺寸和结构复杂程度而定,一般不少于10个。
(2)施加激励。
使用锤击法时,需要在激励点处用铁锤敲击桥梁,以产生冲击力;使用车轮法时,需要在激励点处用车辆行走,以产生振动力。
注意在施加激励时要保证激励点处的力量均匀和稳定,避免对桥梁结构造成伤害。
(3)记录响应数据。
在施加激励的同时,需要在响应点处安装振动传感器或加速度计,记录桥梁的振动响应数据。
城市某人行天桥竖向自振频率测试与分析
人 行 地 道 技 术 规 范》
(CJJ 69-1995)、
《城市桥梁检测与评定技术规范》
(CJJ/
T 233-2015)等规范均规定了人行天桥
竖 向 振 动 基 频 的 最 低 限 值(不 小 于
3Hz)。另外桥梁自振频率的变化不仅
能定性反映结构损伤情况,还能定性反
映恒载变化、结构整体性能和受力体系
刚度变化,应符合以下规定:
①在桥梁结构体系和恒载不变的情
3.3 测试截面与测点布置
自振频率的测试截面需根据桥跨结
图7
环境随机振动时域信号
况下,宜采用既往实测自振频率的初次
构的振型特征和所需测试阶数来确定,
值作为基准频率值,当实测自振频率小
对于该简支钢桁架结构,拾振传感器测
于基准频率值的 90% 时,因分析结构刚
DOI:10.16330/ki.1007-7359.2021.08.100
0.25m(下弦杆)。主桥每端设置 4 根直
1
交通工程研究与应用
安徽建筑
余志刚(1979-),男,安徽池州人,2003年本科
径为 60cm 的钢管混凝土桥墩,桥墩上
引言
设置钢盖梁,钢管混凝土桥墩与钢盖梁
随着城市交通功能的不断完善,为
激振法、人群跑动激振法。
要足够的人群重量。人群跳动的位置可
2
环境随机激振法:是在桥面无任何
按所测结构的振型来确定。
工程概况
交通荷载以及桥梁附近无规则振源的情
人群跑动激振法:人群以不同的步
该人行天桥主桥平面呈“一”形,采
况下,测定桥跨结构,由于桥址处风荷
速进行跑动,可以检验天桥结构在动力
载、地脉动、水流等随机荷载激振而引起
某人行天桥的动力特性测试与分析
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图 1 测点布置 图
2 2 荷 载 工况 .
针对该桥存在振感 较大的问题 , 用脉动法 ( 采 环境激励 ) 和强 迫振 动法 ( 行走 、 跳跃激励 ) 该桥进行动力 特性现场测 试 。脉动 对
关 键词 : 人行 天桥 , 力特性 测试 , 动 加速度 , 自振频率
中图分类号 : 4 8 1 U4 .1 文献标识码 : A
近年来 , 随着 我 国城市 交通 日趋 发达 , 为提 高城 市路 网的通 人在跨 中区域桥 面的跳跃 , 单人和双 人以正 常速度行 走通过 桥 面
行能 力 、 确保行人过街安 全 、 方便 , 城市 人行过街设 施 的建设 日益 作为激励 。测试工况见表 1 。
行天桥在正常使用过程 中振 动感 比较明显 。
2 动 力特 性测试
2 1 测 点布 置 .
在动力荷 载 现场 试 验 测 试 中, 用 2个 D 15( 向) 使 H. 0 单 和
图 2 环境激励下跨 中加速度 响应及频谱
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1 Y 2 x Y Z三 向) 个 D 5( / / 传感 器 , 用 5 2胶 直 接粘 结桥 面 中央 利 0
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5ห้องสมุดไป่ตู้ 2
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全宽为 4 2m, 宽为 4 0m, 下净 高为 5 0m。梁部 为等截 面 . 净 . 桥 . 钢箱梁 , 由钢板焊接组合而成 , 梁高 0 9m, . 箱梁 顶宽 4 2 m, . 底宽 2 1m, . 顶板 、 底板 、 腹板 和墩 顶加 密横 隔板 采用 Q 4 q 3 5 e钢 , 其余 部位均采用 Q 3 q 钢 。设计荷 载为人群荷载 4 0k / 地震动 25e . N m , 峰值 加速度为 0 0 g .5 。使用过程 中, 有老师 、 学生 和家长反 映该人
桥梁结构的振动特性与实践案例分析
桥梁结构的振动特性与实践案例分析桥梁结构是现代社会重要的基础设施,它们承载着交通运输的重任,保障着人们的出行安全和经济的发展。
然而,桥梁结构的振动特性对于其稳定性和安全性具有重要影响。
因此,深入了解桥梁结构的振动特性,并通过实践案例分析来探讨解决方法,对于提高桥梁工程的质量和安全性具有重要意义。
首先,桥梁结构的振动特性是指在受到外界激励或自身系统内部激励下,结构会发生振动。
振动特性包括振动频率、振动模态和振动幅值等参数。
振动频率是指桥梁结构在特定的条件下的振动周期,它与结构的刚度和质量密切相关。
振动模态是指桥梁结构在不同振动频率下的振动形态,它与结构的固有频率和振动模态形式有关。
振动幅值是指桥梁结构振动的幅度大小,它与激励的力度和结构的阻尼特性有关。
其次,桥梁结构的振动特性会对结构的稳定性和安全性产生影响。
当桥梁受到外界激励(如风荷载、地震等)时,如果结构的振动频率与激励频率接近甚至相同,就会出现共振现象。
共振会导致结构振幅增大,从而可能引起结构的破坏和倒塌。
此外,结构的振动还会导致桥梁的舒适性下降,对行人和车辆的安全造成威胁。
针对桥梁结构的振动问题,我们可以采取一系列的措施来保障桥梁的稳定性和安全性。
首先,通过结构设计和分析,合理选择结构材料和断面形状,提高桥梁的抗振能力。
其次,进行结构的振动监测与评估,了解结构的振动性能,及时采取相应的措施,如增加阻尼器、加强刚度等。
同时,制定科学合理的维护养护计划,及时发现和修复结构的损伤,防止进一步的振动放大。
本文将通过实践案例分析来探讨桥梁结构的振动特性及其对结构的影响。
以北京市某桥梁为例,该桥梁于1990年建成,经过多年的使用,出现了明显的振动问题。
通过实测数据和有限元分析,我们发现该桥梁的固有频率与甚至接近风荷载频率,导致桥梁受到风荷载时出现共振现象,振幅增大,威胁到行车安全。
