Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-20T20:29:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194439.pdf: 4175391 bytes, checksum: dafea2fc7c4abf599ebde8f3bf105838 (MD5) / Nos dias de hoje, em função de diversos fatores, o estudo de problemas patológicos na construção civil vem crescendo com bastante intensidade. Isto se deve ao fato de que há pouco tempo, pensava-se que as estruturas de concreto durariam indefinidamente. Atualmente já está provado que isto não é verídico. Uma ponte, para atingir uma vida útil para qual foi projetada, necessita de manutenção. Com o objetivo de avaliar o estado de algumas pontes no Estado de Santa Catarina, selecionou-se 10 (dez) pontes inseridas em rodovias estaduais, sendo 5 (cinco) localizadas na Ilha de Florianópolis e outras 5 (cinco) na região do Vale do Rio Itajaí, mais precisamente nos municípios de Gaspar e Luís Alves. Nestas pontes procurou-se avaliar o estado geral das mesmas e a realização dos ensaios de profundidade de carbonatação, teor de cloretos, medidas de potencial de corrosão e esclerometria. Os locais escolhidos para a realização dos ensaios sempre tiveram como limitador a acessibilidade ao local. A partir dos estudos realizados nessas pontes pode-se verificar que houve uma certa homogeneidade da dureza superficial do concreto nas pontes pesquisadas e que a carbonatação não superou o cobrimento existente, não atingindo, portanto, as armaduras existentes. Em relação à contaminação de íons cloretos, verificou-se que as pontes localizadas no Vale do Itajaí, com idade variando entre 45 (quarenta e cinco) e 15 (quinze) anos, não apresentaram tal contaminação, sendo verificada apenas em três pontes localizadas na Ilha de Florianópolis, (idade de 30 anos), com valores superando o limite de 0,30% em relação à massa de cimento. Apesar destas últimas pontes estarem contaminadas por cloretos, verificou-se apenas um elevado potencial de corrosão (mais negativo que -350mV) em uma delas.

Orientadora : Profa. Dra. Adriana de Paula Lacerda Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil. Defesa: Curitiba, 29/03/2017 / Inclui referências : f. 93-98 / Resumo: Embora as pontes brasileiras tenham papel de reconhecida importância em sua infraestrutura rodoviária, a cultura de gestão de obras de arte especiais ainda se encontra em desenvolvimento no Brasil. A modelagem da informação da construção, desenvolvida com base na parametrização de elementos surge como uma ferramenta da tecnologia da informação para concentrar, automatizar e padronizar o fluxo de informações, entre estágios e pessoas envolvidas no processo. Neste contexto, buscou se através deste trabalho, definir os parâmetros que devem ser utilizados na modelagem de uma ponte ou viaduto de concreto armado. Um modelo virtual de construção de um viaduto foi desenvolvido, simplificado conforme as recomendações da bibliografia corrente relativas ao seu uso em gerenciamento de manutenções de obras de arte especiais. Grupos foram entrevistados sobre os parâmetros incluídos no modelo, e os resultados obtidos foram combinados às recomendações de normas nacionais e internacionais. Em segunda etapa, tanto o modelo desenvolvido quanto os parâmetros foram submetidos à apreciação de profissionais: ressalvas foram apresentadas acerca do modelo desenvolvido, ao passo que os parâmetros definidos foram bem avaliados. Por fim, a lista compilada de parâmetros foi classificada no sistema de padronização conhecido como OmniClass . Palavras-chave : Modelagem da informação de Obra de Arte Especial, pontes de concreto armado, viadutos de concreto armado, gerenciamento da manutenção. / Abstract: Although the Brazilian bridges play a significant role in the road infrastructure, the culture of bridges management is still under development in Brazil. The building information modeling development based on element parametrization, as it emerges as an information technology tool to concentrate, automate and standardize the flow of information between stages and professionals involved in the process. In this context, this work aims to define the parameters that must be used in the modeling of a reinforced concrete bridge model A virtual construction model of a viaduct was developed, simplified according to the recommendations of the current bibliography regarding its use in maintenance management for engineering structure. Through interviews with groups of professionals about the parameters included in the model, results obtained were combined to the recommendations of national and international standards. In the second stage, both the developed model and the parameters were submitted to the appreciation of professionals: caveats were made towards the model, while the defined parameters were well evaluated. Finally, the compiled list of parameters was classified into the standardization system known as OmniClass. Key-words : Bridge Information Modeling, BrIM, reinforced concrete bridges, facility management.

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.

