人行桥调谐质量阻尼器设计

鲁 月

(中建铁路投资建设集团有限公司，北京 100000)

0 引言

随着桥梁跨度、桥下净空和美观等要求的提高，人行桥越来越多地采用高强轻质材料，桥型也向轻巧和纤细方向发展[1]。人行桥的一阶竖向频率为1.9 Hz～2.5 Hz，人行走时活动频率为1.5 Hz～2.5 Hz[2]，当人流较大且其人行荷载频率等于或接近建筑结构的固有频率时，桥梁将会发生共振现象[3-4]。在人行桥中增加谐调质量阻尼器(TMD)等装置，进行消能减振处理[5]，是一种有效的减振方式。TMD是由弹簧、阻尼器和质量块三者组成的减振装置[6]。本文以某人行桥为研究对象，计算了其人致振动响应最大加速度，进而针对结构第1阶模态进行TMD减振设计，通过对同样人行荷载作用下的人行桥，安装TMD装置前后的振动响应进行分析，验证了TMD减振系统在人行桥结构上良好的减振作用。在此基础上，进行了被控结构-STMD系统鲁棒性分析。

1 工程概况

选取空间曲梁单边悬索桥作为人行桥结构，其包含内、外侧主梁及空间主缆、吊索、背索和索塔。同时内、外侧主梁构成桥面系，两端与桥台固结，竖直向弹性支撑则由跨中悬挂于主缆上的柔性吊索负责提供，桥面设置3 m宽的人行道和7 m宽的自行车道，桥梁的总体布置如图1所示。

在对人行桥进行模态分析时，结合竖向人行荷载频率范围，察觉竖弯振型的频率2 Hz是处于其范围内。这表明共振现象可能会发生在人行荷载作用下的人行桥，相应构件会产生较大反应。进一步的计算表明这座桥梁在人群荷载作用下，加速度响应大于限值0.5 m/s2，可能引起行人不适。……