Modelisation numerique de la tenue au vent des ponts souples

par ALBERTO PATRON SOLARES

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Robert Eymard.

Soutenue en 1998

à l'ENPC .

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  • Résumé

    Cette these presente une modelisation par la methode des elements finis de la tenue au vent des ponts souples prenant en compte les interactions aeroelastiques entre l'ecoulement d'air et le mouvement de la structure. Le vent au voisinage du sol est defini en termes de modeles probabilistes existants. Un soin particulier est apporte a la description de la turbulence du vent par des densites spectrales de puissance et des signaux temporels. Les modeles mathematiques des forces generees par un ecoulement d'air turbulent sur un tablier de pont sont presentes dans les domaines frequentiel et temporel. L'adoption d'un modele lineaire permet d'exprimer ces efforts eoliens comme la superposition d'effets statiques, aeroelastiques et stationnaires. Les forces eoliennes sont alors exprimees dans le cadre d'un formalisme du type element fini. L'equation de mouvement du systeme est etablie, ainsi qu'un critere de stabilite vis-a-vis du phenomene de flottement. Une methode numerique pour le calcul des vitesses critiques d'instabilite est fournie. Pour l'etude de la reponse a la turbulence, trois methodes de calcul sont proposees. La premiere consiste a realiser un calcul purement frequentiel des equations modales du systeme aeroelastiquement couplees. La deuxieme fait appel a la notion des modes propres complexes afin de pouvoir decoupler les equations du systeme et realiser un calcul en frequence de chaque equation modale complexe. La troisieme consiste a integrer dans le temps les equations de mouvement du systeme fluide-structure. Les diverses methodes sont validees sur les resultats experimentaux des maquettes souples des ponts vasco de gama et de normandie. La bonne correlation entre les resultats numeriques et experimentaux met en evidence l'importance de la prise en compte de la modification des frequences d'oscillation et des termes de couplage aeroelastique. Une analyse de stabilite et un calcul de la reponse a la turbulence sur des modeles par elements finis complets de ces memes ouvrages sont egalement presentes.


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Informations

  • Détails : 174 P.
  • Annexes : 74 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Ecole des Ponts ParisTech (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne). Bibliothèque Lesage.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : NS 22192
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