Monitoração de Estruturas Visando a Conservação de Obras ... · Fator de aumento da tolerância...

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Monitoração de Estruturas Visando a Conservação de Obras de Arte Especiais (OAEs) Pedro Afonso de Oliveira Almeida Prof. Doutor - Escola Politécnica da USP Diretor do LSE Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 1

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Monitoração de Estruturas Visando a Conservação de Obras de Arte

Especiais (OAEs)

Pedro Afonso de Oliveira AlmeidaProf. Doutor - Escola Politécnica da USP

Diretor do LSE

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 1

Projeto e Construçãodetalhes de projeto,

especificações, registros da

construção, definição dos critérios de

desempenho

monitoração(estagio 1)

Conhecimento Acumulado de desempenho

durante a vida

monitoração

(estagio 2)

Intervenção de reparo ou recuperação

monitoração

(estágio 3)

Conhecimento acumulado de

desempenho durante a vida

monitoração

(estágio 4)

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 2

Monitoração e avaliação durante a vida

Limite de interrupção do serviço

“Birth Certification”

da estrutura“Re-Birth Certification”

da estruturaAvaliação de desempenho

Avaliação de desempenho

reparo

fib 2010

Aceleração - efeito

Pedro A. O. Almeida 3

Aceleração: mudança da velocidade.

Unidade de medida: m/s2 ou em g=9,8m/s2

Escola Politécnica da USP

Velocidade - aceleração

Pedro A. O. Almeida 4Escola Politécnica da USP

Serie temporal de aceleração

Pedro A. O. Almeida 5Escola Politécnica da USP

acelerômetro

Pedro A. O. Almeida 6Escola Politécnica da USP

Servo acelerômetro

Pedro A. O. Almeida 7Escola Politécnica da USP

Conforto humano

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Sistema de referência, ISO 2631-2 (1989)

Sistema Arquibancada

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Curvas básicas da ISO-2631/2 (1989)

0,005m/s2=0,5%g

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Curvas básicas da ISO-2631/2 (1989)

0,0036m/s2=0,36%g

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Curvas básicas ISO-2631/2 (1989)

1280.004

0.70.731

Considerando

uma frequência

de 2,5 Hz, a

curva básica é

de 4/1000 m/s2.

Admitindo que é

tolerável um

peso de

128(vibração

transiente em

ambiente de

workshop) então

a aceleração de

pico será de

7%g

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Fator de aumento da tolerância em função da duração da vibração,

ISO-2631/1 (1989)

24 h 16 h 8 h 4 h 2,5 h 1 h 25 min 16 min 1 min

1 1,51 2,25 3,75 5,0 8,5 12,5 15 20

Fatores de tolerância de acordo com o ambiente, ISO-2631 (1989) Área Período Vibrações

A

Vibrações

B

Áreas críticas: áreas

hospitalares

Diurno

Noturno

1 1

Residencial Diurno 2 a 4 30 a 90

Noturno 1,4 1,4 a 20

Escritórios Diurno

Noturno

4 60 a 128

Workshop Diurno

Noturno

8 90 a 128

Para estádios de futebol foi determinado

peso 20 (1,1 % g), identificados em

cabines de rádio, RODRIGUES, 1998

(TESE Dissertação mestrado

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Exemplos - estádios de futebol

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Instrumentação–arquibancada Morumbi

d1X

d1Y

Xd2X

Y

d2Y

d1L

d1Q Q

L

Nd1N

(S)

d1W

d2WW

d1V

d2V

V

M

d2M

d2A

A

Direção e sentido das variáveisem cada região ins trumentada.Exemplo: d1N(deslocamento na direção 1 do ponto N)

aplicação da carga

1

3

2

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Resultados – conforto

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Figura 4.15 Conforto segundo a direção combinada no subsetor 10, durante o segundo tempo do jogo Corínthians X São

Paulo realizado em 5 de junho de 1997

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Figura 4.16 Conforto segundo a direção longitudinal no subsetor 10, durante o segundo tempo do jogo

Corínthians X São Paulo realizado em 5 de junho de 1997

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Figura 4.17 Conforto segundo a direção transversal radial no subsetor 10,

durante o segundo tempo do jogo Corínthians X São Paulo realizado em 5 de

junho de 1997

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Figura 4.18 Conforto segundo a direção transversal tangencial no subsetor 10,

durante o segundo tempo do jogo Corínthians X São Paulo realizado em 5 de

junho de 1997

HOMOLOGAÇÃO DO ESTÁDIO

PRESIDENTE VARGAS

FORTALEZA – CE (2011)

