(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210354083.9 (22)申请日 2022.04.06 (71)申请人 姜岸 地址 422000 湖南省邵阳市双清区高崇山 镇零散户116号 (72)发明人 姜岸　唐贤哲　潘佳怡　 (74)专利代理 机构 重庆信必达知识产权代理有 限公司 5 0286 专利代理师 李小伟 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 17/13(2006.01) (54)发明名称 人致振动桥梁舒适度分析方法、 介质、 计算 机设备及终端 (57)摘要 本发明属于土木工程中的桥梁与隧道工程 技术领域， 公开了一种人致振动桥梁舒适度分析 方法、 介质、 计算机设备及终端， 将影响桥梁人致 振动分析的输入参数分为桥梁参数， 行人参数， 环境条件三大部分； 计算过程采用二阶振动微分 方程数值模拟求解数值解的方法， 得出桥梁在其 中点处的横向加速度极值， 并结合规范， 对于处 桥梁给出舒适度评估等级的判定， 并在进行计算 求解的同时， 在软件界面右侧分别绘制出桥梁中 点自振曲线， 桥梁三维自振曲线， 行人作用时间 图像， 响应 ‑时间图像以及极值时间图像。 本发明 提供了一种软件可视化的桥梁振动分析的快速 方法。 为诸如此类的桥梁振动舒适度分析软件的 研发提供了 蓝图。 权利要求书1页 说明书12页 附图4页 CN 115017752 A 2022.09.06 CN 115017752 A 1.一种人致振动桥梁舒适度分析方法， 其特征在于， 所述人致振动桥梁舒适度分析方 法将影响桥梁人致振动分析的输入参数分为桥梁参数， 行人参数， 环境条件三大部 分； 计算 过程采用二阶振动微分方程数值模拟求解数值解的方法， 得出桥梁在其中点处的横向加速 度极值， 并结合规范， 对于处桥梁给出舒适度评估等级的判定， 并在进行计算求解的同时， 在软件界面右侧分别绘制出桥梁中点自振曲线， 桥梁三 维自振曲线， 行人作用时间图像， 响 应‑时间图像以及极值时间图像。 2.如权利要求1所述的人致振动 桥梁舒适度分析方法， 其特征在于， 所述人致振动桥梁 舒适度分析方法采用matlab二阶振动微分方程ode45()函数数值求解的强大功能求解桥 梁中点振动位移， 速度， 加速度随时间变化的图像。 3.如权利要求2所述的人致振动 桥梁舒适度分析方法， 其特征在于， 所述人致振动桥梁 舒适度分析方法结合结构力学结构动力学中简支梁按质量均匀分布情况计算各点的自振 加速度， 配之以桥梁初始振动中点处的位移， 速度以及加速度等边界条件， 根据输入界面中 的桥梁， 行 人以及环境 参数具体绘制出桥梁三维自振图像。 4.如权利要求3所述的人致振动 桥梁舒适度分析方法， 其特征在于， 所述桥梁三维自振 图像为各处连续 点随时间变化的位移图像。 5.一种接收用户输入程序存储介质， 所存储的计算机程序使电子设备执行权利要求1 ～4任意一项所述人致振动桥梁舒 适度分析 方法包括下列步骤： 步骤一， 准备理论基础， 实地调研考 察； 步骤二， 根据采集到的数据通过 科学方法进行分析； 步骤三， 总结研究成果建立相应的模型， 使用MATLAB对研究结果进行可视化分析， 通过 对离散数据的作图分析 得到横向加速度随各参数的变化趋势。 6.一种计算机设备， 其特征在于， 所述计算机设备包括存储器和处理器， 所述存储器存 储有计算机程序， 所述计算机程序被所述处理器执行时， 使得所述处理器执行如所述权利 要求1～4任意 一项所述的人致振动桥梁舒 适度分析 方法的步骤。 