Estudo dos Efeitos Dinâmicos de Peões numa Ponte Pedonal em Vidro

El documento aborda la problemática de las vibraciones en puentes peatonales, particularmente en puentes con cubiertas de vidrio, como la Ponte Pedonal de la Fundación Champalimaud en Lisboa. El objetivo es asegurar la funcionalidad y el confort de la estructura ante las acciones dinámicas de los peatones, que pueden generar vibraciones indeseables. Se destaca la importancia de controlar estas vibraciones para preservar la integridad del vidrio y garantizar la seguridad de los usuarios. La investigación se centra en analizar el comportamiento dinámico de la estructura bajo diferentes escenarios de carga, incluyendo la caminata, la carrera y la presencia de grupos de peatones. Se exploran las funciones de carga asociadas a estos movimientos, considerando la frecuencia de la pasada y el riesgo de resonancia, un fenómeno que amplifica significativamente las vibraciones. El documento también describe la metodología utilizada en el análisis dinámico, así como la definición de niveles de confort de acuerdo con las normativas internacionales, incluyendo la clasificación de la estructura según el nivel de tráfico esperado.

Para caracterizar el comportamiento estructural de la Ponte Pedonal, se desarrolló un modelo tridimensional de elementos finitos. Este modelo permite analizar las vibraciones que se instalan en la estructura bajo diferentes escenarios de carga. La investigación se centró en el estudio de las vibraciones verticales de la estructura, considerando el primer modo de vibración vertical, dado que los otros modos presentan frecuencias significativamente más altas y no son tan fácilmente excitables por la acción de los peatones. Se realizaron análisis para diferentes movimientos de los peatones, incluyendo caminata y carrera. También se evaluó la respuesta de la estructura a grupos de peatones, teniendo en cuenta la densidad de flujo esperado. Los resultados del análisis se compararon con las recomendaciones internacionales existentes para determinar el nivel de confort y seguridad de la estructura.

El modelo desarrollado se validó mediante la comparación de los resultados obtenidos con los datos experimentales de un ensayo dinámico realizado en la Ponte Pedonal. Este ensayo permitió determinar experimentalmente los parámetros dinámicos de la estructura, incluyendo las frecuencias naturales y los coeficientes de amortiguamiento. La calibración del modelo se realizó ajustando las propiedades del material y la geometría de la estructura para obtener una correspondencia cercana con los datos experimentales. Este proceso de validación es fundamental para asegurar la precisión y la confiabilidad del modelo utilizado en la investigación.

Los resultados del estudio revelaron que la Ponte Pedonal de la Fundación Champalimaud presenta niveles de confort satisfactorios para un peatón en corrida, así como para grupos de peatones, incluso en situaciones de alta densidad de flujo. No obstante, se recomendó la consideración de medidas adicionales de control de vibraciones para escenarios con alta densidad de flujo y en el día de la inauguración de la estructura, para prevenir la ocurrencia de vibraciones excesivas. El estudio también arrojó luz sobre la complejidad de modelar la acción dinámica de los peatones en estructuras como puentes peatonales. La investigación resalta la importancia de considerar el fenómeno de la resonancia, la influencia de la frecuencia de la pasada y la densidad de flujo de los peatones en el comportamiento dinámico de la estructura. Los resultados obtenidos tienen una aplicación práctica significativa en el diseño y la construcción de puentes peatonales, especialmente aquellos con cubiertas de vidrio, ya que proporcionan información valiosa para garantizar la funcionalidad, la seguridad y el confort de la estructura.