Identificazione dinamica e valutazione del livello di vibrazione del passaggio pedonale di Valletta Puggia

Abstract

Il presente elaborato ha come obiettivo l’identificazione dinamica sperimentale e la stima del livello di vibrazione indotto dal passo umano su un ponte pedonale reale. La struttura oggetto di indagine è il ponte pedonale Valletta – Puggia, situato nel comune di Genova, presso il Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Genova. La struttura è realizzata in acciaio, ad eccezione delle pile che sono in calcestruzzo armato, il ponte è costituito da una sola campata di 19,8 metri di lunghezza. Il lavoro di tesi consiste nell’esecuzione di misure al vero, con l’obiettivo di per identificare le proprietà dinamiche della struttura e misurare sperimentalmente il livello di vibrazione indotto dal passaggio di pedoni e nell’elaborazione dei risultati delle prove. A tale scopo è stata condotta una campagna sperimentale durante la quale sono state effettuate misurazioni ambientali e prove forzate sotto diversi tipo di eccitazione: impulsiva ed eccitazione da passo umano. Durante la campagna sperimentale, sono stati utilizzati force balance ad elevate prestazioni e accelerometri MEMS a basso costo. Le prove ad eccitazione pedonale sono state progettate in accordo con le linee guida internazionali. Le misure di vibrazione ambientale e di risposta a impulso sono state elaborate utilizzando diversi metodi di identificazione dinamica, sia nel dominio del tempo che nel dominio della frequenza, che permettono di determinare le caratteristiche modali di una struttura a partire da una storia temporale registrata con un accelerometro. I dati delle acquisizioni effettuate applicando varie tecniche di identificazione dinamica in ambiente Matlab. In ultima fase i risultati sperimentali ottenuti sono stati confrontati con delle valutazioni numeriche su un modello a elementi finiti opportunamente aggiornato.

The aim of this thesis is the experimental dynamic identification and vibration serviceability assessment under pedestrian loading of a real walkway. The structure object of investigation is the Valletta – Puggia walkway, located in the municipality of Genoa, at the Physics Department of the University of Genoa. The structure is made of steel, except for the piers, which are made of reinforced concrete; the bridge consists of a single span of 19.8 metres in length. The thesis work consists of carrying out measurements on the walkway with the aim of identifying the dynamic properties of the structure and measuring experimentally the vibration level induced by the passage of pedestrians and processing the results of the tests. For this purpose, an experimental campaign was conducted so to carry out environmental measurements and forced tests under different types of excitations: impulsive and human step excitation. During the experimental campaign, two different types of accelerometers were used: high performance Force – Balance sensors and low-cost MEMS sensors. The pedestrian excitation test were designed according to international guidelines. Environmental vibration and impulse response measurements were processed using various dynamic identification methods, both in the time domain and in the frequency domain, which allow the modal characteristics of a structures to be determined from a time-history recorded with an accelerometer. Data from acquisitions were processed by applying various dynamic identification techniques writing codes in Matlab. As a final step, the experimental results obtained were compared with numerical evaluations on a suitably updated finite element model.