Simposio Internacional de Construcciones

Control and mitigation of structural vibrations on railway bridges using tuned mass dampers.

The reduction of vibrations in structures, is a subject that constitutes one of the main challenges in modern structural engineering, with more slender buildings and bridges with large dimensions each year, many times the structures are affected by oscillatory movements caused by various factors (transit of people and vehicles, strong winds or earthquakes). This article deals with the issue of the implementation of tuned mass dampers, (TMD), in railway bridges to contribute to the mitigation of the effects produced by structural vibrations. A design methodology is presented with the optimal parameters of the TMDs, two models of the “Ramal Cifuentes Km 6,763” Railway Bridge are created in the SAP 2000 Professional software, one with the presence of tuned mass dampers, and other without devices, in this way the response of the main structure in various aspects is evaluated. Through the modal analysis, the variations of frequencies and periods are compared. In addition, the response of the bridge in accelerations, speeds and displacements with the support of the time-history analysis is studied, the observation of the behavior of the spectrum of frequency responses is completed and finally the variations in the spectral acceleration are evaluated for different vehicular circulation speeds.

La reducción de vibraciones en estructuras, es un tema que constituye uno de los principales desafíos en la ingeniería estructural moderna, con edificaciones más esbeltas y puentes con luces mayores cada año, muchas veces las estructuras se ven comprometidas por movimientos oscilatorios provocadas por diversos factores (tránsito de personas y vehículos, vientos fuertes o sismos). Este artículo trata el tema de la implementación de amortiguadores de masa sintonizada, (TMD), en puentes de ferrocarril para contribuir a la mitigación de los efectos producidos por las vibraciones estructurales. Se presenta una metodología de diseño de los parámetros óptimos de los TMD y se crean dos modelos del puente de ferrocarril ramal Cifuentes km. 6,763 en el software profesional SAP 2000, uno con la presencia de los amortiguadores de masa sintonizada y otro sin dichos dispositivos, de esta forma se evalúa la respuesta de la estructura principal en diversos aspectos. A través del análisis modal, se comparan las variaciones de frecuencias y períodos; además se estudia la respuesta del puente en aceleraciones, velocidades y desplazamientos con el apoyo del análisis tiempo-historia, se realiza la observación del comportamiento del espectro de respuestas de frecuencias y por último se evalúan las variaciones en la aceleración espectral para distintas velocidades de circulación vehicular.