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

This thesis presents an approach to evaluate and develop a live load model. Although the main purpose of this work is with the impact of truck traffic on bridges, the data presented in this work can be used in many engineering fields that are concerned with truck characteristics of geometry and weight. Data from two different WIM stations were considered. One in Fernão Dias highway in the State of São Paulo which is comprised of a same-direction two adjacent lanes and the sample is comprised of 20 months (September 2015 to August 2017). The second station is in Rio Grande do Sul State. This road is a same-direction three adjacent lanes. The sample is comprised of 78 days (March 2014 to June 2014) In order to evaluate and develop a new live load model, an approach to compute load effects in terms of bending moments and shear forces is proposed. It makes use of single and multiple truck presence to evaluate the live load effects for different bridge spans. Three cases of multiple presence are considered: following, side-by-side and staggered. The proposed approach to evaluate the multiple truck presence effects is compared with the approach used by AASHTO LRFD. The approach for estimating the bias factors shows that considering only full correlated trucks is too conservative, mostly for short spans where there is a lack of occurrences, especially following events. On the other hand, taking into account no correlation at all yields very low bias factors. At last, a more rational live load model was developed based on WIM data. Another purpose of this thesis is to use existing Brazilian bridges to calibrate the live load model as in NBR7188:2013. Reliability analysis is performed with sixty existing Brazilian bridges. The bridges are taken from different states of Brazil. Out of the sixty bridges, 39 are prestressed and 21 reinforced concrete bridges. Those bridges are located in five different states: Pernambuco, Ceará, Bahia, São Paulo, Minas Gerais. Probability of failure was estimated in terms of moment and shear for interior girders and box girders. Only ultimate state limit was considered. It was found that reliability indices are higher in prestressed bridges when compared to reinforced bridges. Also, the reliability indices tend to decrease as the span length increases. This means that for larger spans the probability of failure is higher than the ones for shorter spans. / Este trabalho apresenta uma abordagem para avaliação e desenvolvimento de modelo de carga móvel. Embora o principal objetivo desta tese seja averiguar o impacto de caminhões nas pontes, os dados apresentados aqui podem ser usados em qualquer aplicação de engenharia que dependa das características do tráfego de caminhão. Dados de duas estações WIM foram utilizados. Uma estação fica na Autoestrada Fernão Dias no Estado de São Paulo e possui 20 meses (Setembro de 2015 a Agosto de 2017) de dados coletados. A outra estação fica no estado do Rio Grande do Sul. Esta amostra tem 78 dias e foi coletada de Marco de 2014 a Junho de 2014. Com o objetivo de avaliar e desenvolver um novo modelo de carga móvel, uma abordagem para estimar o efeito de carga em termos de momento fletor e esforço cortante é proposta. Este método faz uso de estatísticas de caminhões em múltiplas presenças e isolados. Três casos de múltiplas presenças são considerados: \"Following\", \"Side-by-side\" e \"Staggered\". A abordagem proposta é comparada com o método usado pela AASHTO LRFD. A abordagem para estimar os \"bias factors\" mostra que considerar apenas caminhões totalmente correlacionados é muito conservador, principalmente para períodos curtos onde há uma falta de ocorrências, especialmente para eventos \"Following\". Por outro lado, não considerar a correlação de peso dos caminhões resulta em valores muito baixos de \"bias factors\". Por fim, um modelo de carga móvel mais racional foi desenvolvido com base nos dados WIM. Outro objetivo desta tese foi usar pontes brasileiras existentes para calibrar o modelo de carga móvel descrito na NBR7188:2013. Análises de confiabilidade foram realizadas em uma amostra de sessenta pontes brasileiras, sendo que destas 39 são protendidas e 21 armadas. Elas estão localizadas em cinco diferentes estados: Pernambuco, Ceará, Bahia, São Paulo e Minas Gerais. As probabilidades de falha foram estimadas em termos de momento fletor e cisalhamento para vigas internas e vigas caixão. Apenas o estado limite último foi considerado. Verificou-se que os índices de confiabilidade são maiores nas pontes protendidas quando comparadas às pontes armadas. Além disso, os índices de confiabilidade tendem a diminuir à medida que o comprimento do vão aumenta.

