Avaliação do desempenho estrutural de pontes - crp.pt · Observação na construção Vida de uma obra Desempenho . Seminário Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção

Seminário

Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e AeroportuáriasLisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008

Patrocínio:

Avaliação do desempenho estrutural de pontes

Luís Oliveira SantosLaboratório Nacional de Engenharia Civil

Seminário Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e Aeroportuárias Lisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008

Patrocínio:

Avaliação do desempenho estrutural de pontes

Inspecções

Ensaios de carga

Observação em serviço

Serviço

Projecto

Construção

Reparação/Reforço

Regulamentação

Observação na construção

Vida de uma obraVida de uma obra Desempenho Desempenho


Patrocínio:

Tópicos

• Regulamentação

• Observação do comportamento estrutural

• Ensaios de carga

• Inspecção de obras de arte

• Considerações finais

Seminário


Patrocínio:

Regulamentação


Patrocínio:

Eurocódigos Estruturais

5EUROCÓDIGO 9 relativo ao projecto de estruturas de alumínioEN 1999

6EUROCÓDIGO 8 relativo ao projecto de estruturas para resistência aos sismosEN 1998

2EUROCÓDIGO 7 relativo ao projecto geotécnicoEN 1997

4EUROCÓDIGO 6 relativo ao projecto de estruturas de alvenariaEN 1996

3EUROCÓDIGO 5 relativo ao projecto de estruturas de madeiraEN 1995

3EUROCÓDIGO 4 relativo ao projecto de estruturas mistas aço-betãoEN 1994

20EUROCÓDIGO 3 relativo ao projecto de estruturas de açoEN 1993

4EUROCÓDIGO 2 relativo ao projecto de estruturas de betãoEN 1992

10EUROCÓDIGO 1 relativo às acções em estruturasEN 1991

1EUROCÓDIGO relativo às bases para o projecto de EstruturasEN 1990

PartesDesignaçãoNorma Europeia


Patrocínio:

Eurocódigos Estruturais.

Eurocódigo 8: Projecto de estruturas para resistência aos sismos. Parte 2: PontesNP EN 1998-2

Eurocódigo 5: Projecto de estruturas de madeira. Parte 2: PontesNP EN 1995-2

Eurocódigo 4: Projecto de estruturas mistas aço-betão. Parte 2: PontesNP EN 1994-2

Eurocódigo 3: Projecto de estruturas de aço.Parte 2: Pontes metálicasNP EN 1993-2

Eurocódigo 2: Projecto de estruturas de betão.

Parte 2: Pontes de betão – Projecto e disposições construtivas

NP EN 1992-2

Eurocódigo 1: Acções em estruturas. Parte 2: Acções de tráfego em pontesNP EN 1991-2

Eurocódigo: Bases para o projecto de estruturas. Anexo A2: PontesNP EN 1990/A1

DesignaçãoNorma Portuguesa

Previsto o envio ao IPQ para publicação durante o ano de 2009

Publicação como NP das partes específicas de Pontes

Seminário


Patrocínio:

Observação do comportamento estrutural de pontes


Patrocínio:

Observação de estruturas

Actividades analíticas e experimentais visando:

� O estudo do comportamento real das construções� A aferição do desempenho das obras

Envolvendo:

� Medição de um conjunto de grandezas físicas, aquisição, transmissão, processamento, tratamento e armazenamento da informação

� Análise dessa informação


Patrocínio:

Objectivos da observação de estruturas

• Verificação das teorias de comportamento

• Detecção precoce de eventuais deficiências estruturais

• Obtenção de estados de referência

• Quantificação das acções


Patrocínio:

Utilidade do modelo de cálculo

• Antes das observações� Dimensionamento das cargas de ensaio� Escolha dos pontos a medir� Escolha do equipamento a utilizar

• Durante as observações� Validação dos valores medidos

• Após as observações� Interpretação dos valores medidos


Patrocínio:

Técnicas e equipamentos

• Condições de trabalho difíceis e fortemente perturbadas na realização de medições in situ

• Desenvolvimento de técnicas e equipamento adequado

• Emprego simultâneo de diferentes técnicas e aparelhos para controlo e aferição dos mais sofisticados


Patrocínio:

Principais tipos de equipamentos

• Mecânicos

• Térmicos

• Acústicos ou de cordas vibrantes

• Indutivos

• Piezoeléctricos

• Eléctricos de resistência

• Ópticos /Geodésicos

• Fibras ópticas

• GPS


Patrocínio:

Principais grandezas observadas

• Caracterização do betão� Tensão de rotura� Módulo de elasticidade� Retracção� Fluência

• Comportamento estrutural

� Deslocamentos verticais

� Deslocamentos horizontais

� Rotações

� Extensões

� Aberturas de juntas

� Forças em tirantes

• Condições ambientais� Humidade relativa� Precipitação� Temperatura do ar� Temperatura da estrutura