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Arquibancadas

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Shaker servohidráulico

Capacidade 100kN

com varredura de 0,0

Hz a 20 Hz

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Instalação do shaker servohidráulico

na arquibancada

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Instrumentação da arquibancada

Base de servo acelerômetros

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Instrumentação da arquibancada

Acelerômetro 3D sobre o ponto de fixação do shaker

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Series temporais de aceleração

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Series temporais de aceleração

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A máxima força dinâmica aplicada nesse arranjo foi de

Fdmax=11,47 kN, na direção vertical e a mínima de

Fdmin=0,58 kN. Considerando que o excitador está fixado

numa área de 0,60m x 0,8m, essa força corresponde a

um carregamento dinâmico de: pd=(11,4kN-

6,2kN)/(0,6m*0,8m)=10,9 kN/m2 na arquibancada.

Com a máxima aceleração arms = 0,12 m/s2

(equivalente apico=1,71% g), medida na direção vertical,

correspondente a uma carga dinâmica de pd=10,9

kN/m2 , conclui-se que o conforto da arquibancada esta

adequado, dentro dos padrões de qualidade de conforto

humano especificados pela ISO 2631

Identificação de Estruturas

Análise Modal Experimental

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Modelo de identificação

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Inspeção Visual

Ensaios Dinâmicos

Veículo de Prova

Monitoração do Tráfego Normal

Modelos Numéricos

Reanálises

Identificação e Caracterização

Diagnóstico

DIAGNÓSTICO DO COMPORTAMENTO DE SISTEMAS

ESTRUTURAIS DE PONTES DE CONCRETO

Pontes sobre o Rio Guandu - RJ

Pontes sobre o Rio Pavuna - RJ

Ponte sobre o Rio Entupido - SP

Viaduto do Tatuapé - SP

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Justificativas

consideração incompleta das ações de natureza dinâmica nas fases de concepção e projeto danos estruturais;

mudança das características dos veículos que trafegam nas rodovias;

Os modelos de cálculo devem ser reavaliados com base nos carregamentos efetivos das pontes.

Objetivo

Identificar e esclarecer as causas dos mecanismos pelos quais um fenômeno afeta o comportamento esperado ou desejado de uma estrutura

Como?

DIAGNÓSTICO DO COMPORTAMENTO DE

SISTEMAS ESTRUTURAIS DE PONTES DE

CONCRETO

Inspeção visual da estrutura;

Verificação do detalhamento do projeto;

Provas de carga dinâmicas realizadas com um veículo de prova instrumentado;

Monitoração da estrutura sob ação do tráfego normal;

Análise de sinais;

Modelos Numéricos Calibrados (reanálises) identificação e caracterização;

Estabelecimento de um método para diagnóstico.

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SISTEMAS ESTRUTURAIS

Ponte sobre o Rio Guandu - RJDuas vias independentes nos sentidos SP-RJ e RJ-SP;

Ponte em duas vigas;

Comprimento total de L=109m;

5 vãos - maior vão de 21m;

27 transversinas ligadas (2 extremidade; 6 apoio; 9 intermediárias; 10 intermediárias - vãos Gerber);

Largura total de 8,30m;

Duas faixas de tráfego de 7,30m;

Dois passeios de 0,50 m cada;

Sistema com dentes Gerber sistema isostático.

4m 21m 19m 21m 19m 21m 4m

S3S1 S4 S5

SP RJ

160

10

16

165

30

16

10

40

365 50

250

medidas em cm

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Ponte sobre o Rio Entupido - SP

Duas vias independentes nos sentidos SP-RJ e RJ-SP;

Ponte curva em duas vigas;

Comprimento total de L=75m;

3 vãos;

Largura total de 11,18m;

Duas faixas de tráfego de 8,58m;

Dois passeios:

0,9m externo e 1,70m interno;

10 transversinas desligadas;

Sistema hiperestático.