因此,我们采取了增加阻尼器和加强结构刚度的措施,在不改变原有结构的情况下有效控制了振动问题。
现浇连续箱梁混凝土质量的检测分析2800字
现浇连续箱梁混凝土质量的检测分析2800字摘要:在现浇连续箱梁施工过程中,混凝土质量检测是非常重要的一个环节。
在混凝土施工浇筑过程中受温度、混凝土收缩徐变系数等因素的影响,会导致混凝土出现裂缝、麻面等情况,因此需要做好现浇连续箱梁混凝土质量的检测分析。
文章以实际工程为例,分别采用温度检测、混凝土外观检测、超声波检测、钻孔内窥法和钻芯取样法进行检测,保证了现浇连续箱梁混凝土施工质量。
关键词:现浇连续箱梁混凝土质量检测1.工程概况余干县马背咀大桥是余黄一级公路,省道石宁线S208跨越信江的一座大型桥梁。
本项目属老桥扩建,在老桥下游侧加宽,即利用老桥作为右半幅,新建桥梁为左半福,新旧半幅桥梁组成一座完整的双向四车道跨河大桥。
对采用悬臂现浇施工工艺施工的箱梁,0#块截面尺寸较大,设计强度较高,水泥用量较多,水化热引起的混凝土内部温度较大,有可能因混凝土内外温差和温度变形较大而造成砼硬化后的表面裂缝,因此对0#块砼浇筑后的温度观测并提出相关的温控措施是有必要的。
2.现浇连续箱梁混凝土质量检测内容2.1对混凝土箱梁梁体温度进行检测在施工过程中,温度和天气等方面的因素属于不可控制因素,主要是由于温度处于一直变化的状态,并且在同一时间内,各个结构的温度也不尽相同。
因此,在进行结构计算过程中,需要将温度因素单独罗列出来,再对其进行修正。
温度对桥梁挠度产生的影响主要分为两种:均匀温度差异和梁内外的相对温度差异。
虽然,温度变化一直存在于施工过程中,但是,在进行温度控制过程中,主要需要对挂篮定位和温度应力进行控制,这样才能有效地控制温度对结构的影响。
温度场在进行变化过程中,各个建筑物都具有各自的特点,因此,在施工过程中,施工人员需要对温度进行密切地控制,及时地发现温度变化过程中存在的规律。
2.2对混凝土表面缺陷进行检测采用多元化的方式来对余干县马背咀大桥主桥6#墩和7#墩对应的0号块位置的混凝土存在的缺陷情况进行检查。
连续钢箱梁人行天桥的振动模态分析
湖
北
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J OURNA L OF HUB E I P OL Y T EC HNI C U NI VER S I T Y
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Q i / Z i n g ,
Y u e m i r 2, C h e n g T a o , W u Z h e n h u a , Y a n g Y o u q u a n
( S c h o o l o f C i v i l C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g , H u b e i P o l y t e c h n i c U n i v e r s i t y ; H u a n g s h i H u b e i 4 3 5 0 0 3 ;
Ab s t r a c t : Th e d y n a mi c r e s p o n s e o f t h e L i g o n g Br id g e i s t e s t e d t h r o u g h t h e me a s u r e me n t o f s t r u c t u r a l v i b r a t i o n mo d l a a n a l y s i s o f t h e f u l l f o o t b i r d g e, t h e v i b r a t i o n mo d a l p a r a me t e r s o f L i g o n g Br id g e i s o b t a i n e d b y t h e me t h — o d s o f t h e n a t u r l a e n c o u r a g e me n t v i b r a t i o n mo d a l b a s e d o n t h e me a s u r e d d a t a, i n c l u d i n g t h e s t uc r t u r e o f t h e v i b r a t i o n f r e q u e n c y, d a mp i n g,v i b r a t i o n t y p e, e t c, a n d t h e n t h e mo s t v lu a a b l e mo d e l i s p i c k e d o u t i n t h e t e s t
混凝土连续梁桥的动态性能测试分析
( h o vlEn n e ig,Hee nv r iy o c n o  ̄ o lofCii gie rn fiU ie st fTe h olgy,Hee 3 0 fi2 0 09,Chia n)
Ab t a t Th t u t r l d n m i s t s i g o h u l c n r t o t n o s b a rd e wih m u t— s r c : e s r c u a y a c e tn f t e b i o c e e c n i u u e m b i g t t li s a s i v s i a e .Th e h d o e e tn a h s a n t r sa o t d, n n y a s a ln mb r o p n i n e tg t d e m t o f d t c i g e c p n i u n i d p e a d o l m l u e f
