Análise de vibrações da passagem superior de Campo Grande
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Data
2020
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Resumo
Neste trabalho apresenta-se um estudo numérico e experimental que visa a
avaliação do conforto da ponte pedonal de Campo Grande, em Lisboa, a qual envolve o
desenvolvimento de modelos numéricos e a realização de ensaios dinâmicos ambientais
e forçados para identificar experimentalmente os parâmetros modais da ponte
(frequências naturais, modos de vibração e coeficientes de amortecimento) e os níveis de
conforto imposto pela regulamentação internacional.
Assim, na primeira parte deste trabalho faz-se uma revisão sobre os conceitos e
fundamentos de análise dinâmica, nomeadamente para osciladores de um grau de
liberdade e para os sistemas de vários graus de liberdade, no domínio do tempo e da
frequência. Além disso, efetua-se uma revisão sobre a caracterização da ação de um peão
sobre pontes pedonais e faz-se uma revisão sobre os critérios de conforto humano de
acordo com vários regulamentos.
A segunda parte do trabalho começa por apresentar uma breve descrição da
estrutura da passagem superior pedonal de Campo Grande, das vigas longitudinais e dos
materiais utilizados, do equipamento de aquisição dinâmica de dados e dos oito ensaios
dinâmicos, nomeadamente os ensaios em excitação ambiente e com pessoas a caminhar
e a saltar de forma aleatória e sincronizada. De seguida, desenvolvem-se modelos
analíticos e numéricos, devidamente calibrados com dados experimentais, para validar os
parâmetros modais da obra. Por fim, procede-se à análise dos níveis de vibrações dos
ensaios dinâmicos, à verificação de conforto de acordo com vários regulamentos através
da limitação à aceleração vertical máxima associada à passagem de um peão, e à
verificação de conforto em projeto, recorrendo à norma EUR 23984 EN, criada com a
finalidade de servir como base no dimensionamento de pontes pedonais suscetíveis às
ações induzidas pelos peões.
This work presents a numerical and experimental study aimed at evaluating the vibrations of the pedestrian bridge of Campo Grande, in Lisbon, which involves the development of numerical models and the performance of dynamic environmental tests and forced to experimentally identify the modal parameters of the bridge (natural frequencies, vibration modes and damping coefficients) and the levels of comfort imposed by international regulation. Thus, in the first part of this work, a review is made on the concepts and fundamentals of dynamic analysis, in particular for oscillators of a degree of freedom and for systems of varying degrees of freedom, in the field of time and frequency. The second part of the work begins by presenting a brief description of the structure of the Overpass of Campo Grande, longitudinal beams and materials used, dynamic data acquisition equipment, and eight dynamic tests, namely the field test with ambient excitement and with people walking and jumping in a randomly and synchronised way. Then, analytical and numerical models are developed, properly calibrated with experimental data, to validate the modal parameters of the work. Finally, the vibration levels of dynamic tests are analysed, the comfort check according to various regulations by limiting the maximum vertical acceleration associated with the passage of a pawn, and the verification of comfort in design, using the EUR 23984 EN standard, created for the purpose of serving as a basis for the sizing of pedestrian bridges susceptible to pedestrian-induced actions.
This work presents a numerical and experimental study aimed at evaluating the vibrations of the pedestrian bridge of Campo Grande, in Lisbon, which involves the development of numerical models and the performance of dynamic environmental tests and forced to experimentally identify the modal parameters of the bridge (natural frequencies, vibration modes and damping coefficients) and the levels of comfort imposed by international regulation. Thus, in the first part of this work, a review is made on the concepts and fundamentals of dynamic analysis, in particular for oscillators of a degree of freedom and for systems of varying degrees of freedom, in the field of time and frequency. The second part of the work begins by presenting a brief description of the structure of the Overpass of Campo Grande, longitudinal beams and materials used, dynamic data acquisition equipment, and eight dynamic tests, namely the field test with ambient excitement and with people walking and jumping in a randomly and synchronised way. Then, analytical and numerical models are developed, properly calibrated with experimental data, to validate the modal parameters of the work. Finally, the vibration levels of dynamic tests are analysed, the comfort check according to various regulations by limiting the maximum vertical acceleration associated with the passage of a pawn, and the verification of comfort in design, using the EUR 23984 EN standard, created for the purpose of serving as a basis for the sizing of pedestrian bridges susceptible to pedestrian-induced actions.
Descrição
Orientação: Elói João Faria Figueiredo ; co-orientação: Emanuel Rodrigues de Sousa Tomé
Palavras-chave
MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL, ENGENHARIA CIVIL, PONTES, ENSAIOS MECÂNICOS, DINÂMICA DE ESTRUTURAS, VIBRAÇÕES MECÂNICAS, CIVIL ENGINEERING, BRIDGES, MECHANICAL TESTING, STRUCTURAL DYNAMICS, MECHANICAL VIBRATIONS, LISBOA, LISBON, CAMPO GRANDE, PONTES PEDONAIS, PEDESTRIAN BRIDGES