Publicação
Avaliação de segurança de pontes existentes: aplicação ao viaduto ferroviário de Durrães
| Resumo: | A avaliação de segurança de estruturas existentes, submetidas às mais variadas ações, é uma temática bastante complexa. A abordagem mais adequada recomenda a aplicação de modelos probabilísticos, que são desconhecidos da maioria dos engenheiros civis. Um número significativo de pontes, elementos vitais da rede viária, encontram-se em utilização e são solicitadas com cargas superiores às preconizadas nos respetivos projetos de dimensionamento. Também, a carência de manutenção, a degradação e o desgaste provocados pela passagem do tempo e pela sua utilização agravam o seu estado de conservação, contribuindo para a sua ruína. Para além disso, os fundos disponíveis para manutenções e reparações são diminutos, desencadeando um desafio para a preservação em condições admissíveis e níveis de segurança dignos. Atualmente, apenas um reduzido número de países dispõe de documentação sobre a avaliação da segurança de pontes existentes. Nos restantes países, como Portugal, na ausência de documentação específica, recorre-se aos regulamentos de dimensionamento de estruturas novas. Contudo, esta prática não apresenta resultados satisfatórios. Por conseguinte, pontes classificadas como inseguras pela aplicação de critérios tradicionais de segurança, por aplicação de metodologias probabilísticas, demonstraram possuir níveis de fiabilidade plausíveis. Nos últimos anos, as metodologias probabilísticas têm sido cada vez mais aplicadas e recomendadas por vários autores, nomeadamente no domínio das avaliações de segurança estruturais. A sua utilização, pelos motivos acima enunciados, conduziram a significativas economias em medidas de intervenção e reconstrução. Na presente dissertação, pretende-se expor e aplicar as metodologias probabilísticas de avaliação de segurança de estruturas existentes, em particular, a obras de arte. Procedeu-se à caracterização das propriedades mecânicas e das ações que descrevem os modelos de resistência e de ações da ponte em estudo. A informação das propriedades mecânicas foi obtida pela realização de ensaios de caracterização material. Desenvolveu-se um modelo numérico de análise estrutural e, por introdução da variabilidade intrínseca aos parâmetros estruturais, foi obtido o modelo probabilístico, modelo que permitiu aferir o nível de fiabilidade da ponte em estudo para situações de ruína. Um procedimento comum em avaliações de segurança é a aquisição sistemática de informações estruturais por meio de monitorizações, retratando-se de forma mais realista o comportamento da ponte em estudo. A realização de ensaios de caracterização material permite reduzir a variabilidade associada às propriedades mecânicas por aplicação de metodologias Bayesianas. Como será exposto, as metodologias Bayesianas revelam-se uma ferramenta arrojada, devido ao facto de permitirem incorporar a informação obtida da monitorização e de ensaios realizados nos modelos probabilísticos, sem ignorar a informação anterior. A abordagem probabilística apresentada ao longo da dissertação será aplicada a uma ponte ferroviária em arco de alvenaria de pedra, o Viaduto de Durrães. No capítulo final da dissertação, exemplificam-se a aplicação de alguns métodos de análise estrutural, a demonstração das vantagens da aplicação de metodologias Bayesianas e as dificuldades acrescidas em análises de estruturas de alvenaria. |
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| Autores principais: | Moreira, Vicente Novo |
| Assunto: | Avaliação probabilística Incerteza estatística Inferência Bayesiana Pontes existentes Segurança estrutural Bayesian inference Existing bridges Probabilistic assessment Safety assessment Statistical uncertainty |
| Ano: | 2014 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A avaliação de segurança de estruturas existentes, submetidas às mais variadas ações, é uma temática bastante complexa. A abordagem mais adequada recomenda a aplicação de modelos probabilísticos, que são desconhecidos da maioria dos engenheiros civis. Um número significativo de pontes, elementos vitais da rede viária, encontram-se em utilização e são solicitadas com cargas superiores às preconizadas nos respetivos projetos de dimensionamento. Também, a carência de manutenção, a degradação e o desgaste provocados pela passagem do tempo e pela sua utilização agravam o seu estado de conservação, contribuindo para a sua ruína. Para além disso, os fundos disponíveis para manutenções e reparações são diminutos, desencadeando um desafio para a preservação em condições admissíveis e níveis de segurança dignos. Atualmente, apenas um reduzido número de países dispõe de documentação sobre a avaliação da segurança de pontes existentes. Nos restantes países, como Portugal, na ausência de documentação específica, recorre-se aos regulamentos de dimensionamento de estruturas novas. Contudo, esta prática não apresenta resultados satisfatórios. Por conseguinte, pontes classificadas como inseguras pela aplicação de critérios tradicionais de segurança, por aplicação de metodologias probabilísticas, demonstraram possuir níveis de fiabilidade plausíveis. Nos últimos anos, as metodologias probabilísticas têm sido cada vez mais aplicadas e recomendadas por vários autores, nomeadamente no domínio das avaliações de segurança estruturais. A sua utilização, pelos motivos acima enunciados, conduziram a significativas economias em medidas de intervenção e reconstrução. Na presente dissertação, pretende-se expor e aplicar as metodologias probabilísticas de avaliação de segurança de estruturas existentes, em particular, a obras de arte. Procedeu-se à caracterização das propriedades mecânicas e das ações que descrevem os modelos de resistência e de ações da ponte em estudo. A informação das propriedades mecânicas foi obtida pela realização de ensaios de caracterização material. Desenvolveu-se um modelo numérico de análise estrutural e, por introdução da variabilidade intrínseca aos parâmetros estruturais, foi obtido o modelo probabilístico, modelo que permitiu aferir o nível de fiabilidade da ponte em estudo para situações de ruína. Um procedimento comum em avaliações de segurança é a aquisição sistemática de informações estruturais por meio de monitorizações, retratando-se de forma mais realista o comportamento da ponte em estudo. A realização de ensaios de caracterização material permite reduzir a variabilidade associada às propriedades mecânicas por aplicação de metodologias Bayesianas. Como será exposto, as metodologias Bayesianas revelam-se uma ferramenta arrojada, devido ao facto de permitirem incorporar a informação obtida da monitorização e de ensaios realizados nos modelos probabilísticos, sem ignorar a informação anterior. A abordagem probabilística apresentada ao longo da dissertação será aplicada a uma ponte ferroviária em arco de alvenaria de pedra, o Viaduto de Durrães. No capítulo final da dissertação, exemplificam-se a aplicação de alguns métodos de análise estrutural, a demonstração das vantagens da aplicação de metodologias Bayesianas e as dificuldades acrescidas em análises de estruturas de alvenaria. |
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