t n t e f e u n i s a d mo e fs r c u e v b a i n c n b e s r d he h r q e c e n d s o t u t r i r to a e m a u e .A r c i a x m p ei r s n — p a tc l a e l sp e e t e a d t e t e r tc l a u s o h r d e v b a i n a e d rv d b s ft e a a y i e h d f r c n d, n h h o e i a l e ft e b i g i r to r e i e y u e o h n l s s m t o o o — v tn o s b a t u t r .The t s i g r s ls a e i o d a r e n t h h o e i a a c l t n . iu u e m sr cu e e tn e u t r n g o g e me t wih t e t e r tc l l u a i s c o Ke r s: o c e e c n i u u e m rd e;d n mi e tn y wo d c n r t o tn o s b a b i g y a c t s i g;f e u n i s a d mo e f v b a i n r q e c e n d s o i r to
混凝土梁的振动测试标准方法
混凝土梁的振动测试标准方法一、前言混凝土梁是建筑结构中常见的构件,其在使用过程中会受到各种力的作用,产生振动。
为了保证建筑结构的安全性和稳定性,需要对混凝土梁的振动进行测试。
本文将介绍混凝土梁的振动测试标准方法。
二、设备准备1.振动传感器:用于测量混凝土梁的振动信号。
2.数据采集器:用于将振动传感器采集到的信号传输到计算机中进行处理。
3.计算机:用于处理采集到的振动信号。
4.数据处理软件:用于分析和处理采集到的振动信号,得到混凝土梁的振动参数。
5.参考标准:包括混凝土梁振动测试的相关标准和建筑结构设计标准等。
三、测试方法1.测试前准备(1)确定测试目的和测试方法:根据混凝土梁的实际情况和测试要求,确定测试目的和测试方法。
(2)选择测试点:根据混凝土梁的结构特点和测试要求,选择测试点。
(3)安装振动传感器:在选定的测试点上安装振动传感器,确保传感器与混凝土梁的表面贴合紧密。
(4)连接数据采集器:将振动传感器连接到数据采集器上,确保传感器和采集器的连接稳定可靠。
2.测试过程(1)激励:在混凝土梁上施加激励,使其产生振动。
(2)采集:通过振动传感器采集混凝土梁的振动信号,将信号传输到数据采集器中。
(3)数据处理:将采集到的振动信号通过数据处理软件进行分析和处理,得到混凝土梁的振动参数。
3.测试结果分析(1)振动参数分析:根据采集到的振动参数,分析混凝土梁的振动特性、频率响应等。
(2)结构安全性评估:根据混凝土梁的振动参数和参考标准,对其结构安全性进行评估。
(3)异常情况处理:如果测试结果出现异常情况,需要重新进行测试,并对测试方法和设备进行检查和调整。
四、测试注意事项1.测试前应对测试设备进行检查和校准,确保其工作正常。
2.测试时应选择合适的测试点和测试方法,以得到准确的测试结果。
3.测试过程中应注意安全,确保测试人员和设备不受损伤。
4.测试结束后,应清洗和保养测试设备,做好设备维护工作。
五、结论混凝土梁的振动测试是建筑结构安全性评估的重要环节,通过正确的测试方法和设备,可以得到准确的测试结果,为建筑结构的安全运行提供重要的技术支持。
混凝土桥梁振动测试技术规程
混凝土桥梁振动测试技术规程一、前言混凝土桥梁是公路、铁路等基础设施建设的重要组成部分,其结构稳定性和安全性是保障交通运输安全的关键。
然而,随着桥梁使用时间的增长,其结构会受到多种因素的影响,如交通荷载、环境温度、风荷载等,这些因素都会引起桥梁的振动,严重时会危及桥梁的安全。
因此,对混凝土桥梁的振动进行测试和分析,对于保障桥梁的安全具有重要意义。
二、测试方法1.测试原理混凝土桥梁的振动是由于荷载引起的结构变形和自然频率引起的共振造成的。
因此,测试桥梁振动需要考虑荷载和自然频率两个因素。
荷载可以通过对桥梁进行车辆荷载试验或静载试验进行测量,自然频率可以通过对桥梁进行动态测试进行测量。
根据测试原理,混凝土桥梁的振动测试方法主要包括车辆荷载试验、静载试验和动态测试三种方法。
2.车辆荷载试验车辆荷载试验是通过对桥梁进行车辆荷载试验进行振动测试的方法。
该方法需要在桥梁上设置测量点,并在测点处安装加速度计等振动测试设备。
在进行测试时,需要通过对桥梁进行车辆荷载试验,测量桥梁在荷载作用下的振动响应。
车辆荷载试验需要考虑车辆类型、荷载大小、速度等因素,以及测点的位置和数量等因素。
3.静载试验静载试验是通过对桥梁进行静载试验进行振动测试的方法。
该方法需要在桥梁上设置测量点,并在测点处安装加速度计等振动测试设备。
在进行测试时,需要通过对桥梁进行静载试验,测量桥梁在荷载作用下的振动响应。
静载试验需要考虑荷载大小、位置和数量等因素,以及测点的位置和数量等因素。
4.动态测试动态测试是通过对桥梁进行动态测试进行振动测试的方法。
该方法需要在桥梁上设置测量点,并在测点处安装加速度计等振动测试设备。
在进行测试时,需要通过对桥梁进行动态测试,测量桥梁的自然频率和振动响应。
动态测试需要考虑测试条件、测试设备和测试方法等因素。
三、测试设备1.加速度计加速度计是测量振动的主要设备之一,其作用是将振动信号转换为电信号,以便进行处理和分析。
加速度计通常具有高精度、宽频带和低噪声等特点,可以应用于多种振动测试领域。
大跨度人行天桥的振动影响测试与分析
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量
0 03m s位移有效值 最大为 0 5 2 m, .4 / , . 7 m 位移振 幅最 大为 29 1 m 位移峰峰值最大为 5 81 m; .4 m , .3m 南北 向水 平振动的加 速度有效值最 大为 0 0 m s, . 1 / 速度有效 1 值最大为 0 094m s位移有效值 最大为 0 04 m。 .0 / , .5 m 位移 振 幅 最 大 为 0 2 9 m, 移 峰 峰 值 最 大 为 . 5m 位 05 3 m; 西 向 水平 振 动 的加 速度 有 效 值 最 大 为 .1m 东 00 7m s, .1 / 速度有效值最 大为 0 0 6m s位移 有效 .1 / , 值最大为00 m 位移振 幅最大 为 0 34 m, .8 m, .5 m 位移峰 峰值最大为 07 3 m .0 m 。图 5一图 7分别为典型的加速 度、 速度、 位移 时程 曲线 , 8一图 1 图 0为 典型 的频谱 曲线 。
