Eduardo Souza de Melo
Resumo
Os efeitos dinâmicos da passagem de veículos pesados sobre as pontes são, convencionalmente e de acordo com as normas brasileiras, considerados nos projetos através da aplicação, aos esforços estáticos, do coeficiente de impacto calculado em função apenas do comprimento dos vãos das pontes. Com intuito de determinar de forma mais precisa os valores deste coeficiente em pontes no Brasil, foi desenvolvido e implementado um modelo analítico-numérico simplificado para representar a interação veículo-pavimento-estrutura. Nesta modelagem, a ponte é representada por modelo unifilar (elementos de barra ao longo do eixo da obra), com propriedades de rigidez à flexão e à torção e o veículo de 3 eixos é simulado por um sistema plano de 5 graus de liberdade. O perfil longitudinal do pavimento foi obtido por geração aleatória a partir de uma função de densidade espectral de irregularidades de pavimentos. O modelo foi aplicado a uma ponte com vãos contínuos de 12 m sob a passagem de veículos de 3 eixos, a qual foi monitorada para reabilitação estrutural. A comparação, bastante favorável, entre os resultados numéricos e os correspondentes resultados experimentais demonstrou a validade do modelo. Apresenta-se ainda um estudo paramétrico do fator de amplificação dinâmica da resposta em deslocamentos para pontes típicas de vãos curtos no Brasil.
Abstract
The dynamic effects on bridges caused by the traffic of heavy weight vehicles are due to the interaction between the vehicle mechanics and the structural system having the deck pavement roughness as a mean of interactive transfer force. These dynamic effects are usually, according to the Brazilian regulations, taken into consideration in bridges’ structural design by applying to the static forces an impact coefficient which is estimated as a sole function of the bridge span. In order to estimate more accurately this coefficient an analytical-numerical model to simulate the vehiclestructure interaction was developed and implemented in a computer program in which the bridge is represented by a unifilar finite element model and a three axles vehicle is represented by a planar mechanical model with five degrees of freedom. The longitudinal profile of the pavement was obtained by random generation based on a spectral density function of the pavement roughness. This analytical-numerical modeling was applied to a continuous twelve meters spans bridge and the numerical results were successfully compared to their experimental counterparts, demonstrating the modeling validity. Moreover, the results of a parametric study of the dynamic amplification factor for typical Brazilian short span bridges are presented and shortly discussed.
