Post on 26-Sep-2018
Ponte dos ArcosRio Sado
Reabilitação e Reforço de EstruturasMestrado em Engenharia de Estruturas
Reabilitação estrutural
Estrutura
Solução de dois tramos do tipo arco de tabuleiro inferior (Bowstring) realizada em betão armado.
O comprimento total da ponte é de 75.00m, correspondendo 33.00m a cada um dos tramos “Bowstring” e 4.50m aos muros
Autor: Eng. Edgar Cardoso 1944
Reabilitação e Reforço de EstruturasMestrado em Engenharia de Estruturas
O comprimento total da ponte é de 75.00m, correspondendo 33.00m a cada um dos tramos “Bowstring” e 4.50m aos muros avenida dos encontros. A largura total é de 9.90m, com 6.00m de faixa de rodagem.
Os arcos, com vão teórico de 31.50m, têm um eixo parabólico com 5.25m de flecha. A sua secção transversal recta é constante com 0.60m de largura por 1.10m de altura. Os tirantes existentes ao nível da laje têm a secção de 0.60x0.80m².
Os arcos suportam o tabuleiro por intermédio de oito montantes de suspensão, de 0.50x0.30m² articulados nas suas extremidades no plano dos arcos, com excepção dos dois centrais, que formam com as vigas horizontais superiores que os ligam, dois pórticos de contraventamento a fim de resistirem às acções horizontais do vento sobre os arcos
O pilar com 5.00m de altura. Na base, a espessura é de 3.00m e o comprimento de 10.50m. É de betão simples e encontra-se fundado por 24 estacas moldadas Ø 0.50m encabeçadas por um maciço com 1.50m de altura.
Cada um dos encontros é constituído por um muro de testa e por dois muros de avenida, de betão simples, assentes sobre maciço de encabeçamento de estacas Ø 0.40m moldadas no terreno e com 8.00m de comprimento.
Dos aparelhos de apoio metálicos de cada tramo, um par é fixo (no pilar) e outro de livre dilatação por meio de rolamento, fazendo-se este segundo um plano inclinado a 5% sobre a horizontal, a fim de favorecer a estabilidade dos encontros
InspecçãoOs danos visíveis na obra envolvem os seguintes aspectos:
− Fendilhação nos muros avenida do encontro Este;
− Danos nas travessas superiores devido a embate de veículos;
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Inspecção− Corrosão de armaduras e delaminação do betão nos pendurais e guarda corpos;
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Inspecção− Juntas de dilatação destruídas
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Inspecção− Aparelhos de apoio com corrosão ligeira;
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Avaliação da segurança
Cargas verticais
Sobrecargas rodoviárias - Regulamento das Pontes Metálicas de 1929
Elementos analisados
− Tabuleiro
− Arcos e Tirantes
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− Arcos e Tirantes
− Pilar e Encontros
− Fundações
− Aparelhos de apoio
� A estrutura não apresenta deficiências
Avaliação da segurançaAcção sísmica
Comportamento dinâmico da estrutura existente (antes do reforço).
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Comportamento dinâmico da estrutura existente (antes do reforço).
Modo de vibração longitudinal: fL = 0.69 Hz
Modo de vibração transversal: fT = 1.72 Hz
A acção sísmica foi caracterizada, de acordo com o RSA, para a região A e solo tipo III. Adoptou-se um coeficiente de
amortecimento ξ = 0.05 e um coeficiente de comportamento q= 1.50 para o pilar e para as estacas e q = 1.00 para os
aparelhos de apoio.
Avaliação da segurança
A combinação sísmica origina nas estacas esforços muito superiores à capacidade resistente.
As estacas têm apenas uma resistência da ordem dos 22% da resistência necessária para o sismo
regulamentar.
Não sendo viável reforçar as fundações do pilar central para o sismo regulamentar concebeu-se uma
solução que reduzirá significativamente os esforços transmitidos ao pilar, consistindo no seguinte:
� Substituir os aparelhos de apoio actuais por aparelhos de neoprene de alta distorção e
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Estratégia mista de reforço sísmico por isolamento/dissipação/acréscimo de resistência.
A solução de isolamento consiste em substituir os apoios existentes por blocos HDRB com rigidez
horizontal igual a 1230kN/m (por apoio) e 10% de amortecimento equivalente
� Substituir os aparelhos de apoio actuais por aparelhos de neoprene de alta distorção e
amortecimento – aparelhos HDRB;
� Reforçar as fundações do pilar central, introduzindo micro-estacas.
Reforço sísmicoDados obtidos do modelo:
rigidez total é kL = 177945.5 kN/m.
massa total do tabuleiro m = 1176.9 t
Com estes dados, se a estrutura estivesse fixa
aos encontros e pilares, a frequência seria:
A frequência que se espera obter a partir do modelo é de:
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A análise sísmica foi efectuada por intermédio de um espectro de resposta modificado, correspondente à
acção referida, para estruturas com 10% de amortecimento (para os três primeiros modos de vibração,
referentes ao isolamento) e para 5% de amortecimento para os restantes modos com maior frequência
(menor período).
Para esta frequência, o sismo tipo 2 (afastado) é condicionante, originando
uma aceleração espectral de 0.79m/s². O deslocamento expectável é de:
O deslocamento devido à combinação sísmica de cálculo é de 0.094 x 1.50 = 0.141m
Reforço sísmico
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Período T (s)
Ace
lera
ção
Se/
a g
2%
5%
10%15%
20%30%
0.10
Caracterização qualitativa do desempenho da solução de reforço ( espectros indicados não correspondem aos relativos à análise realizada)
A – estrutura fixa aos encontros e pilares
B – estrutura isolada
A B
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0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Período T (s)
Des
loca
men
to S
De/
a g
2%
5%
10%15%
20%30%
Estratégia B/D
BA
Reforço sísmicoDeslocamentos e forças transmitidas à estrutura na direcção longitudinal:
Nota: F – forças na base do pilar e na base dos encontros
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Comparação entre a situação anterior à intervenção e após a intervenção:
Nota: F – forças na base do pilar e na base dos encontros
ReabilitaçãoIntrodução de aparelhos de apoio HDRB
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ReabilitaçãoIntrodução de aparelhos de apoio HDRB
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ReabilitaçãoIntrodução de aparelhos de apoio HDRB
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ReabilitaçãoReforço das fundações do pilar
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ReabilitaçãoReforço das fundações do pilar
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ReabilitaçãoReforço das fundações do pilar
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ReabilitaçãoAbertura de juntas nos encontros
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