天橋人致振動性能評價研究

張 凱，周 燕，武 斌

(1.天津市賽英工程建設咨詢管理有限公司，天津 300191；2.天津城建大學 土木工程學院，天津 300384; 3. 聊城市公路管理局 東昌府公路管理局，山東聊城 252000)

隨著我國城市化的加快和交通量的增加，城市道路規劃跨度逐漸加大，部分城市主干道紅線寬度甚至達到上百m，設計為雙向六車道，甚至達到10車道以上，當中央分隔帶設計為隔離欄桿的形式時，就需要設計成大跨度的人行天橋。橋梁跨度較小時，結構的自振頻率較大，遠遠避開人行走的步頻，橋梁的人致振動問題并不明顯，但當橋梁跨度加大，剛度下降，橋梁的自振頻率降低，橋梁的自振頻率接近人的步行頻率，橋梁容易出現共振問題，振動帶來的橋梁使用性、行走舒適性問題日益突出[1-5]。大跨度人行天橋的人致振動特性問題往往成為大跨度人行天橋設計的關鍵。

1 行人過橋的特點及避免人致共振的措施

人在橋上正常行走時，身體重心從一只腳轉移到另外一只腳，呈Z字形。腳步的上下移動產生豎向激勵荷載。除豎向力外，行人的雙腿交替運動，導致人的重心左右擺動，因此也有橫向力。由于行人重心每兩步左右擺動一次，因此橫向步行力的頻率正好是豎向步行力的一半[6]。成年人正常行走時的步頻為1.6～2.4 Hz，平均約為2 Hz，且均方差較小。因而豎向振動的主要頻率為2，4，6 Hz等，橫向激勵的主要頻率為1，2，3 Hz等[7-8]。從避免人橋共振的角度考慮，可以采用避開敏感頻率法，盡量將橋梁的豎向自振頻率避開一階人行步頻(1.6～2.4 Hz)，橫向自振頻率避開一階人行步頻(0.8～1.2 Hz)，人致共振的可能性會大大降低，從而保證橋梁的安全性和行人行走的舒適性。……