A comparative aerodynamic analysis of two different cable-stayed bridges in Poland

• Autorzy: Flaga K. , Podgórski J. , Błazik-Borowa E. , Bosak G. , Bęc J.

Warianty tytułu

PL

Porównawcza analiza aerodynamiczna dwóch różnych mostów podwieszonych w Polsce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with aerodynamic analysis of the two longest cable-stayed bridges in Poland. This analysis comprises: modal analysis, estimation of stresses generated by static wind action, analysis of vibrations excited by atmospheric turbulence and feedbacks, determination of bridge vibrations generated by vortex excitation, calculation of stresses produced by dynamic wind action. The dynamic structure response has been calculated using the quasi-steady method, which allows analysis of just a few representative mode shapes, with the result precision acceptable in the engineering practice. Finally, both bridges have been found safe and resistant to the dynamic wind action, however the Warsaw bridge is more susceptible to the aerodynamic actions, especially its deck.

PL

Przedmiotem pracy jest analiza aerodynamiczna dwóch najdłuższych mostów podwieszanych w Polsce. Analiza obejmuje: analizę drgań własnych konstrukcji, oszacowanie naprężeń wywoływanych statecznym działaniem wiatru, analizę drgań wzbudzanych turbulencją atmosferyczną przy występowaniu sprzężeń aerodynamicznych, okreslenie drgań mostów pod wpływem wzbudzenia wirowego, obliczenie naprężeń wywołanych dynamicznym działaniem wiatru. Odpowiedź dynamiczna konstrukcji na działanie wiatru została obliczona przy wykorzystaniu teorii quasi-ustalonej, bazując na metodzie superpozycji modalnej uwzględniającej kilka reprezentatywnych postaci drgań własnych, co prowadzi do wystarczającej dokładności w praktyce inżynierskiej. Ostatecznie, obydwa mosty uznano za bezpieczne i odporne na dynamiczne działanie wiatru, przy czym most w Warszawie jest bardziej podatny na wpływy aerodynamiczne, zwłaszcza jego pomost.

Słowa kluczowe

EN

cable-stayed bridge; atmospheric turbulence; vortex excitation; vibration

PL

analiza porównawcza; analiza aerodynamiczna; drgania; most podwieszony; obciążenie wiatrem; Warszawa; Gdańsk; turbulencja atmosferyczna; wzbudzenie wirowe

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 51, nr 2
• Strony: 155--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il.

Twórcy

autor

Flaga K.

• University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Cracow, Poland

autor

Podgórski J.

• Faculty of Civil and Sanitary Engineering, Technical University of Lublin, Poland

autor

Błazik-Borowa E.

• Faculty of Civil and Sanitary Engineering, Technical University of Lublin, Poland

autor

Bosak G.

• Faculty of Civil Engineering, Cracow University of Technology, Kraków, Poland

autor

Bęc J.

• Faculty of Civil and Sanitary Engineering, Technical University of Lublin, Poland

