Ocena komfortu pieszego na kładkach. Case study

• Autorzy: Banaś Anna

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.3240

Warianty tytułu

EN

Assessment of comfort on the footbridges. Case study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Trend w projektowaniu nowych kładek dla pieszych wymaga, aby były one coraz bardziej „wyszukane” i lekkie. Bardzo często jednak z tego powodu obiekty te mają pierwszą częstotliwość giętną pomostu zbliżoną do wymuszenia chodem pieszego. W niniejszej pracy przedstawiono trzy konstrukcje kładek dla pieszych. Każda z nich znalazła się w innej grupie narażenia na wystąpienie drgań rezonansowych, z uwagi na pierwszą częstotliwość drgań giętnych pomostu. Przeprowadzone badania pokazały, że kładka nad drogą S8, która znajdowała się w wysokiej grupie ryzyka, bez względu na sposób wymuszenia spełnia najwyższy poziom komfortu. W przypadku kładki w Bydgoszczy, która znalazła się w średniej grupie ryzyka, poziomy przyspieszeń były znacznie większe. Przy wymuszeniach synchronicznych zapewniały często tylko minimalny komfort jej użytkownikom. W przypadku kładki w Gdyni, mimo stosunkowo wysokiej wartości częstotliwości drgań własnych i niskiego ryzyka wystąpienia rezonansu, nawet dla bardzo małych grup pieszych, przyspieszenia były na bardzo wysokim poziomie. Kładka w normalnych warunkach eksploatacji zapewnia użytkownikom minimalny komfort. Przy wymuszeniach synchronicznych poziom komfortu jest już jednak nieakceptowalny. Przeprowadzone analizy i badania pokazują, że jednym z kluczowych elementów etapu projektowania jest analiza dynamiczna.

EN

The trend in designing new footbridges requires them to be more slender and light. This is due to the fact that the vibration frequencies of the modern footbridges are often close to the frequencies which are induced by pedestrians. This work presents experimental tests and numerical analysis of three footbridges. Each of them was in a different group of risk of the occurrence of resonance, due to the first bending frequency of the deck. The conducted experimental research showed that the footbridge over the S8 expressway, which was in the risk group, regardless of the way of excitation, fulfilled the highest level of comfort. In the case of the footbridge in Bydgoszcz, which was in the medium risk group, the acceleration levels were much higher. For synchronous excitations, the only minimal comfort level was provided to its users. For the footbridge in Gdynia, despite the relatively high value of frequencies and low resonance risk, even for very small pedestrian groups accelerations were at a very high level. The footbridge exhibited a minimum level of comfort during normal exploitation. However, the level of comfort is unacceptable for synchronous excitations. The conducted numerical analyzes and experimental test show that one of the key elements at the design stage is dynamic analysis.

Słowa kluczowe

PL

kładka dla pieszych; dynamika; badanie eksperymentalne; analiza MES; drganie; ruch człowieka; kryterium komfortu; studium przypadku

EN

footbridge; dynamics; experimental test; FEM analysis; human motion; vibration; comfort criterion; case study

• Wydawca: BUILDER CORP Sp. z o.o.
• Czasopismo: Builder
• Rocznik: 2020
• Tom: R.24, nr 8
• Strony: 26--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Banaś Anna

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Transportu Szynowego i Mostów

