多人-桥竖向动力相互作用研究

基于弹簧-质量-阻尼行人动力模型及欧拉梁人行桥模型建立人行桥-多人耦合系统相互作用模型。通过实验室一低频型钢混凝土人行桥模型开展多人行走试验,验证了相互作用模型的有效性和适用性。采用状态空间法求解行人过桥时系统的瞬时模态,分析了不同人群密度下人群随机行走对人行桥动力特性的影响。对人群随机行走,还分析了不同人群密度和随机步态参数(步频、上桥时距和起步相位)对结构动力响应的影响。结果表明:考虑人群-人行桥相互作用,随着桥上行人密度的增大,人行桥基频略有降低,阻尼比显著增大;结构响应并不是逐渐递增的,其中考虑步频的随机性对响应均值的影响最大。

人群荷载作用结构响应特性分析

以某大跨度钢-混凝土组合楼板模型为对象,采用蒙特卡洛法模拟随机人群荷载,人群荷载考虑随机步频和起步相位,分析了两类人群荷载作用结构响应特性。对人群随机行走,分析了不同人流量和随机步态参数(步频和起步相位)对结构动力响应的影响;对于人群节律性运动(跳舞和健身操等),分析了相位差、接触比和人群密度等因素对结构动力响应的影响。研究表明:对人群随机行走,N人随机行走下结构动力响应与单人响应满足N(1/2)倍关系,可以用来简化计算人群响应;人群简化为相同步频和相同起步相位将会过高估计结构响应。对人群节律性运动,简化为同相位运动会过高预测结构的响应;接触比越大,响应越小;节律性运动下结构响应与人群密度的关系同人群随机行走相同。