Análise de fadiga em pontes rodoviárias de concreto armado

As pontes rodoviárias de concreto armado estão sujeitas às ações dinâmicas variáveis devido ao tráfego de veículos sobre o tabuleiro. Estas ações dinâmicas podem gerar o surgimento das fraturas ou mesmo a sua propagação na estrutura. A correta consideração destes aspectos objetivou o desenvolvimento de um estudo, de forma a avaliar os esforços do tráfego de veículos pesados sobre o tabuleiro. As técnicas para a contagem de ciclos de esforços e a aplicação das regras de dano acumulado foram analisadas através das curvas S-N de diversas normas estudadas. A ponte rodoviária investigada é constituída por quatro vigas longitudinais, três transversinas e por um tabuleiro de concreto armado. O modelo computacional, desenvolvido para a análise dinâmica da ponte, foi concebido com base no emprego de técnicas usuais de discretização através do método dos elementos finitos. O modelo estrutural da obra de arte rodoviária estudada foi simulado com base no emprego de elementos finitos sólidos tridimensionais. Os veículos são representados a partir de sistemas massa-mola-amortecedor. O tráfego dessas viaturas é considerado mediante a simulação de comboios semi-infinitos, deslocando-se com velocidade constante sobre o tabuleiro da ponte. As conclusões deste trabalho versam acerca da vida útil de serviço dos elementos estruturais de pontes rodoviárias de concreto armado submetidas às ações dinâmicas provenientes do tráfego de veículos pesados sobre o tabuleiro.

Verificação à fadiga de pontes rodoviárias mistas (aço-concreto)

As pontes rodoviárias mistas (aço-concreto) estão sujeitadas às ações dinâmicas variáveis, por exemplo, devido ao tráfego de veículos sobre a superfície irregular do pavimento. Estas ações dinâmicas podem gerar a nucleação de fraturas ou mesmo a sua propagação sobre a estrutura. A correta consideração desses aspectos objetivou o desenvolvimento de uma metodologia de análise, com a finalidade de avaliar os níveis dos esforços e tensões oriundos do tráfego dos veículos sobre a superfície irregular do pavimento e, bem como, proceder uma verificação à fadiga de obras de arte rodoviárias em aço e mistas (aço-concreto). Para tal, as técnicas para a contagem de ciclos de tensão e a aplicação das regras de dano acumulado foram analisadas através de curvas do tipo S-N, associadas a diversas normas de projeto. A ponte rodoviária mista (aço-concreto) investigada neste estudo é constituída por quatro vigas de aço longitudinais e por um tabuleiro de concreto armado. O modelo numérico-computacional, desenvolvido para a análise dinâmica da ponte, foi concebido com base em técnicas usuais de discretização através do método dos elementos finitos. Simulam-se as almas das vigas de aço e as lajes de concreto do tabuleiro através de elementos finitos de casca. As mesas dessas vigas, transversinas e os enrijecedores são modelados por elementos de viga tridimensionais. Os veículos são representados a partir de sistemas "massa-mola-amortecedor". O tráfego dessas viaturas é considerado mediante a simulação de comboios semi-infinitos, deslocando-se com velocidade constante sobre a ponte. As conclusões da presente investigação versam acerca da vida útil de serviço dos elementos estruturais de pontes mistas (aço-concreto).

Influência da Velocidade, do Espaçamento e do Número de Veículos sobre a Resposta Dinâmica de Pontes Rodoviárias de Concreto Armado.