Bibliografia

• 1. J. ŻURAŃSKI,The study of the wind action on the structure of the Sucharski Bridge in Gdańsk - "The climatic analysis'' [in Polish], Research Report, Building Research Institute, Warszawa 2000.
• 2. J. ŻURAŃSKI,The study oj the wind action on the structure oj the Siekierkowski Bridge in Warsaw. "The climatic analysis" Research Report, Building Research Institute, Warszawa 2001.
• 3. O. FLAMAND,Stabilite aćrodynamique du tablier du pont Sucharski á Gdańsk, Research Report, CSTB, Nantes 2000.
• 4. O. FLAMAND,Comportement aerodynamique du pont Sucharski á Gdansk soumis au vent turbulent. Essai en soufflerie á couche limite atmospherique sur maquette á l'échelle du 1/100 éme, Research Report, CSTB, Nantes 2000.
• 5. G. GRILLAUD,The vibration of cables of a stayed-cable bridges. Application for the Sucharski Bridge in Gdańsk [in French], Research Report, CSTB, Nantes 2000.
• 6. O. FLAMAND,Stabilite aérodynamique du tablier du pont Siekierkowski a Varsovie, Research Report, CSTB, Nantes 2001.
• 7. A. FLAGA, J. PODGÓRSKI, E. BŁAZIK-BOROWA, J. BĘC, G. BOSAK, T. MICHAŁOWSKI, The complex aerodynamical calculations of the cable-stayed Sucharski Bridge in Gdańsk [in Polish], Research Report, The Technical University of Lublin and Cracow University of Technology, Kraków 2000.
• 8. A. FLAGA, J. PODGÓRSKI, E. BŁAZIK-BOROWA, J. BĘC, G. BOSAK, T. MICHAŁOWSKI, The complex aerodynamical calculations of the Siekierkowski Cable-Stayed Bridge in Warsaw [in Polish], Research Report, Lublin-Kraków 2001.
• 9. A. FLAGA, Quasi-steady models of wind load on slender structures. Part II. Case of a moving structure, Archives of Civil Engineering, 40, 1,29-41, 1994.
• 10. A. FLAGA, Semi-empiric models oj aerodynamic and aeroelastic phenomena for cable-stayed and suspended bridge spans [in Polish], XLV Scientific-Technical Conference Proceedings, Vol. 6, 69-86, Krynica 1999.
• 11. J. PODGÓRSKI, A. FLAGA, Vortex excitation problems for the flow around elongated cross-section, Proc. of the 2EACWE, Italy, 1197-1203, 1997.
• 12. G. BOSAK, A. FLAGA, T. MICHAŁOWSKI, Modeling of vortex-induced vibrations for cable-stayed and suspended bridges [in Polish], Proceedings of the 3rd Polish Symposium "Wpływy środowiskowe na budowle i ludzi", Zwierzyniec, 29-36, 2001.
• 13. A. FLAGA, J. PODGÓRSKI, E. BŁAZIK-BOROWA, J. BĘC, G. BOSAK, T. MICHAŁOWSKI, Complementary aerodynamical calculations of the cable-stayed bridge in Warsaw (alternative design without wind baffles) [in Polish], Lublin-Kraków 2001.
• 14. A. FLAGA, Problems of evaluation of vibration effects on people on bridges [in Polish], Inżynieria i Budownictwo, No 3-4, 182-187, 2002.
• 15. A. FLAGA, J. PODGÓRSKI, E. BŁAZIK-BOROWA, G. BOSAK, J. BĘC, Aerodynamical analysis of III Millennium John Paul II Bridge in Gdańsk [in Polish], Drogi i Mosty, 4, 5-40, 2002.
• 16. G. BOSAK, A. FLAGA, Influence of aerodynamical feedbacks on response of cable-stayed bridges. 3rd East European Conference on Wind Engineering, Kiev, 2002.
• 17. A. FLAGA, J. PODGÓRSKI, E. BŁAZIK-BOROWA, J. BĘC, G. BOSAK, A comparative aerodynamic analysis of two cable-stayed bridges built in Poland. International Journal of Fluid Mechanics Research, 29, 3&4, 377-390, 2002.
• 18. A. FLAGA, J. PODGÓRSKI, E. BŁAZIK-BOROWA, J. BĘC, G. BOSAK, T. MICHAŁOWSKI, Aerodynamical analysis of the Henryk Sucharski Bridge in Gdańsk [in Polish). XL VII Scientific-Technical Conference Proceedings, Vol. 2, 35-42, Opole-Krynica 2001.
• 19. A. FLAGA, J. PODGÓRSKI, E. BŁAZIK-BOROWA, J. BĘC, A comparative aerodynamic analysis of the two longest cable-stayed bridges in Poland [in Polish]. XLVIlI Scientific-Technical Conference Proceedings, Vol. 2, 45-52, Opole-Krynica 2002.