基于人群密度的随机人群荷载模型研究

摘要

人群同步率与行走步频对人行桥的结构振动响应影响较大,但既有随机人群荷载模型仅由单人荷载模型组合而成,并未考虑人群密度对结构振动的影响,建立可描述人群行走特征的随机人群荷载模型尤为重要.以某钢桁架人行桥为研究对象,采用现场振动测试试验与数值模拟的方法,研究人群密度对人行桥振动响应的影响规律,在既有随机人群荷载模型的基础上,提出一种考虑人群同步率与行走步频随人群密度变化而改变的随机人群荷载模型,并采用其他学者的相关试验数据对本文建立随机人群荷载模型的正确性进行了验证.研究结果表明:人群同步率和行走步频都会随人群密度的变化而改变;当人群密度小于1人/m2时,人行桥振动响应与人群密度呈正相关,当人群密度超过1人/m2,人行桥振动响应随人群密度呈负相关;基于人群密度的荷载模型所得到计算值与试验值的相对误差为5.0％～12.2％,这证明本文建立的随机人群荷载模型能够较好模拟人群行走所产生的荷载效应.