Nesta dissertação são avaliados os efeitos dinâmicos provenientes da travessia de comboios de veículos sobre o tabuleiro irregular de obras de arte rodoviárias de concreto armado. O modelo matemático empregado para simular o comportamento do sistema veículo-ponte considera a participação da massa e da rigidez das viaturas na definição das freqüências do sistema e, conseqüentemente, a força de interação entre os veículos e a ponte é afetada pela flexibilidade desta. A ponte é modelada a partir do emprego de elementos finitos de barra unidimensionais e discretizado com massas concentradas e flexibilidade distribuída. O modelo de veículo empregado baseia-se no veículo TB-12 preconizado pela norma brasileira NBR 7188. Este veículo é simulado por sistemas de massas, molas e amortecedores sendo descrito por graus de liberdade à translação e rotação no plano. As irregularidades da pista são definidas por um modelo não-determinístico com base na densidade espectral do pavimento. O carregamento sobre a ponte é constituído por sucessões de veículos deslocando-se com velocidade constante sobre a obra. Devido à própria natureza das irregularidades da pista e do comboio de veículos, atenção especial é concentrada na fase permanente da resposta do sistema. São estudadas as respostas de dois modelos estruturais existentes, com base em tabuleiros isostáticos, em concreto armado, com e sem balanços, em seção do tipo T e duplo T, respectivamente, em termos de deslocamentos e esforços nas seções onde ocorrem os efeitos máximos. As conclusões do trabalho versam sobre a influência da velocidade, espaçamento e do número de veículos, referentes a situações distintas de carregamento, no que tange a resposta dinâmica das pontes rodoviárias de concreto armado. A magnitude dos efeitos dinâmicos associados à interação dos veículos com o pavimento irregular também é investigada.

Análise dinâmica e verificação à fadiga de obras de arte rodoviárias mistas (aço-concreto) submetidas ao tráfego de veículos sobre o pavimento irregular.

As pontes rodoviárias metálicas e mistas (aço-concreto) são submetidas a um grande número de carregamentos repetitivos de diferentes magnitudes, ao longo do tempo. Estas ações dinâmicas podem causar a nucleação de fraturas ou mesmo a propagação destas sobre o sistema estrutural. A depender da magnitude, estes efeitos podem comprometer o sistema estrutural e a sua confiabilidade, além de reduzir a vida útil das pontes. Assim sendo, neste trabalho de pesquisa foi investigada a resposta dinâmica de uma ponte mista (aço-concreto), simplesmente apoiada, com vão de 40,0 m, submetida ao tráfego de veículos sobre a superfície irregular do pavimento. Para tal um modelo numérico representativo do sistema estrutural foi desenvolvido com base no emprego do programa ANSYS, por meio do uso de técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos. Um estudo paramétrico foi desenvolvido para identificar, de forma qualitativa e quantitativa, o efeito das irregularidades do pavimento sobre o comportamento dinâmico da ponte mista investigada. Em seguida, a verificação do projeto à fadiga do sistema misto foi realizada, com base no emprego do algoritmo de contagem de ciclos Rainflow e em curvas S-N associadas às principais normas de projeto sobre o tema. As conclusões deste trabalho de pesquisa alertam aos engenheiros estruturais para a possibilidade concreta acerca do aumento do dano por fadiga, relacionado às ações dinâmicas de veículos trafegando sobre o tabuleiro de pontes em aço e mistas (aço-concreto).

Modelagem do comportamento dinâmico e análise de fadiga de pontes rodoviárias mistas (aço-concreto).

