Tese de Mestrado. Estruturas de Engenharia Civil. 2002. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universiddae do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor A. P. Oliveira de Carvalho

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Vias de Comunicação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Vias de Comunicação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

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.

A partir dos anos 1980, iniciou-se na França o uso de misturas asfálticas de módulo elevado (EME - Enrobé à Module Éleve) em intervenções de pavimentos para a restauração de vias urbanas e de trechos de rodovias sujeitas a tráfego pesado e intenso. Estas experiências tiveram como principais finalidades reduzir a deformabilidade e as espessuras das camadas do pavimento, elevando sua rigidez e melhorando seu comportamento mecânico quanto à deformação permanente e à vida de fadiga, em comparação com outros materiais convencionais. Com base nos estudos paramétricos, esta pesquisa analisa as deflexões, tensões e deformações atuantes nas diversas camadas da estrutura de um pavimento, a fim de estudar o comportamento de camadas de EME empregadas nos serviços de restauração. Desde que sejam conhecidas as condições estruturais do pavimento existente e do futuro tráfego, pode-se definir rapidamente as características geométricas e mecânicas das misturas de EME a serem empregadas nas camadas sobrejacentes das restaurações de pavimentos. São apresentados os ensaios laboratoriais com misturas de EME para definição do projeto de mistura, comportamento mecânico, Prensa de Cisalhamento Giratória (PCG - Presse à Cisaillement Giratoire) e deformação permanente, cujos resultados atenderam às especificações técnicas. Esta pesquisa conta com a execução de um Trecho Experimental na rodovia Presidente Dutra, localizado no município de Jacareí/SP, que é sujeita a tráfego pesado e intenso. Durante a sua execução, não foram verificadas dificuldades adicionais de usinagem e de execução em pista. Neste trecho composto de três diferentes seções experimentais, variando-se a espessura da camada de base de módulo elevado, foi avaliado e comprovado o bom comportamento estrutural do pavimento com mistura de EME como base asfáltica para restauração do pavimento de rodovia com tráfego muito pesado. / Since 80s it has started in France the use of high modulus asphalt concrete (EME - Enrobé à Module Éleve) in pavement interventions for the restoration of urban roads and some sections of highways with heavy and high traffic. Those experiences had the main purpose of reducing deformability and decreasing layers thicknesses of the pavement, which could raise its strength and improve its mechanical behavior, concerning rutting and fatigue life, in comparison to other conventional materials. Based on a parametric studies, this research analyses deflections, tensions and deformations that act in all pavement structure for studying the behavior of EME layers in restorations. Since structural conditions of the existing pavement and the future traffic are known, it can be rapidly defined the geometrical and mechanical characteristics of EME mixtures for being used as wearing courses in pavement restorations. Laboratory tests were carried out with EME in terms of mixture design, mechanical behavior, French gyratory compaction (PCG - Presse à Cisaillement Giratoire) and rutting and the results were in compliance with technical specifications. This research includes a trial section on Presidente Dutra highway in Jacareí city/SP, which is a heavy and high trafficked road. During the construction, no additional difficulties in mixing and laydown operations were found. This test track composed of three sections with different thicknesses of EME as a base layer was evaluated, and proved the good structural behavior of EME mixture as an asphalt base layer for pavement rehabilitation of a very high trafficked road.

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Aurélio Campilho