SISTEMAS ESTRUTURAIS

0,35

1,80

0,90 1,54

3 %

5,50

1,80

0,20

1,54

0,20

1,70

ì = 2%

Vbal,RJ5,5RJ

5

V1

20

SPV2

25

V3

V,bal,SP

205

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SISTEMAS ESTRUTURAIS

Pontes sobre o Rio Pavuna - RJ

Duas vias independentes nos sentidos SP-RJ (Marginal Norte) e RJ-SP (Norte);

Comprimento total de L=45m;

1 vão com esconseidade de 34,5o;

4 transversinas protendidas, longarinas pré-moldadas protendidas;

Larguras totais de 11,6m e 16,6m;

Sistema em grelha.SP RJ

PIST A NORT E

1,20 m

1,448 m

42,20 m

~14,20 m ~14,20 m~14,20 m

S1 S2 S3

0,40 m0,40 m

3,0 m

11,60 m

3,6 m3,60 m

1,65 m 1,64 m 1,64 m 1,64 m1,64 m 1,65 m

L2 L3 L4 L5 L6 L7

0,60 m

0,47m

L1

0,47m

acostamento faixa esquerdafaixa direita

15,20 m

1,67 m

3,60 m3,0 m

0,40 m

1,67 m

L30,555 m

L11,67 m

L2

1,50 m

1,67 m

L4 L5

16,80 m

0,60 m

3,6 m 3,6 m

1,67 m1,67 m

L7

1,67 m

L6 L80,485 m

1,67 m

L9 L10

0,40 m

acostamento faixa direita faixa central faixa esquerda

passeio

pista Marginal Norte

SP

passeio

pista Norte

SP

RJ RJ

34,50

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SISTEMAS ESTRUTURAIS

Viaduto do Tatuapé - SP

Duas faixas e um acostamento;

Vigas em seção caixão;

Comprimento total de L=385m;

Concreto protendido;

9 vãos de, em média, 42 m.

E1

38 ,6 m

48 ,26 m

S9

Sentido do tráfego no rm a l

Guarulhos

42 m 42 m 42 m

*S5

*

38 ,6 m

48 ,26 mS7

S6 P4*

P3

P2*S8

*P1

*S4

P5 P6

*S3

P7

42 ,17 m42 m

São Paulo

tre c ho ante riorm entec o ns tru ído

S1**S2

P8 P9

trecho atingido pelo fogo

P5 P6 P7

42 m

junta de

dilatação

*S4

42 m 42 m

*S3 *S2

10m

P8 P9

junta de

dilatação42,17 m

*S1

25m

trecho anteriormente construído

5,45 m 5,05 m

12,50 m

0,8 1,20

3,75 m 3,75 m

50cm

VÃO

25cm

100cm

20cm30cm

20cm

APOIO

35cm

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VEÍCULO DE PROVA

Sistema de aquisição de dados

instalado a bordo do VP

Instrumentação dos eixos do VP

com extensômetros elétricos

Pesagem do VP

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INSTRUMENTAÇÃO E SISTEMA DE

AQUISIÇÃO DE DADOS

Sistema triaxial

Sistema de aquisição

de dados

microcomputador

condicionador de sinais

condicionadores

servo-acelerômetros

Sensores de passagem

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MONITORAÇÃO DO TRÁFEGO NORMAL

-1,50

-1,00

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

130 132 134 136 138 140 142 144 146 148 150

N S 3V _D (m m )

N S 3V _L (m m )

A celeração

D eslocam ento

Ponte sobre o Rio Pavuna - PMN

Séries temporais de acelerações

e deslocamentos

Diagrama de Deslocamentos - S3

Guandu Pista RJ-SP

Tráfego normal - DAF = 1,44 e 1,22

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ENSAIOS DINÂMICOS

aV2

Entrada

Saída

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

tempo (s)deslocamento (mm)

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

1,00

2,00

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50

posição (m)

ENTUPIDODiagrama de Deslocamentos- S2veículo carregado - 75 km/hDAF = 1,39

ENTUPIDO

Sinais de entrada

e saída da ponte

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ESPECTROS DE FORÇAS (VP)

ENTUPIDO

Espectro de Forças (rodas dianteiras esquerda e direita) VP vazio a 87 km/h

1,86 Hz

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

frequência (Hz)

Dia

.Esq

rm

s (t

f)

1,86 Hz

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

frequência (Hz)

Dia

.Dir

rm

s (t

f)

ENTUPIDO

Espectro de Forças (rodas dianteiras esquerda e direita) VP carregado a 41 km/h

2,34 Hz

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

frequência (Hz)

Dia

.Esq

rm

s (t

f)

2,44 Hz

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

frequência (Hz)

Dia

.Dir

rm

s (t

f)

