info-steel-41

onderzoek _recherche Trillingscontrole van voetgangersbruggen: wat de ervaring leert Het slanke en lichte ontwerp van moderne voet- gangersbruggen maakt deze structuren potentieel gevoelig voor mens-geïnduceerde trillingen. In het voorbije decennium werden richtlijnen ontwik- keld die de ontwerper in staat stellen om het tril- lingsgedrag van de structuur reeds in ontwerpfase te controleren. De procedures gebruiken hiertoe vereenvoudigde belastingsmodellen om het effect van groepen en stromen voetgangers te simuleren. Dit artikel geeft een korte uiteenzetting van de methodologie van de recente en breed toegepaste Europese ontwerpgids HiVoSS 1 en de Franse ontwerpgids Sétra 2 . Voor acht slanke voetgan- gersbruggen wordt de trillingscontrole uitgevoerd in ontwerpfase, gebaseerd op een beschikbaar eindige elementen model van de structuur, en nadien ook in uitvoeringsfase op basis van de in situ geïdentificeerde modale parameters (eigen- frequenties, modevormen en dempingsverhoudin- gen). Deze bijdrage wil wijzen op de kracht van de methodes maar ook op enkele heikele punten waar de gebruiker voorzichtig moet mee omsprin- gen, dit alles met het oog op een veilig ontwerp van de structuur. 1. De ontwerpgidsen In deze paragraaf wordt de methodologie van de ontwerpgidsen HiVoSS en Sétra beknopt toegelicht. Voor een meer gedetailleerde beschrijving en de gebruiksvriendelijke toepas- sing ervan, wordt verwezen naar het handboek ‘Trillingscontrole van voetgangersbruggen’ 3 , vrij beschikbaar op het net. De ontwerpgidsen gaan er van uit dat het dyna- misch gedrag van de voetgangersbrug gekend is. Dit wil zeggen dat de eigenfrequenties en bijho- rende modevormen berekend zijn met bijvoor- beeld een Eindige Elementen model (EE-model). Op basis van het type van de structuur worden rekenwaarden voor de dempingsverhoudingen voorgesteld. De bron van de trillingen zijn in dit geval de voetgangers. Bij het wandelen induceert een Contrôle des vibrations des passerelles piétonnes: ce que l’expérience enseigne La conception élancée et légère de passerelles piétonnes modernes rend ces structures potentielle- ment sensibles aux vibrations induites par l’homme. Au cours de la dernière décennie, des directives ont été développées qui permettent aux concepteurs de contrôler le comportement vibratoire de la structure dès la phase de projet. Les procédures utilisent à cet effet des modèles de charge simplifiés afin de stimuler l’effet de groupes et de flux de piétons. Le présent article fournit un bref exposé sur la méthodologie du guide de projet européen HiVoSS 1 et du guide de projet français Sétra 2 , tous deux récents et largement appliqués. Pour huit passe- relles piétonnes élancées, le contrôle des vibrations est exécuté au cours de la phase de projet sur la base d’un modèle à éléments finis de la structure disponible et aussi, par la suite, au cours de la phase d’exécution sur la base des paramètres modaux identifiés sur place (fréquences propres, formes modales et rapports d’amortissement). Cette contribution veut montrer l’efficacité des méthodes mais également attirer l’attention sur des points parti- culiers que l’utilisateur doit aborder avec prudence, le tout dans la perspective d’un projet sûr de la structure. 1. Les guides de projet Dans ce paragraphe, la méthodologie des guides de projet HiVoSS et Sétra est expliquée de manière concise. Pour une description plus détaillée et une application conviviale, on consultera le manuel ‘Trillingscontrole van voetgangersbruggen’ 3 (contrôle des vibrations des passerelles piétonnes), librement disponible sur l’internet. Les guides de projet partent de l’hypothèse que le comportement dynamique de la passe- relle piétonne est connu. Ceci signifie que les fréquences propres et les formes modales corres- pondantes ont été calculées, par exemple, avec un modèle à éléments finis (modèle EF). Sur la base du type de structure, des valeurs de calcul sont proposées pour les rapports d’amortissement. La source des vibrations est formée, dans ce cas, par les piétons. Lors de la marche, un piéton induit 1 HiVoSS, Research Fund for Coal and Steel. ‘Design of footbridges’ 2008. 2 SETRA/AFGC Association Franaise de Genie Civil., ‘Evaluation du comportement vibratoire des passerelles pietonnes sous l’action des pietons’, 2006. 3 Het handboek ‘Trillingscontrole van voetgangersbrug- gen – Tetra TRICON’ bevat een gedetailleerde beschrij- ving van de berekeningsmethodes voor de beoordeling van het trillingsgedrag van voetgangers-bruggen. Daarnaast wordt ook een leidraad en een selectie van uitgewerkte case gepresenteerd (het handboek kan vrij bekomen worden op eenvoudig verzoek via email naar peter.vandenbroeck@kuleuven.be ). 3 Le manuel ‘Trillingscontrole van voetgangersbruggen - Tetra TRICON’ comprend une description détaillée des méthodes de calcul pour l’évaluation du comportement vibratoire de passerelles piétonnes. En outre, un fil conducteur et une sélection de cas développés sont également présentés. (Le manuel peut être obtenu sur demande via email à peter.vandenbroeck@kuleuven.be ). Auteurs_Auteurs: Katrien Van Nimmen PhD Student, KU Leuven, Departement Burgerlijke Bouwkunde, Afdeling Bouwmechanica PhD Student, KU Leuven @ KAHO Sint-Lieven, Departement Burgerlijke Bouwkunde, Technologiecluster Bouw Peter Van den Broeck Docent, KU Leuven @ KAHO Sint-Lieven, Faculteit Industriële ingenieurswetenschappen Geassocieerd docent, KU Leuven, Faculteit Ingenieurswetenschappen Verantwoordelijke, KU Leuven @ KAHO Sint-Lieven, Departement Burgerlijke Bouwkunde, Technologiecluster Bouw Guido De Roeck Gewoon hoogleraar, KU Leuven, Faculteit Ingenieurswetenschappen Afdelingshoofd, KU Leuven, Departement Burgerlijke Bouwkunde, Afdeling Bouwmechanica 56