Considerando-se os diversos carregamentos que solicitam a estrutura de uma ponte rodoviária, ao longo de sua vida útil, alguns possuem um comportamento essencialmente dinâmico, ou seja, variam com o tempo, diferentemente do que é considerado na prática corrente de projeto desse tipo de obra de arte. Em geral, os projetistas desse tipo de estrutura têm tratado carregamentos como o de vento, tráfego de veículos e de pedestres como ações de natureza estática, ignorando seu perfil cíclico. Tal consideração, em diversas situações de projeto, tende a minorar os efeitos das ações dinâmicas sobre o sistema estrutural. Além disso, estruturas submetidas a solicitações cíclicas, sob uma carga inferior à caga máxima suportada pelo material, estão sujeitas ao fenômeno da fadiga. A consideração adequada de todos estes aspectos mostra-se fundamentalmente importante para correta avaliação dos níveis de esforços solicitantes do sistema estrutural e, bem como, para a identificação de fenômenos importantes como o da fadiga que pode vir a provocar, por exemplo, a ruptura de componentes estruturais sem aviso prévio ou motivo aparente. Para tal, nesta dissertação as técnicas para a contagem de ciclos de tensão e a aplicação das regras de dano acumulado foram analisadas através de curvas do tipo S-N, associadas a diversas normas de projeto. A ponte rodoviária mista (aço-concreto) investigada neste estudo é constituída por seis vigas de aço longitudinais com enrijecedores transversais, oito transversinas e por um tabuleiro de concreto armado. O modelo numérico-computacional, desenvolvido para a análise dinâmica da ponte, foi elaborado com base em técnicas usuais de discretização através do método dos elementos finitos. As mesas e almas das vigas, assim como os enrijecedores , foram modelados por elementos de casca e laje de concreto armado, por elementos sólidos. O carregamento dinâmico avaliado no presente estudo diz respeito ao tráfego de veículos, cuja representação se dá a partir de sistemas "massa-mola-amortecedor". Os comboios formados são adotados como sendo semi-infinitos, deslocando-se com velocidade constante sobre a ponte. As conclusões da presente investigação versam acerca da vida útil de serviço dos elementos estruturais de pontes mistas (aço-concreto).

Reintegração paisagística de infraestruturas rodoviárias: o caso da Estrada Nacional 122 e do Itinerário Complementar 27

Dissertação de Mestrado, Arquitetura Paisagista, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Abordagem prática para execução de taludes em obras rodoviárias com recurso a pré‐corte

Este trabalho é realizado no domínio das obras de engenharia, área onde o desmonte de rocha com recurso a explosivos em obras rodoviárias é uma actividade específica e consistiu no acompanhamento e execução de três obras rodoviárias de média e grande dimensão. A necessidade de executar escavações, recorrendo a técnicas de desmonte cuidadoso de contorno, onde o plano de corte do talude final deve obedecer a requisitos de localização, alinhamento, inclinação, estabilidade e também estéticos, acrescendo a isto a necessidade de optimizar os meios envolvidos, obriga a que esta actividade seja encarada de uma forma sistematizada, visando o racional aproveitamento de recursos. A execução desta actividade requer conhecimentos no domínio das técnicas de desmonte de contorno, dos explosivos, do mecanismo de rotura de rochas, da operação de perfuração e da geomecânica dos maciços. A abordagem deste trabalho incide sobre a técnica denominada de pré‐corte e tem como objectivo encontrar uma equação característica que permita relacionar diferentes parâmetros envolvidos nesta actividade. Este objectivo é alcançado recorrendo à correlação entre equações relativas à pressão de detonação, à pressão no furo e ao espaçamento entre furos consecutivos, desenvolvidas por outros autores. Desta forma obteve‐se uma equação que relaciona parâmetros relativos ao maciço rochoso (resistência à tracção), ao explosivo (velocidade de detonação e densidade) e ao diagrama de fogo (concentração de carga – volume de explosivo e comprimento do furo – volume do furo). A comparação entre os valores destes parâmetros obtidos na produção e os obtidos com recurso à equação característica permite concluir que a sua aplicação para execução de futuras obras possibilita uma optimização dos meios envolvidos.

Análise e avaliação de riscos na actividade de manutenção de juntas de dilatação em obras de arte rodoviárias

Relatório de Estágio para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Edificações

Caracterização do desempenho das redes rodoviárias com base em modelos de afetação de tráfego: aplicação à Rede Rodoviária Nacional

Relatório de estágio para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Vias de Comunicação e Transportes

Aperfeiçoamento dos Métodos Utilizados, para a Orçamentação e Planeamento de Obras Rodoviárias

Este relatório foi realizado no âmbito da unidade curricular de DIPRE (Dissertação/Projecto/Estágio) lecionada no Mestrado em Engenharia Civil – Infraestruturas, no Instituto Superior de Engenharia do Porto. O estágio foi realizado na Divisão Municipal de Obras e Iluminação Pública, na Câmara Municipal do Porto. Neste relatório procurou-se descrever e caracterizar todos os tipos de pavimentos, desenvolver e estudar novas técnicas de orçamentação e planeamento, e ainda analisar vários casos para mostrar a validade do que se realizou. Este relatório inicia-se com uma primeira parte de âmbito teórico, em que se faz referência aos diferentes tipos de pavimentos, analisando-se o seu comportamento, execução, patologias e métodos de dimensionamento. Para além disso faz-se a interpretação do Decreto-Lei nº 163/2006 e das questões de mobilidade urbana. Para o estágio foram necessárias diversas ferramentas de trabalho, não só fornecidas pela Divisão Municipal de Obras e Iluminação Pública, mas também propostas e exploradas pelo aluno. Com estas ferramentas conseguiu-se desenvolver um novo método de orçamentação, estudando os Rendimentos dos operários para um maior rigor nas estimativas de custo efetuadas. As soluções que se apresentam para mostrar o trabalho desenvolvido foram escolhidas de acordo com a sua importância e abrangência para demonstrar tudo o que foi acompanhado e realizado durante o estágio. Começando pela Rua do Dr. Magalhães Lemos, que foi selecionada porque houve a oportunidade de acompanhar e fiscalizar uma obra que contempla a execução de dois pavimentos distintos, o pavimento flexível e o rígido, em Betão Armado Contínuo. Optou-se também por selecionar dois casos de melhoria da acessibilidade no centro da cidade, porque foram dois projetos desenvolvidos pelo aluno em que se conseguiu explorar as diferentes decisões que teve de se tomar. Por fim, apresenta-se o estudo do dimensionamento da Rua de Santo Ildefonso de acordo com as diretrizes da Câmara Municipal do Porto no percurso académico.

Modelo de avaliação funcional de rodovias por técnicos e sua aplicação a concessões federais

Nas últimas décadas a operação de parte das rodovias brasileira foi transferida à iniciativa privada através de concessões. Seguindo tendências mundiais, o governo federal e os governos estaduais criaram as agências reguladoras, responsáveis pelo controle das concessões. Neste contexto, ganha importância a utilização de instrumentos que avaliem as condições gerais dos elementos físicos e dos serviços, essenciais ao desempenho das funções sociais e econômicas das rodovias. O objetivo desta dissertação é o desenvolvimento e aplicação de um modelo de avaliação de rodovias concedidas por parte de técnicos. A consulta ao estado da arte e da prática em avaliação rodoviária, a procedimentos de monitoração previstos em contratos de concessão e ao plano de fiscalização da Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT) concorreram para a definição de um modelo teórico de avaliação técnica e subjetiva. Este modelo baseia-se em uma estrutura de itens que representam os vários elementos físicos e de serviços de uma concessão. Tal estrutura permite monitorar, de forma dinâmica, a qualidade rodoviária a partir dos seguintes níveis de agregação: itens, constructos (agrupamento de itens), trechos e concessão como um todo. A definição dos itens de avaliação, de suas ponderações (importâncias relativas) e de seus critérios de avaliação foi conduzida através da realização de grupos focados junto a técnicos de rodovias. Para a definição dos itens utilizou-se ainda a literatura como fonte de informação. A ponderação dos itens baseou-se na aplicação do Método de Análise Hierárquica em grupos focados. A aplicação do modelo de avaliação ocorreu através de dois estudos de caso: concessão 1 e concessão 2. Em relação à ponderação dos itens de avaliação, destacam-se itens dos constructos pavimento e sinalização, que representam aproximadamente 27% da importância da nota de uma concessão, cada. O item relacionado a panelas e buracos apresenta uma importância de aproximadamente 10% da nota. A análise da condição e da importância dos itens permitiu verificar os constructos mais críticos das concessões. A concessão 1 apresenta, como críticos, os constructos pavimento; sinalização; vegetação, limpeza, drenagem e visibilidade; e serviços prestados pela concessionária. A concessão 2 apresenta, como críticos, os constructos pavimento; acostamentos, refúgios e encostas; pontes, viadutos e túneis; sinalização; vegetação, limpeza, drenagem e visibilidade.

