浦东国际机场二期候机楼登机桥行人激励下振动舒适性研究

摘要

旅客登机桥是机场的候机楼与飞机间的连接通道，它的使用既可使上下飞机的旅客免受风雨日晒侵袭之苦，又可大大缩短旅客上下飞机的时间，提高机场和飞机的利用率，其优越性早已得到世界航空界的公认。作为航站楼重要设施之一的登机桥，是机场的A级设备，它直接面对飞行器，因而安全责任十分重大。对浦东机场二期登机桥的有限元计算和实测表明，该桥的一阶竖向频率在2.3Hz左右，该频率与行人登机时步行的频率非常接近，容易产生人与桥的共振现象。共振时尽管结构的承载力满足要求，不易发生丧失承载力引起的破坏，但是因为登机桥共振将引起结构振幅长期过大，导致结构耐久性降低；或者在长期使用过程中，钢结构的焊缝处在较大的疲劳荷载下容易引起损坏甚至疲劳破坏；此外，振动有可能超过人体舒适度耐久极限，在行人的心理上造成恐慌。
　　 本文以上海浦东国际机场二期登机桥加装TMD减振器前后的振动测试，来对这个问题进行系统的研究。首先，利用通用的结构分析与设计软件SAP软件对上海浦东国际机场二期登机桥进行了结构模型的建模，对登机桥的自振特性进行了分析，以把握结构的基本振动特性。然后，以浦东机场二期登机人行天桥为对象，进行了行人激励下结构振动响应的现场实测研究，得到了登机桥的动力响应，登机桥的自振频率，登机桥的振型和阻尼比等测试结果，并将试验人群激励下结构的振动响应实测结果所得出的动力特性分析结果与理论值进行了比较。最后，针对长桥设计的一套用于减小行人登机时人行桥振动的质量调谐减振系统(简称TMD)，为了分析与预测登机桥安装调谐质量减振器TMD后的效果，对安装TMD前后登机桥在步行激励下的响应进行了数值仿真。为考察加装TMD的实际减振效果，我们对浦东机场二期登机桥的长跨桥进行了动力实测分析。然后对实测的加速度响应和数值仿真进行了对比，分析了登机桥加装TMD的减振效果及桥的阻尼比变化。