Robertta Dantas Rezende
Título
Análise Comparativa de Soluções em Concreto Protendido e em Estrutura Mista de Aço e Concreto Para Pontes com Vãos de 25 a 40 Metros
Resumo
O objetivo deste trabalho é apresentar um conjunto de soluções de superestruturas de pontes rodoviárias em concreto protendido e em estrutura mista de aço e concreto para vãos moderados, de 25 a 40 metros, para posterior análise de custo e determinação das soluções julgadas mais adequadas. Este trabalho relata a determinação das seções transversais, dos cabos de protensão para a ponte em concreto protendido, as análises numéricas dos sistemas estruturais, as verificações do dimensionamento e da segurança estrutural (estados limites último e de serviço), sendo essas verificações realizadas com base nas prescrições das normas brasileiras. A primeira etapa consiste da seleção da geometria das vigas principais e das lajes adotadas. Em seguida, um modelo em elementos finitos que associa elementos de barra e de placa é empregado para análise da estrutura de cada sistema estrutural, permitindo a determinação dos esforços solicitantes, dos deslocamentos e reações nos apoios. São realizados procedimentos sucessivos de aprimoramento das soluções encontradas, com o objetivo de obter as soluções mais competitivas para cada tipo de sistema estrutural. Os resultados obtidos são apresentados, discutidos e comparados. Finalmente, tomando os resultados de cada tipo de ponte, para vãos variando de 25 a 40 metros, variando-se a cada 5 metros, foram determinados quantidades e custos de materiais necessários para construção da superestrutura, com base em valores de custo da construção praticados na região do estado do Rio e Janeiro.
Abstract
The main objective of this work is to present a set of solutions for the superstructures of road bridges in prestressed concrete and steel and concrete composite structure of spans from 25 to 40 meters, for further cost analysis and determination of the most appropriate solutions. This work reports the determination of the cross-sections, the prestressing cables for the bridge in prestressed concrete, the numerical analysis of the structural systems, the design and structural safety checking (ultimate and service limit states), based on the requirements of the Brazilian standards. The first step consists of selecting the geometry of the adopted main beams and slabs. A finite element model which associates frame and shell element is employed for the analysis of the structure, allowing the determination of internal forces, displacements and reactions at the supports. Next, successive procedures for the improvement of solutions are performed with the purpose to get the most competitive solutions for each type of structural system. The obtained results are presented, discussed and compared. Finally, on the basis of the results for each type of bridge, for span lengths ranging from 25 to 40 meters, with 5 meters span variation, the required quantities and costs of materials were determined for the construction of the superstructure, considering the practiced values in the region of the Rio de Janeiro State.
