Estudo de métodos clássicos e numéricos para obtenção de esforços solicitantes em longarinas de pontes

Abstract

Neste trabalho de conclusão de curso será realizado um estudo comparativo entre metodologias clássicas e numéricas para a obtenção de envoltórias de momentos fletores nas vigas principais de pontes biapoiadas, submetidas a carregamentos permanentes e acidentais de cargas móveis. Quanto aos procedimentos clássicos, utilizou-se as formulações de Engesser-Courbon, que considera o tabuleiro rígido transversalmente, e a de Fauchart, a qual adota uma rigidez transversal equivalente do conjunto laje/transversina e apoios nas longarinas por meio de molas verticais e de rotação. O procedimento numérico escolhido foi o de Analogia de Grelha, devido a sua grande aplicação na engenharia de estruturas, à facilidade de modelar o tabuleiro e de analisar os resultados obtidos. Este foi comparado, para o primeiro caso, ao Método Elementos Finitos, a fim de demonstrar se ambos podem fornecer resultados similares, desde que modelados adequadamente. As envoltórias de momentos fletores para os procedimentos clássicos foram obtidas com o auxílio de planilhas eletrônicas, enquanto para os numéricos foi empregado o software SAP2000 v18. O estudo de caso desenvolvido avaliou a influência do número de transversinas, da rigidez à torção das vigas e do comprimento do vão do tabuleiro. Constatou-se que, de modo geral, para as longarinas de extremidade as envoltórias de momentos fletores resultantes dos diferentes enfoques apresentaram resultados semelhantes, principalmente para pontes maiores e com mais transversinas intermediárias. Entretanto, para as longarinas centrais, as diferenças obtidas foram bem mais significativas e, em alguns casos, contrárias à segurança.

In this term paper a comparative study between classical and numerical structure analysis procedures will be carried out in order to construct bending moment envelopes of bridge girders submitted to dead and moving loads. The classical procedures analyzed were Engesser-Courbon, in which the bridge deck is considered transversally stiff, and Fauchart, which adopts an average transversal stiffness between the slab and the cross beams and considers the girders as rotational and vertical springs. From the numerical methods, Gridwork Analogy was chosen due to its wide application in structural engineering, its ease of modeling the bridge deck and analyzing the results. The first case was also compared to a Finite Element model, in order to verify whether both can provide similar results to Gridwork Analogy when properly modeled. Bending moment envelopes using simplified procedures were obtained with the aid of spreadsheets, while the software SAP2000 v18 was applied to the numerical models. The developed study case evaluated the influence of cross beam number, torsional stiffness and bridge span. The results obtained with all procedures for the external guilder allows the conclusion that in general bending moment envelopes were similar, mainly with longer spans and more cross beams. In contrast, the central guilders had considerably higher differences, which were also against safety in some cases.