This work claims to study the technical feasibility of using ferrocement panels as permanent self-supported formworks for execution of bridges on local roads. It is justified by changes in the production structure of agriculture in general that resulted in changing the type of traffic, impacting the service life of special engineering structure and also the limited capacity of infrastructure investments and technical capacity of municipalities to whom these systems are jurisdictional . The study was done by the development of theoretical models of a size which can be positioned with simple equipment and check its structural plates. The methodological approach included bibliographic and document analysis research. The theoretical development studies considered the reference group recognized research, relevant technical standards and analytical models already consolidated. / O objetivo deste trabalho é estudar a viabilidade técnica do uso de placas de argamassa armada como formas permanentes e autoportantes para execução de pontes em vias secundárias e vicinais. Justifica-se pelas mudanças da estrutura produtiva da agropecuária em geral que resultaram na alteração do tipo de tráfego, com impacto na vida útil das obras de arte viárias e também na baixa capacidade de investimentos em infraestrutura e capacitação dos municípios a quem estes sistemas estão jurisdicionados. O estudo foi feito pelo desenvolvimento teórico de modelos de placas de dimensões tais que possam ser posicionadas com equipamentos simples e a sua verificação estrutural. A abordagem metodológica contemplou pesquisa bibliográfica e análise documental. O desenvolvimento teórico considerou estudos de referência de grupos de pesquisa reconhecidos, normas técnicas pertinentes e modelos analíticos já consolidados. / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4344.pdf: 5594245 bytes, checksum: fab6be00771107162007269bd0d0a554 (MD5) Previous issue date: 2012-03-01 / Even the metal bridges known for overcoming large spans, designed and implemented by large offices, this paper wishes to present concepts that can be applied in practical design of Steel-Concrete composite bridges of short and medium span, because those are the most common in national highways, and there is also a lack of professionals to design them into steel in Brazil. In the few studies dedicated to this subject, there is no specific normalization in steel bridges, and there is a lack of bridges on local roads throughout the country. The steel bridge or the Steel- Concrete composite bridges provides a construction that is both quick and of easy recovery. At first it discusses the main structural systems, features and behaviors of composite steel bridges and concrete. It also describes the analysis procedures to actions on bridges according to the U.S. standards (AASHTO:2002 & 2005), European (EC-1:1991) and Brazilian (NBR 7188:1984). It is also an objective of this study to understand the design philosophy of AASHTO:2002, regarding the definition of actions, analysis models, ensuring the joint behavior of steel beam and concrete deck, ultimate limit states and of service and resistance of the mixed system deck, verifying the possibilities / needs of adaptation to the national reality, standard frequently used by Brazilian designers. This study aims to enrich the national literature regarding to Steel-Concrete composite bridges and according to comparisons made to the design and scaling guide, set rules for a calculated script for these mixed systems, bridges, viewing adjustments for the development of those directed to Brazilian realities. / Mesmo as pontes metálicas tendo fama de vencer grandes vãos, projetadas e executadas por grandes escritórios de projetos, este trabalho tem o objetivo de apresentar conceitos que possam ser aplicados na prática de projeto de pontes mistas de aço e concreto de pequenos e médios vãos, pois são as mais frequentes nas rodovias nacionais, e também há uma carência dos profissionais para projetá-las em aço, no Brasil. Além de poucos trabalhos voltados a este assunto, não existe normalização específica para pontes em aço, sendo que há carência de pontes em estradas vicinais em todo o país. A ponte em aço ou mista de aço e concreto possibilita uma construção rápida e de fácil recuperação. Inicialmente discute-se sobre os principais sistemas estruturais, características e comportamentos de pontes mistas de aço e concreto, descrevendo também os procedimentos de análise para ações móveis em pontes segundo as norma americana (AASHTO:2002 e 2005), européia (EC-1:1991) e brasileira (NBR 7188:1984). Também está entre os objetivos deste trabalho compreender a filosofia de projeto da AASHTO:2002 no que se refere à definição das ações, modelos de análise, garantia do comportamento conjunto viga de aço e tabuleiro de concreto, estados limites últimos e de serviço e resistência do sistema de tabuleiro misto, verificando as possibilidades/necessidades de adaptação para a realidade nacional, norma esta comumente utilizada pelos projetistas brasileiros. Espera-se com este trabalho, enriquecer a bibliografia nacional no que se refere às pontes mistas de aço e concreto e de acordo com as comparações realizadas ao projeto e dimensionamento traçar diretrizes para um roteiro de cálculo para estes sistemas de pontes mistas, visando às adaptações para o desenvolvimento destas voltadas às realidades brasileiras.

