Drenagem Passagem Hidráulicas em Estrutura tubular de aço ... · Manuel Pipa ... 1 Corrosão pontual local 0 Obra de arte sem anomalias em componentes principais. ... •Realização

Terraplenagem e Drenagem

Drenagem – Passagem Hidráulicas em Estrutura tubular de aço corrugado

na rede Brisa

Pedro Oliveira

Tiago Coelho

Manuel Pipa

Paulo Silveira

Victor Santiago

Pedro Carvalho

Paulo Barros

Drenagem – Passagem Hidráulicas em Estrutura tubular de aço corrugado na rede Brisa


1. Estruturas tipo “Armco”

2. Rede BCR

3. Inspeção de obras tipo “Armco”

4. Programa de reabilitação

5. Reabilitação - Exemplos

6. Conclusões




2. Rede BCR




6. Conclusões



• Estruturas metálicas em chapa de aço corrugado de pequena espessura: entre 1,5 a 8 mm

• Estrutura leve, montada “in situ”

• Comportamento global dúctil



• Obras com caráter geotécnico

• Durabilidade dependente das condições de utilização

• Necessidade de medidas específicas de proteção: galvanização para limite de PH da água entre 6 e 9




2. Rede BCR




6. Conclusões



• 99 obras tipo “Armco” integradas na Rede BCR

• 76 obras de arte correntes (OAC)

• 23 obras de drenagem transversal corrente (DTC), com diâmetro inferior a 1,80 m

• Obra mais antiga construída em 1977, situada na A1 – Autoestrada do Norte, no Sublanço Vila Franca de Xira / Carregado



0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A9 A13 A14

Série1 Série2DTC

• Obras tipo “Armco” representam 1,2 % do global da rede

OAC




2. Rede BCR




6. Conclusões



• Ano de 2011:

- Arranque de campanha de inspeção específica ao conjunto de obras de arte tipo “Armco”

- Plano de intervenção a 10 anos orçado inicialmente em cerca de 3M€

• Ano de 2012:

- Conclusão da campanha de inspeção específica à totalidade das obras de arte do tipo “Armco”

- Plano de intervenção a 10 anos: Orçamento de 6M€

- Padronização de critérios de avaliação do Estado de Conservação (EC) das obras



• Parâmetros de classificação de anomalias – 2012:

- Definição de critérios de avaliação para anomalias por corrosão

Grau de avaliação 1 Grau de avaliação 2 Grau de avaliação 3

Grau de avaliação 4 Grau de avaliação 5



• Parâmetros de classificação de anomalias – 2012:

– Tabela de avaliação de Estado de Conservação - EC Grau Descrição EC Descrição conforme PCQ

5

Chapa cortada com fractura progressiva ou deformação/deslocamento 5

Obra de arte com anomalias em estado avançado com redução do coeficiente de segurança; requer intervenção urgente – plano de intervenção no prazo de 1 mês, com possibilidade de condicionamento imediato da utilização da obra de arte. 5

Chapa com perda total de secção

5 Chapa com perda de secção por zona

4

Obra de arte com anomalias que não influenciam o comportamento estático, mas podem influenciar a durabilidade; requer intervenção a curto prazo – plano de avaliação/intervenção no prazo de 6 meses. 4

Chapa com delaminação perfurável global

5 Chapa com perda de secção pontual

3 Obra de arte com anomalias em evolução com necessidade de intervenção a médio prazo – plano de avaliação/intervenção no prazo de 1 ano.

