MILLENIUM BRIDGE: Two decades after.

El caso más conocido y estudiado de vibración inducida por personas en tránsito en una pasarela peatonal
(The «Wobbly Bridge», London).

En el Congreso Foodbridge 2002 de París fue (junto al caso del puente de Solferino de la ciudad organizadora*) el tema más comentado y estudiado por su reciente clausura el día de la inaguración, su posterior reparación y reapertura por aquellas fechas, reflejada en todos los medios de comunicación y cuyo video del «fenómeno» se encuentra fácilmente internet. https://youtu.be/eAXVa__XWZ8

Se describen aceleraciones laterales de 0,25 g, desplazamientos de 70 mm en unas frecuencias en torno a 1 Hz (con las dinamic-videotools desarrolladas por IQS puede estimarse frecuencias laterales de forma más precisa).

Distintos tipos de soluciones aplicadas basadas en la colocación de numerosos amortiguadores viscosos (vertical, pier and chevron dampers ) y sistemas masa-muelle-dump (SDOFs en tablero para control de la dirección vertical). Con ello el amortiguamiento crítico pasó del 0,5 al 20 %)

Al principio surgieron estudios de resonancia lateral del puente basados en el fenómeno «lock-in» o sincronización de la gente en tránsito como causa principal, que han sido desplazados por estudios que consideran la sincronización una consecuencia que puede ser provocada por un número elevado de personas caminando aleatoriamente. (Kuramoto vs. Josephson )

La normativa durante los últimos años ha incorporado más consideraciones y restricciones, especialmente frente a movimientos laterales protegiendose de la aparición de este fenómeno, haciendo hincapie en la influencia del número de personas en tránsito.

SETRA, EUROCODE, ISO, HIVOSS, AISC. BS, AASHTO, poseen reglamentos que han evolucionado estos temas, sin que ello entre en contradicción con las recomendaciones recopiladas por Bachmann en el pasado siglo.

Realizando una medición en el vano central actualmente, con un tránsito de gente «habitual» (inferior a 0,5 personas//m2, muy lejos de las 2000 personas o 1,5 personas/m2 que estima que ocuparon simultáneamente la pasarela el primer día de apertura o en la prueba de carga dinámica final previa a su reapertura después de su reparación) con unos 20 años en servicio pueden observarse varias cosas:

  • Las oscilaciones transversales son débiles ((gráficas rojas) debido seguramente a la buena actuación de los amortiguadores), parecidas a las obtenidas en las pruebas de reapertura (0,006 g) y predominando ahora los movimientos verticales (gráficas blancas).
  • Se aprecian frecuencias asociadas al caminar de las personas (1,79 Hz y algunos de sus otros n-modos, siendo los niveles de aceleración algo superiores a los previstos (posible influencia de variaciones tensionales en cables, pérdida eficiencia amortiguadores y SDOFs, alteraciones del funcionamiento de juntas y uniones y otros elementos a controlar adecuadamente dentro de los planes de mantenimiento), pero aún inferiores a los valores recomendativos (a< 0,1 g).
  • Aún pudiendo realizar más pruebas de carga sobre el prototipo «real», la prognosis mediante modelos de cálculo continua siendo un tema en evolución con incertidumbres, pero que no debe olvidar que la proximidad de las frecuencias de excitación inducidas por ser humano y las frecuencias propias de las estructuras asociadas a su rigidez y condiciones de contorno, acompañadas por el «incierto» aumento de niveles que provoca el número de personas en tránsito (sincronizado o aleatorio puede ser un valor crítico) son los inputs fundamentales.
  • La nueva normativa, igual que en el campo de las vibraciones en general, apunta a limitaciones cada vez más restrictivas ( limitaciones de los valores admisibles de aceleración para distintos rangos de frecuencia) basadas en criterios con un peso cada vez más psicológico. Durante la prueba actual, para valores relativamente bajos algunas personas manifestaron sensación de «inseguridad» (0,01 g ya es perceptible para la mayoría) mientras que otras se divierten experimentando aceleraciones que superan los 5 g en otras «estructuras». Los criterios estructurales, al ser más «impersonales» pueden seguir utilizando un enfoque difícil de resolver, pero más tradicional.

*En Footbridge 2002 (París) se presentó una ponencia que incluía pruebas dinámicas en un puente fabricado en fibroplástico diseñado por P-Delta de Barcelona realizadas por J. Terzán, Ingeniero autor de este escrito y de su trabajo de campo.