Pedro Henrique Gama Neiva
Resumo
A utilização de tabuleiros de aço em pontes traz algumas vantagens importantes em comparação ao tradicional tabuleiro de concreto, por exemplo: menor peso e maior velocidade de execução da obra. Entretanto, apesar de ter ampla utilização, o tabuleiro ortotrópico de aço, tem um histórico de várias ocorrências de fraturas por fadiga nos muitos pontos de concentração de tensões nas diversas ligações soldadas. Para contornar essa adversidade, tem-se como alternativa o tabuleiro sanduíche de aço, composto por painéis com núcleo corrugado de chapas finas, os quais, contrariamente aos tabuleiros ortotrópicos, são fabricados com a técnica de soldagem à laser, propiciando uma maior vida útil à fadiga que técnicas convencionais de soldagem. Com base no exposto, no presente trabalho foi feito um estudo das respostas de uma ponte rodoviária bi apoiada com vão de 30 metros com tabuleiro formado pelo sanduíche de aço de núcleo corrugado. O estudo foi dividido em três partes: 1) estudo paramétrico das dimensões características do sanduíche de aço; 2) estudo comparativo das respostas estáticas e em vibrações livres entre a ponte com o tabuleiro formado pelo sanduíche de aço e uma alternativa de tabuleiro usando uma laje de concreto em ação composta com as longarinas; e 3) análise dinâmica da ponte, considerando a interação veículo-pavimento-estrutura, utilizando um modelo simplificado unifilar. A partir dos resultados obtidos, pôde-se constatar que o painel sanduíche de aço com núcleo corrugado apresentou vantagens atrativas para utilização como tabuleiro de pontes rodoviárias de vão curto.
Abstract
In relation to the traditional concrete bridge deck, the steel deck displays advantages as lightness and reduced construction time. A large number of orthotropic steel decks, however, displayed fatigue cracks in stress concentration points on the welded connections. As an alternative, the steel deck composed by steel sandwich panels, is fabricated by using a laser welding technique, that improves the fatigue life, in comparison with standard welding techniques. This work presents a study on the structural responses of a simple supported 30 meters span road bridge with a deck composed by steel sandwich panels with corrugated core.
The study was divided in three parts: 1) parametric study of the steel sandwich characteristics dimensions; 2) comparative study in terms of static and free vibrations responses of the bridge with steel sandwich deck and an alternative deck using a concrete slab in composite action with the girders; and 3) dynamic analysis of the bridge, considering vehicle-pavement-structure interaction, by means of a single spine simplified model. Based on the results, it was possible to conclude that the steel sandwich panel with corrugated core presented attractive advantages for utilization as short span road bridge decks.