摘 要 目 前大跨钢箱梁人行天桥往往满足结构承载力要求同时不能满足舒适度的要求, 由于这种结构形式的固
有频率较低 , 在道路车辆和行人的随机激励下就可能发生共振 。具体测试分析 了人行天桥 的振动 响应 , 最后得出结 论 , 给
出了处理建议。
关键词 : 行天桥 , 人 固有频率 , 振动测试 , 有限元分析 中图分类号 :U 4 .1 U 4 . 4 8 1 ;4 13 文献标识码 :A
维普资讯
第 4期
何宗成等 :大跨度人行天桥 的振动影 响测试 与分析
19 3
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图 3 三点竖 向传 感器位置
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图 6 振动速度 时程 曲线
连续梁桥纵向减震性能振动台试验与理论分析
连续梁桥纵向减震性能振动台试验与理论分析近几十年的地震灾害中,连续梁桥结构破坏较为严重。
桥梁消能减震设计作为一种先进的抗震设计方法,在理论上可有效减轻连续梁桥在地震作用下的破坏,但目前尚缺乏足够的强震或试验验证。
因此,为研究来连续梁桥(1个固定墩,3个自由墩)的1、20缩尺比例模型,进行常规设计桥梁和在自由墩顶和桥面主梁之间增置阻尼器桥梁的振动台对比试验。
通过输入青岛人工地震波,从7个方面详细阐述设置黏性阻尼器后,连续梁桥在不同地震烈度下纵向减震效果,并且对实验结果进行理论分析,验证实验结论性,为工程实践及科学研究奠定基础。
1,试验采用南京工业大学的地震模拟振动台作为地震模拟振动台系统。
2,根据实验目的,振动台参数,施工技术等方面的因素,去模型几何相似比系数Si=1/20,裁量的弹性模量相似比系数Se=1/5,并利用增加配重来满足二次荷载的相似关系。
3,利用微粒混凝土结构(C10)来模拟实际桥梁的混凝土结构(C50),用镀锌铁丝来模拟原型结构中的钢筋,作为研究模型材料。
4,模拟尺寸:本模型长7500mm,高1150mm(不含底座),其中桥墩高1000mm,主梁高150mm。
5,模型在每个自由墩墩顶处设置2个聚四氟乙烯支座,3个自由墩共设置6个支座,支座分上下两部分,通过锚筋分别安装在主梁底与自由墩墩顶。
支座顶板为100mm*80mm*7mm的铁板,沿长边方向设有限位装置,这样可以使得支座在纵向自由滑移,而在横向受到了限位装置的约束;支座底板为60mm*60mm*7mm的铁板,内部粘贴不锈钢板,上下班的接触面必须紧密且水平。
支座实际承担最大压应力为2.5MPa,最大纵向滑移位移为13mm,膜材系数在2%以内,满足试验需求。
非线性黏滞阻尼器沿桥梁纵向布置,每个自由墩与主梁之间不知1个,通过“双耳环”装置连接,一端与主梁预埋件锚固,另一端与自由墩墩顶处预埋件锚固。
(mm2.0,α=0.2。
模型阻尼器参数:C=250N//s)6,测点布置:本试验仅沿振动台长边方向激振。
混凝土梁的振动监测方法
混凝土梁的振动监测方法一、前言混凝土梁的振动监测方法是指通过对混凝土梁进行振动监测,获取梁的振动特性信息,从而对混凝土梁进行性能评估、健康状态判定、结构安全评价等方面提供依据的一种技术手段。
本文将介绍混凝土梁振动监测的具体方法及其应用。
二、混凝土梁振动监测方法的选择在进行混凝土梁振动监测前,需要根据实际情况选择合适的监测方法。
常见的混凝土梁振动监测方法有以下几种:1.加速度计监测法加速度计监测法是使用加速度计对混凝土梁进行振动监测的一种方法。
该方法通过测量混凝土梁的加速度变化来获取梁的振动信息,并通过加速度变化的特征参数来对混凝土梁的性能进行评估。
2.激光测振仪监测法激光测振仪监测法是利用激光测振仪对混凝土梁进行振动监测的一种方法。
该方法通过测量混凝土梁表面的振动位移来获取梁的振动信息,并通过振动位移的特征参数来对混凝土梁的性能进行评估。
3.光纤光栅监测法光纤光栅监测法是使用光纤光栅传感器对混凝土梁进行振动监测的一种方法。
该方法通过测量混凝土梁表面的振动位移来获取梁的振动信息,并通过振动位移的特征参数来对混凝土梁的性能进行评估。
4.声发射监测法声发射监测法是利用声发射传感器对混凝土梁进行振动监测的一种方法。
该方法通过测量混凝土梁表面产生的声波信号来获取梁的振动信息,并通过声波信号的特征参数来对混凝土梁的性能进行评估。
三、混凝土梁振动监测的具体方法1.加速度计监测法1.1 加速度计安装在进行加速度计监测前,需要先确定监测点的位置,并在该位置安装加速度计。
加速度计应安装在混凝土梁的表面,具体位置应根据混凝土梁的振动特性和监测目的而定。
在安装加速度计时,应注意加速度计与混凝土梁表面之间应有一定的压力,以确保加速度计与混凝土梁表面充分接触。
1.2 加速度计监测加速度计监测时,应将加速度计与数据采集器相连,并在数据采集器中设置监测参数。
监测参数包括采样频率、采样时间和采样点数等。
在进行监测时,应注意保持监测点的稳定性,以确保监测数据的准确性。
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。
混凝土梁的振动特性分析方法
混凝土梁的振动特性分析方法一、前言混凝土梁是建筑结构中常用的承重构件之一,其振动特性对于建筑物的稳定性和安全性具有重要的影响。
因此,对混凝土梁的振动特性进行分析和研究具有重要的意义。
本文将介绍混凝土梁的振动特性分析方法。
二、混凝土梁的振动特性混凝土梁的振动特性是指梁在受到外界激励作用后,产生的振动响应。
混凝土梁的振动特性与其自身的材料性质、几何形状、边界条件及受力状态等因素密切相关。
混凝土梁的振动特性可以通过实验和理论分析两种方法进行研究。
