通过对跨度为43.6 m的大跨度全钢结构人行天桥设计和建造实践,介绍了满足结构设计要求并融合建筑美学所开展的人行桥结构创新尝试。钢结构基础设计软件,钢结构基础设计标准和规范,有限元模态分析表明:该结构竖弯基频频率小于CJ 69—95《城市人行天桥与人行地道技术规范》中3 Hz的要求, 基于瞬态动力学分析评估了附加调谐质量阻尼器的振动控制效果,最后基于行人激励下的加速度实测,验证了结构良好的行人舒适度性能。研究发现:现行规范为了避免人桥共振,对结构自身频率的要求很难达到,而通过附加TMD来控制桥面加速度响应比通过调整结构的刚度来“躲避”人行窄带频率要更经济和更有效。因此修订原设计规范和制定新的人行天桥加速度响应评价规范非常重要和必要。
随着城市进程的不断发展,越来越多的过街设施从修建地下通道又转回到架设地上钢结构人行天桥。导致这一转变的直接原因是钢结构人行天桥具有自重轻、跨越能力强、施工对环境和交通影响小、后期可再回收利用以及能适应建筑师造型多样化等优点。
以一个区别传统直钢柱为竖向支撑的折钢柱人行天桥项目为出发点,重点介绍和分析在此项目结构设计中进行的创新结构设计和美学设计。为了评价此类结构的舒适度特性,同时又开展了基于有限元分析的舒适度计算与控制, 最后开展了全桥舒适度实测。通过研究发现,此类创新结构竖弯基频如要满足CJ 69—95《城市人行天桥与人行地道技术规范》中3 Hz的要求, 势必会带来材料的大量浪费以及对建筑美学的破坏。现行技术规范难以支撑日益增长的多样创新钢结构过街天桥结构设计,因此呼吁尽快完善与颁布相应规范。