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 49

4,98 Hz

0,0000

0,0005

0,0010

0,0015

0,0020

0,0025

0,0030

0,0035

0,0040

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

frequência (Hz)

NS

3V

RM

S (

mm

/s2)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

0 3 5 8 10

Frequência (Hz)

aV

27

rm

s (

mm

/s2

)

4,10 Hz

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 2 4 6 8 10

frequência (Hz)aV

2 r

ms

(mm

/s2

)

ESPECTROS DE ACELERAÇÕES DAS PONTES

GUANDU - S3 - 48km/h

PAVUNA - PN -AV27 - 20km/h

ENTUPIDO -AV2 - 60km/h

2,93 Hz

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 50

ESPECTROS DE ACELERAÇÕES DAS PONTES

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0

Frequência (Hz)

aT

3 r

ms

(m

m/s

2)

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0

Frequência (Hz)

aV

E3

rm

s (

mm

/s2

)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0

Frequência (Hz)

aV

D3

rm

s (

mm

/s2

)

TATUAPÉ -AT3 - 21km/h

TATUAPÉ -AVE3 e AVD3 - 55 km/h

1,68 Hz

2,93 Hz

2,93 Hz

2,93 Hz

2,05 Hz

2,05 Hz

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 51

Tráfego após a liberação da pista - Ponte

sobre o Rio Entupido

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Frequência (Hz)

Ace

lera

çã

o (

mm

/s2

)

RMS: aV1 (mm/s2)

RMS: aV2 (mm/s2)

RMS: aT2 (mm/s2)

Marginal Norte - Tráfego Normal - Ponte sobre o

Rio Pavuna

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Frequência (Hz)

Ace

lera

çã

o (

mm

/s2

)

RMS: AV1 (mm/s2)

RMS: AV21 (mm/s2)

RMS: AV210 (mm/s2)

RMS: AV3 (mm/s2)

RMS: AT2 (mm/s2)

2,93 Hz

4,15 Hz

Tráfego após a liberação da pista - Ponte sobre o Rio Entupido

Tráfego Normal - Ponte sobre o Rio Pavuna - Pista Marginal Norte

ESPECTROS DE ACELERAÇÕES DAS PONTES

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 52

ESPECTROS DE ACELERAÇÕES DAS PONTES

4,15 Hztráfego normal

4,10 HzVP a 60km/h

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Freqüência (Hz)

aV2

(m

m/s

2)

RM

S

50

60

2.93 HzVP a 70 km/h

2.93 Hztráfego normal

0

10

20

30

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Freqüência (Hz)

AV

21

(m

m/s

2)

RM

S

PONTE SOBRE O RIO ENTUPIDO

PONTE SOBRE O RIO PAVUNA -PMN

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Centre de Recherches Routieres, Brussels 16 pontes

Ministry of Public Works, Liege 630 pontes

EMPA, Suíça 225 pontes

MTCO e MTQ 12 pontes

Ponte sobre o Rio Guandu (L=21m), RJ-Brasil ****

Ponte sobre o Rio Entupido (L=25m), SP-Brasil ++++

Pontes sobre o Rio Pavuna (L=45m), RJ-Brasil ####

Viaduto do Tatuapé (L=48m), SP-Brasil ^^^^

9,0

max0L82f

12

10

8

6

4

2

00 20 40 60 80 100 140120 160 180

Vão da Ponte Lmax (m)

Fre

ênci

a f 0

(H

z)

5,3

4,5

****

++++

Guandu ****

f = 5,2 Hz (num.)

f = 5,1 Hz (exp.)

Entupido ++++

f = 5,28 Hz (num.)

f = 4,15 Hz (exp.)

^^^^

####

Pavuna (PN) ####

f = 2,82 Hz (num.)

f = 2,78 Hz (exp.)

Pavuna (PMN) ###

f = 2,69 Hz (num.)

f = 2,93 Hz (exp.)

Tatuapé ^^^^

f = 2,48 Hz (num.)

f = 2,56 Hz (exp.)

f = 2,36 Hz (proj.)