实验方法通常采用模态分析和频响分析等手段,可以直接测量梁的振动响应,并从中得到各种振动模态的特征参数。
理论方法则是通过建立梁的数学模型,利用数学分析方法得到梁的振动特性。
三、混凝土梁振动特性分析方法1. 实验方法(1)模态分析法模态分析法是一种较为常用的实验方法,其基本思想是通过外力激励下的梁振动响应,测量出各种振动模态的特征参数,如振动频率、振动形态等。
具体操作步骤如下:① 在梁上加上一定的质量,并以震动台或冲击锤等方式施加外力激励;② 记录梁在不同振动状态下的加速度响应,并通过FFT分析得到梁的振动频率;③ 根据振动频率的计算结果,可以得到各种振动模态的特征参数,如模态阻尼比、振动形态等。
(2)频响分析法频响分析法是一种实验方法,其基本思想是通过施加一系列不同频率的外力激励,测量梁的振动响应,得到梁的频率响应函数。
具体操作步骤如下:① 在梁的一端施加一系列不同频率的外力激励;② 记录梁在不同频率下的振动响应,并计算出梁的频率响应函数;③ 通过频率响应函数,可以得到梁的共振频率和振动幅度等特征参数。
2. 理论方法(1)有限元法有限元法是一种常用的数值分析方法,可以对混凝土梁的振动特性进行分析。
其基本思想是将梁分割成若干个小单元,建立数学模型,并通过计算机模拟分析,得到梁的振动特性。
具体操作步骤如下:① 将梁分割成若干个小单元,并建立数学模型;② 在模型中施加外力激励,并计算出梁的振动响应;③ 分析模型得到各种振动模态的特征参数,如振动频率、振动形态等。
混凝土桥梁振动动态特性测试方法
混凝土桥梁振动动态特性测试方法混凝土桥梁作为现代交通基础设施的重要组成部分,其结构的稳定性和安全性对于保障交通的顺畅和人民的生命财产安全至关重要。
随着交通荷载的日益增大以及环境因素的不断变化,混凝土桥梁的振动问题逐渐受到重视。
振动动态特性的测试是评估桥梁健康状况的重要手段之一。
本文将探讨混凝土桥梁振动动态特性的测试方法,分析其重要性、挑战以及实现途径。
一、混凝土桥梁振动动态特性概述混凝土桥梁在受到交通荷载、风荷载、地震等外部作用力时,会产生振动响应。
振动动态特性是指桥梁在动态荷载作用下的振动特性,包括频率、振型、阻尼比等参数。
这些参数对于评估桥梁的安全性和耐久性具有重要意义。
1.1 混凝土桥梁振动动态特性的核心内容混凝土桥梁振动动态特性的核心内容主要包括以下几个方面:- 自然频率:桥梁结构在自由振动时的固有频率,反映了桥梁的刚度和质量分布。
- 振型:桥梁振动时的形态,包括横向振动、纵向振动和扭转振动等。
- 阻尼比:桥梁结构振动时能量耗散的能力,与材料特性、结构连接方式等因素有关。
1.2 混凝土桥梁振动动态特性的测试应用混凝土桥梁振动动态特性的测试应用非常广泛,包括但不限于以下几个方面:- 桥梁健康监测:通过长期监测桥梁的振动动态特性,可以及时发现结构的损伤和退化。
- 桥梁评估与加固:通过对桥梁振动特性的测试,可以评估桥梁的承载能力和耐久性,为桥梁的加固提供依据。
- 桥梁设计优化:振动动态特性的测试结果可以用于指导桥梁设计,优化结构布局和材料选择。
二、混凝土桥梁振动动态特性的测试方法混凝土桥梁振动动态特性的测试方法多种多样,主要包括实验测试和数值模拟两大类。
2.1 实验测试方法实验测试方法是指通过实际测量桥梁在动态荷载作用下的响应来获取振动动态特性的方法。
常用的实验测试方法包括:- 激振法:通过人为施加动态荷载(如锤击、爆炸等)来激发桥梁的振动,然后通过传感器测量桥梁的响应。
- 自由振动法:利用桥梁在受到冲击后产生的自由振动来测量其振动特性。
混凝土梁的振动检测标准
混凝土梁的振动检测标准一、前言混凝土梁是建筑组合中不可或缺的构件之一,其作用是承载楼板荷载并将荷载传递到墙体或柱子上。
在梁的使用过程中,由于荷载、变形等因素,可能会出现梁的振动问题,因此需要对混凝土梁的振动进行检测和评估,以保证梁的安全可靠性。
二、检测目的混凝土梁的振动检测主要目的是:1. 确定梁的自然频率和振动模态;2. 评估梁的振动响应和动态特性;3. 判断梁的振动是否超过规定标准,对梁进行安全评估和加固设计。
三、检测方法混凝土梁的振动检测方法主要有以下几种:1. 自由振动法:利用自由振动的方式来检测梁的振动特性,适用于未加荷载或荷载较小的情况下;2. 强制振动法:通过施加外力来激励梁的振动,适用于荷载较大的情况下;3. 模态分析法:通过分析梁的振动模态,确定梁的自然频率和振动特性。
四、检测设备混凝土梁的振动检测设备主要包括:1. 振动传感器:用于测量梁的振动速度、加速度等参数;2. 数据采集器:用于采集振动传感器的数据,并将数据传输到计算机上进行处理;3. 计算机:用于对采集到的数据进行分析和处理。
五、检测流程混凝土梁的振动检测流程主要包括以下几个步骤:1. 确定检测目的和检测方法;2. 选择合适的检测设备和检测点;3. 进行梁的振动检测,并采集数据;4. 对采集到的数据进行处理和分析,确定梁的振动特性;5. 根据梁的振动特性和规定标准,评估梁的安全性和加固设计。
六、检测参数混凝土梁的振动检测参数主要包括以下几个方面:1. 自然频率:梁在没有荷载作用下的振动频率;2. 阻尼比:梁的振动系统中阻尼器对振幅的减小程度;3. 振幅:梁的振动幅度;4. 加速度:梁在振动过程中的加速度。
七、检测标准混凝土梁的振动检测标准主要根据梁的结构类型和使用要求来确定。
以下是混凝土梁常见的振动检测标准:1. 梁的自然频率应大于荷载频率,且不应超过规定标准;2. 梁的振动幅度应小于规定标准;3. 梁的阻尼比应符合规定标准。
砼连续箱梁人行天桥振动特性测试与分析
程序对该天桥进行整体建模,综合分析其动力特性,从而避免只考虑上部结构的振动,而忽 略了结构的整体振动情况,后面的计算结果证明了这一点。上部结构采用的BEAM44梁单元, 下部结构采用BEAM188梁单元,对端部的楼梯采用忽略其对刚度的影响,只将附加质量集中作 用在箱梁端部的处理方法。两个连续梁桥的有限元模型如图10所示。表2为天桥实测固有频 率与有限元分析结果的对比,可以看出两者相差基本上不超过10%,由此可见本文采用的有限 元模型是正确有效的。有限元分析所得到的主要振型图及其固有频率如图11、图12所示。