As estruturas de concreto, especialmente as pontes de concreto, estão sujeitas a um conjunto de ações que leva ao seu envelhecimento devido aos processos de deterioração, muitas vezes deixando de responder às exigências para as quais foram projetadas. Tal situação, em muitos casos, é agravada pela falta de conhecimento dos processos e mecanismos de degradação assim como o uso de técnicas tradicionais para inspeção de estruturas, estas muitas vezes se mostram limitadas quando são aplicadas isoladamente. Este trabalho mostra uma comparação entre a inspeção visual (usada há décadas) e a aplicação de métodos de ensaios não destrutivos e semi-destrutivos na avaliação da condição estrutural atual de pontes. Enquanto a inspeção visual mostra uma condição qualitativa, os métodos de ensaios não destrutivos são quantitativos e apresentam o potencial de determinar os danos no interior da estrutura que não são visíveis a olho nu. Portanto, visando alertar para o problema da degradação das pontes, busca-se integrar a inspeção visual com a avaliação através do uso de métodos de ensaio. Assim, neste trabalho é feito um estudo de caso da ponte sobre o rio Jaguari. Este estudo visa determinar a condição atual da estrutura através de ensaios não destrutivos e semi-destrutivos, estabelecendo uma correlação entre os resultados destes ensaios e a avaliação da inspeção visual. Dessa forma, procura-se apresentar uma alternativa na avaliação de pontes de concreto. / Concrete structures, particularly concrete bridges, are subjected to a set of actions that leads to aging due to the processes of deterioration, and many times these structures do not respond to the demands for which they have been designed. This situation, in many cases, is exacerbated by lack of knowledge of processes and mechanisms of degradation and by the use of traditional techniques for inspection of structures, these techniques are limited when applied alone. This work shows a comparison between the visual inspection (used for decades) and the application of nondestructive testing methods and semi-destructive on the evaluation of current structural condition of bridges. While visual inspection shows a qualitative condition, the methods of nondestructive testing are quantitative and have the potential to determine the damage inside the structure that are not visible with a simple view. Therefore, in order to draw attention to the problem of deterioration of bridges, we seek to integrate the visual inspection with the assessment through the use of test methods. Thus, in this work a case study of the bridge about the river Jaguari is done. This study aims at determining the current condition of the structure through nondestructive and semi-destructive methods, establishing a correlation between the results of these tests and the evaluation of visual inspection. We seek to present an alternative in the assessment of concrete bridges.

As pontes extradorso surgiram na última década do Século XX, principalmente pelo extraordinário desenvolvimento tecnológico do concreto protendido, que possibilitou uma solução simples e econômica para a construção de pontes. A Odawara Blueway Bridge, construída em 1995 no Japão, foi a primeira ponte extradorso do mundo. Depois dessa obra, dezenas de outras pontes foram construídas com esse sistema estrutural, principalmente na Ásia, comprovando sua viabilidade técnica e econômica. Todavia, não se tem conhecimento de algum estudo que mostre em que faixa de extensão de vãos as superestruturas de pontes extradorso são economicamente vantajosas em relação a outros sistemas estruturais. Neste trabalho foi realizada uma investigação visando um estudo comparativo entre as superestruturas de pontes em viga reta de concreto protendido e as pontes extradorso, ambas construídas pelo método dos balanços progressivos. Na investigação realizada verificou-se que as pontes extradorso são economicamente competitivas com a ponte em viga reta de concreto protendido, principalmente na faixa de vãos entre 100 e 200 metros. / The extradosed bridges had appeared in the last decade of XX Century, mainly because the extraordinary technological development of the prestressed concrete made possible a simple and economic solution for the construction of bridges. The Odawara Blueway Bridge, built in 1995 in Japan, was the world\'s first extradosed bridge. After that, dozens of other bridges were built with the same structural type, most in Asia, proving it\'s economic and technique advantages. However, there is no knowledge of any study that show on witch span lengths the extradosed bridges are economically advantageous in comparison with others structural types. This work intended to do this study, comparing the superstructures of conventional prestressed concrete bridges and extradosed bridges, both built with de balanced cantilever method. On this investigation confirms that extradosed bridges are economically competitive with prestressed concrete bridges, mainly with span lengths between 100 and 200 meters.

As estruturas de concreto, especialmente as pontes de concreto, estão sujeitas a um conjunto de ações que leva ao seu envelhecimento devido aos processos de deterioração, muitas vezes deixando de responder às exigências para as quais foram projetadas. Tal situação, em muitos casos, é agravada pela falta de conhecimento dos processos e mecanismos de degradação assim como o uso de técnicas tradicionais para inspeção de estruturas, estas muitas vezes se mostram limitadas quando são aplicadas isoladamente. Este trabalho mostra uma comparação entre a inspeção visual (usada há décadas) e a aplicação de métodos de ensaios não destrutivos e semi-destrutivos na avaliação da condição estrutural atual de pontes. Enquanto a inspeção visual mostra uma condição qualitativa, os métodos de ensaios não destrutivos são quantitativos e apresentam o potencial de determinar os danos no interior da estrutura que não são visíveis a olho nu. Portanto, visando alertar para o problema da degradação das pontes, busca-se integrar a inspeção visual com a avaliação através do uso de métodos de ensaio. Assim, neste trabalho é feito um estudo de caso da ponte sobre o rio Jaguari. Este estudo visa determinar a condição atual da estrutura através de ensaios não destrutivos e semi-destrutivos, estabelecendo uma correlação entre os resultados destes ensaios e a avaliação da inspeção visual. Dessa forma, procura-se apresentar uma alternativa na avaliação de pontes de concreto. / Concrete structures, particularly concrete bridges, are subjected to a set of actions that leads to aging due to the processes of deterioration, and many times these structures do not respond to the demands for which they have been designed. This situation, in many cases, is exacerbated by lack of knowledge of processes and mechanisms of degradation and by the use of traditional techniques for inspection of structures, these techniques are limited when applied alone. This work shows a comparison between the visual inspection (used for decades) and the application of nondestructive testing methods and semi-destructive on the evaluation of current structural condition of bridges. While visual inspection shows a qualitative condition, the methods of nondestructive testing are quantitative and have the potential to determine the damage inside the structure that are not visible with a simple view. Therefore, in order to draw attention to the problem of deterioration of bridges, we seek to integrate the visual inspection with the assessment through the use of test methods. Thus, in this work a case study of the bridge about the river Jaguari is done. This study aims at determining the current condition of the structure through nondestructive and semi-destructive methods, establishing a correlation between the results of these tests and the evaluation of visual inspection. We seek to present an alternative in the assessment of concrete bridges.

