Damping of footbridge vibrations by tuned liquid column dampers: a novel experimental model set-up.

• Autorzy: Reiterer M. , Hochrainer M.J.

Warianty tytułu

PL

Tłumienie drgań mostu dla pieszych przy pomocy dostrajanych płynowych amortyzatorów kolumnowych. Nowy doświadczalny zestaw modelowy.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The application of tuned liquid column dampers (TLCD) for suppresing excessive lateral pedestrian-induced vibrations of footbridges is investigated experimentally and numerically. In order to study the effectiveness of TLCD, a novel three-degree-of-freedom (DOF) bridge model is constructed in the laboratory of the TU-Institute. A single TLCD is attached to the bridge model to counteract the bridge's fundamental vibration mode. Modal tuning of the TLCD is performed using an analogy to tuned mass damper (TMD). A new excitation device has been developed for simulating the time-periodic contact forces due to walking pedestrians. All vibration tests performed indicate a large reduction of the maximum lateral vibration response amplitude. In order to verify the experimental results, numerical simulations of the laboratory model are performed, which show a good agreement. The application of TLCD at least doubles the effective modal damping coefficient when compared to the original bridge model.

PL

Przedmiotem pracy są doświadczalne i numeryczne badania dostrajanych płynowych amortyzatorów kolumnowych (TLCD) zastosowanych do tłumienia bocznych drgań mostu dla pieszych. By zbadać skuteczność amortyzatorów TLCD, w laboratorium Instytutu Politechniki Wiedeńskiej zbudowano nowy model mostu o trzech stopniach swobody. Pojedynczy amortyzator TLCD, dołączony do mostu, ma przeciwdziałać drganiom mostu w modzie podstawowym. Strojenie modalne amortyzatora TLCD jest wykonane przy użyciu analogii do tłumika o strojonej masie (TMD). Opracowano nowe urządzenie wzbudzające drgania do symulacji okresowo zmiennych sił kontaktowych powstających jako efekt kroków przechodniów. Wszystkie wykonane testy wibracji wykazały znaczną redukcję maksymalnej amplitudy drgań bocznych. W porównaniu do pierwotnego modelu mostu, zastosowanie tłumików TLCD zwiększa, co najmniej dwukrotnie, efektywny współczynnik tłumienia modalnego. Wyniki doświadczalne porównano z wynikami dla numerycznej symulacji modelu laboratoryjnego, uzyskano dobrą zgodność wyników.

Słowa kluczowe

EN

tuned mass damper; Hartog tuning; effective damping; pedestrian induced vibrations

PL

dostrajany płynowy amortyzator kolumnowy; strojenie wg Hartoga; tłumienie efektywne; drgania wzbudzane przez pieszych

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. LII, nr 3
• Strony: 245--252
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Reiterer M.

• Department of Civil Engineering, Vienna University of Technology, Kulmgasse 5, 1160 Vienna, Austria; Bernard Ingenieure ZT-GmbH, Niederlassung Wien, Nordbahnstrasse 36/Stg 2/Top 2.7, A-1020 Wien, Austria

autor

Hochrainer M.J.

• Geoconsult Wien ZT GmbH, Vienna, Austria

Bibliografia

• [1] Dallard P., Fitzpatrick A.J., Flint A., Le Bourva S., Low A., Ridsdill Smith R.M., Willford M.: The London Millennium Footbridge. The Structural Engineer, 2001, 79, No 22, pp.17-33.
• [2] Nakamura S., Fujino Y.: Lateral Vibration on a Pedestrian Cable-Stayed Bridge. Structural Engineering International, 2002, IABSE, 4.
• [3] Petersen C.: Schwingungsdämpfer im Ingenieurbau. Herausgeber: Maurer Söhne GmbH&Co.KG, München, 2001.
• [4] Reiterer M.: Damping of Vibration-prone Civil Engineering Structures with Emphasis on Bridges. Dissertation (in German), TU-Wien, A-1040 Vienna, Austria, 2004.
• [5] DenHartog J. P.: Mechanical Vibrations. Reprint of 4th ed., McGrawHill, New York, 1956.
• [6] Hochrainer M. J.: Control of vibrations of civil engineering structures with special emphasis on tall buildings. Dissertation (in English), TU-Wien, A-1040 Vienna, Austria, 2001.
• [7] Bachmann H., Ammann W.: Schwingungsprobleme bei Bauwerken. Durch Menschen und Maschinen induzierte Schwingungen, Structural Engineering Documents, IABSE-AIPC-IVBH, 1987.
• [8] Heymann J., Lingener A.: Messverfahren der experimentellen Mechanik. Springer Verlag, Berlin, 1986.
• [9] Reiterer M., Hochrainer M. J.: Parametric Resonance in Tuned Liquid Column Dampers: An Experimental Investigation. IAZ (Ingenieur und Architekten Zeitschrift), 2004 (in print).