Bibliografia

• [1] Dallard P., Fitzpatrick T., Flint A., Low A., Smith R.R., Willford M., Roche M., London Millennium Bridge: Pedestrian-Induced Lateral Vibration, „Journal of Bridge Engineering” 2001, 6, 412-417, doi:10.1061/(ASCE)1084-0702(2001)6:6(412).
• [2] Blekherman Alexander N., Autoparametric Resonance in a Pedestrian Steel Arch Bridge: Solferino Bridge, Paris, „Journal of Bridge Engineering” 2007, 12, 669-676, doi:10.1061/(ASCE)1084-0702(2007)12:6(669).
• [3] Sétra/Afgc Sétra Technical guide Footbridges Assessment of vibrational behaviour of footbridges under pedestrian loading, Paris, France, 2006.
• [4] Feldmann M., Human-induced vibration of steel structures (HiVoss): Designing of footbridges; Reaserch Fund for Coal and Steel, Publications Office of the European Union: Luxembourg 2010.
• [5] Heinemeyer C., Butz C., Keil A., Schlaich M., Goldbeck A., Trometor S., Lukic M., Chabrolin B., Lemaire A., Martin P.-O. et al. Design of Lightweight Footbridges for Human Induced Vibrations; European Commission, 2009.
• [6] Eurokod. Podstawy projektowania konstrukcji; PN-EN 1990:2004; Polski Komitet Normalizacyjny: Warszawa 2004.
• [7] Živanović S., Pavic A., Reynolds P., Finite element modelling and updating of a lively footbridge: The complete process, „Journal of Sound and Vibration” 2007, 301, 126-145, doi:10.1016/j.jsv.2006.09.024.
• [8] Banaś A., Wilde K., Vibration diagnostics of footbridge with use of rotation sensor. Applied „Computer Science” 2014, 10, 38-49.
• [9] Cross E.J., Koo K.Y., Brownjohn J.M.W., Worden K., Long-term monitoring and data analysis of the Tamar Bridge, „Mechanical Systems and Signal Processing” 2013, 35, 16-34, doi:10.1016/j.ymssp.2012.08.026.
• [10] Lievens K., Lombaert G., De Roeck G., Van den Broeck P., Robust design of a TMD for the vibration serviceability of a footbridge, „Engineering Structures” 2016, 123, 408-418, doi:10.1016/j.engstruct.2016.05.028.
• [11] Wang D., Wu C., Zhang Y., Li S., Study on vertical vibration control of long-span steel footbridge with tuned mass dampers under pedestrian excitation, „Journal of Constructional Steel Research” 2019, 154, 84-98, doi:10.1016/j.jcsr.2018.11.021.
• [12] Meng F., Wan J., Xia Y., Ma Y., Yu J., A Multi-Degree of Freedom Tuned Mass Damper Design for Vibration Mitigation of a Suspension Bridge „Applied Sciences” 2020, 10, 457, doi:10.3390/app10020457.
• [13] Jiménez-Alonso J.F., Pérez-Aracil J., Hernández Díaz A.M., Sáez A., Effect of Vinyl Flooring on the Modal Properties of a Steel Footbridge, „Applied Sciences” 2019, 9, 1374, doi:10.3390/app9071374.
• [14] Flaga A., Pańtak M., Kryteria komfortu w projektowaniu kładek dla pieszych, „Inżynieria i Budownictwo” 2004, R. 60, nr 5, 253-258.
• [15] Zóltowski K., Binczyk M., Kalitowski P., Footbridges. Dynamic Design – Selected Problems Available online: https://structurae.net/en/literature/conference-paper/footbridges-dynamic-design-selected-problems (accessed on Jul 13, 2020).
• [16] Żółtowski K., Pieszy na kładkach. Obciążenia i odpowiedz konstrukcji, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej: Gdańsk 2007.
• [17] Flaga A., Mosty dla pieszych, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności WKŁ: Warszawa 2011.
• [18] Matsumoto Y., Maeda S., Iwane Y., Iwata Y., Factors affecting perception thresholds of vertical whole-body vibration in recumbent subjects: Gender and age of subjects, and vibration duration, „Journal of Sound and Vibration” 2011, 330, 1810-1828, doi:10.1016/j.jsv.2010.10.038.
• [19] Van Emmerik T., Steele-Dunne S., Hut R., Gentine P., Guerin M., Oliveira R.S., Wagner J., Selker J., Van de Giesen N., Measuring Tree Properties and Responses Using Low-Cost Accelerometers, „Sensors” 2017, 17, 1098, doi:10.3390/s17051098.

Uwagi

Artykuł umieszczony w części "Builder Science"

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).