Esse trabalho visa a estudar os efeitos dinâmicos provocados por um veículo classe 3C em uma ponte de concreto de seção unicelular, com curvatura em planta, por meio da modelagem do veículo, do pavimento, das forças de interação veículo-pavimento e da estrutura. Partiu-se do modelo do veículo com nove graus de liberdade, considerando o desacoplamento dos esforços longitudinais de interação dos esforços transversais (força de inércia centrífuga). Foram calculados os carregamentos provenientes do veículo modelado, primeiramente sobre tabuleiro rígido indeslocável, considerando as irregularidades geométricas apresentadas no pavimento, com perfis iguais ou distintos sobre cada linha de pneus. Estes carregamentos foram condensados estaticamente e aplicados em um modelo estrutural simplificado (\'unifilar\') de uma ponte em seção unicelular. Utilizou-se um método iterativo para a obtenção dos esforços de interação, até se alcançar a convergência. Ainda foram confrontados resultados para duas situações de tráfego, sendo a primeira para veículo isolado trafegando sobre a estrutura e a segunda para um comboio de veículos. Por fim, as respostas dinâmicas obtidas da interação veículo-estrutura do modelo foram comparadas com uma resposta quase-estática, para a obtenção dos coeficientes de amplificação dinâmica. / This dissertation aims at studying the dynamic effects produced by a 3C class vehicle on a curved concrete bridge with box girder section, by modelling the vehicle, the roughness profile, the bridge-vehicle interaction forces and the structure. It started from a model with nine degrees-of-freedom, considering the uncoupling of the longitudinal interaction forces of the transversal forces (centrifugal force of inertia). The loads are evaluated for the vehicle model travelling, firstly on a rigid uneven pavement, considering equal and different roughness profiles under the tires. These loads are statically condensed at the centre of gravity of the car and applied to a simplified (\'unifilar\') structural model of a concrete bridge with box girder section. An iterative method has been used to obtain the interaction forces until the convergence could be achieved. Furthermore, the results for two traffic situations were compared, the first being when a single vehicle is traveling along the structure, whereas the second refers to a train of vehicles. Finally, the dynamic response obtained from the bridge-vehicle interaction was compared with a quasi-static response, allowing for the evaluation of the dynamic amplification coefficients.

Foram realizados estudos das ações e suas combinações, que possam ocorrer nas pontes; também foram apresentados as principais características das pontes em vigas mistas e os tabuleiros utilizados, os conectores de cisalhamento que são utilizados na ligação aço/concreto e os efeitos da retração e fluência das vigas mistas. No estudo desses efeitos realizou-se uma análise elástica; a seção transversal foi considerada idealizada e as tensões atuantes na seção mista foram obtidas através do método das tensões admissíveis. Este procedimento foi baseado por Djuric (1963) posteriormente por Mason (1976), considerando interação completa entre aço/concreto e o carregamento sendo aplicado no tempo t=0 e no tempo t='infinito'. Verificou-se ao longo do tempo um aumento do deslocamento e uma redistribuição de tensões na seção mista devido os efeitos da retração e fluência / It was achieved studies of the actions and it’s combinations that can happen at the bridges also it was presented the main characteristics of the bridges in composite beams and the slab applied the shear connectors that are utilized at the joining steel/concrete and the effects of the shrinkage and creep of the composite beams. In the study these effects come about an analysis elastic the cross-section was considered idealized and the stresses that actuate at the composite section were obtained through the method admissible stresses. This procedure was based by Djuric (1963) later by Mason (1976) considering full interaction between steel/concrete and the load being applied at the time t=0 and at the time t='infinite'. It was verified along the time a rise of the deflection and a redistribution of the stresses at the composite section due to the effects of the shrinkage and creep