频率调整法是指在设计阶段尽量调整结构主要振动频率避免落入人体激励频率所覆盖 的范围,该方法认为当结构竖向振动基频大于该界限值时人致振动问题不会发生,无需再专 门考虑。由于其方法简单,概念明确,因此大多数规范都首先考虑频率调整法。BS5400(1978)、 EN1990等认为当竖向振动基频大于5Hz时可不考虑人致振动问题。美国AASHTO规范和我国规 范都要求竖向振动频率基频应大于3Hz。
2
本次振动测试采用经过低频校准的891-4型动圈往复式拾振器及相配的891-4型放大器; 测点布置如图3所示,测试竖向振动情况,分别在桥梁两端、跨中及中间墩顶各布置两个传感 器(一个竖向、一个水平),共计10个,可同时检测结构的振动频率及模态。
图3 桥面测点布置示意图
4 振动响应分析 振动测试于2007年5月在现场进行,共采集振动数据24组。通过检查试验数据,发现试验
图 1 天桥立面图
图 2 天桥横断面图
据当场行人反映,当该桥上行人较多时,桥梁振动较为剧烈,但不清楚何种方式的振动。 因此清楚地了解天桥振动情况对于问题的解决是非常重要的。目前我国已经有多座天桥出现 此类振动问题,只有弄清楚病害的产生原因,才能进一步有效地采取维修加固措施,否则可 能达不到加固效果。我国相关规范[6]仅对天桥竖向频率提出限值要求,这只是考虑了上部 承重结构的振动特性。但在实际情况中,如果将天桥的上、下部结构整体考虑,其振动特性 就不仅仅发生竖向振动,还可能包括较强的横向振动、纵向振动;如果结构的横、竖向振动 频率与行人频率接近,则有可能引起共振现象,横、竖振动之间还可能产生一定的耦合作用, 因此不能只单纯进行竖向频率检测。该天桥振动现象也可能不全是由于行人造成的,桥下的 交通流量对于整个结构振动也可能有一定作用。为了解行人和在桥下通行的火车等对天桥振 动的影响,本次测试采用脉动试验与强迫振动试验两种形式,采用东华DH5920振动测试与分 析系统。试验对象分别为21-31.5-30m和2X35m两个多孔连续梁(第2~4孔与第6~7孔)。
混凝土梁的振动检测标准
混凝土梁的振动检测标准一、前言混凝土结构是现代建筑中常见的结构之一,而混凝土梁作为承载结构的重要组成部分,其质量和性能的安全性监测至关重要。
振动检测技术是一种非破坏性检测方法,已被广泛应用于混凝土梁的质量检测和结构健康监测领域,本文将对混凝土梁的振动检测标准进行详细介绍。
二、混凝土梁的振动检测方法振动检测方法是通过对混凝土梁在外力作用下的振动响应进行测量和分析来判定结构质量和健康状态的检测方法,根据测量方式的不同,可分为接触式振动检测和非接触式振动检测。
1、接触式振动检测接触式振动检测是利用传感器直接接触混凝土梁表面进行振动信号的测量,常用的传感器有加速度计和压电传感器,其检测效果稳定可靠,但需要对混凝土表面进行处理,容易对混凝土结构造成二次损伤。
2、非接触式振动检测非接触式振动检测是指利用距离梁表面一定距离的传感器进行振动信号的测量,常用的传感器有激光测距仪和激光测振仪,其检测效果不受混凝土表面状态的影响,但需要保持传感器与梁表面的距离稳定,且对梁表面反射率要求较高。
三、混凝土梁振动检测的参数混凝土梁振动检测的参数是指在振动检测中所涉及到的振动参数,一般包括了振动频率、振幅、相位等多个参数,下面对其进行详细介绍。
1、振动频率振动频率是指混凝土梁在外力作用下所产生的振动信号中所具有的频率,是混凝土结构振动检测中最基本的参数,通常以赫兹(Hz)为单位进行表示。
2、振幅振幅是指混凝土梁在外力作用下所产生的振动信号的幅度大小,是反映混凝土结构振动强度的重要参数,通常以毫米(mm)为单位进行表示。
3、相位相位是指混凝土梁在外力作用下所产生的振动信号在一个周期内所经历的相对时间位置,是反映振动信号相位差的重要参数,通常以角度(°)为单位进行表示。
四、混凝土梁振动检测的标准混凝土梁振动检测的标准是指在振动检测中所应遵循的相关规范和标准,包括了振动检测的方法、参数、标准值等多个方面。
1、振动检测的方法振动检测的方法应根据实际情况进行选择,一般应考虑结构的形状、大小、材料、环境等因素,同时应根据振动检测的目的选择合适的传感器和测量方法。
混凝土梁的振动测试标准方法
混凝土梁的振动测试标准方法一、引言混凝土结构在使用过程中,受到外部环境和内部荷载的影响,会发生振动。
为了保证混凝土结构的安全性能,需要对其进行振动测试。
混凝土梁是混凝土结构中常见的构件之一,本文将介绍混凝土梁的振动测试标准方法。
二、测试设备及仪器1. 振动传感器振动传感器是用于测量混凝土梁振动的重要设备。
常用的振动传感器有加速度传感器和位移传感器。
加速度传感器可测量混凝土梁的加速度,位移传感器可测量混凝土梁的位移。
在进行振动测试时,需要根据测试需要选择合适的振动传感器。
2. 数据采集仪数据采集仪是用于采集振动传感器测得的数据的设备。
常用的数据采集仪有多通道数据采集仪和单通道数据采集仪。
在进行振动测试时,需要根据测试需要选择合适的数据采集仪。
3. 计算机计算机是用于处理采集到的数据的设备。
在进行振动测试时,需要使用计算机进行数据处理和分析。
三、测试方法1. 实验准备在进行振动测试前,需要进行实验准备工作。
首先需要选择合适的测点,通常在混凝土梁的两端选取测点。
其次需要将振动传感器安装到测点上,并将数据采集仪与振动传感器连接。
最后需要进行设备校准和数据采集仪的设置。
2. 实验过程在进行振动测试时,需要进行以下操作:(1)打开数据采集仪和计算机;(2)启动数据采集软件,设置采样频率和采样时间;(3)对混凝土梁进行激励,一般采用冲击法或振动器法;(4)记录采集到的数据;(5)停止激励,将数据传输到计算机;(6)对采集到的数据进行处理和分析。
3. 数据处理在进行数据处理时,需要进行以下操作:(1)对采集到的数据进行滤波和去噪处理;(2)对采集到的数据进行FFT变换,得到频域分析结果;(3)根据频域分析结果,计算混凝土梁的自然频率和阻尼比;(4)根据自然频率和阻尼比,评估混凝土梁的动态性能。
四、数据分析与评估在进行数据分析和评估时,需要综合考虑混凝土梁的自然频率、阻尼比、振动幅值等因素,评估混凝土梁的动态性能。
混凝土桥梁振动检测标准