2,52,7

FREQÜÊNCIAS NATURAIS

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 62

DAF dynamic amplication factor

3,100,13

94,16

R

RDAF

est

din

Rdin

Rest

de

slo

ca

me

nto

s (

mm

)

tempo (s)

-20

20

0

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 66

DAF NORMALIZADOS

1,0

1,4

1,6

1,8

2,0

1,2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

freqüência natural (Hz)

DLA

– d

yna

mic

load

allo

wan

ce

Canada CSA 86 88m OHBDCSuiça SIA 88 single vehicle

Suiça SIA 88 lane loadAAshto 1989

India IRCAlemanha DIN 1078

GK B88-100 (1978)França LCPC D/L 0,5*

França LCPC D/L 5*

D/L = Dead load/ live load*reported by Coassy et al (1989)

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 70

Inspeção visual da estrutura;

avaliação das propriedades efetivas dos materiais estruturais;

Análise do projeto;

Monitoração do tráfego normal;

Provas de carga dinâmicas;

Análise dos sinais coletados;

Reanálises (modelos calibrados);

Identificação e Caracterização;

Avaliação dos coeficientes dinâmico das estruturas

Diagnóstico do Sistema Estrutural, tomando-se como referencia a situação especificada pelo cliente, ou seja, obras onde não predominância de uso para pessoas e obras onde há frequente uso de pessoas

Método para diagnóstico do comportamento de

sistemas estruturais de pontes de concreto

AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DA PONTE SOBRE O RIO

CANDEIAS, BR-364, km 693, ROInspeção visual – Ensaio Dinâmico –

Batimetria

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 72

Ponte sobre o rio Candeias, km 693,3 da BR-364, vista panorâmica a montante, tiradada margem direita, fotografia de abril de 2010

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 73

Ponte sobre o rio Candeias, km 693,3 da BR-364, vista panorâmica a montante, tiradada margem direita, fotografia de 15 de dezembro de 2010

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 74

Levantamento topográfico

Vista panorâmica do levantamento geométrico do tabuleiroPedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 75

Batimetria

Sonda acústica e transdutor

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 76

Inspeção visual

Medição da espessura da fissura com uso de fissurômetro

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 77

Aparelho de apoio, pilar P2, lado montante

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 78

Extração de testemunhos

Extração de testemunhos do trecho em balanço (passeio) da laje superiorPedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 79

Ensaio de compressão simples para a determinação do módulo de elasticidade

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 80

Modelo numérico

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 81

Ensaio dinâmico

Veículo de prova (VP) empregado nos ensaios dinâmicos

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 82

Esquema de carregamento dos eixos do veículo de prova (VP) empregadonos ensaios estático e dinâmico (situação carregado), Ptotal=523,2 kN

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 83

Sistema utilizado para sincronismo de eventos

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 84

Sistema de aquisição de dados instalado no veículo do LSE, estacionado no acesso à ponte

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 85

DAF

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 86

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 87

Pontes Estaiadas

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 88

Ensaios dinâmicos e análise dinâmicaTeresina PI

Ensaio dinamico visa a identificação do sistema estrutural.

Preparação do ensaio, com definição da instrumentação e plano de carregamento da obra

Bridges Brazil 2011 89

Ensaios dinâmicos e análise dinâmicaTeresina PI

Caminhão utilizado para o ensaio dinâmico, com caracteristicas representativa da classe da ponte

Vista da preparação da instrumentação, com veiculo de apoio

Bridges Brazil 2011 90

Ensaios dinâmicos e análise dinâmicaTeresina PI

Instrumentação da pista com servo acelerômetros, ensaios noturnos em razão da temperatura diurna.

Bridges Brazil 2011 91

Servoacelerometros, direção longitudinal e transversal da via

Ensaios dinâmicos e análise dinâmicaTeresina PI

Celula de carga instalada no caixão

Bridges Brazil 2011 92

Celula de carga LSE 160 kN

Ensaios dinâmicos e análise dinâmicaTeresina PI

Ensaios dinamicos, caminhão em velocidade de 40 km/h

Feixe laser para detectar a passagem do veiculo no inicio e final da ponte, necessario para determinação das linhas de influencia

Bridges Brazil 2011 93

Ensaios dinâmicos e análise dinâmicaTeresina PI

Serie temporal e coeficiente e impacto

Bridges Brazil 2011 94

20 km/h 40 km/h

AC-5 (Z) AC-6 (Z) AC-5 (Z) AC-6 (Z)

