1、节段模型设计参数初步估算
主梁自重：2*<0.0283426*7.85+0.508297*2.5）=2.986 T/m
横梁自重：3.4*<0.0195508*7.85+0.185889*2.5）/5=0.420 T/m
二期恒载<桥面玻璃板、护栏、玻璃夹具与托架、人行道抗滑橡胶层以及其它拼接附属件）集度：0.713T/m
合计：0.713+2.986+0.420=4.119T/m
假定悬索桥一阶竖等效模态质量与主梁物理质量一致，那么等效质量约为：4.119T/m
以实桥节段长度L=30.8m、缩尺比为1/20制作刚性节段模型，那么模型的长宽比为30.8/6=5.13，其它模型参数的取值如表1所示：
表1 节段模型设计参数估算值
参数名称单位实桥值相似比模型值
主梁长度m301:20 1.54
主梁宽度m61:200.3
主梁高度m0.601:200.03
等效质量kg/m41191:20210.3
依此计算，缩尺节段模型的控制质量为1.54*10.3=15.9kg。

2. 全桥结构动力特性分析
利用ANSYS 建立峡谷人行桥成桥模型，其中：主梁及桥梁均采用梁单元模拟，吊杆及主缆采用链杆单元模拟，桥面板及其它二期恒载仅计入结构自重且没有任何刚度贡献。

对上述有限元模型进行动力特性分析，表2及图1-图11分别列出了模型前10阶振型，表2则列出了与节段模型风洞实验相关的主要振型、频率及等效质量参数。

通过判断,第1阶模态变形以侧弯为主,故选取了具有同样对称性的第3、8阶自振频率作为竖弯、扭转频率。

表2 人行桥前10阶振型
图1 人行桥有限元模型
图2 人行桥第1阶振型
图3 人行桥第2阶振型
图4 人行桥第3阶振型
图5 人行桥第4阶振型
图6 人行桥第5阶振型
图7 人行桥第6阶振型
图8 人行桥第7阶振型
图9 人行桥第8阶振型
图10 人行桥第9阶振型
图11 人行桥第10阶振型
表3张家界大峡谷人行桥节段模型设计相关模态参数
3. 颤振实验频率比确定
假定桥梁成桥状态的颤振检验风速为60m/s，结合桥梁颤振检验风速的估算值，取实桥颤振实验风速范围为0～108m/s，对应的模型
实验风速区间初步确定为0～18m/s，初步确定相应的风速比为：1/m ＝Up/Um =1/6。

模型的缩尺比为1/n＝1/20，由弹性参数相似，得节段模型频率比为：n/m =20/6=3.33。

4. 涡振实验频率比确定
假设实桥涡激共振实验风速为0～45m/s，对应的模型实验风速区间初步确定为0～15m/s，即相应的风速比为Up/Um =1/3，考虑到弹性参数的相似，即节段模型频率比为：n/m=20/3=6.67。

表4列出颤振、涡振模型设计参数。

表4 张家界大峡谷人行桥节段模型设计参数
依此计算，缩尺节段模型的控制质量为1.54*10.554=16.253kg。

故模型质量最好控制在10kg以内。

5. 节段模型测振实验弹簧设计
针对不同的实验目的，分别设计颤振、涡激共振节段模型实验
弹簧，设计结果见表5。

表5 节段模型实验弹簧设计表
对于弹簧悬挂系统，弹簧上下设计成刚度为一致的，即单根弹簧刚度为8K
k
节段模型上部、下部弹簧之间距离为：。