Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Estruturas). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

O sistema viário brasileiro apresenta um grande número de obras-de-arte especiais (OAEs) em concreto - pontes, viadutos, túneis, passarelas, etc - com problemas de degradação, cujas causas encontram-se tanto na falta de recursos financeiros para a realização de inspeções e manutenções periódicas, quanto nas condições ambientais no entorno dessas estruturas.A presente Tese traz uma discussão sobre a importância do conhecimento e da consideração das condições ambientais brasileiras e dos parâmetros ambientais ao se estudar a degradação das obras-de-arte especiais em concreto. Uma proposta de uma metodologia para inspeção das pontes e viadutos brasileiros em concreto armado, considerando a influência do entorno da obra e dos parâmetros ambientais na degradação dessas estruturas e no surgimento e desenvolvimento de suas manifestações patológicas, é apresentada. Essa proposta de metodologia, expressa sob a forma de uma planilha de inspeção, considera os aspectos estruturais, patológicos e ambientais relacionados com as OAEs, visando contribuir com a conservação das pontes e viadutos brasileiros e com a redução dos custos dos serviços de recuperação ou reconstrução dessas estruturas.

Com o crescimento da industrialização a partir do século XIX, o Dióxido de carbono (CO2) presente na atmosfera teve sua concentração elevada. O aumento da concentração de CO2 na atmosfera fez com que as estruturas de concreto armado sofressem mais com os efeitos do fenômeno da carbonatação, um dos responsáveis pela corrosão de armaduras nessas estruturas. Com recursos naturais cada vez mais escassos, a preservação do planeta depende de ações que contribuam para a economia desses recursos e, portanto dependerá da conservação das estruturas que consomem, principalmente concreto e aço. O conhecimento dos fenômenos que causam a degradação dessas estruturas trará a possibilidade de se projetar estruturas mais duráveis, contribuindo para a economia dos recursos naturais do planeta. Através de ensaios de carbonatação pelo método de via úmida, realizados nas estruturas de concreto armado de dois viadutos construídos em 1950, será realizada a avaliação da durabilidade dessas duas obras de arte. Os ensaios mostraram que o comportamento das peças estruturais analisadas sofreu grande variação em função da influência do microclima local, destacando a importância da consideração das condições microclimáticas na análise da durabilidade das estruturas, sugerindo a necessidade de revisão dos modelos existentes de previsão de vida útil que desprezam tal influência, e não consideram as diferentes características dos elementos analisados.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-27T16:41:06Z No. of bitstreams: 1 131477.pdf: 2898891 bytes, checksum: eae5416dbf567806f8a59da3d27b99a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T16:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 131477.pdf: 2898891 bytes, checksum: eae5416dbf567806f8a59da3d27b99a7 (MD5) Previous issue date: 1972-12 / O presente trabalho tem por objetivo principal a determinação dos esforços em pórticos de pontes ou viadutos, com fundações em estacas ou tubulões, quando carregados transversalmente. São apresentadas teorias sobre solicitações transversais em estacas, bem como a conceituação e aplicação do método da rigidez à análise de pórticos planos por computadores digitais. No capítulo final são resolvidos exemplos práticos e apresentados gráficos de fácil utilização para obtenção do momento máximo nas estacas de um pórtico simples, considerando-se o coeficiente de reação horizontal do terreno constante ou variável linearmente com a profundidade. / The present work has as its main goal determination of loads acting on bridge frames supported by piles or bored piles under the condition of horizontal loading. Theories on laterally loaded piles are discussed and an application of the stiffness method to the analysis of plane frames by means of digital computers is shown. ln the last Chapter a few practical examples are solved, and graphs for the determination of the maximum bending moment of piles are presented for two hypothesis of the soil reaction modulus: constant or varying linearly with depth.