Dinâmico (mm) 2,72 1,317 2,06 1,905Estático (mm) 2,09 0,943 1,60 1,711

DAF 1,30 1,40 1,29 1,11

Ensaios dinâmicos e análise dinâmicaTeresina PI

Sincronização das medidas

Determinação do coeficiente de amplificação dinamica

DAF=ED/ES

Bridges Brazil 2011 95

Ponte Sergio Mota - MT

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 96

Identificação de danos e defeitos

Pte Sergio Mota Cuiaba – MT

Formação de degrau entre o tabuleiro e o encontro

Bridges Brazil 2011 97

Vandalismo da instrumentação permanente –instalada na construção da obra

Bridges Brazil 2011 98

Célula de carga de ancoragem

conector da célula de carga

célula de carga de ancoragemBridges Brazil 2011 99

Determinação das forçaspela medida das catenárias dos cabos

Bridges Brazil 2011 100

Sistema de referênciapara medida da catenária

Bridges Brazil 2011 101

Sistema de medidas direta da catenária

Bridges Brazil 2011 102

Resultados das forças (catenária)

Bridges Brazil 2011 103

Pontes Trillizos – La Paz, Bolivia

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 104

Identificação de danos e defeitos

Vista das pontes Trillizos

Bridges Brazil 2011 105

Identificação de danos e defeitos

Flecha exagerada

Fissuração na alma do caixão

Bridges Brazil 2011 106

Identificação de danos e defeitos

Ausencia de sistema de suspensão

Bridges Brazil 2011 107

Ponte Av. do Estado

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 108

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Pte estaiada “Av. do Estado” em São Paulo – sistema estrutura com tabuleiro articulado sobre travessa do mastro.

Mastro central com 2 pilares inclinados, dois planos de estaiamento

Relação h/LM=55m/280m = 0,19

Bridges Brazil 2011 109

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Bridges Brazil 2011 110

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Centro de monitoração das forças, temperatura e velocidade do vento.

Verificação da inclinação do tubo forma.

Bridges Brazil 2011 111

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Apoio da longarina sobre a travessa do mastro

Bridges Brazil 2011 112

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Apoio provisório da longarina durante a fase da montagem da estrutura –“pilar” de concreto sobre apoio neoprene

Bridges Brazil 2011 113

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Apoio fixo da longarina sobre a travessa do mastro

Bridges Brazil 2011 114

Ponte Oiapoque -Brasil/Guiana

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 115

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Oiapoque – sistema de vinculação

Bridges Brazil 2011 116

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Aparelho de apoio

Bridges Brazil 2011 117

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Sistema de vinculação da ponte no encontro Brasil – lado mais baixo (vinculação transversal e longitudinal

Bridges Brazil 2011 118

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Vista do tabuleiro passando sobre a travessa do mastro

Bridges Brazil 2011 119

Monitoração inteligente para plano de manutenção adequado

Sistema com tabuleiro estaiado por cabos sobre a travessa de apoio do mastro

Bridges Brazil 2011 120

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 121

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 122

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 123

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 124

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 125

Cabos de alto desempenho

Metodos de montagem

1 Método Isotensão

2 Metodo do comprimento

(utilizado pela protende)

Bridges Brazil 2011 126

Ponte Rio Negro

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 127

Cabos de alto desempenho

Preparação das cordoalhas para a montagem pelo “metodo do comprimento”, pte RN

Bridges Brazil 2011 128

Cabos de alto desempenho

Preparação das bainhas de plastico

Maquina de emenda das bainhas

Bridges Brazil 2011 129

Cabos de alto desempenho

Bridges Brazil 2011 130

Cabos de alto desempenho

Bridges Brazil 2011 131

Cabos de alto desempenho

Bridges Brazil 2011 132

Cabos de alto desempenho

Bridges Brazil 2011 133

Controle Tecnologico do EstaiamentoEnsaios de fadiga para cabos de pontes estaiadas

1. Ensaios de cordoalhas com ancoragem de obra

2. Pin-Test

3. Ensaio de relaxação

4. Ensaios para homologação de cabos de pontes - ancoragens

Bridges Brazil 2011 134

Controle Tecnologico do Estaiamento – Ensaios mecanicos

Ensaios de resistencia estática

1 Amostragem - rastreabilidade

2 Extração de amostras no campo

3 Corte e preparação co cp para ensaio de tração

Bridges Brazil 2011 135

Controle Tecnologico do Estaiamento – Ensaios mecanicos

Ensaios de cordoalhas com ancoragem de obra e ancoragem de laboratório

1. Ensaios de resistencia estática

2. Ensaios de fadiga

3. Ensaios Pin-Test (tração desviada)

4. Ensaios de relaxação

Bridges Brazil 2011 136

Controle Tecnologico do Estaiamento – Ensaios mecanicos

Bridges Brazil 2011 137

Controle Tecnologico do Estaiamento – Ensaios mecanicos

Certificado de resistencia a fadiga das corodoalhas

Bridges Brazil 2011 138

Controle Tecnologico do Estaiamento – Ensaios mecanicos

Ensaios de fadiga

Bridges Brazil 2011 139

Padrão de 10 MN, LSE

Controle Tecnologico do Estaiamento – Ensaios mecanicos

Ensaios Pin-Test (tração desviada)

