Estudo do comportamento dinâmico de pontes rodoviárias mediante avaliação da deterioração progressiva do pavimento
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16609 |
Resumo: | Highway bridges are usually subjected to random dynamic actions of variable magnitude due to vehicles convoys crossing on the bridge pavement deck along their service life. These dynamic actions can generate the nucleation of fractures or even their propagation on the bridge deck structure. On the other hand, the deteriorated road surface condition of the asphalt pavement represents a key issue to the significant increase of the displacements and stresses values on the highway bridge decks. Therefore, this research work aims to develop an analysis methodology to evaluate the dynamic structural response of a steel-concrete composite highway bridge (displacements and stresses), including the dynamic actions due to vehicles convoys traveling on the irregular pavement and the effect of the road progressive deterioration over time. This way, the structural model investigated in the present study corresponds to a typical steel-concrete composite highway bridge deck, with straight axis and spanning of 40.0 m. The structural system is constituted by four composite girders and a 0.225 m thick concrete slab. In this investigation, the numerical model developed for the dynamic analysis of the steel-concrete composite bridge adopted the usual mesh refinement techniques present in Finite Element Method (FEM) simulations implemented in the ANSYS program. The conclusions of this research work indicate that the dynamic structural response of the analyzed bridge, in terms of the values of displacements and stresses, and considering the deteriorated road pavement, underwent important amplifications, in the order of 3 to 8 times higher, when compared to the situation without deterioration. This fact means that the effect of the progressive deterioration of the road pavement, over time, is relevant and needs to be considered in the dynamic analysis and design of structural road bridge systems. |
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Silva, José Guilherme Santos dahttp://lattes.cnpq.br/4422797300106230Soeiro, Francisco José da Cunha Pireshttp://lattes.cnpq.br/8690926504635230Sousa Junior, João Batista Marques dehttp://lattes.cnpq.br/4429316167266869http://lattes.cnpq.br/3262382892110845Silva, Ana Célia Soares da2021-09-13T19:42:09Z2020-11-30SILVA, Ana Célia Soares da. Estudo do comportamento dinâmico de pontes rodoviárias mediante avaliação da deterioração progressiva do pavimento. 2020. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16609Highway bridges are usually subjected to random dynamic actions of variable magnitude due to vehicles convoys crossing on the bridge pavement deck along their service life. These dynamic actions can generate the nucleation of fractures or even their propagation on the bridge deck structure. On the other hand, the deteriorated road surface condition of the asphalt pavement represents a key issue to the significant increase of the displacements and stresses values on the highway bridge decks. Therefore, this research work aims to develop an analysis methodology to evaluate the dynamic structural response of a steel-concrete composite highway bridge (displacements and stresses), including the dynamic actions due to vehicles convoys traveling on the irregular pavement and the effect of the road progressive deterioration over time. This way, the structural model investigated in the present study corresponds to a typical steel-concrete composite highway bridge deck, with straight axis and spanning of 40.0 m. The structural system is constituted by four composite girders and a 0.225 m thick concrete slab. In this investigation, the numerical model developed for the dynamic analysis of the steel-concrete composite bridge adopted the usual mesh refinement techniques present in Finite Element Method (FEM) simulations implemented in the ANSYS program. The conclusions of this research work indicate that the dynamic structural response of the analyzed bridge, in terms of the values of displacements and stresses, and considering the deteriorated road pavement, underwent important amplifications, in the order of 3 to 8 times higher, when compared to the situation without deterioration. This fact means that the effect of the progressive deterioration of the road pavement, over time, is relevant and needs to be considered in the dynamic analysis and design of structural road bridge systems.As pontes rodoviárias geralmente são sujeitas a ações dinâmicas aleatórias, de magnitude variável, devido ao tráfego dos comboios de veículos ao longo de sua vida útil. Essas ações dinâmicas podem gerar a nucleação de fraturas ou mesmo sua propagação sobre a estrutura da obra de arte. Por outro lado, a condição deteriorada da superfície da estrada do pavimento asfáltico, ao longo do tempo, representa uma questão fundamental para o aumento significativo dos valores de deslocamentos e tensões das pontes rodoviárias. Assim sendo, este trabalho de pesquisa tem como objetivo desenvolver uma metodologia de análise para avaliação da resposta estrutural dinâmica de obras de arte rodoviárias (deslocamentos e tensões), considerando-se para tal as ações dinâmicas decorrentes de comboios de veículos trafegando sobre o pavimento irregular, além da inclusão do efeito da deterioração progressiva da superfície da pista ao longo do tempo. Deste modo, o modelo estrutural investigado corresponde a uma ponte rodoviária mista (aço-concreto) típica, com eixo reto e vão de 40 m. O sistema estrutural é constituído por quatro vigas mistas e uma laje de concreto com 0,225 m de espessura. Nesta investigação, o modelo numérico desenvolvido para a análise estrutural dinâmica da ponte foi desenvolvido com base no emprego do programa ANSYS, por meio do uso de técnicas usuais de discretização, via emprego do Método dos Elementos Finitos. As conclusões deste trabalho de pesquisa indicam que a resposta estrutural dinâmica da ponte analisada, em termos dos valores dos deslocamentos e tensões, e considerando-se o pavimento da pista deteriorado, sofreu amplificações importantes, da ordem de 3 a 8 vezes mais elevadas, quando comparadas a situação do pavimento sem deterioração. Tal fato significa que o efeito da deterioração progressiva do pavimento da pista, ao longo do tempo, é relevante e precisa ser considerado na análise dinâmica e projeto de sistemas estruturais pontes rodoviárias.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-09-13T19:42:09Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Ana Célia Soares da Silva - 2020 - Completo.pdf: 6488252 bytes, checksum: 0b2bab965564864885e99db75f31bd59 (MD5)Made available in DSpace on 2021-09-13T19:42:09Z (GMT). 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