4 Chapa com delaminação perfurável dispersa

3 Chapa com delaminação não perfurável global ou por zonas

3 Chapa com delaminação não perfurável pontual

2 Obra de arte com anomalias que podem evoluir mas não necessita de intervenção.

2 Corrosão superficial global ou por zonas

2 Corrosão superficial local 1 Obra de arte com anomalias que não evoluem; não requer intervenção.

1 Corrosão pontual global ou por zonas

1 Corrosão pontual local 0 Obra de arte sem anomalias em componentes principais.



• Evolução do Estado de Conservação médio para a Rede BCR

0

0,5

1

1,5

2

2,5

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016




2. Rede BCR




6. Conclusões



• Plano a 10 anos – 2012

- Soluções base em obras de arte corrente do tipo “Armco”

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Anel betão armado Soleira betão armado Soleira betão simples

Distribuição % por solução

Anel de betão armado Soleira em betão armado Soleira em betão simples



• Programa atual – 2016/2018

– Diversificação das soluções de Reabilitação e Reforço

• Anel de betão armado

• Soleira de betão armado

• Soleira de betão simples

• Entubamento

• Encamisamento

• Substituição



• Programa atual – 2016/2018

– Estado atual (2º sem. 2017)

0 €

1.000.000 €

2.000.000 €

3.000.000 €

4.000.000 €

5.000.000 €

6.000.000 €

7.000.000 €

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Valor de empreitada por ano

- Valores apresentados relativos às empreitadas adjudicadas

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

obras concluídas obras em projeto obras em adjudicação obras em curso

Obras armco com EC ≥ 3



– 75% das obras tipo “Armco” encontram-se já reabilitadas ou em fase de empreitada de reabilitação e reforço estrutural

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A9 A13 A14

Rede BCR

OAC Intervencionadas OAC DTC Intervencionadas DTC




2. Rede BCR




6. Conclusões



• PH 015 (Rio Foja) no Sublanço Vila Verde / Santa Eulália, da A14

– Construção em 1994 pela JAE

– Solução inicial constituída por 4 estruturas “Armco” de grande dimensão (4,20 m x 3,25 m)

– Integração na Concessão Brisa em 2001




– Primeiras ações inspetivas em 2003 no âmbito do SGOA

– Campanha de Inspeção 2012 – Arranque de processo para reabilitação global - inicio da fase de projeto e contactos com entidades:

- GALP – Gasoduto 1º escalão Figueira da Foz / Coimbra;

- APA – Gestão da Bacia Hidrográfica do Rio Mondego;

- Associação de Beneficiários da Obra de Fomento Hidroagrícola do Baixo Mondego)

– Contrato para a empreitada de construção assinado em final de Março de 2016

– Acidente ocorrido em 2 de Abril de 2016




– Arranque da intervenção – 3 de Abril 2016

– Conclusão global dos trabalhos em 20 de Maio de 2016

– Solução técnica constituída pela substituição dos 2 Tubos a Poente por 3 Box-Culvert em Betão Armado com secção 3,00 x 3,00 m2 e manutenção dos 2 tubos a Nascente com reforço através de tubagens em PRFV com diâmetros interiores de 3,00 m




2. Rede BCR




6. Conclusões



• Inspecionar as obras e monitorizar evolução da corrosão

• Especial atenção em obras com regime de permanência de escoamento ou de água acumulada

• Redução da periodicidade de inspeção deste tipo de obras (2 anos)

• Reparar obras danificadas

• Proteger obras em bom estado

• Testar novas soluções técnicas de reabilitação acompanhadas de programa de monitorização



Obrigado



Conteúdo

• Introdução

• Objetivos

• Inspeções realizadas

• Manual de inspeção



Introdução

• Trabalho desenvolvido pelo LNEC a pedido da BRISA em 2016

• Inspeção de 4 Obras de Arte em Estrutura Tubular de Aço Corrugado (ETAC)

• Elaboração de um “Procedimento de Inspeção de ETAC”



Objetivos

• Inspeção de 4 obras na Autoestrada A5:

• 3 Passagens Hidráulicas (PH);

• 1 Passagem Agrícola (PA).



Objetivos (cont…)

• Elaboração de um MANUAL DE INSPEÇÃO, que contém:

• Descrição das ETACs, seus componentes e modo de funcionamento;

• Identificação dos diversos tipos de anomalias;

• Fichas de anomalias.