Bridges Brazil 2011 140

Pin Test Efficiency (PTI)

(PTE) = FR / f’sa

FR : a resistencia medida no pin-test

fsa : a resistencia a tração simples

Controle Tecnologico do Estaiamento – Ensaios mecanicos

Fotos de ensaios realizados na maquina do LSE

Bridges Brazil 2011 141

Controle Tecnologico do Estaiamento – Ensaios mecanicos

Fotos de ensaios realizados na maquina do LSE

Pin Test Efficiency (PTI)

(PTE) = FR / f’sa

FR : a resistencia medida no pin-test

fsa : a resistencia a tração simples

Bridges Brazil 2011 142

Controle Tecnologico do Estaiamento – Ensaios mecanicos

Ensaios de relaxação

1 Alavanca para da deformação em 1000 h

2 Sistema de controle para variação do carregamento continuamente com malha fechada em set point da deformação específica da cordoalha

3 Sistema de aquisição de dados registrando a manutenção da deformação e a variação da força

4 Sala com ambiente controlado, umidade e temperatura.

Bridges Brazil 2011 143

Controle Tecnologico do Estaiamento – Ensaios mecanicos

Bridges Brazil 2011 144

y = 119,48x-0,005

R² = 0,9475

116,50

117,00

117,50

118,00

118,50

119,00

119,50

120,00

0 20 40 60 80

Forç

a, e

m k

N

tempo, em minutos

Série1

Potência (Série1)

Ensaio de HomologaçãoAeroporto de Belém do Pará

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 145

Pedro A. O. Almeida UTP - Monitoração de Estruturas 146

Modelo do Aeroporto Internacional de Belém - PA

Pedro A. O. Almeida UTP - Monitoração de Estruturas 147

Excitadores de translação eletrodinâmicos - equipamento

Pedro A. O. Almeida UTP - Monitoração de Estruturas 148

Força dinâmica de excitação

Pedro A. O. Almeida UTP - Monitoração de Estruturas 149

Série temporal de aceleração

Pedro A. O. Almeida UTP - Monitoração de Estruturas 150

Espectro de resposta FRF

Homologação das vigas longarinas da ponte sobre o Rio

Cocó, visando avaliar a sua capacidade portante,

Fortaleza, CE

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 151

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 152

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 153

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 154

Instrumentação das armaduras

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 155

Ensaio Dinâmico

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 156

Resultados

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 157

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 158

AGRADECIMENTOS

• São Paulo Futebol Clube

• NovaDutra

• Autoban

• Protende

• EGT

• CPTM

• LSE

Sumário

1. Conceitos de conservação de obras de arte aplicados a monitoração (fib 2010)2. Sensores, sistemas de aquisição de dados empregados na monitoração de curta e longa duração3. Fundamentos da acelerometria, análise de sinais, controle de vibrações estruturais visando o conforto humano4. Aspectos da analise modal experimental aplicados a monitoração de estruturas 5. Ensaios dinâmicos (provas de carga) em estruturas de grande porte, com exemplos de monitoração de estádios de futebol (conforto das arquibancadas) e ajuste de montagem de pontes estaiadas6. Conclusão

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 159

ENSAIO DE CISALHAMENTO PARA IDENTIFICAÇÃO DO

COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DO APARELHO DE

APOIO ELASTOMERICO DAS VIGAS DO LOTE 5, DO

RODOANEL, TRECHO SUL - SP

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 160

Plano de carregamento

Plano de carregamento para aplicação das forças no CP

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 161

Diagrama esquemático do ensaio de cisalhamento com sistema de controle

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 162

Diagrama esquemático da instrumentação do corpo de prova

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 163

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 164

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 165

resultados

Coeficientes de atrito estático μs

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 166

Distorções efetivas dos CPs ensaiados

Pedro A. O. Almeida Escola Politécnica da USP 167