Field investigation of fundamental frequency of bridges using ambient vibration measurements

• Main Author: Heerah, Arden
• Other Authors: Luc E Chouinard (Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2010
• Subjects: Engineering - Civil
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=86936

The transient nature of forces induced in structures during earthquakes requires the use of dynamic analyses to fully characterise their behaviour. A modal analysis describes the dynamic response of the structural system through modal descriptors: natural frequencies, mode shapes and damping ratios. Efficiently estimating these modal parameters for bridges allows for better structural integrity assessments and structural health monitoring of these structures. Using ambient vibration measurements to estimate modal parameters is time-saving and efficient. This research reviews the literature on the application of ambient vibration testing to the modal characterisation of bridges. Natural frequencies from ambient vibration measurements are obtained for a typical bridge in the City of Montréal in Canada. === The MATLAB computing platform is used to execute spectral analyses of the field measurements. Linear, analytical models of the bridges are constructed with the SAP2000 structural analysis programme and Eigenvalue analyses are performed. The experimental and analytical results are compared and discussed, followed by recommendations for the application of this procedure to other bridges in the Montréal region. === Du fait de la nature transitoire des forces se créant au sein des structures lors des tremblements de terre, la caractérisation complète de leur comportement nécessite l'utilisation d'analyses dynamiques. Une analyse modale décrit la réponse dynamique de la structure à travers ses modes de vibration : les fréquences naturelles, la forme des modes et le facteur d'amortissement. Une estimation efficace des paramètres modaux des ponts permet alors une meilleure évaluation, et donc un meilleur suivi, de leur intégrité structurale. L'utilisation des mesures de vibrations ambiantes pour estimer les paramètres modaux est donc une méthode efficace et économique. Cette étude passe en revue la littérature sur l'application de l'analyse des mesures de vibrations ambiantes pour la caractérisation modale des ponts. Les fréquences naturelles ont été obtenues sur un pont typique de la ville de Montréal. === La plate-forme informatique MATLAB a été utilisée pour effectuer des analyses spectrales de ces mesures. Des modèles analytiques linéaires ont ensuite été construits avec le programme d'analyse structurel SAP2000 pour effectuer des analyses d'Eigenvalue. Les résultats expérimentaux et analytiques sont ensuite comparés et discutés, et des recommandations énoncées, pour appliquer ce procédé à d'autres ponts de la région de Montréal.