Análisis aeroelástico y de sensibilidad del fenómeno de flameo en puentes soportados por cables

Abstract

Los grandes puentes colgantes de mas de 1500 m de vano construidos a finales e los años 90, como el Great Belt o el Akashi-kaikyo, han hecho que en la ultima decada la aeroelasticidad se desarrollara extraordinariamente en el ambito de la ingenieria de puentes y por tanto existen bastantes formulaciones con muy diversas terminologias de problemas como el calculo de la velocidad critica de flameo de su puente. El tema de investigacion de esta tesis se encuentra por tanto de plena actualidad, mas si cabe, cuando probablemente en los primeros años del siglo XXI se afronten retos como el del puente Stonecutters en Hong Kong, primer atirantado de 1000 m de vano, o los cada vez mas factibles puentes en los estrechos de Gibraltar, Messina o los de Ho-Yo en Japon. Este trabajo ha pretendido dar un impulso hacia la sistematizacion del analisis del flameo en puentes soportados por cables y para ello, ha establecido una formulacion integrada, empleando una terminologia coherente, que conecta adecuadamente cada una de las fases del analisis: 1)el calculo dinamico de las frecuencias y modos de vibracion mediante la teoria de segundo orden empleando un modelo de elementos finitos. 2)El establecimiento de las ecuaciones de equilibrio dinamico con las fuerzas aeroelasticas linealizadas mediante los coeficientes de flameo. 3)La resolucion del problema de valores propios no lineal al que conducen estas ecuaciones. La nueva terminologia permite tambien desarrollar un metodo de analisis de sensibilidad, el cual supone un primer paso para la aplicación futura de metodos de diseño optimo. El uso de esta sofisticada metodologia de diseño ofrece una alternativa al diseño tradicional basado en la experiencia y la intuicion, que ha sido el aplicado hasta ahora en el campo de los puentes de grandes vanos.