混凝土桥梁振动检测标准一、前言混凝土桥梁是道路交通建设中常见的结构形式,其在道路运输中具有不可替代的重要作用。
但随着使用年限的增加和外力因素的影响,桥梁的质量和安全性将逐渐受到威胁。
因此,对桥梁的安全监测和评估显得尤为重要。
其中,桥梁振动检测是桥梁安全监测的重要手段之一,本文将针对混凝土桥梁振动检测提出一套全面的标准。
二、检测目的混凝土桥梁振动检测的主要目的是评估桥梁的结构安全性、判断桥梁的损伤程度、预测桥梁的寿命和提出维护和加固建议。
具体包括以下几个方面:1. 判断桥梁的固有频率和阻尼比,从而评估桥梁的结构安全性;2. 监测桥梁的振动响应,判断桥梁是否存在裂缝、位移和变形等损伤;3. 预测桥梁的余寿,提前采取加固和维护措施,延长桥梁的使用寿命。
三、检测方法混凝土桥梁振动检测主要采用非接触式振动测试技术,包括激励源、传感器和信号分析仪三个部分。
其中,激励源用于在桥梁上激励振动,传感器用于检测桥梁振动响应,信号分析仪用于对采集的信号进行处理和分析。
具体方法如下:1. 激励源(1)激励源的选取应考虑桥梁的结构特点和实际情况,一般采用电动锤或震动台;(2)激励源的激励频率应尽量接近桥梁的固有频率,以达到最佳的检测效果。
2. 传感器(1)传感器的选取应考虑桥梁的结构特点和实际情况,一般采用加速度传感器或激光测距仪;(2)传感器的安装位置应考虑桥梁的结构特点和振动响应情况,一般在桥梁上游、下游和中间各选取一个位置安装。
3. 信号分析仪(1)信号分析仪的选取应考虑采集信号的种类和数量,一般采用振动信号分析仪或数据采集系统;(2)信号分析仪的操作人员应具有相关的技能和经验,能够准确采集和分析振动信号。
四、检测参数混凝土桥梁振动检测主要包括以下几个参数:1. 固有频率固有频率是桥梁结构的重要参数,它反映了桥梁结构的刚度和质量特征。
固有频率的测量可以通过激励源在桥梁上激励振动,传感器采集振动响应信号,然后通过信号分析仪进行处理和分析,最终得到桥梁的固有频率。
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0.867 1.66 2.026 2.346 2.692 3.946
13.0 —— 8.2 -4.0 1.4 1.4
0.625 —— —— 0.542 —— ——
一阶侧弯 一阶边墩纵飘
二阶侧摆 一阶竖弯 一阶边墩纵飘 二阶竖弯
8
4.30
4.402
-2.3
——
二阶侧弯
侧摆0.338Hz
侧弯0.723Hz
2 现行设计规范 人行桥的使用性问题始于上世纪70年代,一些学者对人致竖向振动进行了一系列的研
究。各国规范根据这些研究成果,都不同程度地考虑了人致振动使用性问题[3]。由于人群 荷载具有显著的周期性和卓越频率,人行天桥振动的本质是一个多阶动力谐响问题,因此规 范主要从避免发生共振的角度考虑,采用的基本方法有频率调整法和动力响应分析法两种 。 [4]
连
行人较多时
续
行人较少时
二 跨
火车通行时(无行人) 脉动状态(无行人)
连
行人较多时
续
行人较少时
单人跳动时
加速度均方根值 (m/s2)
竖向
侧向
0.502 0.342
6.094 3.552
5.749 2.363
5.620 5.283
1.954 1.700
3.636 2.058
1.636 0.803
3.983 1.354
0.338 0.723 1.647 2.890 3.167 4.260
—— —— -5.3 -2.1 8.0 1.4
—— —— 2.18 1.72 —— ——
一阶侧摆 一阶侧弯 一阶侧弯 一阶竖弯 二阶侧弯 二阶竖弯
1
——
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0.302
——
——
一阶侧摆
2
二 跨 连 续
3 4 5
梁6
7
0.98 —— 1.86 2.25 2.73 4.00
5 动力特性分析 为了清楚地了解天桥的动力特性,在对测试数据进行频谱分析之外,还采用ANSYS有限元
程序对该天桥进行整体建模,综合分析其动力特性,从而避免只考虑上部结构的振动,而忽 略了结构的整体振动情况,后面的计算结果证明了这一点。上部结构采用的BEAM44梁单元, 下部结构采用BEAM188梁单元,对端部的楼梯采用忽略其对刚度的影响,只将附加质量集中作 用在箱梁端部的处理方法。两个连续梁桥的有限元模型如图10所示。表2为天桥实测固有频 率与有限元分析结果的对比,可以看出两者相差基本上不超过10%,由此可见本文采用的有限 元模型是正确有效的。有限元分析所得到的主要振型图及其固有频率如图11、图12所示。
图 1 天桥立面图
图 2 天桥横断面图
据当场行人反映,当该桥上行人较多时,桥梁振动较为剧烈,但不清楚何种方式的振动。 因此清楚地了解天桥振动情况对于问题的解决是非常重要的。目前我国已经有多座天桥出现 此类振动问题,只有弄清楚病害的产生原因,才能进一步有效地采取维修加固措施,否则可 能达不到加固效果。我国相关规范[6]仅对天桥竖向频率提出限值要求,这只是考虑了上部 承重结构的振动特性。但在实际情况中,如果将天桥的上、下部结构整体考虑,其振动特性 就不仅仅发生竖向振动,还可能包括较强的横向振动、纵向振动;如果结构的横、竖向振动 频率与行人频率接近,则有可能引起共振现象,横、竖振动之间还可能产生一定的耦合作用, 因此不能只单纯进行竖向频率检测。该天桥振动现象也可能不全是由于行人造成的,桥下的 交通流量对于整个结构振动也可能有一定作用。为了解行人和在桥下通行的火车等对天桥振 动的影响,本次测试采用脉动试验与强迫振动试验两种形式,采用东华DH5920振动测试与分 析系统。试验对象分别为21-31.5-30m和2X35m两个多孔连续梁(第2~4孔与第6~7孔)。
振级值
(dB)
竖向
侧向
262.5 254.9
323.3 301.7
311.3 293.5
310.8 309.6
284.4 282.0
335.2 326.9
279.1 267.0
297.3 282.7