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

Este estudo fundamenta-se na análise numérica, via elementos finitos, de pontes em vigas mistas; considera-se a interação de todos os elementos que compõem a estrutura na transferência dos esforços até os apoios. Inicialmente apresenta-se um estado da arte sobre o projeto, execução e análise de pontes em vigas mistas, identificando as simplificações e deficiências existentes no cálculo destas estruturas. O estudo do comportamento estrutural de tabuleiros mistos foi abordado do ponto de vista tridimensional, sendo para isto modelados e analisados tabuleiros com 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 e 26 m. de vão mediante a utilização do programa ANSYS, versão 5.4. Foi estudada a influência que a presença de contraventamentos, espessura da laje, vão e posição da carga móvel na seção transversal exercem na distribuição de cargas nas vigas, sendo para isto considerado comportamento elástico-linear. Realizou-se também uma abordagem ao estudo da redundância estrutural de tabuleiros mistos considerando as não linearidades física e geométricas do conjunto. Foi verificado que tabuleiros sobre duas e quatro vigas mantêm o equilíbrio estático após que uma das vigas sofre fratura, sem experimentar grandes deslocamentos (inferiores ou ligeiramente superiores ao limite L/500). / This work is based in the numerical analysis, by finite elements, of bridge decks with composite beams; in this study the interaction of all the elements that compose the structure is considered in the transference of the efforts to the supports. lnitially, a state of the art on the design, construction and analysis of composite bridge decks is presented, identifying the simplifications adopted, lack of information at the present on the subject and aspects that need further studies on this bridges. The study of the structural behavior of composite bridge decks was approached from a three-dimensional point of view, modeling and analyzing composite decks with 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 and 26 m of span by using the software ANSYS, version 5.4. The influence that the bracing system, thickness of the slab, span and live load position on the deck, over the load distribution in the composite beams, considering linear-elastic behavior, was studied. An approach to the study of the structural redundancy of composite bridge decks was also made, considering the physical and geometric nonlinearities of the structure. lt was verified that decks consisting of two and four composite beams maintain the static equilibrium after the fracture of one of the beams, without large displacements (inferior or lightly superior to the limit L/500).

Este estudo fundamenta-se na análise numérica, via elementos finitos, de pontes em vigas mistas; considera-se a interação de todos os elementos que compõem a estrutura na transferência dos esforços até os apoios. Inicialmente apresenta-se um estado da arte sobre o projeto, execução e análise de pontes em vigas mistas, identificando as simplificações e deficiências existentes no cálculo destas estruturas. O estudo do comportamento estrutural de tabuleiros mistos foi abordado do ponto de vista tridimensional, sendo para isto modelados e analisados tabuleiros com 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 e 26 m. de vão mediante a utilização do programa ANSYS, versão 5.4. Foi estudada a influência que a presença de contraventamentos, espessura da laje, vão e posição da carga móvel na seção transversal exercem na distribuição de cargas nas vigas, sendo para isto considerado comportamento elástico-linear. Realizou-se também uma abordagem ao estudo da redundância estrutural de tabuleiros mistos considerando as não linearidades física e geométricas do conjunto. Foi verificado que tabuleiros sobre duas e quatro vigas mantêm o equilíbrio estático após que uma das vigas sofre fratura, sem experimentar grandes deslocamentos (inferiores ou ligeiramente superiores ao limite L/500). / This work is based in the numerical analysis, by finite elements, of bridge decks with composite beams; in this study the interaction of all the elements that compose the structure is considered in the transference of the efforts to the supports. lnitially, a state of the art on the design, construction and analysis of composite bridge decks is presented, identifying the simplifications adopted, lack of information at the present on the subject and aspects that need further studies on this bridges. The study of the structural behavior of composite bridge decks was approached from a three-dimensional point of view, modeling and analyzing composite decks with 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 and 26 m of span by using the software ANSYS, version 5.4. The influence that the bracing system, thickness of the slab, span and live load position on the deck, over the load distribution in the composite beams, considering linear-elastic behavior, was studied. An approach to the study of the structural redundancy of composite bridge decks was also made, considering the physical and geometric nonlinearities of the structure. lt was verified that decks consisting of two and four composite beams maintain the static equilibrium after the fracture of one of the beams, without large displacements (inferior or lightly superior to the limit L/500).