Patrocínio:

Centralização automática das medições

• Dispensa operador

• Aquisição contínua

• Aquisição simultânea

• Ligação remota a centro de estudos


Patrocínio:

Pontes em serviço observadas pelo LNEC

12

Seminário


Patrocínio:

Ensaio de pontes


Patrocínio:

Ensaios de carga

• Estruturas observadas a longo prazo

� Equipamento destinado à observação a longo prazo

� Equipamento complementar

• Pontes apenas ensaiadas no final da construção

• Pontes ensaiadas no processo de reparação/reforço


Patrocínio:

Viaduto de Vila Pouca de Aguiar

ProjectistaProjectista……....……Armando RitoArmando Rito

Dono de obraDono de obra……....…………....NorscutNorscut

ConstrutorConstrutor……......SpieSpie--BatignolesBatignoles

Entrada em serviEntrada em serviççoo…………...2007...2007

ComprimentoComprimento………………..…………...1348...1348 mm

Vão centralVão central………………..............……5 x 5 x 130130 mm

Largura do tabuleiroLargura do tabuleiro……... 2 x ... 2 x 130130 mm

UtilizaUtilizaççãoão……………………………….Rodovi.Rodoviááriaria


Patrocínio:

Ensaios realizados

• Ensaios estáticos� Ensaios com carga concentrada

• Posições de carga• Carga rolante

� Ensaios com sobrecarga distribuídas

• Ensaios dinâmicos� Ensaios ambiente


Patrocínio:

Ensaios estáticos

Plano geral de observação


Patrocínio:

Ensaios com carga concentrada

Linhas de influência do deslocamento vertical (P8-P9)

3 Camiões (889 kN;vel =1,7 km/h)

-8

-4

0

4

8

12

Dz (mm)

P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12

Nivelamento hidrostático

Posições de carga Carga rolante Calculado


Patrocínio:


Linhas de influência da rotação no topo do pilar P9


-50

-25

0

25

50Rotação ("sex)

P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12

Clinómetros eléctricos



Patrocínio:


Linhas de influência das extensões

-15

-10

-5

0

5

10

15ε (10-6)

P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12

Laje superior - E3

Extensómetros de fibras ópticas




Patrocínio:

Ensaios com carga distribuída

12 Camiões (4068 kN)


Patrocínio:

Ensaios com carga distribuída

Deformadas do tabuleiro

-25

0

25

50

Dz (mm)

P6 P7 P8 P9 P10 P11

Posição de carga 3

-25

0

25

50

Dz (mm)

P6 P7 P8 P9 P10 P11

Posição de carga 4

12 Camiões (4068 kN)


Patrocínio:

Ensaios dinâmicos

Pontos instrumentados

1

2 4 6 8 1210 16

159 1311

18

17

20

19

24

23

2214

27

26

25

32

31

30

29

34

3353

28

357 21

32,5

37

36

39

38 40

41

42

32,5 32,5 32,5

DAQ DAQ

32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5

21 Secções do tabuleiro 6 ensaios (30 mn d e registo; 1000Hz)


Patrocínio:

Ensaios dinâmicos

Equipamento utilizado

Computador portátil e sistema de aquisição de dados

Acelerómetros e unidade de alimentação e

condicionamento de sinal


Patrocínio:

Ensaios dinâmicos

1º modo de vibração transversal

fexp=0,338 Hz ξ=1,29% fcalc=0,323 Hz


Patrocínio:

Ensaios dinâmicos

2º modo de vibração transversal

fexp=0,386 Hz ξ=1,17% fcalc=0,367 Hz


Patrocínio:

Ensaios dinâmicos

1º modo de vibração vertical

fexp=0,933 Hz ξ=0,57% fcalc=0,931 Hz


Patrocínio:

Ensaios dinâmicos

2º modo de vibração vertical

fexp=1,086 Hz ξ=0,70% fcalc=1,095 Hz

Seminário


Patrocínio:

Inspecção de pontes


Patrocínio:

Inspecção de pontes

• Sistematização rigorosa

• Planeamento adequado� Estudo prévio do processo da obra

� Escolha do equipamento

� Meios de acesso

• Execução cuidada


Patrocínio:

Tipo de inspecções

• Periodicidade

• Meios de acesso

• Equipamento

• Qualificação dos inspectores

Classificação de acordo com os objectivos

• Inventário

• Rotina

• Principais

• Especiais

• Subaquáticas

Seminário


Patrocínio:

Considerações finais


Patrocínio:

Observação de pontes

• Permite avaliação do desempenho estrutural de pontes

• Em obras novas

� Detecção precoce de eventuais deficiências estruturais

� Fornece indicações para sua resolução

• Em obras com deficiências

� Permite fundamentar as decisões a tomar sobre a necessidade ou possibilidade de reparação ou reforço

� Após a reparação ou reforço permite verificar a eficiência das soluções implementadas

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