当人行走在部分桥梁（如风景区的吊桥）时，会感觉到上下左右摇晃，严重者甚至头晕，导致行人害怕而不敢前行或恐慌。这是因为部分桥梁刚度较小，在行走的作用下，发生速度较快的振幅，人行舒适性指标较差。城市人行天桥人流密集，当天桥竖向频率较小时，极易发生共振，导致引起恐慌和踩踏事故。因此，必须对人行天桥舒适性作出规定。

然而，我国1996年发布的CJJ69—1995《城市人行天桥与人行地道技术规范》在人行天桥舒适性指标方面的内容不完整，指标陈旧，已适应不了当前人行桥建设需要。

一、人行舒适性规范的探讨

国外人行舒适性的规定

各国对人行桥舒适性评价指标主要有频率值和加速度值，相应对人行舒适性控制也采用避开敏感频率法和限制动力响应值法。根据人行频率在1.6~2.4Hz这一规律，英国规范BS5400（1978）、欧盟的EUROCODE5、加拿大安大略省规范OHBDC（1991）等规定桥梁的竖向基频＞5Hz时，不用验算振动最大响应，舒适性满足要求。瑞士规范SIA160（1989）建议桥梁竖向固有频率不应该在1.6~2.4Hz和3.5~4.5Hz内，瑞典国家规范Bro2004规定桥梁竖向基频＞3.5Hz时舒适性可以满足。在通过限制动力响应值达到舒适性的规范中，《德国人行桥设计指南》EN 03（2007）对人行舒适性有明确的指标（见表1），.国际标准化组织ISO采用人行荷载模式和舒适度指标控制人行舒适性，既考虑了单个人行荷载又考虑了人群荷载的作用，采用随振动时间变化均方根加速度作为指标，非常全面，但使用起来复杂。其他各国对人行天桥加速度指标要求见表2。

表1 德国人行天桥设计指南人行舒适性指标  m/s2

等级	名称	竖向加速度	侧向加速度
1	很舒适	<0.50	<0.10
2	中度舒适	0.50-1.00	0.10-0.30
3	不舒适	1.0-2.0	0.3-0.8
4	不可忍受	>2.5	>0.8

表2 国外其它人行桥设计指南人行舒适性指标  m/s2

规范	加速度	竖向限制	侧向限制
BS5400	峰值加速度	0.5  Fv1/2	未考虑
EN1900	峰值加速度	0.70	0.2
Bro2004	均方根加速度	0.5	未考虑
ISO	均方根加速度	0.3-0.6	0.3-0.7

我国人行天桥舒适性的规定探讨

《城市人行天桥与人行地道技术规范》规定：“为避免共振，减少人行不安全感，天桥上部结构竖向自振频率≥3Hz”。大城市的主干道路一般为双向6～10车道，宽度在30～60m。为减少对交通干扰，人行桥结构形式多为简支单跨钢箱梁，30～60m跨度的天桥经验梁高为1.2～2.4m，竖向自振频率在1.8～2.8 Hz之间。正常情况下若不额外增加梁高或材料，跨度30m以上人行天桥的自振频率很难达到3 Hz。参考上述国外规范对人行桥舒适性的规定，我国规范关于人行舒适性的规定存在以下几方面问题需探讨。

1)只考虑竖向刚度限制，没有考虑侧向刚度限制。人群在行走时，竖向振动及纵向振动的敏感频率范围为1.60～2.40Hz，侧向振动的敏感频率范同为0.50～1.20Hz。当人行梁的宽跨比较少，即跨度大而桥梁较窄时，桥梁侧向振动较大，会引起行人不适。

2)仅有频率值要求，没有加速度值要求。在一般条件下，常规人行桥通过保证结构刚度满足人行舒适性。太原市跻汾桥的竖向一阶自振频率为1.1Hz，不满足要求，但其在异步人群荷载作用下竖向加速度峰值为0.16m/s?，侧向加速度峰值为0.11m/s?，依据上述其他国家的相关规范判断，该桥的人行振动舒适性良好。

