为提高城市道路的通行能力，确保行人过街安全、方便，城市人行天桥的建设日益增多。人行天桥在城市建设项目中虽是小项目,但因为它处于城市市区,直接为市民所使用,对群众使用舒适性最易产生影响，目前存在较多由于天桥振幅过大带来的天桥改造情况。
1、自振频率与共振风险
人行天桥的自振频率是影响舒适性的关键因素之一。当桥梁的自振频率接近或等于行人步频（通常在1.6~2.5 Hz之间）时，容易引发共振现象，导致桥梁振动幅度增大，进而降低行人舒适性并可能引发恐慌。
为避免主桥的固有自振频率与步行频率较接近而引起主梁振动及挠度过大，引起行人感到不适，甚至危及天桥安全，因此《城市人行天桥与人行地道技术规范》第2.5.4条规定:“为避免共振,减少行人不安全感，天桥上部结构竖向自振频率不应小于3Hz。”
2、舒适性评价标准
舒适性评价通常以桥梁的峰值加速度和振动响应作为指标。德国规范建议桥梁的加速度限值应小于0.96 m/s²，以满足CL1等级的舒适性要求。此外，中国规范也对竖向和横向自振频率提出了最低限值：竖向≥3 Hz，横向≥1.2 Hz，以避免共振。
3、人群荷载的影响
行人密度对桥梁振动响应有显著影响。研究表明，当行人密度增加时，桥梁的峰值加速度也会随之增大，从而降低舒适性。
4、敏感人群的影响
不同年龄段的行人对振动的感知差异较大。研究发现，青年人群对振动的敏感度最高，老年人群最低。因此，在设计时需充分考虑不同人群的需求。
5、设计考虑的因素
1）结构形式与跨度
天桥的结构形式（如梁式、拱式、悬索式等）和跨度直接影响其自振频率。跨度越大，自振频率通常越低。
2）材料特性
材料的弹性模量和密度对自振频率有显著影响。弹性模量越高，自振频率越高；密度越大，自振频率越低。
3）截面尺寸与刚度
天桥的截面尺寸和刚度（如梁高、梁宽）会影响其抗弯和抗扭能力，进而影响自振频率。刚度越大，自振频率越高。
4）支撑条件
天桥的支撑方式（如固定支座、滑动支座）会影响其边界条件，从而影响自振频率。固定支撑通常会增加自振频率。
5）外部荷载与环境
风荷载、行人荷载、温度变化等外部因素会改变天桥的动力特性，进而影响其自振频率。
6、减振措施
为提高桥梁的舒适性，设计中常采取如下措施：
1)调整自振频率：通过优化结构刚度和质量分布，合理布置梁高，使桥梁的自振频率避开敏感频率区间，减少材料用量，节约投资。
2)使用调谐质量阻尼器（TMD）：在桥梁关键位置安装TMD可有效减少振动响应。当结构在外激励作用下产生振动时，TMD的质量块会产生与主结构异相的振动，TMD的相对运动所产生的力反作用到结构上，从而减小结构的振动，使其对主结构的振动产生抑制作用，最终达到减小结构振动反应的目的；阻尼能够消耗大量的振动能量，同时增大振动控制的频宽。
3)合理布置人群荷载：根据行人步频和桥梁结构特性，合理加载人群荷载以避免共振，使用过程中加强运营管理及告示。
7、结语
国内外规范对人行天桥的舒适性要求存在差异。例如，德国规范强调避免共振频率，而中国规范则更注重加速度限值。实际工程中，需结合规范要求和具体情况进行设计和验算。
图文 | 结构分院