人致结构振动舒适度评估标准研究综述

人致结构振动在大跨工程结构设计中日益受到重视,但振动评价标准的相关研究却相对滞后。首先通过文献的知识图谱分析,得到了近期研究关键词的共性分析图、聚类分析图和突现性表。结果表明:振动舒适度限值是振动舒适度领域近期研究的热点。进而从试验研究和标准规范两个维度,对近百年来代表性的振动舒适度限值研究进行了梳理,整理了近40部规范的规定及相互承启关系。结果表明:传统研究方式难以避免人的特殊性和主观感受差异性对试验结果的影响,各规范存在数据基础薄弱、振动指标不统一、影响因素单一、覆盖性和延续性差等问题。最后讨论了未来两个可能的工作方向。

基于MTMD的大跨度人行悬索桥人致振动控制

大跨度人行悬索桥柔度大且阻尼小,易在人群荷载激励下产生过大振动,导致舒适度不满足规范要求。对于此类结构,需要采取有效减振措施控制其动力响应。本文介绍了多重调谐质量阻尼器(MTMD)对主跨600 m人行悬索桥的人致振动控制性能。利用有限元软件建立了某大跨度人行悬索桥模型,以德国EN03规范为计算依据,计算了悬索桥的人致振动响应,并重点分析了MTMD系统的人致振动控制效果。结果表明,即便人行悬索桥跨度达600 m,经合理设计的MTMD系统的减振效果仍十分明显,人行悬索桥多个模态的动力响应都得到有效抑制,其振动舒适度可满足规范要求。

人致荷载模型与舒适度评价的各国规范对比

人致荷载模型是指采用数学模型表达出使用者在运动时施加于结构上的动力作用,按类别可分为确定性模型和随机性模型。目前广泛应用于工程计算及编入各国规范中的是确定性模型。由于试验方法、条件及对结果处理方式上的不同,导致人致荷载模型计算结果差异性较大。本文搜集了英国规范BS 5400、欧洲规范EN 1990、国际标准化组织ISO 10137、瑞典规范BRO 2004、法国指南、德国规范EN 03等若干规范中涉及人致荷载模型及舒适度评价的内容,并对其进行了总结与对比。研究结果表明:国际标准化组织ISO 10137规范最为严格;德国及法国规范则对舒适度进行了等级划分,可满足不同建设要求下桥梁的经济性需要,同时可评估不同交通状况下结构的振动情况,是较为先进的规范。

基于计算机视觉的人群Bounce荷载协同性研究

大跨工程结构人致振动问题的日益增多,凸显了人群荷载模型研究的重要性和研究程度的不足.人群内个体间的协同性是人群荷载建模的关键.通过学科交叉,引入计算机视觉技术克服了传统方法所面临的实验成本较高以及同步困难的瓶颈问题.首先介绍光流法及其应用原理,建立了基于光流法的Bounce荷载重构方法并与高精度测力板结果进行对比验证.随后开展基于计算机视觉的人群Bounce实验,重构了多工况下个体的荷载时程,进而定义并计算人群协同性因子,并给出因子随频率及人数的变化规律.结果表明,计算机视觉方法可用于人群Bounce荷载实验测量,并能实现对人群Bounce荷载协同性的定量描述.