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Seminário
Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e AeroportuáriasLisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008
Patrocínio:
Avaliação do desempenho estrutural de pontes
Luís Oliveira SantosLaboratório Nacional de Engenharia Civil
Seminário Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e Aeroportuárias Lisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008
Patrocínio:
Avaliação do desempenho estrutural de pontes
Inspecções
Ensaios de carga
Observação em serviço
Serviço
Projecto
Construção
Reparação/Reforço
Regulamentação
Observação na construção
Vida de uma obraVida de uma obra Desempenho Desempenho
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Patrocínio:
Tópicos
• Regulamentação
• Observação do comportamento estrutural
• Ensaios de carga
• Inspecção de obras de arte
• Considerações finais
Seminário
Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e AeroportuáriasLisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008
Patrocínio:
Regulamentação
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Patrocínio:
Eurocódigos Estruturais
5EUROCÓDIGO 9 relativo ao projecto de estruturas de alumínioEN 1999
6EUROCÓDIGO 8 relativo ao projecto de estruturas para resistência aos sismosEN 1998
2EUROCÓDIGO 7 relativo ao projecto geotécnicoEN 1997
4EUROCÓDIGO 6 relativo ao projecto de estruturas de alvenariaEN 1996
3EUROCÓDIGO 5 relativo ao projecto de estruturas de madeiraEN 1995
3EUROCÓDIGO 4 relativo ao projecto de estruturas mistas aço-betãoEN 1994
20EUROCÓDIGO 3 relativo ao projecto de estruturas de açoEN 1993
4EUROCÓDIGO 2 relativo ao projecto de estruturas de betãoEN 1992
10EUROCÓDIGO 1 relativo às acções em estruturasEN 1991
1EUROCÓDIGO relativo às bases para o projecto de EstruturasEN 1990
PartesDesignaçãoNorma Europeia
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Patrocínio:
Eurocódigos Estruturais.
Eurocódigo 8: Projecto de estruturas para resistência aos sismos. Parte 2: PontesNP EN 1998-2
Eurocódigo 5: Projecto de estruturas de madeira. Parte 2: PontesNP EN 1995-2
Eurocódigo 4: Projecto de estruturas mistas aço-betão. Parte 2: PontesNP EN 1994-2
Eurocódigo 3: Projecto de estruturas de aço.Parte 2: Pontes metálicasNP EN 1993-2
Eurocódigo 2: Projecto de estruturas de betão.
Parte 2: Pontes de betão – Projecto e disposições construtivas
NP EN 1992-2
Eurocódigo 1: Acções em estruturas. Parte 2: Acções de tráfego em pontesNP EN 1991-2
Eurocódigo: Bases para o projecto de estruturas. Anexo A2: PontesNP EN 1990/A1
DesignaçãoNorma Portuguesa
Previsto o envio ao IPQ para publicação durante o ano de 2009
Publicação como NP das partes específicas de Pontes
Seminário
Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e AeroportuáriasLisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008
Patrocínio:
Observação do comportamento estrutural de pontes
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Patrocínio:
Observação de estruturas
Actividades analíticas e experimentais visando:
� O estudo do comportamento real das construções� A aferição do desempenho das obras
Envolvendo:
� Medição de um conjunto de grandezas físicas, aquisição, transmissão, processamento, tratamento e armazenamento da informação
� Análise dessa informação
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Patrocínio:
Objectivos da observação de estruturas
• Verificação das teorias de comportamento
• Detecção precoce de eventuais deficiências estruturais
• Obtenção de estados de referência
• Quantificação das acções
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Patrocínio:
Utilidade do modelo de cálculo
• Antes das observações� Dimensionamento das cargas de ensaio� Escolha dos pontos a medir� Escolha do equipamento a utilizar
• Durante as observações� Validação dos valores medidos
• Após as observações� Interpretação dos valores medidos
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Patrocínio:
Técnicas e equipamentos
• Condições de trabalho difíceis e fortemente perturbadas na realização de medições in situ
• Desenvolvimento de técnicas e equipamento adequado
• Emprego simultâneo de diferentes técnicas e aparelhos para controlo e aferição dos mais sofisticados
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Patrocínio:
Principais tipos de equipamentos
• Mecânicos
• Térmicos
• Acústicos ou de cordas vibrantes
• Indutivos
• Piezoeléctricos
• Eléctricos de resistência
• Ópticos /Geodésicos
• Fibras ópticas
• GPS
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Patrocínio:
Principais grandezas observadas
• Caracterização do betão� Tensão de rotura� Módulo de elasticidade� Retracção� Fluência
• Comportamento estrutural
� Deslocamentos verticais
� Deslocamentos horizontais
� Rotações
� Extensões
� Aberturas de juntas
� Forças em tirantes
• Condições ambientais� Humidade relativa� Precipitação� Temperatura do ar� Temperatura da estrutura
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Patrocínio:
Centralização automática das medições
• Dispensa operador
• Aquisição contínua
• Aquisição simultânea
• Ligação remota a centro de estudos
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Patrocínio:
Pontes em serviço observadas pelo LNEC
12
Seminário
Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e AeroportuáriasLisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008
