umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Modelling Pedestrian-Induced Vertical Vibrations of Footbridges
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Physics.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Modellering av människoinducerade vertikala vibrationer i gångbroar (Swedish)
Abstract [en]

A pedestrian crowd walking on a footbridge causes the footbridge to vibrate. These vibrations become an issue of serviceability and can give rise to discomfort for the pedestrians, whereby they should, to as large extent as possible, be prevented. Currently, there is a lack of reliable models to describe a dynamic load on a footbridge, due to a walking crowd. Therefore, there is a need for such models.

Lately, a great amount of research has been carried out on the subject pedestrian-induced vibrations of footbridges, though most of it with focus on lateral vibrations. Conversely, this project has been performed aiming to accurately model pedestrian-induced vertical vibrations of a general footbridge. For that purpose, starting from an existing model, a somewhat improved model, comprising three sub-model, has been developed. The sub-models are: one model of the pedestrian crowd walking along the footbridge, one model describing the load from the pedestrian footstep and one model describing the interaction between the pedestrians and the footbridge.

In order to get statistically reliable results, numerous simulations of the pedestrian-induced vertical vibrations of a specific footbridge have been performed, using the developed model. Averaging the results over the simulations, we could conclude that the model gives an average error of 7 %, compared to experimental data. The measured quantity giving these results was the absolute maximum value of the acceleration at the midpoint of the footbridge. The achieved dynamical response of the footbridge is qualitatively satisfying, while the quantitative error is larger than we hoped for, whereby we conclude that further improvement of the model is needed before we are able to accurately model pedestrian-induced vertical vibrations of footbridges.

Abstract [sv]

När en folksamling går över en gångbro uppstår vibrationer i gångbron. Dessa vibrationer påverkar brons användbarhet och kan ge upphov till obehagskänsla hos fotgängarna, vilket gör att vibrationerna i största möjliga utsträckning bör motverkas. I nuläget saknas pålitliga modeller för att beskriva den dynamiska last en gångbro utsätts för när en folksamling går över den. Således föreligger ett behov att utveckla en sådan modell.

Under de senaste decennierna har mycket forskning utförts inom området människoinducerade vibrationer i gångbroar. Dock har merparten av denna forskning berört endast laterala vibrationer. Detta projekt däremot, har genomförts med syftet att, med ett noggrant resultat, modellera människoinducerade vertikala vibrationer i en generell gångbro. För att uppnå detta har jag utgått från en befintlig modell och från den utvecklat en ny modell bestående av tre delmodeller. De tre delmodellerna är: en modell som beskriver hur folksamlingen rör sig över gångbron, en modell som beskriver den kraft det mänskliga fotsteget uträttar på gångbron och en modell som beskriver interaktionen mellan fotgängarna och gångbron.

För att uppnå statistiskt tillförlitliga resultat har modellen som utvecklats i detta projekt använts för att utföra åtskilliga simuleringar av människoinducerade vertikala vibrationer i en specifik gångbro. Om vi medelvärdesbildar resultaten över simuleringarna framgår det att modellen som utvecklats ger ett resultat som avviker med 7 % från experimentellt data. Detta gäller för den maximala accelerationen vid gångbrons mittpunkt. Den resulterande dynamiska responsen ser kvalitativt sett bra ut, medan den kvantitativa avvikelsen är större än vi hoppats på. Därför drar vi slutsatsen att vidare förbättringar av modellen behövs för att den ska kunna användas till att på ett noggrant sätt modellera människoinducerade vertikala vibrationer i gångbroar.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 51 p.
Keyword [en]
Footbridge, Pedestrian-induced, Vertical vibrations, Pedestrian-footbridge interaction, Structural dynamics, Crowd simulations.
National Category
Infrastructure Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-101831OAI: oai:DiVA.org:umu-101831DiVA: diva2:804961
External cooperation
Tyréns AB
Subject / course
Examensarbete i teknisk fysik
Educational program
Master of Science Programme in Engineering Physics
Presentation
2015-04-01, Universitetsklubben, Aula Nordica-huset (Umeå Universitet), Umeå, 14:00 (Swedish)
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-04-14 Created: 2015-04-14 Last updated: 2015-04-22Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1032 kB)536 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 1032 kBChecksum SHA-512
82572f408f9ceb7adf8649af8f2af380f984f4c9f0f35a416000b5054795ff0c18ebecd1f6c371e6a48261343cd89b82c522cfe635ffb099e051d9f2f783d26b
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Physics
Infrastructure Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 546 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 968 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf