Ponte inclinada Tössbrücke Wila
Sobre o projeto
O recálculo da ponte foi realizado a pedido do Gabinete de Engenharia Civil do Cantão de Zurique. No âmbito de uma avaliação pericial da segurança ao corte da ponte, verificou-se que a ancoragem específica dos tendões do sistema de pós-tensão era insuficiente num dos apoios de canto da superestrutura da ponte inclinada.
Desafios de engenharia
A superestrutura apresenta diversas características estaticamente relevantes, tais como pormenorização inadequada da armadura de corte e a influência do sistema de pós-tensão único nos apoios das vigas. Todos estes aspetos foram considerados na análise estrutural detalhada subsequente.
As almas das vigas longitudinais são armadas ao corte com estribos. Alguns ramos estão apenas parcialmente ancorados no topo da secção transversal, sendo totalmente ancorados por dobragens na base. O restante dos estribos cumpre os requisitos de pormenorização de acordo com o código suíço.
A região de apoio da alma mais carregada foi analisada em detalhe utilizando uma abordagem por níveis de aproximação com grau crescente de sofisticação. Numa primeira fase, foram utilizadas as equações de dimensionamento do código suíço para estimar a resistência ao corte. Esta abordagem normalizada teve de ser modificada com base em literatura científica e investigação experimental, de modo a contemplar a pormenorização inadequada dos estribos. As análises foram posteriormente refinadas utilizando modelos de treliça detalhados. Como etapa final, o fluxo de forças local foi analisado recorrendo a análises de elementos finitos não lineares (EF), baseadas no método dos campos de tensão elasto-plásticos, utilizando o IDEA StatiCa Detail.
A análise de EF inelástica forneceu uma verificação importante dos resultados anteriores, obtidos a partir dos modelos de escora-e-tirante. Considerou a armadura de corte distribuída de forma mais detalhada e, simultaneamente, investigou automaticamente o estado de tensão correspondente no betão, utilizando as inclinações locais ótimas do campo de compressão. Com base na modelação explícita da aderência da armadura, esta abordagem permitiu uma consideração detalhada das condições específicas de ancoragem dos estribos. Neste sentido, representou um refinamento adicional das análises de escora-e-tirante.
Uma vez que o IDEA StatiCa Detail tem em conta o comportamento de deformação e a compatibilidade de deformações, também forneceu informações valiosas sobre a exigência de deformação dos materiais. Especialmente para elementos com baixa taxa de armadura de corte, é provável que ocorram ângulos muito baixos do campo de compressão do betão. Por um lado, as grandes deformações transversais correspondentes reduzem a resistência à compressão do betão. Por outro lado, as deformações dos estribos resultantes podem atingir um nível crítico e, assim, ser determinantes para a capacidade última da viga. Embora ambos os efeitos dependentes da deformação sejam difíceis de considerar num modelo de escora-e-tirante, são explicitamente tidos em conta no IDEA StatiCa Detail. O programa reduziu a resistência à compressão do betão em função do estado de deformação transversal local e verificou também as deformações dos estribos. A implementação do modelo de corda de tração no IDEA StatiCa Detail foi de grande valor para a quantificação da concentração de deformação da armadura nas fissuras e, portanto, para a avaliação realista da exigência de deformação para ângulos baixos do campo de compressão.
Resultados e soluções
Para grande parte da estrutura, foi possível demonstrar segurança estrutural suficiente com base nas análises detalhadas. No entanto, num dos 10 apoios da ponte, persistiu uma deficiência devido à ancoragem inadequada da armadura de flexão no apoio. Este ponto fraco conceptual foi reforçado com uma medida de reforço especificamente desenvolvida, de modo a garantir a continuidade segura da operação durante a vida útil restante da estrutura, de alguns anos, sem restrições significativas de utilização. Para reforçar a região de apoio relevante, foi instalada uma corda de tração de aço externa como armadura de flexão adicional, para suportar a força de tração longitudinal devida ao corte no apoio. A ligação com a estrutura existente foi criada mecanicamente por barras roscadas passantes e buchas coladas, bem como uma ligação de contacto ao aparelho de apoio estrutural atual e à viga transversal de extremidade.
A medida foi implementada com a ponte em funcionamento, com tráfego reduzido. Todo o planeamento e gestão da construção da campanha de reforço foi conduzido pela dsp. O levantamento da armadura existente, necessário para determinar as posições detalhadas de furação, foi também realizado pela dsp utilizando um Profometer e Georadar.
Experimente o IDEA StatiCa gratuitamente
OUTROS CASOS DE ESTUDO