Um sistema de gestão de pontes, como um sistema auxiliar organizacional e de decisão, é constituído de um conjunto de atividades inter-relacionadas, voltadas para o registro e análise de todas as informações que possam contribuir para a redução do custo total das pontes, considerados todos os aspectos nele envolvidos, desde o planejamento, a execução e a manutenção às intercorrências das existências das mesmas. O trabalho apresenta a contextualização do problema, com uma retrospectiva histórica e considerações gerais sobre as principais preocupações embutidas na concepção de um sistema de gestão de pontes, e como elas são consideradas em alguns países do mundo. São apresentadas informações sobre a situação das pontes das rodovias federais brasileiras, a partir de dados obtidos junto ao DNIT Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes, ao IPR Instituto de Pesquisas Rodoviárias, à ANTT Agência Nacional de Transportes Terrestres, às empresas CONCEPA, CONCER, CRT, ECOSUL, NOVADUTRA e PONTE S.A, responsáveis pelas rodovias federais em regime de concessão, à CEL Engenharia S/C Ltda e à RECONCRET Recuperação e Construção Ltda, que constituem um cadastro com 5.619 pontes, com níveis de informação que variam da localização e das dimensões em planta à existência de resultados de inspeções, croquis, fotos e coordenadas geográficas. A análise desses dados proporciona um maior conhecimento sobre a realidade das pontes das rodovias federais brasileiras, fornece subsídios para o planejamento de um sistema de gestão de pontes mais compatível com essa realidade e direciona para a compreensão dos principais aspectos que norteiam as avaliações sobre o estado das pontes, a partir de modelos em elementos finitos, que consideram os efeitos dos veículos reais, da fissuração, da corrosão das armaduras e da fadiga sobre a capacidade resistente do concreto e da armadura. / A Bridge Management System, like an organizational and decision assistant, is constituted by a set of activities directed to record and to analyze all information that can contribute to minimize the total costs of the bridges, considering all aspects involved, including planning, construction and maintenance. This work presents an historical retrospective and general comments about the main aspects involved in the conception of a Bridge Management System and how they are considered in some countries around the world. The Brazilian federal network is presented, based in data obtained at federal agencies and private companies with federal roads in concession regime, with about 5.619 bridges, varying the level of information from the situation, the width and the length, to inspections results, drafts, pictures and geographic coordinates. The analysis of these data makes possible a greater knowing about the reality of the bridges from the Brazilian network, it supplies elements to plan a Bridge Management System more compatible with this reality and contributes to understand the main aspects involved in bridges assessment, from models using finite elements method, that take account the effects of vehicles, of cracking, of reinforcement corrosion and fatigue on the strength of concrete and reinforcement.

O aumento nos limites de pesos estabelecidos pela legislação brasileira e o surgimento de novas combinações de veículos de carga nos últimos anos tornam necessária a verificação da segurança estrutural das pontes quando submetidas ao tráfego real. Este trabalho verifica o desempenho das obras de arte sob jurisdição do DER-SP através do índice de confiabilidade 'beta' e obtém limites para o peso de caminhões de modo a não comprometer sua integridade estrutural. São consideradas as superestruturas das pontes em concreto armado ou protendido, classes 36 e 45. Verifica-se o estado limite último nas seções transversais mais solicitadas por momento fletor positivo e negativo. No caso de pontes em concreto protendido, acrescenta-se o estado limite de formação de fissuras. Para a representação do tráfego real, é desenvolvido um modelo de carregamento móvel com base em pesagens de caminhões efetuadas em rodovias do estado de São Paulo. Admite-se a presença simultânea de veículos sobre a ponte e diferentes relações entre seus pesos. Os parâmetros estatísticos da resistência são determinados através da técnica de Monte Carlo. Apresenta-se os limites de peso em forma de equações, denominadas ECPLs (equações comprimento-peso limite), aplicáveis a quaisquer grupo de eixos consecutivos. Os resultados indicam restrições à circulação de algumas composições, especialmente ao rodotrem de 740 kN e 19,80 metros de comprimento. Considerando-se apenas o estado limite de serviço, as obras de arte classe 45 apresentam menores limites de peso devido à ponderação de ações durante o projeto / The increase in gross weight limits allowed by Brazilian legislation and the appearance of new truck configurations in last years require the assessment of bridges structural safety when submitted to real traffic. This thesis verifies the performance of the bridges under DER-SP jurisdiction using the