【《各国人行桥相关规范概述》2600字】

各国人行桥相关规范概述1.1英国规范BS5400(1)单人荷载模型英国规范规定的单人竖向荷载(N)为:式中为行人步频。(2)舒适度指标标准英国规范规定：人行桥在无活载状态下，当其竖向基本自振频率f>5Hz时，可以不进行最大振动响应验算，该桥梁满足振动使用性要求，当f<5Hz时，需要验算行人荷载作用下该人行桥结构的最大振动响应是否满足规范舒适度标准。英国规范BS5400采用结构振动响应的峰值加速度作为人行桥的舒适度评价指标。加速度峰值上限指标为:（1.10）式中为桥梁结构的竖向基频。（3）简化算法针对三跨以内,总长度不超过50m,跨径对称布置的等截面连续梁,BS5400提出了一个简单的最大加速度验算公式：amax=4Π2fv2式中,为桥梁结构的竖向基频,y是标准体重力700N作用在跨中时产生的静挠度,显然:y=700km（km为结构刚度），k是结构系数,单跨桥取1.0,双跨桥取0.7,三跨桥取0.6-0.9;图1-2Ψ折减系数取值参考图(引自文献[25])1.2瑞典规范Bro2004(1)人群荷载模型瑞典规范将人群荷载定义为一阶正弦荷载模型，其表达式为: （1.12）式中:,系数考虑了人行桥上的行人总数，人群密度取0.1人/，B为桥梁桥面宽度，L为桥梁净跨径，，=150N,为行人步频。(2)舒适度指标标准瑞典规范规定：若人行桥的第一阶竖向自振频率大于3.5Hz，则不需要进行振动响应验算，若人行桥的第一阶竖向自振频率小于3.5Hz，则需要验算该桥最大振动响应是否满足舒适度标准。瑞典规范采用均方根加速度作为人行桥的舒适性评价指标。规范规定，若人行桥在人行荷载激励下产生的竖向均方根加速度，则该桥满足舒适度要求，否则不满足。1.3欧盟规范Eurocode（1）行人荷载模型欧盟规范对行人荷载模型没有作详细规定，具体行人荷载模型可以由桥梁设计者自行选择。（2）舒适度指标标准欧盟规范规定:若无行人活载状态下，桥梁结构竖向固有频率f>5Hz、且桥梁结构横向固有频率f<2.5Hz时，则满足振动舒适性要求，反之若有一者不能满足规范要求，则该桥需要进行相应的验算。欧盟规范采用桥梁结构振动响应的峰值加速度响应作为人行桥的舒适度评价指标。该规范规定在行人荷载作用下，人行桥的竖向振动加速度峰值和横向振动加速度峰值响应应符合表1.5的规定。表1.5欧盟规范Eurocode舒适度指标人行桥振动形式峰值加速度（）竖向振动0.7一般情况时的横向振动0.2人群荷载满布下的横向振动0.41.4国际标准化组织ISO规范(1)单个行人的荷载标准国际规范规定单个行人荷载模型采用正弦荷载模型。单个行人的竖向荷载模型为: （1.13）单个行人的横向荷载模型为: （1.14）上面两式中，、分别代表行人的竖向步频和侧向步频国际规范规定:当求解单个行人荷载激励下人行桥的最大振动响应时，单个行人荷载应作为集中荷载加载在桥上最容易引起最大响应的位置处。(2)人群的荷载标准人群作用的竖向荷载模型为:人群作用的横向荷载模型为式中，N为人群数量，、分别代表行人的竖向步频和侧向步频，人数N可以由下式得出: （1.16）式中，B为人行桥的宽度，L为人行桥计算跨径，S为人群密度，人群密度值可以在0.1-0.15人/的范围内进行取值。(3)舒适度指标标准国际规范是以加速度均方根和人行桥固有频率的关系曲线作为舒适度指标标准，加速度均方根和人行桥固有频率的关系曲线如图1-3所示。