一种大跨度人行天桥舒适度测试激振装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种大跨度人行天桥舒适度测试激振装置，滚轮安装在基本结构框架底部；可调频偏心转子固定在基本结构框架上，水平驱动系统固定在基本结构框架上，水平驱动装置驱使基本结构框架沿人行桥方向移动；利用偏心激振转子的转动，模拟不同频率、不同数量的人群振动荷载，水平驱动装置可推动激振装置沿着大跨度桥梁按照不同速度前进，模拟行人在桥面的移动。可同时设置多组激振装置，通过激振频率，激振强度、移动速度的有效组合，按照规范要求重现大跨度人行天桥的有效人行荷载。本实用新型专利技术对于提升大跨度人行天桥舒适度测试精度有重要意义。度有重要意义。度有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种大跨度人行天桥舒适度测试激振装置


[0001]本技术涉及桥梁工程领域，尤其涉及大跨度人行天桥舒适度测试激振装置。

技术介绍

[0002]随着我国经济的发展，城市交通基础设施的建造更急完善，建立了从轨道交通、市政道路、人行绿道的城市综合交通系统。近年来，人行天桥对造型和美观的要求越来越高，且跨越铁路、河流的大跨度人行天桥越来越多，例如成都绕城绿道公园的跨成昆线人行天桥，为主跨175m的斜拉桥、广州跨珠江的海心桥拱跨达到198m，远远突破了传统梁式人行天桥的跨径记录。但是，大跨度人行天桥自振频率低，在人行荷载下加速度响应较大，一般需要进行舒适度控制专题研究，例如安装质量调谐阻尼器等。但是，在进行舒适度测试时，受到测试人员的数量限制，无法有效激发大跨度桥梁的振动；采用固定的偏心轮激振，无法模拟行人的移动效应。
[0003]因此，继续开发新型大跨度人行天桥激振装置，有效重现移动工况下的振动荷载，实现大跨度人行天桥的有效激振，为高精度评价人行天桥舒适度提供技术支撑。

