Sensibilidad analítica de la vibración libre y del flameo en puentes colgantes de gran vano en servicio y en fase constructiva

Resumen

Los retos planteados en la actualidad por la ingeniería de puentes colgantes de grandes vanos, con proyectos como el puente sobre el estrecho de Messina, o diversos proyectos de enlace entre las distintas islas japonesas con vanos más allá de los 3000 metros, hace que las exigencias sobre el diseño sean llevadas hasta sus últimas consecuencias. Uno de los aspectos más relevantes del diseño de estos puentes en su comportamiento frente a las cargas de viento, siendo el fenómeno del fameo una de las inestabilidades aeroelásticas más peligrosas a tener en cuenta. Esta tesis da un impulso para el empleo de técnicas de diseño óptimo en este tipo de estructuras introduciendo condiciones de tipo aeroelástico. Se aporta una formulación completamente analítica para la evaluación de las sensibilidades del comportamiento en vibración libre sin amortiguamiento de este tipo de estructuras incluyendo efectos de segundo orden. Dicha formulación ha sido implmentada en un código de ordenador denominado ADISNIL3D, que constituye una herramienta completa de análisis estructural, análisis dinámico y análisis de sensibilidad tanto en teoría lineal como en teoría de segundo orden. Asimismo se integra dicho código dentro de una metodología de evaluación del flameo y su análisis de sensibilidad, de modo que se dispone de una herramienta computacional basada en una formulación analítica completa para realizar análisis de sensibilidad del comportamiento aeroelástico de puentes de gran vano soportados por cables. De todo ello se aportan diversos ejemplos de aplicación a puentes colgantes reales de gran vano tanto en servicio como en fase constructiva. En servicio se analizan los puentes del Great Belt en Dinamarca, con 1624 metros de vano principal, y el puente sobre el estrecho de Akashi en Japón con 1991 metros de vano principal. Por su parte, en fase constructiva se analizan los puentes Höga Kusten en Suecia y Great B