Human Induced Vibration of Steel Structures

11/4/2008 RFS2-CT-2007-00033

Comportement dynamique des passerelles

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Sommaire

• Introduction• Comportement sous le passage des piétons• Recherches récentes et en cours• Projet SYNPEX

– Modèles de charge pour le chargement de piétons– Essais de synchronisation forcée sur plateforme vibratoire– Mesures sur site : comportement dynamique, amplitudes de

vibration– Simulations numériques– Contrôle de vibrations

• Recommandations et codes

Som

mai

re

RFS2-CT-2007-00033 3

IntroductionIn

trod

uctio

n

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Introduction• Structures de plus en plus légères, grands élancements,

utilisation de l’acier• Sensibilité des structures aux vibrations en augmentation• La conception déterminée par l’état limite de service : la flèche

et les vibrations, critères importants pour le confort des utilisateurs

Intr

oduc

tion

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Comportement sous le passage des piétons• La synchronisation transversale observé dans les

passerelles Toda (Japon), Solférino (France), Millenium (Angleterre)

Com

port

emen

t so

us le

pas

sage

des

pié

tons

1989, 134m, 0.95Hz 1999, 106m, 0.71Hz 2000, 134m, 0.8, 0.5, 1Hz

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Recherches récentes et encours• France (AFGC, SÉTRA)

2006 - Guide méthodologique• Angleterre (Arup, Flint &Neill,…)

2009 - UK National Annex for Eurocode EN 1991-2• RFCS (RWTH, Ge; SBP, Ge; CTICM, Fr; FEUP, Pt):

SYNPEX; (+TNO, Nl; SCI, Uk; ArcelorMittal, Lu) HIVOSS

2003 - 2006- SYNPEX; 2008 - Guide passerelles piétonnes HIVOSS

• Autres groupes, surtout en Europe

Rec

herc

hes

réce

ntes

et

en c

ours

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Projet SYNPEXAdvanced load models for SYNchronous PEdestrian eXcitation and optimised design guidelines for steel footbridges (2003-2006)•Modèles de charge piéton / groupe / flot

Proj

et S

YNPE

X

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Projet SYNPEX• Synchronisation verticale / transversale

Proj

et S

YNPE

X

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Projet SYNPEX• Mesure de comportement dynamique et réponse,

corrélation avec modèles de charge

Proj

et S

YNPE

X

0

1

2

3

4

5

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18

Max imum bridge response (g)

Deg

ree

of d

isco

mfo

rt

Strongly disturbing

Perceptible

Imperceptible

Disturbing

Slightly disturbing

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Projet SYNPEX• Mesure de comportement dynamique et réponse,

corrélation avec modèles de charge

Proj

et S

YNPE

X

0123456789

10

0 5 10 15 20 25 30 35No. of persons

Ver

tical

pea

k ac

cele

ratio

n (m

/s2 )

FEUP

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Projet SYNPEX• Mesure de comportement dynamique et réponse,

corrélation avec modèles de charge

Proj

et S

YNPE

X

Stuttgart Fairground

Car ParkRote Wand

0 1M 2M 3M 4M1P2P3P4P

abc

4P-a

3P-c 2P-c

2P-a 1P-a

0-c

0-a

1M-c 2M-c

2M-a 3M-a

4M-c

1P4P 3P 2P 2M0 1M 4M3M

cba

42,40

3,70 2,50 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 2,50 3,70

1P-c

Accelerometer

Impact Load

f = 1,00 Hz f = 1,19 Hz f = 1,985 Hz-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

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Projet SYNPEX• Mesure de comportement dynamique et réponse,

corrélation avec modèles de charge

Proj

et S

YNPE

X

Course FlotVandalisme

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Projet SYNPEX• Mesure de comportement

dynamique et réponse, corrélation avec modèles de charge

Proj

et S

YNPE

X

Synchronisation transversale sur la passerelle de Coimbra, f=0,9Hz

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 )

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Projet SYNPEX• Simulations numériques pour le développement et la

calibration des modèles de charge

Proj

et S

YNPE

X

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Projet SYNPEX• Simulations numériques pour le développement et la

calibration des modèles de charge

Proj

et S

YNPE

X

Qj

Φi(x)

} n

Qj n’/n

Φi(x)

} n’

Modélisation d’un flot de n piétons par un flot équivalent de n´piétons, tous en phase, à la même fréquence et répartis le long de la passerelle

Développement d’un modèle spectral équivalent d’un dégrée de liberté

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Projet SYNPEX• Contrôle de vibrations :recherche concernant l’amortissement et les systèmes de contrôle,

basée surtout dans les ADA et les amortisseurs visqueux

Proj

et S

YNPE

X

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PartnersRec

omm

anda

tions

Portugal France Germany Germany

Luxembourg Netherlands United Kingdom

SYNPEX

⇒Guide pour le dimensionnement des passerelles piétonnes:

http://www.stb.rwth-aachen.de/projekte/2007/HIVOSS/download.php

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