1、關于行人步行荷載關于行人步行荷載模式的研究分析模式的研究分析研究項目：指導教師：徐培蓁指導教師：徐培蓁參與者：張海菊、苑芳香、郭本亮參與者：張海菊、苑芳香、郭本亮 常占禮、宋曉輝、軒福海常占禮、宋曉輝、軒福海 王會玉王會玉實驗背景實驗背景研究現狀研究現狀實驗目的及應用前景實驗目的及應用前景實驗用具實驗用具實驗方法及內容實驗方法及內容創新點創新點研究成果研究成果項目經費預算項目經費預算實驗背景實驗背景 隨著生活水平的提高，人們的生活品位越來越高，對步行橋的設計也隨著生活水平的提高，人們的生活品位越來越高，對步行橋的設計也有了新的要求。考慮人行天橋就如同考慮所有橋梁那樣，是橋梁設計的綜有了新的要求

2、。考慮人行天橋就如同考慮所有橋梁那樣，是橋梁設計的綜合作業。合作業。現階段步行橋設計，多是借用鐵路橋或公路橋規范的動力沖擊系數的概現階段步行橋設計，多是借用鐵路橋或公路橋規范的動力沖擊系數的概念，將其處理為靜力等效問題來考慮，這顯然是不妥的。步行橋念，將其處理為靜力等效問題來考慮，這顯然是不妥的。步行橋設計應該擺脫應設計應該擺脫應力應變發生的變化及影響。現階段通過查閱資料及實際觀察分析發現人群力應變發生的變化及影響。現階段通過查閱資料及實際觀察分析發現人群及橋梁發生了如下變化：及橋梁發生了如下變化： 1、據相關數據統計，國內人口密度已達、據相關數據統計，國內人口密度已達2700人每平方米，人口

3、相當密人每平方米，人口相當密集。同時，車道逐步加寬，人行橋梁跨度逐步加大，多為單跨；集。同時，車道逐步加寬，人行橋梁跨度逐步加大，多為單跨； 2、現代人群生活節奏加快，步行頻率升高；、現代人群生活節奏加快，步行頻率升高； 3、通過實際觀察得知，步行橋上女性偏多，且多穿高跟鞋，由于受力、通過實際觀察得知，步行橋上女性偏多，且多穿高跟鞋，由于受力面積等因素，對橋梁的步行荷載產生了新的影響；面積等因素，對橋梁的步行荷載產生了新的影響； 4、生活質量提高，通過網上資料得知人群整體體重偏高，超重人群比、生活質量提高，通過網上資料得知人群整體體重偏高，超重人群比率逐年增加，步行時橋所受重力荷載較以往發生了

4、變化；率逐年增加，步行時橋所受重力荷載較以往發生了變化； 等等，以上幾點向我們展示了現代生活對步行橋的新要求，對行人步行等等，以上幾點向我們展示了現代生活對步行橋的新要求，對行人步行荷載模式的進一步的研究與分析，成為一項橋梁建設中的必備工作。荷載模式的進一步的研究與分析，成為一項橋梁建設中的必備工作。研究現狀研究現狀 國外學者國外學者Bachmann等人提出行人激勵產等人提出行人激勵產生的橫、豎向荷載均可采用傅立葉級數表示。生的橫、豎向荷載均可采用傅立葉級數表示。英國學者英國學者Dallard等人通過測試得到了另外一等人通過測試得到了另外一種行人荷載模式，即行人激勵荷載與結構的局種行人荷載模式

5、，即行人激勵荷載與結構的局部速度成線性比例關系。部速度成線性比例關系。 國內對行人荷載模式的研究鮮有報道，僅國內對行人荷載模式的研究鮮有報道，僅有孫利民等人在參考了國外試驗結果和一些國有孫利民等人在參考了國外試驗結果和一些國家規范的基礎上，給出了周期性人行荷載模式。家規范的基礎上，給出了周期性人行荷載模式。 實驗目的及應用前景實驗目的：應用三維測力臺系統對行人步行實驗目的：應用三維測力臺系統對行人步行 荷載進行進一步的研究與分析荷載進行進一步的研究與分析 （初步研究初步研究 人群為大學生人群為大學生），為步行橋的設計提供參考。），為步行橋的設計提供參考。應用前景：該數據結果有望運用于橋梁設計、

6、應用前景：該數據結果有望運用于橋梁設計、醫學等方面，為科學與新工程設計提供更多醫學等方面，為科學與新工程設計提供更多的實踐數據，發揮其重要的科學價值和實際的實踐數據，發揮其重要的科學價值和實際的工程意義，建造出符合現代人群生理及心的工程意義，建造出符合現代人群生理及心理需求的步行橋。理需求的步行橋。 大跨度橋及人流密集人群、龐大負荷實驗用具 三維測力臺、計算機三維測力臺系統三維測力臺系統三維測力臺是一塊與地面平行安三維測力臺是一塊與地面平行安裝的用來記錄地面反作用力的平裝的用來記錄地面反作用力的平臺，靠近面板的四個角安裝有臺，靠近面板的四個角安裝有4個三維力傳感器，用于測量宏觀個三維力傳感器，

7、用于測量宏觀的垂直支撐力和水平面橫縱兩個的垂直支撐力和水平面橫縱兩個方向的作用力，以及作用在測力方向的作用力，以及作用在測力臺臺面上的三方向等效力矩，其臺臺面上的三方向等效力矩，其測量范圍為測量范圍為2O kg到到2 000 kg，采樣頻率為采樣頻率為600Hz(最高可達到最高可達到1 000 Hz)，使用，使用12 ksamples(ksps)，12 bit的的AD轉換器將數據傳輸到電腦。轉換器將數據傳輸到電腦。三維測力臺系統數據處理模式電腦電腦三維測力臺三維測力臺人機交換系統人機交換系統數據處理分析子系統數據處理分析子系統實驗方法及內容1、對志愿者根據年齡、鞋的種類、體重（毛重）、步行頻率

8、這幾方面的不同進行分組，以滿足我們的實驗與實際需求。2、志愿者以他們各自的步速及生活習慣通過測力臺，用電腦系統進行測力臺上三維空間中步行荷載數據的采集。3、對數據進行處理，并與以往建橋過程中所采用的實驗數據進行對比，以驗證我們的實驗猜測，完成我們的實驗任務。創新點創新點創新點一、用發展的眼光看一、用發展的眼光看待知識，將知識與實待知識，將知識與實際結合起來。際結合起來。二、將理論創新應用二、將理論創新應用于實際，增加知識的于實際，增加知識的含金量。含金量。三、加強大學生的實三、加強大學生的實驗動手能力與活動組驗動手能力與活動組織能力。織能力。研究成果 發表論文1-2篇活動名稱關于行人步行荷載模式的分析研究負責人苑青島理活動名稱關于行人步行荷載模式的分析研究負責人苑青島理工大