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Human Induced Vibration of Steel Structures
30/10/2008 RFS2-CT-2007-00033
Dimensionnement des passerelles piétonnesGuide et Document de base
RFS2-CT-2007-00033 2
Dimensionnement des passerellespiétonnes – Guide
• Evaluation des propriétés dynamiques des passerelles piétonnes
• Contrôle de la vibration
• Conclusions
Cont
enu
RFS2-CT-2007-00033 3
Evaluation des propriétés dynamiques• L’essai dynamique est nécessaire
– en cas de doute– lorsque les amortisseurs doivent être installés
Eval
uatio
n de
s pr
oprié
tés
dyna
miq
ues
( ) ( ) ψ××= 'ntFtP
Amortissement Coimbra : 1%Mesuré : 0.5%Amortissement Guarda : 1%Mesuré : 1.6%
Simplifications de modélisation
RFS2-CT-2007-00033 4
Essais d’identification (Niveau1)• Identification des fréquences et modes de vibration
(essais de vibration ambiante)
Eval
uatio
n de
s pr
oprié
tés
dyna
miq
ues
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 171a 4a 6a
Média dos valores singulares normalizados
1.88
1.95
2.05
2.54 2.883.18
3.36 3.573.83
4.28
4.44
5.02 5.62
1.540.91
-40.0
-30.0
-20.0
-10.0
0.0
10.0
20.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0Frequência (Hz)
SV1 SV2 SV3 SV4
RFS2-CT-2007-00033 5
Essais d’identification (Niveau1)• Identification des fréquences et modes de vibration
(essais de vibration ambiante)
Eval
uatio
n de
s pr
oprié
tés
dyna
miq
ues
Modo 1: fexp=0.91Hz; fnum=0.93Hz
-0.001-0.0005
00.00050.001
0.00150.002
0.00250.003
-150 -100 -50 0 50 100 150 200Comprimento (m)
Banzo Norte-t
Banzo Sul-t
Banzo Norte-v
Banzo Sul-v
Experimental-t
Experimental-v
Modo 2: fexp=1.54Hz; fnum=1.55Hz
-0.002-0.001
00.0010.0020.0030.004
-150 -100 -50 0 50 100 150 200Comprimento (m)
Banzo Norte-t
Banzo Sul-t
Banzo Norte-v
Banzo Sul-v
Experimental-t
Experimental-v
Modo 3: fexp=1.95Hz; fnum=1.97Hz
-0.003-0.002-0.001
00.0010.0020.003
-150 -100 -50 0 50 100 150 200Comprimento (m)
Banzo Norte-t
Banzo Sul-t
Banzo Norte-v
Banzo Sul-v
Experimental-v
Experimental-t
Modo 4: fexp=1.88Hz; fnum=1.99Hz
-0.003
-0.002
-0.001
0
0.001
0.002
-150 -100 -50 0 50 100 150 200Comprimento (m)
Banzo Norte-t
Banzo Sul-t
Banzo Norte-v
Banzo Sul-v
Experimental-t
Experimental-v
RFS2-CT-2007-00033 6
Essais d’identification (Niveau1)• Identification des fréquences et modes de vibration
(essais de vibration forcée)
Eval
uatio
n de
s pr
oprié
tés
dyna
miq
ues
- Charactérisation du systeme amorti- Vérification du comportement des ADA
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Essais d’identification (Niveau1)• Identification des taux d’amortissement
(essais de vibration libre)
Eval
uatio
n de
s pr
oprié
tés
dyna
miq
ues
Aceleração vertical, Secção 10
-1.2E-01
-9.0E-02
-6.0E-02
-3.0E-02
0.0E+00
3.0E-02
6.0E-02
9.0E-02
1.2E-01
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Tempo (s)
Aceleração (g)
Aceleração Vertical, Secção 10
y = 0.03092e-0.05119x
R2 = 0.99645
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0 10 20 30 40 50
Tempo (s)
Aceleração (g)
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Essais de performance (Niveau 2)• Mesure de la réponse ambiante pour l’identification
des fréquences critiques• Identification des taux d’amortissement
Eval
uatio
n de
s pr
oprié
tés
dyna
miq
ues
2 3 5 6 7 9Axis
Vertical
Transversal
RFS2-CT-2007-00033 9
Essais de performance (Niveau 2)• Mesure de la réponse induite par 1 piéton / 1 groupe
de piétons / 1 flot de piétons
Eval
uatio
n de
s pr
oprié
tés
dyna
miq
ues
RFS2-CT-2007-00033 10
Essais de performance (Niveau 2)• Mesure de la réponse induite par 1 flot de piétons
Eval
uatio
n de
s pr
oprié
tés
dyna
miq
ues
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 50 100 150 200Número de pessoas
Ace
lera
ção
máx
ima
(m/s2 )
Formule Millenium
kMξπ8NL =
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Contrôle de la vibration• Modification de masse
(p.ex. remplacement d’un tablier en caillebotis par une dalle mixte acier-béton)
• Modification de fréquence(seulement avec une différente conception de l’ouvrage)
• Modification de l’amortissement(p.ex. choix d’un garde-corps avec des éléments dissipatifs, élastomères interposés entre les éléments de tablier et les appuis)
• Ajout de systèmes de dissipation actifs / passifs(p.ex. amortisseurs visqueux, amortisseurs dynamiques accordées (ADA))
Cont
rôle
de
la v
ibra
tion
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Contrôle de la vibration• Amortisseurs dynamiques accordés (ADA)
– Masses reliées à la structure par des ressorts et des amortisseurs disposés en parallèle
– Mouvement relative entre la structure et les ADA produit une dissipation d’énergie
Cont
rôle
de
la v
ibra
tion
m 1
m 2
1kc 1
c 2 k 2
F tx t1
( )( )
x t2( )
0.00E+00
1.00E-05
2.00E-05
3.00E-05
4.00E-05
0 1 2 3 4 5 6
Frequência (Hz)
Des
loca
men
to (m
)
C/ TMDS/ TMD
Pont
ADA
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Contrôle de la vibration• Amortisseurs dynamiques accordés (ADA)
Rapports usuels de masses : 1%- 10% (masse modale)
Cont
rôle
de
la v
ibra
tion
Coimbra : 15 tonnes, mode transversal
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Contrôle de la vibration• Amortisseurs dynamiques accordés fluides
– Pour les vibrations transversales– Bas coût– Fluide avec comportement non linéaire– Volume plus important
Cont
rôle
de
la v
ibra
tion
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Dimensionnement des passerelles piétonnes- Guide et Document de base
Conc
lusi
on
• Le Guide HiVoSS développé au sein d’un Projet Européen FRCA est basée sur :
– Les recommandations et règlements existants – Des essais pour l’identification de la synchronisation forcée– Des mesures sur différentes passerelles piétonnes– Des études numériques
• Le Guide HiVoSS aide le maître d’œuvre et le maitre d’ouvrage dans la définition des situations de projet : classe de trafic + classe de confort
• Le Guide présente une méthodologie d’application simple, mais aussi des procédures d’analyse plus complexes
• Il est disponible gratuitementGoogle pour le projet RFCS “HiVoSS”