Para investigar a viabilidade e aplicabilidade de mancais de pêndulo de fricção para controle de vibração de pontes de arco-viga espacial de grande vão com vigas de caixa de teia de aço corrugado, tomando a Ponte Huian Yellow River no Condado de Guide, Província de Qinghai, China, como exemplo.
Um modelo de cálculo tridimensional da ponte composta de arco-viga espacial de isolamento de pêndulo de fricção com uma teia de aço corrugado foi estabelecido pelo MIDAS. A análise modal foi realizada e o efeito de amortecimento da ponte de isolamento de pêndulo de fricção foi investigado usando o espectro de resposta e os métodos de análise de histórico de tempo. A influência dos parâmetros de projeto do isolamento do pêndulo de fricção no efeito de redução também foi analisada.
Modelo Tridimensional da Ponte Composta de Arco-Viga Espacial de Isolamento de Pêndulo de Fricção
O modelo tridimensional da ponte composta de arco-viga espacial de isolamento de pêndulo de fricção com uma teia de aço corrugado foi estabelecido usando o software MIDAS. As principais características geométricas da ponte incluem um vão de 400 m, uma altura do arco de 60 m e uma largura da ponte de 24 m. As vigas de caixa de teia de aço corrugado têm uma altura de 3,5 m e uma espessura da alma de 20 mm.
Propriedades dos Materiais
O concreto utilizado na construção da ponte possui uma resistência à compressão de 50 MPa, um módulo de elasticidade de 34,5 GPa e um coeficiente de Poisson de 0,2. O aço utilizado nas vigas de caixa de teia de aço corrugado possui um limite de escoamento de 345 MPa e um módulo de elasticidade de 206 GPa.
Análise Modal
A análise modal da ponte composta de arco-viga espacial de isolamento de pêndulo de fricção foi realizada para investigar as características dinâmicas da estrutura. Os resultados mostram que os modos de vibração da ponte são dominados por modos de flexão e torção, com frequências naturais variando de 0,25 Hz a 1,15 Hz.
Efeito de Amortecimento do Isolamento de Pêndulo de Fricção
O efeito de amortecimento do isolamento de pêndulo de fricção foi investigado usando o espectro de resposta e os métodos de análise de histórico de tempo. Os resultados indicam que o isolamento de pêndulo de fricção melhora significativamente as condições de estresse da viga e do pilar, reduzindo o deslocamento e a aceleração do topo do pilar, bem como a aceleração da viga. A taxa de amortecimento da ponte com isolamento de pêndulo de fricção é superior a 50%.
Influência dos Parâmetros de Projeto do Isolamento de Pêndulo de Fricção
A influência dos parâmetros de projeto do isolamento de pêndulo de fricção, como o coeficiente dinâmico de atrito e o raio de curvatura, no efeito de redução de vibração foi analisada. Os resultados mostram que o coeficiente dinâmico de atrito ótimo e o raio de curvatura para a ponte composta de teia de aço corrugado são 0,04 e 3,0 m, respectivamente.
Conclusões
O isolamento de pêndulo de fricção tem um bom efeito de absorção sísmica e fornece uma maneira eficaz para o controle sísmico da ponte composta de teia de aço corrugado. Os resultados deste estudo podem fornecer orientações para o projeto e a aplicação de sistemas de isolamento de pêndulo de fricção em pontes de arco-viga espacial de grande vão com vigas de caixa de teia de aço corrugado.
