基于随机行走模型的人致人行桥振动响应分析

王振宇， 陈得意*， 杜 磊， 曾 磊

(1.长江大学城市建设学院， 荆州 434000； 2.广东省交通规划设计研究院股份有限公司， 广州 510440)

随着高强轻质材料的出现和人们对结构形式美学要求的提高，现代人行桥呈现出大跨、低频、轻质的特征。在人致荷载激励下，易发生大幅振动，造成桥上行人恐慌甚至导致桥梁结构坍塌，引起人致人行桥振动问题。

振动响应分析是人致人行桥振动问题的研究重点，目前的难点是提出面向工程设计的简化计算方法。以往研究侧重于确定荷载下的响应分析，结果往往与实际不符，Basaglia等[1]研究了有效冲量模型、单足步行轨迹模型以及概率连续力模型，对行走激励下大跨度木质地板的振动响应进行了预测，利用实验获得的模态特性标定有限元模型进行数值研究，与实测结果对比表明，选择合适的荷载模型对预测结果的准确性起着至关重要的作用。Engelen等[2]对行人引起的低频楼板振动的预测和测量技术进行比较，建议设计指南应向概率方向发展，而不是将问题视为确定性问题。

响应计算结果的准确性主要取决于人致荷载模型的合理性[3]。人体是一个复杂的生物体，不仅体现在行人间的差异性上，还体现在行人自身的变异性上，精确描述步行荷载的随机性是分析人致人行桥振动响应的关键科学问题之一。Ferrarotti等[4]引入考虑人群密度和行人间距的函数表达式，提出行人荷载的广义等效谱模型。Xiong等[5]根据生成对抗网络可以用于高维随机变量的建模，提出一种将条件生成对抗网络和带梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络相结合的模型，用以生成可以考虑行人间随机性的单人荷载。……