O presente trabalho apresenta uma comparação entre resultados da análise estrutural da superestrutura de um viaduto em seção celular obtidos do estudo por métodos teóricos e pelo método dos elementos finitos com uso de software adequado, visando a validação dos métodos empregados para obras em seção celular, observando os critérios de tempo, custo e resultados satisfatórios. Foram analisados os coeficientes de distribuição transversal dos esforços na superestrutura de um viaduto quando da ampliação da obra com uso de seção caixão de dimensões diferentes da original e sem haver simetria, visto a ampliação apenas para um lado da obra. Tal determinação apresenta grande importância, visto que o conhecimento das distribuições transversais entre as longarinas que compõem a obra permite a elaboração de projetos de alargamento de pontes mais precisos, buscando a melhor aproximação entre os modelos numéricos e o comportamento real da estrutura. Os resultados obtidos mostraram que os modelos tridimensionais são aqueles que mais se aproximam da condição real da estrutura, porém com alto nível de complexidade para desenvolvimento e uma demanda de tempo elevada. Os modelos de grelha e o modelo baseado na teoria de Fauchart apresentaram resultados divergentes dos modelos tridimensionais, se mostrando conservadores e com respostas imprecisas, não sendo indicados para análise de estruturas em seção caixão. Já o Método de Mason apresentou bons resultados, com valores próximos aos modelos tridimensionais, porém com um prazo mais reduzido de desenvolvimento e obtenção de resultados, caracterizando um método eficiente para estudos de ampliações de obras de arte com seção caixão, quando da análise dos critérios de custo, tempo e resultados. / The present work shows a comparison between results of the structural analysis of a cellular box cross section viaduct superstructure, the results are obtained with analytic simplified methods and with the finite element method using a suitable software, aiming the validation of the methods used for constructions in cellular box cross section, observing the criteria of time, cost and satisfactory results. The stress transversal distribution coefficients for the superstructure of a box cross section viaduct were analyzed for the expansion of the construction with the use of box cross section with different dimensions from the original one and with no symmetry, regarding the expansion only for one side of the construction. Such determination presents a huge importance, once the knowledge of the transversal distributions among the stringer beams that comprise the construction allows the elaboration of more accurate bridge widening designs, searching for the best approximation between the numerical models and the real behavior of the structure. The results showed that the three-dimensional models are those that are closer to the real condition of the structure, but with high level of complexity for development and a high demand of time. The grid model and the model based on the Fauchart’s theory show different results of the three-dimensional models, proving to be conservative and with inaccurate answers, not being indicated for the analysis of box cross section structures. On the other hand, the Mason’s Method showed good results, with values close to the ones of the three-dimensional models, however with a shorter time of development and delivery of results, featuring an efficient method for box cross section artworks widening studies, when analyzing the criteria of cost, time and results.

O presente trabalho apresenta uma comparação entre resultados da análise estrutural da superestrutura de um viaduto em seção celular obtidos do estudo por métodos teóricos e pelo método dos elementos finitos com uso de software adequado, visando a validação dos métodos empregados para obras em seção celular, observando os critérios de tempo, custo e resultados satisfatórios. Foram analisados os coeficientes de distribuição transversal dos esforços na superestrutura de um viaduto quando da ampliação da obra com uso de seção caixão de dimensões diferentes da original e sem haver simetria, visto a ampliação apenas para um lado da obra. Tal determinação apresenta grande importância, visto que o conhecimento das distribuições transversais entre as longarinas que compõem a obra permite a elaboração de projetos de alargamento de pontes mais precisos, buscando a melhor aproximação entre os modelos numéricos e o comportamento real da estrutura. Os resultados obtidos mostraram que os modelos tridimensionais são aqueles que mais se aproximam da condição real da estrutura, porém com alto nível de complexidade para desenvolvimento e uma demanda de tempo elevada. Os modelos de grelha e o modelo baseado na teoria de Fauchart apresentaram resultados divergentes dos modelos tridimensionais, se mostrando conservadores e com respostas imprecisas, não sendo indicados para análise de estruturas em seção caixão. Já o Método de Mason apresentou bons resultados, com valores próximos aos modelos tridimensionais, porém com um prazo mais reduzido de desenvolvimento e obtenção de resultados, caracterizando um método eficiente para estudos de ampliações de obras de arte com seção caixão, quando da análise dos critérios de custo, tempo e resultados. / The present work shows a comparison between results of the structural analysis of a cellular box cross section viaduct superstructure, the results are obtained with analytic simplified methods and with the finite element method using a suitable software, aiming the validation of the methods used for constructions in cellular box cross section, observing the criteria of time, cost and satisfactory results. The stress transversal distribution coefficients for the superstructure of a box cross section viaduct were analyzed for the expansion of the construction with the use of box cross section with different dimensions from the original one and with no symmetry, regarding the expansion only for one side of the construction. Such determination presents a huge importance, once the knowledge of the transversal distributions among the stringer beams that comprise the construction allows the elaboration of more accurate bridge widening designs, searching for the best approximation between the numerical models and the real behavior of the structure. The results showed that the three-dimensional models are those that are closer to the real condition of the structure, but with high level of complexity for development and a high demand of time. The grid model and the model based on the Fauchart’s theory show different results of the three-dimensional models, proving to be conservative and with inaccurate answers, not being indicated for the analysis of box cross section structures. On the other hand, the Mason’s Method showed good results, with values close to the ones of the three-dimensional models, however with a shorter time of development and delivery of results, featuring an efficient method for box cross section artworks widening studies, when analyzing the criteria of cost, time and results.