通过大型通用有限元计算软件建立空间结构杆系有限元模型,轻钢结构培训对结构施加以上荷载及作用进行静力计算分析,从计算结果 发现,钢结构的主要构件最大应力水平达228 MPa,构件最大应力比0.73, 属于合理承载力允许范围。考虑到结构跨度比较大,结构主梁的跨高比达1/33.5, 结构在恒载作用下的挠度通过钢结构自身的起拱来平衡, 结构在活载及地震、风荷载等作用下的位移均满足相关规范要求。

　　有限元动力特性分析

　　2000年6月10日英国千禧桥开通,但是因为开通当日桥面发生了过大的横向摇摆, 即便减少行人通行量, 横向摇摆依然存在, 之后不到两天就临时关闭了这座人行桥。

　　为更好地评估结构动力特性, 避免类似2000年千禧桥事件发生, 开展了结构有限元动力特性分析。从表2及图7—图12计算结果来看, 结构在第1～6阶振型频率与行人分布频率非常接近。

　　行人步频分布在1.6～2.0 Hz这样一个很窄的频带内, 称为窄带随机过程。当桥上行人较多时, 必然有一部分人的步频非常接近而产生同步效应,当这一同步频率与桥的某阶自振频率接近时,就会产生人桥共振现象。当这一现象发生后, 会有更多的人自然地调整步伐与桥梁振动频率一致,而进一步加剧人桥共振的程度。振动学上称这一现象为“锁定”现象。

　　a—正对称竖弯振型 (第1阶) ;b—正对称扭转 (第2阶) ;c—主梁纵飘 (第3阶) ;d—正对侧弯 (第4阶) ;e—反对称竖弯 (第5阶) ;f—反对称扭转 (第6阶) 。

　　人行谐振荷载激励桥面舒适度计算

　　基于结构的前6阶频率与人行的频率接近,其他结构的指标都满足CJ 69—95的要求, 通过调整结构的刚度来避开频带是非常不经济的做法。为此,本文采用有限元方法对人行谐振荷载激励桥面舒适度进行计算。结果表明,在无减振控制措施条件下,结构自身竖向加速度和横向加速度分别为2.324, 0.213 m/s2。

　　考虑到目前国内关于人行天桥的舒适度评价没有相应的规范标准,故参考德国人行桥设计指南EN 03 (2007) [5]建议的方法评价峰值振动加速度, 并按表3的加速度限值来判定竖向和横向振动的行人舒适度。