人行天桥振动舒适度国内外研究现状

王丽丽 孙国宁 李 萌（西京学院 陕西省西安市 710123）

人行天桥振动舒适度国内外研究现状

王丽丽 孙国宁 李 萌
（西京学院 陕西省西安市 710123）

人行天桥不仅要保证其安全性，舒适性也是其主要的设计准则，人行荷载作用引起的桥梁振动会影响行人的舒适性，严重者甚至会造成行人恐慌，对桥梁的安全性产生质疑等。由于行人的个体差异，外在环境不同，人的心理承受能力不同等客观因素都会影响行人对桥梁振动的感受，因此选用合适的人行桥的振动舒适性评价规范尤为必要，本文将对人行天桥振动舒适度的国内外研究现状进行分析。

0 引言

表1 振动舒适度实验峰值加速度（m/s2）

近年来，由于新结构和设计施工技术的发展，随着钢结构的广泛应用，人行天桥逐渐向轻质、纤柔方向发展，因此桥梁振动也问题不断显现出来。当人行桥的自振频率与人行脚步荷载的频率相近时，桥梁比较容易发生大幅度的振动，尽管这些振动绝大多数情况下不会对天桥结构安全造成影响，但是会给行人带来不舒适性，很大程度上降低了天桥的使用性能。1 国内外人行天桥舒适度评价指标研究概况

自1931年以来，国内外学者做了大量的针对振动舒适性的实验，下面是对一些比较著名的实验进行简单的归纳整理，见表1。

在研究振动舒适度问题的过程中，如果能找到一个振动指标，能够将人对振动的主观判断做到量化，位移、速度、加速度和其导数都曾被作为判断指标。目前国内外的舒适度指标并未统一，但在通过总结大量试验结果和实测分析数据基，世界各国都针对舒适性问题给出自己的舒适度指标和评价标准。

2 国内外人行天桥舒适度规范研究概况

英国规范 BS5400[1]是最早涉及人行桥振动问题的国家规范之一，它同时采用了避开敏感频率法和限制动力响应法两种方法，对振动竖向性的要求更具体。规范中规定：无活荷载时，桥梁上部结构的竖弯一阶基本自振频率f0＞5Hz时，可认为桥梁的舒适性是满足要求的，无需进行动力验算；对于桥梁上部结构竖弯一阶基本自振频率 f0≤ 5Hz时，规范采用限制峰值加速度的方法，具体公式为αlimm/s2，该计算公式是通过收集大量的试验结果和现场实测结果得到的，应视实际情况，计算最大竖向加速度。

瑞典规范 Bro2004[2]也兼用了“避开敏感频率法”、 “限制动力响应值法”两种方法。规范规定：当桥梁自振频率 f0＞3.5Hz时，可认为桥梁的舒适性是满足要求的，无需进行动力验算；当自振频率小 f0≤ 3.5Hz时，需进行动力分析，竖向加速度均方根值小于等于0.5m/s2，则认为人行天桥的舒适性满足要求。

欧洲规范 EN1990[3]，作为欧盟设计的基本规范，规定：在无活荷载时，桥梁竖向自振频率f0＞5Hz时，横向基本自振频率f0＞2.5Hz，认为桥梁的舒适性是满足要求的，无需验算。否则，需要计算桥梁在施加荷载后的峰值加速度来进行评价。规范中将峰值加速度作为评判指标。对于竖向振动，人行天桥桥面任一位置处建议竖向振动加速度限值为 0.7m/s2，对于正常使用时的桥面水平振动加速度限值为0.2m/s2，在行人较拥挤的使用情况下桥面水平振动加速度限值为0.4m/s2。

为了对结构的振动水平做预测和对结构允许的最大振动梁进行评估，ISO10137规范中同时考虑了三个影响因素---振动源、传递路径和接受者；德国学者在总结前人的研究成果基础上，颁布了人行天桥设计指南EN03，规范中采取控制天桥自振频率和限制最大加速度峰值相结合的方法，对将人行天桥的舒适度等级分为四类，如表2所示。

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本规范其他规范不同，它是以分贝为衡量指标标准中参考 ISO2631中的频率计权法， 加拿大安大略省规范OHBDC与英国规范类似，规定了更为严格的振动限值，竖向加速度的最大值应不应大于0.25f0.75m/s2。

美国ATC规范中则对人行天桥的舒适度评价时进行了室内和室外的区分，室内天桥的最大加速度限值为0.15 m/s2，而户外的人行天桥最大加速度限值为0.5m/s2。

3 各规范的总结和比较

表3各规范规定总结

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现将国内外规范的规定分类整理，列于表 3中。由表可以发现，各国规范对竖向振动加速度限值各不相同，限值范围在0.3～1.0 m/s2之间；规定竖向振动加速度限值的规范中，部分规范规定了无需验算的竖向自振频率限值[4]。

国内外相关规范都习惯采用加速度峰值作为舒适度评价指标,但是而后各学者和规范都统一采用加速度均方根作为指标来评价天桥的振动舒适性，中国在人行天桥振动舒适度方面的研究起步稍晚，目前已经逐步发展成熟，是否能研究新的评价指标还需进一步的探索。

[1]BS5400, Steel Concrete and Composite Bridges[S] . London: British Standards Association, 1978

[2]Bro2004, Vagverkets Allmanna Tekniska Beskrivning for Nybyggandeoch Forbattring Avbroar Svensk Byggtjanst [S] . Sverige, 2004

[3]EN1990, Basis of Structural Design[S] . Germany: ARUP Vibration Seminar, 2002

[4]王丽丽. 列车风作用下铁路跨线人行天桥舒适度评价[D] . 西安: 长安大学, 2014

TU714

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