Badanie charakterystyk dynamicznych podwieszonej kładki dla pieszych wykonanej z kompozytu GFRP

• Autorzy: Górski P. , Stankiewicz B. , Tatara M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2017.141

Warianty tytułu

EN

Investigation of dynamic characteristics of cablestayed footbridge made of GFRP composite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono sposób określenia i wyniki analizy charakterystyk dynamicznych podwieszonej kładki dla pieszych, znajdującej się w miejscowości Kolding w Danii, wykonanej w całości z kompozytu polimerowego na bazie włókien szklanych GFRP. Na podstawie pomiarów przyspieszeń drgań swobodnych pomostu kładki, wymuszonych podskokami jednej osoby, dokonano identyfikacji pięciu pierwszych częstości drgań własnych, odpowiadających postaci drgań własnych i wartości liczby tłumienia konstrukcyjnego. Częstości i postacie drgań własnych wyznaczono metodą dekompozycji w dziedzinie częstotliwości. Wartości liczby tłumienia konstrukcyjnego wyznaczono na podstawie aproksymacji metodą najmniejszych kwadratów odfiltrowanych drgań swobodnych pomostu kładki. Otrzymane wartości liczby tłumienia porównano z wartościami podanymi w literaturze dla wybranych kładek o konstrukcjach wykonanych z innych, alternatywnych materiałów. Stwierdzono stosunkowo dużą wartość tłumienia konstrukcyjnego analizowanej kładki. Otrzymane wyniki badań mogą być pomocne do obliczenia dynamicznej odpowiedzi nowoprojektowanych konstrukcji mostowych, a także do oceny i monitorowania stanu technicznego istniejących obiektów mostowych o konstrukcji wykonanej z kompozytów na bazie włókien szklanych GFRP.

EN

The aim of this paper is to investigate of dynamic characteristics of cable-stayed footbridge in Kolding, Denmark, made entirely of Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) composite. During examination based on in situ free-decay measurements and using accelerometers under human jumping the primary five natural frequencies, corresponding mode shapes and damping ratios of the footbridge were identified. The Frequency Domain Decomposition (FDD) approach was applied to identify the natural frequencies and mode shapes. The corresponding damping ratios were extracted by using a least square curve fitting approximation of the filtered free-decay vibration of the footbridge deck. The estimated damping ratios were compared with data published in the literature for selected footbridges made of various conventional materials. The obtained experimental results provide a relevant data regarding the dynamic response prediction or structural health monitoring of all-GFRP composite footbridges.

Słowa kluczowe

PL

obiekt mostowy; kompozyt GFRP; parametry modalne; drgania swobodne; tłumienie konstrukcyjne

EN

bridge structure; GFRP composite; modal parameters; free-decay vibration; structural damping

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 64, nr 3/I
• Strony: 499--510
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Górski P.

• Politechnika Opolska, Wydział Budownictwa i Architektury, ul. Katowicka 48, 45-061 Opole, tel.: [phone]

autor

Stankiewicz B.

• Politechnika Opolska, Wydział Budownictwa i Architektury, ul. Katowicka 48, 45-061 Opole, tel.: [phone]

autor

Tatara M.

• Politechnika Opolska, Wydział Budownictwa i Architektury, ul. Katowicka 48, 45-061 Opole, tel.: [phone]

Bibliografia

• [1] Brincker R., Zhang L., Andersen P.: Modal identification from ambient responses using frequency domain decomposition. „Proc. of the 18th International Modal Analysis Conference (IMAC)”, Kissimmee, USA, 2000.
• [2] Brownjohn J.M.W., et al.: Footbridge system identification using wireless inertial measurement units for force and response measurements, Journal of Sound and Vibration, vol. 384, 2016, s. 339-355.
• [3] Butz C., et al.: Advanced load models for synchronous pedestrian excitation and optimized design guidelines for steel footbridges (SYNPEX), Final Report, RFCS, 2007.
• [4] Cortright S.R.: Bridging the World, Bridge INK, Wilsonville, 2003.
• [5] Fiberline Composites, https://fiberline.com/fiberline-bridge-kolding (dostęp: 1 marca 2017 r.).
• [6] Kutz M.: Construction applications of composites. In: Kutz M., editor. Handbook of materials selection. John Wiley& Sons; 2002, s. 1415.
• [7] Li Y.F., Badjie S., W. Chen W., Chiu Y.T.: Case study of first all-GFRP pedestrian bridge in Taiwan, Case Studies in Construction Materials, vol. 1, 2014, s. 83-95.
• [8] Magalhăes F., Cunha Á., Caetano E., Brincker R.: Damping estimation using free decays and ambient vibration tests, Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 24, 2010, s. 1274-1290.
• [9] Miśkiewicz M., Pyrzowski Ł., Rucka M., Wilde K., Klasztorny M., Chróścielewski J.: Kompozytowy most pieszo-rowerowy w kampusie Politechniki Gdańskiej – badania doświadczalne, Wydawnictwa Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego, Bydgoszcz 2015, s. 265-272.
• [10] Skinner J.M.: A critical analysis of the Aberfeldy Footbridge, Scotland, Proceedings of Bridge Engineering 2nd Conference, University of Bath, Bath, UK, 2009.
• [11] Stankiewicz B.: Composite GFRP deck for bridge structures, Procedia Engineering, vol. 40, 2012, s. 423-427.
• [12] Stankiewicz B.: Durability of glass fiber-reinforced polymer bridge panel based on differential thermal analysis, dynamic mechanical analysis, and differential scanning calorimetry analysis, Journal of Composite Materials, doi: 10.1177/0021998316669857 (publikacja w druku).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)