Inspeções realizadas

• CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS OBRAS:

• Estruturas tubulares constituídas por chapas metálicas de aço corrugado com 3-4 mm de espessura;

• Chapas de aço pintado;

• Diâmetro interiores que variam entre 2,30 e 4,60 m;

• Soleiras preenchidas com betão.




• PRINCIPAIS ANOMALIAS DETETADAS:

• Corrosão nas chapas e nos elementos de ligação;

• Elementos de ligação em falta ou com aperto insuficiente;

• Abrasão da chapa de soleira;

• Deformações localizadas e da secção transversal;

• Corte da chapa por deformação;

• Acumulação de sedimentos na chapa de soleira.



Corrosão generalizada das chapas



Corrosão nas juntas longitudinais



Corrosão nas juntas circunferenciais



Corrosão localizada nas chapas

Perda de secção parcial Perda de secção total



Anomalias nos elementos de ligação

Corrosão Elementos em falta / Aperto insuficiente



Abrasão nas chapas de soleira



Deformações

Localizada Secção transversal



Deformações

Por encurvadura Corte da chapa



Acumulação de sedimentos na chapa de soleira




• ANÁLISE DA INFORMAÇÃO RECOLHIDA:

• Sintetização da informação através da elaboração de planificações geométricas das ETACs;

• Realização de um modelo numérico de apoio à decisão;

• Avaliação do Estado de Conservação (EC) de cada componente;

• Definição das medidas de intervenção e de mitigação do risco.





Hipóteses testadas:

• Rotura de 1 junta longitudinal

• Rotura de 2 juntas longitudinais contíguas;

• Rotura de 2 juntas longitudinais da mesma chapa.



Componentes Estado de

Conservação

Muros 1

Taludes 1

Tabuleiro 3

Revestimento de via

1

Outros Componentes

2


Conservação

Muros 1

Taludes 1

Tabuleiro 3

Revestimento de via

1


Conservação

Muros 1

Taludes 1

Tabuleiro 5

Revestimento de via

1

PH 18.1 PH 23 PH 36

CLASSIFICAÇÃO DO ESTADO DE CONSERVAÇÃO

EC: 3 EC: 3 EC: 5




• MEDIDAS DE INTERVENÇÃO E DE MITIGAÇÃO DO RISCO:

• PH18.1 e PH23 (EC 3):

• Na soleira: proteger as chapas metálicas em contacto com a água com uma camada de betão;

• Na zona das ligações: remoção do revestimento por pintura degradado, saneamento das zonas corroídas, reforço (caso necessário) e repintura.




• MEDIDAS DE INTERVENÇÃO E DE MITIGAÇÃO DO RISCO:

• PH36 (EC 5):

• Escoramento da obra a curto prazo;

• Estudo complementar para um eventual reforço ou substituição da PH.



Manual de inspeção

Descrição das ETACs, seus componentes e modo de funcionamento:




• ANOMALIAS

Estrutura

tubular

Chapas

Juntas e

ligações

Deformações localizadas

Corrosão

Abrasão

Escorrências

Alteração dos elementos de ligação

Rotura das juntas circunferenciais

Ausência ou desaperto dos elementos de ligação

Estrutura

tubular

Chapas

Juntas e

ligações

Deformações localizadas

Corrosão

Alteração dos elementos de ligação

Rotura das juntas circunferenciais

Fendilhação

Ausência ou desaperto dos elementos de ligação

Aterro técnico

Deformação

do perfil

longitudinal

Deformação

do perfil

transversal

Assentamento geral do perfil

Assentamento localizado do perfil

Levantamento da extremidade de montante

Deflexão descendente da extremidade

Distorção

Achatamento vertical

Achatamento horizontal

Escoamento hidráulico Risco de estagnação do sistema de escoamento Escoamento hidráulico Risco de estagnação do sistema de escoamento




• FICHAS DE ANOMALIAS

• As causas e consequências;

• Fatores de agravamento;

• Estados de Conservação (EC);

• Medidas de atuação e de mitigação do risco;

• Entre outras…



Obrigado pela vossa atenção!

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