噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (6): 203-211.

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行人荷载作用下钢木组合人行桥结构时变频率识别及变化规律研究

彭佳敏1，刘景良1，2，陈飞宇1，郑文婷3, 盛叶1，2，骆勇鹏1，2   

  1. （ 1. 福建农林大学交通与土木工程学院，福州350108；2. 福建农林大学“数字福建”智能交通技术物联网实验室，福州350108；
    3. 福建工程学院土木工程学院，福州350118 ）
  • 收稿日期:2021-09-13 修回日期:2021-12-13 出版日期:2022-12-18 发布日期:2022-12-18

Study on Time-varying Frequency Identification and Its Variable Rule of Steel-timber Composite Footbridge Excited by Pedestrian Load

  • Received:2021-09-13 Revised:2021-12-13 Online:2022-12-18 Published:2022-12-18

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摘要： 钢-木组合结构因其良好的承载能力与环境协调性目前多用于人行桥等结构系统。为追踪行人与钢木组合人行桥耦合作用所导致的频率变化特性，建立人体与钢木组合人行桥耦合的数值模型并求解其振动响应。由于人致振动产生的响应信号有可能是非渐近和密集的，采用一种拓展解析模态分解、递归希尔伯特变换和变焦同步挤压小波变换相结合的联合方法识别其时变模态特性。研究结果表明：该模型能够很好地模拟人或人群与钢木组合人行桥之间的相互作用；在单人或是人群作用下该联合方法均能准确识别出耦合系统的频率变化并具有一定的鲁棒性。在此基础上，对不同跨径钢木组合人行桥进行数值模拟并分析不同人体参数对人-桥耦合系统固有频率的影响，最终得到人-钢木组合桥耦合系统频率随行人荷载的变化规律并拟合出经验公式。该公式能够为人行桥的设计、维护等提供参考。

关键词: 振动与波, 钢木组合结构, 人桥相互作用, 同步挤压小波变换, 时变, 联合方法, 瞬时频率