reliability index 'beta' and obtains truck weight limits in order to guarantee its structural integrity. The superstructure of reinforced and prestressed concrete bridges, classes 36 and 45, is considered. The ultimate limit state is verified in cross sections submitted to critical positive and negative bending moments. In case of prestressed bridges, the tension limit state in concrete is added. To represent the real traffic, a live load model is developed based on weighting data collected from stations located at highways of the state of Sao Paulo. Multiple presence of vehicles over the bridge and different relations between weights are admitted. The statistical parameters of resistance are determined using the Monte Carlo technique. The gross weight limits are presented in the form of equations, known as bridge formulas, to be applied on any group of two or more consecutive axles. The results indicate restrictions to the traffic of some vehicles, especially the 740 kN and 19,80 meters length roadtrain. Considering only the serviceability limit state, bridges class 45 exhibit lower weight limits due to the load factors recommended by the code during design

O presente trabalho teve por objetivo o estudo teórico e experimental de uma ponte de madeira constituída exclusivamente de madeira roliça de eucalipto citriodora. Para tanto foram analisados e comparados diversos procedimentos teóricos desenvolvidos para dimensionamento dos elementos estruturais. Um programa desenvolvido com base no método dos esforços, numa planilha eletrônica permitiu o cálculo mais preciso da ponte, admitida como grelha simplificada. Foram ensaiadas ligações de peças roliças por anéis metálicos e estudados o efeito de sua deformabilidade no deslocamento global de vigas compostas bi-circulares. / The present work had as a main objective a theoretical and experimental study of a bridge constituted exclusively of round wood pieces of Eucalyptus citriodora. Several theoretical procedures which were developed for calculating the main bridge structural elements have been analyzed and compared. A program developed according to the efforts method in an electronic spread sheet has allowed a precise calculation of the bridge, admitted as simplified hiperestatic frames. Steel rings were utilized as a fastening system for connecting two round pieces together and the effects of their measured deformations under load was considered on the calculation of the global displacement of twin circular composed beams.

As pontes de madeira com tabuleiro multicelular protendido são uma das mais recentes tecnologias usadas na construção das modernas pontes de madeira. Nesta tese é realizado o estudo teórico e experimental do comportamento estrutural destas pontes. Os principais métodos de cálculo são apresentados e discutidos. A investigação experimental foi realizada em dois modelos reduzidos em escala 1:3 com as mesmas dimensões externas mas diferente quantidade de nervuras. Os modelos foram ensaiados com diferentes posições de carregamento enquanto os deslocamentos, deformações e forças nas barras, eram monitorados. Os resultados obtidos demonstraram que os modelos de Placa Ortotrópica Equivalente e Elementos Finitos podem ser empregados para o dimensionamento das pontes de madeira com tabuleiro multicelular protendido. O método de Viga Equivalente pode ser empregado desde que utilizado o correto Fator de Distribuição de Carga. Os estudos realizados neste trabalho, indicam a viabilidade da utilização deste sistema estrutural para pontes com vãos de 12 a 25 m / Timber bridges with multicellular prestressed decks is one of the most recent technology for modern timber bridges construction. In this thesis the theoretical and experimental study of the structural behavior of these bridges is accomplished. The main calculation methods are introduced and discussed. Two reduced models on scale 1:3, with the same external dimensions but different number of webs, were used for the experimental investigation. The models were tested with different load positions meanwhile displacements, strains and bar forces were measured. The obtained results have show that either model of Equivalent Orthotropic Plate or Finite Elements can be used for the design of this type of bridge. The Equivalent Beam model can also be employed as long as the correct Load Distribution Factor is chosen. The accomplished studies demostrate that this structural system is viable for bridges with span from 12 to 25 m

