Dimensionnement des passerelles piétonnes Guide et ... - Infosteel

Dimensionnement des passerelles piétonnes
Guide et Document de base
Human Induced Vibration of Steel Structures
30/10/2008 RFS2-CT-2007-00033

Dimensionnement des passerelles
piétonnes – Guide
Contenu
• Evaluation des propriétés dynamiques des passerelles
piétonnes
• Contrôle de la vibration
• Conclusions
RFS2-CT-2007-00033 2

Evaluation des propriétés
Evaluation des propriétés dynamiques
dynamiques
• L’essai dynamique est nécessaire
– en cas de doute
– lorsque les amortisseurs doivent être installés
( ) = F( t) × n'
× ψ
P t
Amortissement Coimbra : 1%
Mesuré : 0.5%
Amortissement Guarda : 1%
Mesuré : 1.6%
Simplifications de modélisation
RFS2-CT-2007-00033 3

Evaluation des propriétés dynamiques
Essais d’identification
(Niveau1)
• Identification des fréquences et modes de vibration
(essais de vibration ambiante)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1a
4a
6a
16 17
20.0
10.0
0.0
-10.0
-20.0
-30.0
-40.0
0.91
Média dos valores singulares normalizados
1.54
3.36 3.57
1.88
4.44
2.05
3.83
3.18
4.28
1.95 2.54 2.88
5.02
5.62
SV1 SV2 SV3 SV4
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
Frequência (Hz)
RFS2-CT-2007-00033 4

Evaluation des propriétés dynamiques
Essais d’identification
(Niveau1)
• Identification des fréquences et modes de vibration
(essais de vibration ambiante)
Banzo Norte-t
Banzo Sul-t
Modo 1: fexp=0.91Hz; fnum=0.93Hz
0.003
0.0025
0.002
Banzo Norte-v
Banzo Sul-v
0.0015 Experimental-t
0.001
0.0005
Experimental-v
0
-0.0005
-0.001
-150 -100 -50 0 50 100 150 200
0.003
0.002
0.001
Banzo 0 Norte-t
Comprimento (m)
Modo 3: fexp=1.95Hz; fnum=1.97Hz
-0.001 Banzo Sul-t
-0.002 Banzo Norte-v
-0.003 Banzo Sul-v
-150
Experimental-v
-100 -50 0 50 100 150 200
Experimental-t
Compriment o (m)
0.004
0.003
0.002
0.001
0
-0.001
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
-150 -100 -50 0 50 100 150 200
0.002
0.001
Comprimento (m)
Modo 4: fexp=1.88Hz; fnum=1.99Hz
0
Banzo Norte-t
-0.001
Banzo Sul-t
-0.002
Banzo Norte-v
-0.003
Banzo Sul-v
-150 -100
Experimental-t
-50 0 50 100 150 200
Comprimento (m)
Experimental-v
RFS2-CT-2007-00033 5

Evaluation des propriétés dynamiques
Essais d’identification
(Niveau1)
• Identification des fréquences et modes de vibration
(essais de vibration forcée)
- Charactérisation du systeme amorti
- Vérification du comportement des ADA
RFS2-CT-2007-00033 6

Evaluation des propriétés dynamiques
Essais d’identification
(Niveau1)
• Identification des taux d’amortissement
(essais de vibration libre)
Aceleração (g)
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
Aceleração vertical, Secção 10
Aceleração (g)
Aceleração Vertical, Secção 10
y = 0.03092e -0.05119x
R 2 = 0.99645
0
0 10 20 30 40 50
Tempo (s)
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150
Tempo (s)
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
RFS2-CT-2007-00033 7

Evaluation des propriétés dynamiques
Essais de performance
(Niveau 2)
• Mesure de la réponse ambiante pour l’identification
des fréquences critiques
• Identification des taux d’amortissement
Axis
2 3 5 6 7 9
Vertical
Transversal
RFS2-CT-2007-00033 8

Evaluation des propriétés dynamiques
Essais de performance
(Niveau 2)
• Mesure de la réponse induite par 1 piéton / 1 groupe
de piétons / 1 flot de piétons
RFS2-CT-2007-00033 9

Evaluation des propriétés dynamiques
Essais de performance
(Niveau 2)
• Mesure de la réponse induite par 1 flot de piétons
Aceleração máxima (m/s 2 )
Formule
Millenium
8 π ξ M
N L =
k
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 50 100 150 200
Número de pessoas
RFS2-CT-2007-00033 10

Contrôle de la vibration
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))
RFS2-CT-2007-00033 11

Contrôle de la vibration
• Amortisseurs visqueux
Contrôle de la vibration
RFS2-CT-2007-00033 12

Contrôle de la vibration
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
ADA
m 2
m 1
F ( t)
1
c 2 k 2
Pont
c 1
k
x 2( t)
x ( t)
1
Deslocamento (m)
4.00E-05
3.00E-05
2.00E-05
1.00E-05
0.00E+00
0 1 2 3 4 5 6
Frequência (Hz)
C/ TMD
S/ TMD
RFS2-CT-2007-00033 13

Contrôle de la vibration
Contrôle de la vibration
• Amortisseurs dynamiques accordés (ADA)
Rapports usuels de masses : 1%- 10% (masse modale)
Coimbra : 15 tonnes, mode transversal
RFS2-CT-2007-00033 14

Contrôle de la vibration
Contrôle de la vibration
• Amortisseurs dynamiques accordés fluides
– Pour les vibrations transversales
–Bas coût
– Fluide avec comportement non linéaire
– Volume plus important
RFS2-CT-2007-00033 15

Dimensionnement des passerelles
piétonnes- Guide et Document de base
Conclusion
• 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 gratuitement
Google pour le projet RFCS “HiVoSS”
RFS2-CT-2007-00033 16

Questions ? Réponses !
11/4/2008 RFS2-CT-2007-00033