隨著城市的發(fā)展，人行天橋越來越多地應(yīng)用于比較寬闊的街道行人過街需要，這些人行天橋通常跨度比較大，一般在40~50m左右，結(jié)構(gòu)形式多為單跨簡支梁，結(jié)構(gòu)梁柱多采用箱梁。正常設(shè)計(jì)時(shí)**階自振頻率和人正常行走的頻率接近，容易產(chǎn)生共振，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用，而且振動(dòng)有可能超過人體舒適度極限，給行人心理上造成恐慌。如一味增加天橋剛度以避開共振頻率，會(huì)極大的增加造價(jià)。而采用TMD減振器來達(dá)到減少天橋振動(dòng)反應(yīng)將是一個(gè)既實(shí)用又經(jīng)濟(jì)的方法。
1、 調(diào)諧質(zhì)量減振器的工作原理
調(diào)諧質(zhì)量減振器（Tuned Mass Damper,簡稱TMD）是專門為細(xì)長、細(xì)高或大跨結(jié)構(gòu)發(fā)展起來的一種減振系統(tǒng)。TMD減振器是在原系統(tǒng)（主系統(tǒng)）上耦合一個(gè)單自由度的彈簧質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)（附加系統(tǒng)），如圖1所示。TMD系統(tǒng)一般支撐或懸掛在結(jié)構(gòu)上，其對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的機(jī)理是：當(dāng)主結(jié)構(gòu)在外部激勵(lì)作用下產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)TMD系統(tǒng)一起振動(dòng)，TMD系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力再反作用到主結(jié)構(gòu)上。如果調(diào)諧這個(gè)慣性力，使其與激勵(lì)力的方向相反，則可與激勵(lì)力抵消，使主結(jié)構(gòu)的振動(dòng)位移大大減小，達(dá)到控制主結(jié)構(gòu)振動(dòng)的目的。
2、人行激勵(lì)模式及舒適度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
行人的行走可能產(chǎn)生垂直作用力、橫向作用力以及扭轉(zhuǎn)作用力。一般只考慮人行激勵(lì)對(duì)橋面的豎向作用，忽略其產(chǎn)生的水平和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。人的行走激勵(lì)可以當(dāng)作一個(gè)周期的過程處理，通常把行走中某一側(cè)足跟觸地到該足跟再次觸地稱為該側(cè)下肢的一個(gè)步態(tài)周期。在計(jì)算時(shí)采用的步行荷載工況一般為國際橋梁及結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)（IABSE）所給定的連續(xù)步行荷載模式，如圖2所示。
根據(jù)有關(guān)資料，行人的行進(jìn)頻率大約在1~3Hz之間。而具體的行進(jìn)速度受體質(zhì)與當(dāng)時(shí)具體情況的影響。在計(jì)算時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，如可以調(diào)整步行頻率使其正好接近結(jié)構(gòu)的某個(gè)固有頻率，以研究結(jié)構(gòu)的共振反應(yīng)。
人對(duì)樓板振動(dòng)的反應(yīng)是一個(gè)很復(fù)雜的現(xiàn)象，它與樓蓋振動(dòng)的大小和持續(xù)時(shí)間、人所處的環(huán)境、人自身的活動(dòng)狀態(tài)以及人的心理反應(yīng)都有關(guān)系。樓蓋振動(dòng)對(duì)的影響一般可以用振動(dòng)的峰值加速度來衡量。
3、安裝與調(diào)試
因?qū)嶋H結(jié)構(gòu)與計(jì)算模型之間有一定的差距，如完全按照計(jì)算結(jié)果來配置和生產(chǎn)TMD，往往會(huì)造成實(shí)際減振效果不好，一般在結(jié)構(gòu)建好后用脈動(dòng)法測試結(jié)構(gòu)基本自振頻率，以此作為TMD頻率調(diào)試的基準(zhǔn)頻率。一般的測試過程如下：
（1）無控（即TMD鎖死不起作用）情況下結(jié)構(gòu)響應(yīng)測試
在人員跳躍激勵(lì)下進(jìn)行振動(dòng)測試2人(如果2人跳躍可以將主結(jié)構(gòu)激勵(lì)成功的話，采用2人激勵(lì))或4人同時(shí)跳躍，測試結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度響應(yīng)。并通過人員的主觀感覺及振動(dòng)加速度數(shù)值來評(píng)價(jià)舒適度。
在步行激勵(lì)下的振動(dòng)測試10人同步從連橋一端走向另一端，測試樓面的振動(dòng)加速度響應(yīng)。并通過人員的主觀感覺及振動(dòng)加速度數(shù)值來評(píng)價(jià)舒適度。
（2）有控（即TMD起作用）情況下連廊結(jié)構(gòu)響應(yīng)測試
使調(diào)諧質(zhì)量減振器TMD處于釋放狀態(tài)，即讓TMD起作用，按上述同樣的方法測試主結(jié)構(gòu)的振動(dòng)加速度響應(yīng)。
（3）TMD減振器控制效果評(píng)價(jià)
測試完成后對(duì)連廊安裝TMD前后的舒適度以及減振效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。
