步行力驱动的人群-桥梁系统耦合横向振动模拟研究

针对大跨径、细长、轻型化人行桥在运动人群荷载激励下异常振动问题，以简支梁作为桥梁基本模型，以社会力模型作为行人基本模型，描述行人步行速度和动态步行频率特征，建立考虑行人步行力驱动的人群-桥梁耦合振动模型，分析行人和人行桥相关参数对系统耦合横向振动的影响机制。研究结果表明：桥上行人数量超过一定规模后，会出现人群-桥梁系统同步及人行桥大幅度横向振动现象；同步过程可通过行人相位变化率判定，序参量R下限值为0.6时，系统达到同步状态；行人到达率增大，引发共振的临界人数逐渐下降，达到同步的时间趋于增加；行人到达率不变时，行人对人行桥振动的敏感度C值增加使系统达到同步时间降低；人行桥基本参数比例一定时，长度变化会对临界人数产生显著影响；阻尼比增加，结构产生大幅度横向振动的时间延长，达到一定值时，人群-桥梁系统不会发生同步。