Patrocínio:
Ensaio de pontes
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Patrocínio:
Ensaios de carga
• Estruturas observadas a longo prazo
� Equipamento destinado à observação a longo prazo
� Equipamento complementar
• Pontes apenas ensaiadas no final da construção
• Pontes ensaiadas no processo de reparação/reforço
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Patrocínio:
Viaduto de Vila Pouca de Aguiar
ProjectistaProjectista……....……Armando RitoArmando Rito
Dono de obraDono de obra……....…………....NorscutNorscut
ConstrutorConstrutor……......SpieSpie--BatignolesBatignoles
Entrada em serviEntrada em serviççoo…………...2007...2007
ComprimentoComprimento………………..…………...1348...1348 mm
Vão centralVão central………………..............……5 x 5 x 130130 mm
Largura do tabuleiroLargura do tabuleiro……... 2 x ... 2 x 130130 mm
UtilizaUtilizaççãoão……………………………….Rodovi.Rodoviááriaria
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Patrocínio:
Ensaios realizados
• Ensaios estáticos� Ensaios com carga concentrada
• Posições de carga• Carga rolante
� Ensaios com sobrecarga distribuídas
• Ensaios dinâmicos� Ensaios ambiente
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Patrocínio:
Ensaios estáticos
Plano geral de observação
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Patrocínio:
Ensaios com carga concentrada
Linhas de influência do deslocamento vertical (P8-P9)
3 Camiões (889 kN;vel =1,7 km/h)
-8
-4
0
4
8
12
Dz (mm)
P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12
Nivelamento hidrostático
Posições de carga Carga rolante Calculado
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Patrocínio:
Ensaios com carga concentrada
Linhas de influência da rotação no topo do pilar P9
3 Camiões (889 kN;vel =1,7 km/h)
-50
-25
0
25
50Rotação ("sex)
P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12
Clinómetros eléctricos
Posições de carga Carga rolante Calculado
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Patrocínio:
Ensaios com carga concentrada
Linhas de influência das extensões
-15
-10
-5
0
5
10
15ε (10-6)
P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12
Laje superior - E3
Extensómetros de fibras ópticas
Posições de carga Carga rolante Calculado
3 Camiões (889 kN;vel =1,7 km/h)
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Patrocínio:
Ensaios com carga distribuída
12 Camiões (4068 kN)
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Patrocínio:
Ensaios com carga distribuída
Deformadas do tabuleiro
-25
0
25
50
Dz (mm)
P6 P7 P8 P9 P10 P11
Posição de carga 3
-25
0
25
50
Dz (mm)
P6 P7 P8 P9 P10 P11
Posição de carga 4
12 Camiões (4068 kN)
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Patrocínio:
Ensaios dinâmicos
Pontos instrumentados
1
2 4 6 8 1210 16
159 1311
18
17
20
19
24
23
2214
27
26
25
32
31
30
29
34
3353
28
357 21
32,5
37
36
39
38 40
41
42
32,5 32,5 32,5
DAQ DAQ
32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5
21 Secções do tabuleiro 6 ensaios (30 mn d e registo; 1000Hz)
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Patrocínio:
Ensaios dinâmicos
Equipamento utilizado
Computador portátil e sistema de aquisição de dados
Acelerómetros e unidade de alimentação e
condicionamento de sinal
Seminário Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e Aeroportuárias Lisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008
Patrocínio:
Ensaios dinâmicos
1º modo de vibração transversal
fexp=0,338 Hz ξ=1,29% fcalc=0,323 Hz
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Patrocínio:
Ensaios dinâmicos
2º modo de vibração transversal
fexp=0,386 Hz ξ=1,17% fcalc=0,367 Hz
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Patrocínio:
Ensaios dinâmicos
1º modo de vibração vertical
fexp=0,933 Hz ξ=0,57% fcalc=0,931 Hz
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Patrocínio:
Ensaios dinâmicos
2º modo de vibração vertical
fexp=1,086 Hz ξ=0,70% fcalc=1,095 Hz
Seminário
Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e AeroportuáriasLisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008
Patrocínio:
Inspecção de pontes
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Patrocínio:
Inspecção de pontes
• Sistematização rigorosa
• Planeamento adequado� Estudo prévio do processo da obra
� Escolha do equipamento
� Meios de acesso
• Execução cuidada
Seminário Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e Aeroportuárias Lisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008
Patrocínio:
Tipo de inspecções
• Periodicidade
• Meios de acesso
• Equipamento
• Qualificação dos inspectores
Classificação de acordo com os objectivos
• Inventário
• Rotina
• Principais
• Especiais
• Subaquáticas
Seminário
Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e AeroportuáriasLisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008
Patrocínio:
Considerações finais
Seminário Gestão da Segurança e da Operação e Manutenção de R edes Rodoviárias e Aeroportuárias Lisboa | LNEC > 13 de Novembro de 2008
Patrocínio:
Observação de pontes
• Permite avaliação do desempenho estrutural de pontes
• Em obras novas
� Detecção precoce de eventuais deficiências estruturais
� Fornece indicações para sua resolução
• Em obras com deficiências
� Permite fundamentar as decisões a tomar sobre a necessidade ou possibilidade de reparação ou reforço
� Após a reparação ou reforço permite verificar a eficiência das soluções implementadas