基于生物力学模型人-桥竖向动力耦合作用及其振动控制研究（英文）

摘要

基于移动质量-弹簧-阻尼(MMSD)生物动力学模型,研究了低频轻质人行桥的竖向振动舒适度,采用不同优化模型参数的调谐质量阻尼器(TMD)对其进行振动控制.首先,采用MMSD生物力学模型模拟行人,建立考虑人-桥动力相互作用的人-桥-TMD竖向动力耦合系统的时变控制方程,利用变步长的RungeKutta-Felhberg算法对控制方程进行求解.其次,探讨行人步频与人行桥频率一致时,人行桥在人-结构动力相互作用模型和移动荷载模型下的动力响应.最后,采用TMD对人行桥进行振动控制,对比分析不同优化模型的TMD对人-桥竖向动力耦合系统的控制效果.计算结果表明:评估低频轻质人行桥竖向振动舒适度时,人-桥竖向动力相互作用不容忽视;采用TMD能够有效地减轻人-桥共振时的人行桥振动,TMD参数建议依据Warburton优化模型确定.