Influence of aeroelastic parameters uncertainty into the reliability of long-span bridges against extre me wind loads

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http://hdl.handle.net/2183/36377
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- Teses de doutoramento [2195]
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Influence of aeroelastic parameters uncertainty into the reliability of long-span bridges against extre me wind loadsAuthor(s)
Directors
Jurado, José ÁngelDate
2024Abstract
[Abstract] This work presents an investigation into the influence of aeroelastic parameters on the
reliability of bridges subjected to extreme wind loads. The increasing span lengths of
recent suspension bridges necessitate a more detailed and precise examination of their
behavior in the face of aeroelastic phenomena. Phenomena such as flutter or buffeting
can lead to structural serviceability issues or even structural collapse.
Therefore, analyses of these phenomena have been conducted in specific cases of largespan
bridges, considering various parameters influencing the structure’s response to
aeroelastic phenomena. These considerations encompass factors such as the impact of
static deformation on the aeroelastic behavior of the bridge deck and the incorporation
of mechanical dampers to enhance structural damping.
Furthermore, the parameters governing these phenomena carry associated uncertainties
due to diverse factors. This uncertainty has been characterized, and a reliability
analysis has been carried out using a probabilistic approach, determining the probability
of structural failure considering aeroelastic phenomena.
This probabilistic approach has been applied to a large-span bridge, introducing the
most critical aeroelastic parameters as random variables. The probability of structure
failure has been assessed, considering both flutter and buffeting phenomena. This comprehensive
analysis provides insights into the robustness and reliability of the structure
under extreme wind load phenomena, contributing to a more informed understanding
of its aeroelastic performance. [Resumen] Este trabajo presenta una investigación sobre la influencia de parámetros aeroelásticos
en la fiabilidad de puentes sometidos a cargas de viento extremas. El aumento de la
longitud de vano en puentes colgantes recientes requieren un examen más detallado y
preciso de su comportamiento frente a fenómenos aeroelásticos. Fenómenos como el
flameo o el bataneo pueden dar lugar a problemas de servicio estructural o incluso al
colapso de la estructura.
Por lo tanto, se han realizado análisis de estos fenómenos en casos específicos de puentes
de gran envergadura, teniendo en cuenta diversos parámetros que influyen en la respuesta
de la estructura a los fenómenos aeroelásticos. Estas consideraciones abarcan
factores como el impacto de la deformación estática en el comportamiento aeroelástico
del tablero del puente y la incorporación de amortiguadores mecánicos para mejorar
el amortiguamiento estructural.
Además, los parámetros que rigen estos fenómenos conllevan incertidumbres asociadas
debido a diversos factores. Esta incertidumbre se ha caracterizado y se ha realizado
un análisis de fiabilidad utilizando un enfoque probabilístico, determinando la probabilidad
de fallo estructural considerando los fenómenos aeroelásticos.
Este enfoque probabilístico se ha aplicado a un puente de gran envergadura, introduciendo
los parámetros aeroelásticos más críticos como variables aleatorias. Se ha
evaluado la probabilidad de fallo de la estructura, teniendo en cuenta tanto el flameo
como el bataneo. Este análisis proporciona información sobre la solidez y fiabilidad
de la estructura bajo influencias de fenómenos provocados por vientos extremos, contribuyendo
a una comprensión más detallada de su comportamiento aeroelastico. [Resumo] Este traballo presenta unha investigación sobre a influencia de parámetros aeroelásticos
na fiabilidade de pontes sometidos a cargas de vento extremo. O aumento da lonxitude
do vano en pontes colgantes recentes require un exame máis detallado e preciso do seu
comportamento fronte a fenómenos aeroelásticos. Fenómenos como o flameo ou o
bataneo poden dar lugar a problemas de servizo estrutural ou mesmo ao colapso da
estrutura.
Por iso, realizaronse análises destes fenómenos en casos específicos de pontes de gran
envergadura, tendo en conta diversos parámetros que inflúen na resposta da estrutura
aos fenómenos aeroelásticos. Estas consideracións abranguen factores como o impacto
da deformación estática no comportamento aeroelástico do taboleiro do ponte e a
incorporación de amortecedores mecánicos para mellorar o amortecemento estrutural.
Ademais, os parámetros que rexen estes fenómenos conlevan incertezas asociadas debido
a diversos factores. Esta incerteza caracterizouse e realizouse unha análise de
fiabilidade utilizando un enfoque probabilístico, determinando a probabilidade de fallo
estrutural considerando os fenómenos aeroelásticos.
Este enfoque probabilístico aplicouse a unha ponte de gran envergadura, introducindo
os parámetros aeroelásticos máis críticos como variables aleatorias. Avaliouse a probabilidade
de fallo da estrutura, tendo en conta tanto o flameo como o bataneo. Esta
análise fornece información sobre a solidez e fiabilidade da estrutura baixo influencias
de fenómenos provocados por ventos extremos, contribuíndo a unha comprensión máis
detallada do seu comportamento aeroelástico.
Keywords
Puentes-Aerodinámica
Puentes metálicos-Diseño y construcción
Aerodinámica
Puentes metálicos-Diseño y construcción
Aerodinámica
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