A economia da corrupção : teoria e evidências : uma aplicação ao setor de obras rodoviárias no Rio Grande do Sul

O objetivo da tese foi analisar as implicações da corrupção no ambiente burocrático e, em particular, no Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem (DAER) entre os anos de 1994 a 2002. O principal argumento é que a estrutura do mercado de obras públicas rodoviárias e a organização institucional com a qual os agentes públicos se deparam na esfera burocrática proporcionam incentivos e oportunidades para a formação de acordos corruptos. O ambiente institucional tem uma importância fundamental na eficiência burocrática e na alocação dos recursos públicos Uma estrutura burocrática capturada politicamente por interesses privados induz e estimula os agentes públicos a uma conduta corrupta. A corrupção sempre foi tratada como um problema decorrente da falha moral por parte de alguns indivíduos que estão em posições de poder político e em cargos burocráticos. Entretanto, mais recentemente, economistas e cientistas sociais têm atribuído a existência de mercados burocráticos e políticos corruptos a uma série de razões: (i) intervenção estatal excessiva; (ii) má governança das instituições públicas; (iii) excesso de regulamentações e normas; (iv) centralização das decisões burocráticas; (v) isolamento entre níveis hierárquicos; (vi) falta de competição na esfera pública e (vi) o excesso de poder discricionário de burocratas e políticos. Nesse contexto, a corrupção só poderá ser combatida se os incentivos criados pela estrutura burocrática induzirem os agentes públicos (políticos e burocratas) a adotarem condutas honestas e produtivas, admitindo que esta escolha irá maximizar seus ganhos profissionais e financeiros Além desta questão central, outras questões serão tratadas ao longo deste trabalho, tais como: as formas de corrupção no ambiente burocrático e, em específico, no setor de obras públicas rodoviárias; as evidências empíricas que corroboraram com as hipóteses de que a corrupção prejudica as atividades do setor rodoviário; as oportunidades e incentivos criados à prática de atos e acordos corruptos no ambiente burocrático e político; a percepção da corrupção no mercado de obras rodoviárias; a assimetria de informações e os problemas de Seleção Adversa e Risco Moral (Moral Hazard) na esfera governamental; as principais formas de combater a corrupção e a importância dos salários e das remunerações compensatórias como estratégias no combate à corrupção burocrática.

Concessão de rodovias : uma análise crítica

Analisa diversos aspectos de Concessões de Rodovias, enfocando aspectos jurídicos, históricos e casos reais das concessões no Brasil. Enfoca modelos e variáveis de Parcerias Público-Privadas, especialmente as rodoviárias. Analisa problemas específicos da cobrança de pedágios. Como conclusões apresenta sugestões para novos modelos de concessão de rodovias; propõe mudanças para o barateamento das tarifas de concessões em andamento; sugere formas para tomar a cobrança de pedágios mais justa

Regulação do equilíbrio econômico-financeiro das concessões de rodovias mediante taxa interna de retorno flutuante

O objetivo deste trabalho é analisar o modelo de regulação do equilíbrio econômico-financeiro das concessões de rodovias no Brasil com a utilização da Taxa Interna de Retorno (TIR) estática, tendo por referência a Teoria Econômica da Regulação. Foram analisadas concessões de rodovias em dois períodos distintos e analisadas as taxas de retorno contratadas e realizadas e avaliados os seus efeitos sobre as tarifas de pedágio. Foram estudadas as diversas formas de remuneração indireta do capital dos investidores, por meio de holding, transações com partes relacionadas e emissão de debêntures. Os resultados demonstraram que a TIR contratada é uma referência que pode estar distante da realidade e a sua fixação ao longo da vigência dos contratos de longo prazo pode acarretar apropriação de ganhos por parte dos monopólios naturais em detrimento da modicidade das tarifas. Este trabalho apresenta como alternativa a TIR de referência flutuante, atualizada aos custos de oportunidade efetivamente incorridos pela concessionária, sendo apresentadas simulações com as concessões contratadas em 2008, demonstrando seus efeitos nas tarifas de pedágio.