国际规范规定要分别计算人行桥在单人荷载激励和人群荷载激励下的人致振动响应，并将其与规范中规定的振动舒适度指标曲线进行比较。规范还指出当行人是以静止状态处于桥上时，其舒适度指标标准可以降低到图1-3所示舒适度指标值的一半。当人行桥的加速度均方根响应在图中实线以下时，我们就可以认为该桥满足行人舒适度的要求。图1-3国际标准化组织ISO规范中人行桥振动舒适度的临界曲线(行人运动中)（引用于文献）1.5德国人行桥设计指南EN03(1)人群的荷载标准德国人行桥设计指南EN03所提出的荷载模型考虑了竖向和纵向二阶、横向一阶荷载。每种荷载都用一个通用表达式： （1.19）式中：——单个行人简谐动荷载；——步频为fs时单个行人产生的一阶荷载的幅值，竖向P=280N,纵向P=140N,横向P=35N；——考虑到步频接近基频变化范围临界值的概率而引入的折减系数，其值按图1-5规定选取；——与桥上自由行走的n个人的效应等效的同步行走人数，按下式计算： 式中：——桥上行人总数量；——阻尼比；——加载面积。图1-5折减系数的取值（2）舒适度指标标准表1-6德国设计指南给出的舒适度分级表格舒适度级别舒适度竖向加速度最大值横向加速度最大值CL1最好<0.5<0.10CL2中等0.50-1.000.10-0.30CL3最差1.00-2.500.30-0.80CL4不能接受>2.50>0.80（3）简化算法根据德国设计指南的规定，当竖向和纵向振动的一阶和二阶频率1.25-2.3Hz以及2.5-4.6Hz内，以及横向振动频率在0.5-1.2Hz内时，需要验算桥梁在人群谐振下的振动加速度。其中为振型函数，为等效质量，为模态阻尼。1.6欧洲法规5（Eurocode5）欧洲法规5,是一个关于设计的指南木材桥梁。但是，定义的响应模型不是特定于木材的，因此可用于检查桥梁的任何材料。（1）舒适度标准欧洲法规5对人行桥竖向基频的最大限值为5Hz,横向基频的最大限值为2Hz。对竖向加速度的最大限值为0.7m/，对横向加速度的最大限值为0.2m/。（2）简化计算单人加速度幅值计算公式如下：其中M，ζ和是桥梁跨度的总质量，阻尼比和固有频率。计算过程假定该桥为简支梁式结构。N行人荷载作用下的加速度响应幅值(同时出现在桥上)给出如下:(1.22)其中是单个行人的稳态响应的振幅(取与桥梁固有频率匹配的简谐力)，N为行人数量，k为经验系数参考图1-6。图1-6经验系数k的取值1.7法国规范（FrenchSetra）（1）单人荷载模型 （1.23）式中：——行人重量，取700N;——一阶谐波幅值,G1=0.4G——第i阶谐波幅值,G2=G——步频，平均值为2Hz;——第i阶谐波的相位角,φ2——考虑到的谐波数量，限于前三项，即n=3。（2）人群荷载模型根据人群密度大小将人行桥人群荷载模型分为两种。人群密度在0.5～0.8人/m2时： （1.24）人群密度等于1.0人/m2时：（1.25）式中：——桥上行人密度；——单人动荷载幅值，竖向取280N，纵向取140N，横向取35N;——人行桥自振频率；——桥上行人总数量；——阻尼比；——考虑到步频接近基频变化范围临界值的概率而引入的折减系数，其值按图1-7规定选取。人群密度在0.5～0.8人/m2(左侧为竖向和纵向，右侧为横向)人群密度等于1.0人/m2(左侧为竖向，右侧为横向)图1-7折减系数ψ取值（3）舒适度标准。表1-7法国规范给出的振动舒适度等级标准舒适性等级竖向alimit（m/s2侧向alimit（m/s2最好＜0.50＜0.15中等0.50～1.000.15～0