根据文献[7]中要求,商业中心区、交通干线道路两侧的铅垂向振动级标准值昼间为75dB, 而该人行天桥所测各次竖向振动加速度振级(表1)都已远超过该标准值。而水平向振级在该 标准中未给出限值要求,计算结果仅作参考。因此行人普遍反映的天桥振动引起心理恐慌的 情况确实存在。如表1所示结果可知,天桥振动主要是行人引起的,但桥下的火车通行也在一 定程度上影响天桥振动。
频率调整法是指在设计阶段尽量调整结构主要振动频率避免落入人体激励频率所覆盖 的范围,该方法认为当结构竖向振动基频大于该界限值时人致振动问题不会发生,无需再专 门考虑。由于其方法简单,概念明确,因此大多数规范都首先考虑频率调整法。BS5400(1978)、 EN1990等认为当竖向振动基频大于5Hz时可不考虑人致振动问题。美国AASHTO规范和我国规 范都要求竖向振动频率基频应大于3Hz。
侧弯1.647Hz
竖弯2.890Hz
二阶侧弯3.167Hz 二阶竖弯4.260Hz
图11 三跨连续梁振型图
侧摆0.302Hz
侧弯0.867Hz
纵飘1.66Hz
侧摆2.026Hz
一阶竖弯2.346Hz
纵飘2.692Hz
二阶竖弯3.946Hz
图12 两跨连续梁振型图
动力响应分析法通常是以共振情况下桥梁结构上所产生的最大响应来评估其振动使用 性,确保在步行荷载作用下的桥梁振动响应不超过舒适度界限值。舒适度界限值一般采用加
1
速度的最大值或均方根值。BS5400(1978)规定,如果人行天桥竖向振动频率小于或等于5 时,需要检算桥上任意位置的竖向振动加速度峰值[5];瑞典规范Bro2004则规定人行桥如果 竖向振动频率小于或等于3.5时,需要检算桥上任意位置的竖向振动加速度均方根值;加拿 大安大略省规范(OHBDC,1991)要求检算竖向振动加速度峰值[1]。
2
本次振动测试采用经过低频校准的891-4型动圈往复式拾振器及相配的891-4型放大器; 测点布置如图3所示,测试竖向振动情况,分别在桥梁两端、跨中及中间墩顶各布置两个传感 器(一个竖向、一个水平),共计10个,可同时检测结构的振动频率及模态。
图3 桥面测点布置示意图
4 振动响应分析 振动测试于2007年5月在现场进行,共采集振动数据24组。通过检查试验数据,发现试验
实测数据探讨现行人行桥振动舒适度评价方法所存在的不足之处,评价天桥的舒适程度,为
该桥的质量检测与评价提供依据,并提出了人行天桥振动舒适性评价建议。这为今后对该类
桥梁的设计、维修加固具有实际参考价值。
关键词: 人行天桥、固有频率、人致振动、振动测试、共振
中图分类号: U448. 11 U441. 3
文献标识码: A
本次振动工况如下:1.桥上无行人及桥下无火车通行时(自然脉动状态下);2.桥上无 行人及桥下有火车通行时(自然脉动状态下);3.桥上行人较多及桥下无火车通行时(强迫 振动状态下,行人数量多于50人);4.桥上行人较少及桥下无火车通行时(自然状态下,行 人数量少于10人);6.对现场行人进行一定的步行频率调查及相关情况了解。
《城市人行天桥和人行地道技术规范》[6]作为我国人行天桥设计所主要依据的规范,其 中采用了频率调整法考虑了人行天桥上部结构的竖向振动情况,要求竖向频率大于3Hz,但 该规范没有对不能满足规范要求的人行天桥的振动使用性评价提供进一步的建议和方法,并 且在人行天桥的侧向振动使用性问题上仍处于空白阶段。 3 现场实测试验
4
21-31.5-30m连续梁有限元模型
2X35m连续梁有限元模型
图 10 天桥有限元模型
表2
桥梁动力特性实测值与理论值分析结果对比
桥 频率 实测频率 有限元计算 误差
实测
孔 次序 值(HZ) 频率(HZ) (%) 阻尼比(%)
振型描述
1
三 跨 连 续
2 3 4
梁5
6
—— —— 1.560 2.830 3.420 4.200
图 4 3 跨连续梁竖向频谱曲线
图 5 3 跨连续梁水平侧向频谱曲线
3
图 6 二跨连续梁竖向频谱曲线
图 7 二跨连续梁侧向频谱曲线
图 8 二跨连续梁竖向频谱曲线(行人较多时) 图 9 二跨连续梁侧向频谱曲线(行人较多时)
表1 各连续梁不同工况下实测加速度均方根值表:
桥 孔
工况
三 跨
脉动状态(无行人)
该人行天桥全桥共计八孔,跨径总长211.88m。上部结构:第1、5、8孔分别为L=21.91m、 L=23.0m、L=7.01m简支II型梯梁,梁高分别为1.3m、1.3m、0.75m;第2~4孔为21-31.5-30m 等高度钢筋混凝土连续箱梁,梁高1.3m,第6、7孔为2X35m变高度钢筋混凝土连续箱梁。上 部结构的施工采用满堂支架就地浇注。下部结构:0、8号台为实体桥台,1~7号墩为单圆柱 式桥墩,直径0.8m;2~4号墩基础为直径2.5m挖孔桩基础,其余为扩大基础,结构形式如图 1、2所示。基础置于圆砾土层。第2~4孔桥梁下有火车通行。设计荷载:人群荷载:4.5KN/m2。
1 引言
人行天桥方便行人穿越公路,属于城市桥梁,必须注重其安全性和舒适性。考虑人行天 桥影响整个城市的景观,在满足结构承载能力的前提下,其型式往往被设计得轻型化、简洁、 美观。但当人行天桥的自振频率过低,与行人频率接近,就容易引起共振,造成其振幅过大, 影响结构安全和正常使用。如果结构振动超过人体舒适度承受能力时,就会造成行人的恐慌 心理。通常情况下,人行荷载主要是对桥面的竖向激励,但人步行时也会产生周期性的水平 侧向荷载,导致人行天桥的侧向振动。但该问题一直以来没有引起工程界足够的重视,而近 年来一些新建的大跨度人行桥相继发生了行人引起的大幅度侧向振动问题[1]。著名的英国 伦敦千禧桥为81+144+108m三跨连续梁悬索桥,于2006年6月10日开放交通当天就由于行人引 起了大幅度侧向振动,严重地影响到行人的步行舒适性及安全性,产生显著的步行“集体同 步”现象[2]。我国的人行天桥建设起步相对较晚,对其振动使用性问题重视程度不够,但 我国行人众多,随着人行天桥呈现大跨度、轻型化的特点,人群荷载所引起的振动使用性问 题会更加严重,而国内对此问题鲜有研究。通常情况下,砼箱梁桥较少存在频率较低的情况, 但如果未充分考虑结构的特点,也可能出现共振问题。本文就沈阳市某砼连续箱梁人行天桥 出现的振动问题,具体分析了桥梁振动的原因及行人对天桥振动的影响,给出了定量评价, 并在此基础上提出一定建议。该工程实例对于此类结构所存在的振动问题解决具有指导意 义。