交通荷载对双井子堡古城墙振动影响的现场实测与数值分析

由于古建筑结构材料特殊、历史悠久且文化内涵丰富,其在交通振动下的动力响应规律研究成为古建筑安全性研究的重要内容。针对古城墙在道路车辆运行影响下的振动高程效应,以及结构的安全性评估问题,基于多种工况开展振动特性的现场测试和振动高程响应机制的理论分析,结合数值模拟方法,并根据相应的安全判据和允许标准进行了研究。结果表明:道路交通荷载影响下古城墙的振动主频率范围为5~25 Hz,城墙顶部振速大于底部振速,顶部的放大系数范围为1.08~2.21,振动放大效应主要受车辆载荷和行驶速度的影响;随着模拟车辆载荷以及行驶速度的增加,城墙质点峰值速度放大系数fPPV增大,振动放大效应明显,fPPV处在1.02~1.77之间。通过对fPPV增量ACI(Amplification Coefficient Increment)进行分析,表明车辆载荷对振动高程效应的影响程度大于车辆速度;对模拟结果以及现场实测数据进行拟合,发现在交通振动激励下城墙底部和顶部的振速存在一定的线性关系;根据现场实测数据与数值模拟结果,对古土城墙的安全性进行了评估,提出了基于通行车辆交通管理的古土城墙防振、减振措施。