3)基频设置要求已不完全适用。3Hz的要求不适用大跨度人行桥，且导致部分中等跨度人行桥的材料浪费。对于跨度超过100米的大跨度人行桥，要求其竖向基频达到3Hz，其刚度增加一倍以上。在结构形式一定的情况下，根据刚度的计算公式，如果增加截面高度来增加结构刚度，质量也会增加，梁高势必大大增加，这违背桥梁结构轻巧化的发展趋势，也不是一种经济环保的解决方法。

在当前城市中等跨度的钢结构人行天桥设计中，桥梁往往是刚度控制，40m左右跨度的钢桥，其应力值仅在60～80MPa，远远未达到钢材的应力设计值，造成钢材浪费。通过对结构动力响应控制，使桥梁的舒适性满足要求。当结构人行桥的刚度不成为限制条件时，可以充分利用材料的强度，节约大量钢材。

二、工程实例

中等跨度钢结构人行天桥

广州市某人行天桥为跨度43m的简支钢箱梁，桥宽3.5m，梁高1.7m，顶板、底板的钢板厚度为16mm，为增强主梁刚度，将桥墩与钢梁固结。经计算，其基频为3.1Hz，刚好满足规范要求，此时钢梁跨中应力仅70MPa。如果不考虑3Hz的限制，充分发挥材料强度，在挠度满足规范的前提下，经计算可减少用钢量30％，用质量调频阻尼器控制其动力响应，仅需安装3t的质量调频阻尼器即可满足舒适性要求。

大跨径人行斜拉桥

绵阳三江大桥人行桥为主跨208m斜拉桥，桥宽5m，梁高2m。其一阶对称侧弯0.47Hz和0.80Hz，均位于人致侧向振动敏感频率范围内，一阶竖向频率为1.4Hz，大桥在1.6～2.4Hz共有6阶竖弯振模态。如果要求基频>3.0Hz，则该桥无法实施。在桥梁结构不变的情况下，通过质量调频阻尼器解决人行舒适性问题。

在安装减振装置前，主跨在100～150人自由行走时发生大幅侧向振动，为一阶侧弯模态，加速度峰值超过0.30m/s?。安装调谐质量阻尼器后，在400人走动时最大振幅在0.06～0.08m/s?。安装减振装置后边跨跨中竖向响应从最大值(约0.30m/s?)经过6个周期衰减到0.04m/s?左右，边跨跨中竖向加速度响应从0.30m/s?。经过20个周期后衰减到0.12m/s?。

该桥的实际运营状态良好，人行走在桥梁上安全平稳，设计者仅使用几十吨质量调频阻尼器就解决人行舒适性问题。如果按照规范的要求将结构基频提高到3 Hz，结构的刚度要增加1倍以上，景观不美且经济不合理。

三、舒适性设计标准的建议

直接控制人行桥竖向、横向的动力响应

结构动力响应易于计算和识别，根据目前研究成果和各国经验，废弃竖向基频>3Hz的要求，改为规定人行桥竖向加速度不能大于0.8m/s?，横向加速度不能大于0.30m/s?，加速度的具体值按项目实际计算确定。

增加人行桥的阻尼

当人行桥的动力响应不满足要求时，通过安装阻尼器的方式，将人行桥的动力响应控制在上述4.1所规定的范围内，达到满足舒适性的目的。

我国规范对人行舒适性的规定过于简单，无法适应当前工程实际需要，建议尽快研究修编适合我国人行天桥舒适性设计规范。对舒适性的评估，要从竖向、侧向2个维度的动力响应入手，建立综合的舒适性判断标准，不能简单的以竖向刚度作为唯一标准；要以我国人行荷载的规律为基础，充分考虑人行的实际体验，建立以刚度为基础，以加速度响应为主要判别标准的相关规定，指导我国人行天桥的建设。

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知识点：城市人行天桥舒适性设计标准探讨