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

As pontes extradorso surgiram na última década do Século XX, principalmente pelo extraordinário desenvolvimento tecnológico do concreto protendido, que possibilitou uma solução simples e econômica para a construção de pontes. A Odawara Blueway Bridge, construída em 1995 no Japão, foi a primeira ponte extradorso do mundo. Depois dessa obra, dezenas de outras pontes foram construídas com esse sistema estrutural, principalmente na Ásia, comprovando sua viabilidade técnica e econômica. Todavia, não se tem conhecimento de algum estudo que mostre em que faixa de extensão de vãos as superestruturas de pontes extradorso são economicamente vantajosas em relação a outros sistemas estruturais. Neste trabalho foi realizada uma investigação visando um estudo comparativo entre as superestruturas de pontes em viga reta de concreto protendido e as pontes extradorso, ambas construídas pelo método dos balanços progressivos. Na investigação realizada verificou-se que as pontes extradorso são economicamente competitivas com a ponte em viga reta de concreto protendido, principalmente na faixa de vãos entre 100 e 200 metros. / The extradosed bridges had appeared in the last decade of XX Century, mainly because the extraordinary technological development of the prestressed concrete made possible a simple and economic solution for the construction of bridges. The Odawara Blueway Bridge, built in 1995 in Japan, was the world\'s first extradosed bridge. After that, dozens of other bridges were built with the same structural type, most in Asia, proving it\'s economic and technique advantages. However, there is no knowledge of any study that show on witch span lengths the extradosed bridges are economically advantageous in comparison with others structural types. This work intended to do this study, comparing the superstructures of conventional prestressed concrete bridges and extradosed bridges, both built with de balanced cantilever method. On this investigation confirms that extradosed bridges are economically competitive with prestressed concrete bridges, mainly with span lengths between 100 and 200 meters.

O crescente desenvolvimento na indústria de transporte tornou-se um tema de pesquisa em diversos países, uma vez que as obras de arte especiais até então construídas não foram projetadas para as elevadas cargas atualmente transportadas. Mostra-se necessária uma reavaliação de como a ação do carregamento móvel é levada em consideração. Dessa forma, elaborou-se um estudo de normas e códigos de diversos países sobre o tema. Definem-se algumas combinações de veículos de cargas (CVCs) e analisam-se as conseqüências e a viabilidade do tráfego das mesmas. Essa análise é realizada através da comparação dos esforços solicitantes provocados pelas CVCs e pelos veículos previstos por normas em diversos sistemas estruturais e por meio da verificação da capacidade portante de um projeto típico. Objetivando-se encontrar uma solução que se adequasse à realidade brasileira, é elaborado um estudo sobre como outros países vêm tratando a questão das combinações de veículos de cargas especiais. Ao final do trabalho, constata-se a existência de CVCs que, apesar de atenderem às exigências estabelecidas pelo Conselho Nacional de Trânsito (CONTRAN), são incompatíveis com a as pontes da malha viária nacional. / The increasing development in the transport industry has become a research topic in several countries, once the bridges constructions built to date were not originally designed to support the ever increasing heavy loads nowadays being transported. It is thus necessary a re-evaluation of how the action of live loading is taken in consideration. A study of the codes and specifications of several countries is elaborated. It is defined some cases of combinations of special load vehicles (CVCs) and it is analyzed the consequences and viability of their traffic. This analyses is done by comparing the efforts caused by the CVC\'s to the other normative vehicles in various structural systems and by the verification of the strength capacity of a typical project. In order to find a solution in accordance with the Brazilian reality, a study is elaborated on how other countries manage the combinations of special load vehicles issue. Among other conclusions of this research, it is worth noting that there are CVC\'s that attend the standards established by the National Council of Transportation (CONTRAN) but are not compatible with the bridges of national roads.