7.一种信 息数据处理终端， 其特征在于， 所述信 息数据处理终端用于实现权利要求1～ 4任意一项所述的人致振动桥梁舒 适度分析 方法。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115017752 A 2人致振动桥梁舒适度分析方 法、 介质、 计算机设 备及终端 技术领域 [0001]本发明属于土木工程与桥梁与隧道工程技术领域， 尤其涉及一种人致振动桥梁舒 适度分析 方法、 介质、 计算机设备及终端。 背景技术 [0002]目前， 随着建筑材料和结构设计的发展， 以及人们对桥梁的审美意识和城市景观 要求的提高， 现代人行桥的基频不断降低， 变得越来越轻柔。 这些轻柔的现代人行桥通常具 有较低的阻尼比， 且低阶模态的频率常落在行人步行频率范围内， 从而易出现大幅度振动 响应。 因此， 振动舒 适度已经成为人 行桥设计的控制因素。 [0003]在行人、 风向、 车载等振动荷载作用下， 人行桥势必会出现大幅振动， 引起人们的 心理不适。 因此， 在设计阶段分析桥梁振动幅度、 评价桥梁的行人舒适性也就成为了桥梁设 计当中不可或缺的一部 分了。 直到现在， 桥梁振动引起人体不适的标准没有得到完全统一。 1阶竖直方向上的频率必须 大于2.6Hz， 然而遗憾的是， 这 一条件约束似乎太少了 。 [0004]现阶段， 德国， 英国， 美国， 意大利和西班牙等国已经相继在本土范围内出台了一 系列和人行桥人致振动有光的文献与相关的法规——通过查阅相关资料发现， 在这些法规 里面， 不外乎是对人行桥的人致振动进行模型化以及理想化的处理， 将桥梁各处的约束的 摩擦力忽略不计， 以及将桥梁的质量密度简化为沿着桥长方向连续分布， 沿着桥宽以及桥 高的方向均匀分布。 同时， 人行桥的各处联系的设计强度和刚度在进行模型化计算处理的 过程当中均视为不变， 而在用有限元之类的软件进行模拟分析 的时候， 人与人之间的心理 影响等难以估摸的因素均被排除在外， 并且假设人在桥梁上面均匀分布， 并且沿着桥长方 向缓慢但是匀速的移动， 据此， 可以得出， 由于人移动所导致的桥梁各处挠度， 应力幅值的 动荷系数的数值应当非常小， 并且其波动的幅值也很小， 故可以将其在进行软件处理的过 程当中近似忽略不计。 [0005]由此可见， 在之后的各项处理当中， 用有限元软件进行模拟的数值计算当量以及 用Ansys软件进 行三维设计图纸建模的时候的工作量均相应地减少了一个量级 ——也正是 如此， 在这些国家的如出一辙的规范当中， 可以很清晰地看到， 由于在进 行模型化处理的过 程当中有了过多的理想化模型的假设， 才会导致有一些诸如 千禧桥之类的桥梁在其设计过 程当中没有考虑到突发情况 的发生 (比如在其修建初期通车 的时候车流量以及人流量过 大)， 最后才 会导致桥梁摇晃最终倒塌之列的惨案的发生。 [0006]故秉承着立足于实际， 实践出真知的观点， 坚持到著名大桥例如橘子洲大桥， 银盆 岭大桥等处进行实地考察， 在通过询问路人以及通过相关的仪器设备进行实地考察之后， 对于现实中桥梁的基本结构以及其在通过行人和车辆的过程中所产生的人可以感受到的 影响有了一个初步的认识。 并且在最后运用了  AUTOCAD以及ANSYS软件对于这两处著名大 桥进行了简易的三维模拟绘图， 并且将所得出的结果和上述提到的各个国家的规范进 行了 一系列的对比后， 发现， 处理结果在各国的标准规范范围之内， 由此可见， 各国的规范对于 在一般正常荷载作用下 的桥梁是适用的， 但是， 对于新建的或是处于节假日交通通行量较说　明　书 1/12 页 3 CN 115017752 A 3