技术实现思路

[0004]为了满足以上技术需求，本技术目的是提供一种大跨度人行天桥舒适度测试激振装置，避免行人不足造成的激振效率低下，通过合理的机械设计，重现了人行荷载的水平移动、时变振动两个特征，并通过可调频、调重、调速的设计，扩大了激振的有效参数范围，提升了装置的激振效率，有利于真实重现大跨度人行天桥在满载行人工况下的动力效应，减小了环境噪声、风振的影响比例。
[0005]本技术提供了如下的技术方案：
[0006]一种大跨度人行天桥舒适度测试激振装置，包括：可调频偏心转子、水平驱动系统、基本结构框架和滚轮；可调频偏心转子通过螺栓、焊接等方法固定在基本结构框架上，提供竖直方向的正弦激振力；水平驱动系统也通过螺栓、焊接等方法固定在基本结构框架，滚轮也安装在基本结构框架底部上；
[0007]水平驱动装置可驱使该激振装置沿人行桥方向按照稳定的速度前行。该大跨度人行桥舒适度测试激振装置，通过控制可调频偏心转子的质量和频率，水平驱动系统的移动速度，模拟不同数量、不同步频、不同行走速度的人群行走给桥面带来的竖向移动荷载，由此实现对大跨度人行天桥的有效激振，更好地测量大跨度人行天桥在行人荷载下的加速度响应，为大跨度人行天桥的舒适度测试提供更好的激振效果。
[0008]所述的可调频偏心转子，可以控制其转动频率和转子质量，为桥面提供可变的竖向荷载，转动频率要求在1.0Hz～5.0Hz之间。通过多台装置的同时使用，让可调频偏心转子群组提供的合力时程更加贴近规范建议的人行荷载时程曲线。
[0009]所述的水平驱动系统与滚轮相连接。水平驱动系统自带电源、驱动电机，可驱使激振装置按照不同速度沿着人行天桥移动。
[0010]所述的基本结构框架，具有良好的强度和刚度，是整个激振装置的支撑体系，可调频偏心转子、水平驱动系统、滚轮都安装在基本结构框架上。基本结构框架在竖向激振荷载下，需要保持良好的结构强度和刚度，不发生明显变形和疲劳破坏。
[0011]所述的滚轮，支撑整个激振装置，并可以顺滑滚动。
[0012]可调频偏心转子，通过转子的频率与偏心惯量，为桥面提供的竖向荷载F
v
(t)时程如如下所示。其中G为整个激振装置的自重，m为转子的偏心惯量，ω为转子的转动频率。需要注意的是，m不能大于G，即在激振过程中，激振装置与桥面不能消压。
[0013]F
v
(t)＝G+msin(ωt)
[0014]所述的水平驱动装置，充满电后可工作超过5个小时，并且能使得激振装置的水平移动速度v在2km/h至15km/h之间变化。
[0015]所述的测试激振装置，其工作参数(转动惯量m，激振频率ω，移动速度v)需要根据人行天桥本身的动力特性(主梁重量M，自振频率f，等)、人行荷载特性(行人数量N，人行速度v等)确定，使用方法包括了桥梁动力特性、人行荷载特性和激振装置工作参数的映射关系。
附图说明
[0016]图1a为本技术提供的激振装置基本构造图；
[0017]图1b为本技术提供的激振装置侧视基本构造图；
[0018]图2为本技术提供的实施例的现场激振示意图；
[0019]图3为本技术提供的实施例的多组激振装置协同工作原理图；
[0020]图4为本技术提供的实施例的前6阶自振振型图；
[0021]图5为本技术提供的实施例的卓越频率满载对比图；
[0022]图6为本技术提供的实施例的不同人群长度对比图。
[0023]附图中标号为：
[0024]1、可调频偏心转子；2、水平驱动装置；3、基本结构框架；4、滚轮。
具体实施方式
[0025]以下结合实施例和附图对本技术进行详细描述，但需要理解的是，所述实施例和附图仅用于对本技术进行示例性的描述，而并不能对本技术的保护范围构成任何限制。所有包含在本技术的技术宗旨范围内的合理的变换和组合均落入本技术的保护范围。
[0026]下面结合附图对本技术进行进一步说明。
[0027]如图1a和图1b所示，此实施例中，可调频偏心转子1、水平驱动装置2均安装在基本结构框架3上，滚轮4也安装在基本结构框架3上。可调频偏心转子1和水平驱动装置均需要电源驱动，电源也固定在基本结构框架3上。在测试过程中，根据桥梁动力特性、目标行人数量、行人激振频率等信息，设定好可调频偏心转子1的质量、频率，以及移动速度，从所测试桥梁一端匀速行径到另外一端。
[0028]本实施例中，如图2和图3所示，共有3组测试激振装置，每组质量、频率、速度分别为m
i
、ω
i
、v
i
，i＝1,2,3。其中：m
i
的总和需要与考虑同步率后的桥梁最大行人重量相同；ωi
i
的选择一般为1Hz～3Hz之间的桥梁自振频率；三组测试激振装置移动速度v
i
一般可以相同，也可以不同，在实际测量时，建议考虑多种v
i
的组合。
[0029]因此，作用在桥面的总荷载如下式所示。
[0030][0031](m
1+
m
2+
m3)与最大行人重量的比值不宜小于1/3。
[0032]目前尚无最不利移动速度v
i
的取值方法，建议在缓慢步行速度2km/h到快跑跑步速度15km/h之间离散变化，由此考虑桥梁的最不利响应。
[0033]在测试过程中，加速度传感器需要布置在所关注桥梁振型的变形峰值处，对于大跨度人行天桥，建议加速度布置数量需要为关注频率阶数的2倍。
[0034]图4～图6展示了进行测试激振装置参数选择的主要流程与结果，首先计算了某人行桥的前6阶自振振型，其中1.26Hz、1.87Hz以及2.35Hz三阶振型处于人行频率[1,3]Hz本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大跨度人行天桥舒适度测试激振装置，其特征在于，包括：可调频偏心转子（1）、水平驱动系统（2）、基本结构框架（3）和滚轮（4）；滚轮（4）安装在基本结构框架（3）底部；可调频偏心转子（1）固定在基本结构框架（3）上，提供竖直方向的正弦激振力；水平驱动系统（2）固定在基本结构框架（3）上，水平驱动系统（2）驱使基本结构框架（3）沿人行桥方向移动；通过控制可调频偏心转子（1）的质量和频率，水平驱动系统（2）的移动速度，模拟不同数量、不...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁星，邓开来，梁桓玮，张广达，胡佳，赵灿晖，徐腾飞，潘霞，
申请(专利权)人：中国十九冶集团有限公司，
类型：新型
国别省市：