Nos últimos anos, a protensão externa aplicada a estruturas de pontes tem evoluído de forma excepcional, o que permite maior liberdade de projeto e, consequentemente, possibilita o surgimento de novas tipologias estruturais. Um exemplo desse desenvolvimento é a ponte com protensão no extradorso, que começa a se difundir no meio técnico como uma transição econômica entre as pontes de concreto protendido e as estaiadas. A idéia, atribuída ao engenheiro francês Jacques Mathivat, consiste em utilizar protensão externa sobre os apoios intermediários, com o auxílio de pequenas torres. Neste trabalho é apresentada uma revisão bibliográfica ampla sobre os diversos tipos de pontes com emprego de protensão, visando focar nos aspectos importantes e que auxiliam no entendimento do comportamento estrutural das pontes com protensão no extradorso. É realizado, também, um estudo da flutuação de tensão nos cabos de protensão, com vistas à fadiga dos mesmos, que é um fator de extrema importância. Além disso, é realizado um vasto estudo paramétrico de diversos tipos de modelos estruturais, que têm por objetivo um aprofundamento da compreensão do comportamento estrutural das pontes com protensão no extradorso, sendo que, a partir da análise dos resultados obtidos, foram sugeridos alguns critérios de projeto. / In recent years, external prestressing applied to structures of bridges has experienced exceptional development, permitting a greater freedom in design and, consequently, the appearance of new structural typologies. An exemple of such development is the extradosed bridge, a concept that begins to spread in technical media as a low cost transition between prestressed concrete bridges and cable-stayed bridges. The idea, which should be attributed to French engineer Jacques Mathivat, consists of using external prestressing at intermediate supports, with the help of small towers. In this work, a comprehensive review of the literature about different types of bridges using prestressing is presented, aiming at the important aspects that help us understand the structural behavior of extradosed bridges. A study of stress fluctuation in prestressing cables is also presented, having in mind fatigue, an extremely important factor. Besides, an ample parametric study of different types of structural arrangements is performed, with the purpose of having a deeper understanding of the structural behavior of extradosed bridges. Analysis of the results led to suggesting some desing criteria.

Este trabalho apresenta um modelo para a verificação do trem-tipo de projeto de pontes e viadutos da norma brasileira a partir do tráfego real nas estradas. Inicialmente, apresenta-se a comparação da carga móvel da norma brasileira com o Eurocode e com as normas da AASHTO. Em seguida, apresenta-se o estado da arte no Brasil e no mundo em pesquisas na área de cargas móveis em pontes. Propõe-se um modelo de verificação do trem-tipo baseado em simulações das passagens e cargas de veículos, através do método de Monte Carlo. São utilizados dados de pesagem e de quantidades de veículos provenientes de uma rodovia concedida à iniciativa privada no interior paulista. São efetuadas análises de pontes celulares com diversos vãos, de 30 a 200 metros, sendo estudados os momentos fletores no meio do vão e forças cortantes adjacentes aos apoios, em obras isostáticas, e momentos fletores no apoio central de pontes contínuas de dois vãos. É dada maior ênfase às situações de congestionamento sobre a ponte, e são efetuadas extrapolações estatísticas para a obtenção dos esforços característicos, levando-se em conta as diferentes situações de tráfego possíveis. Por fim, é feita uma extensão ao estudo das grelhas, utilizando-se linhas de influência transversais em ponte com vão de 30 metros, sem transversinas intermediárias. / This work presents a model to verify the design traffic load model of the Brazilian code, based on real traffic at road bridges. First, it compares Brazilian load model with Eurocode 1 and AASHTO Standard and LRFD Specifications. Then, recent development and research on bridge traffic load models are presented, in Brazil and other countries. A verification model of the traffic load is proposed, based on quantity and weight vehicle simulations, using Monte Carlo method. Real traffic data of trucks, used in this work, have been collected at highways of Sao Paulo state. Box-girder bridges from 30 to 200 m spans are investigated, studying the bending moment at midspan and the shear forces near the supports, on simply supported bridges, and the bending moment at center support, on two-span continuous bridges. Traffic jam situations on the bridge are emphasyzed, and statistical extrapolations to the load effects carachteristic values are done. Finally, it presents an extension of this study to multi-beam cross sections, using transverse influence lines, in a 30 m span bridge, without transverse beams.