Projeto de Pontes de Estrutura Rígidas (com Diagrama)
Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre o projeto de pontes de armação rígidas com a ajuda do diagrama.
Introdução às Pontes de Estrutura Rígidas:
Em pontes de armação rígida, o convés é rigidamente conectado aos abutments e pilares. Este tipo de estrutura pode ser uma unidade de extensão única ou uma unidade de múltiplas extensões conforme indicado na Fig. 12.1. Todas as vantagens de uma ponte de amplitude contínua estão presentes aqui.
Os recursos a seguir são as vantagens adicionais das pontes de estrutura rígida sobre as contínuas:
i) Mais rigidez da estrutura.
ii) Menos momentos no deck sendo parcialmente transferidos para os membros de apoio.
iii) Nenhum rolamento é necessário.
iv) Melhor aparência estética do que a estrutura contínua do vão.
Como nas pontes de extensão contínua, essas estruturas também exigem materiais de fundação inflexíveis. A análise é, no entanto, mais trabalhosa que a primeira.
As armações podem ser articuladas ou fixadas na base, conforme ilustrado na Fig. 12.1. Quando articulados, os momentos transportados para a base giram apenas os suportes verticais, reduzindo assim os momentos consideravelmente e nenhum momento é transportado para os fundamentos; somente a carga vertical e o momento causado pelo empuxo no nível da articulação devem ser considerados no projeto das sapatas.
Em estruturas de base fixa, por outro lado, os momentos da superestrutura são finalmente transportados para os fundamentos, uma vez que os suportes verticais não podem rodar independentemente sem rodar os rodapés juntamente com eles. É, portanto, evidente que em quadros articulados, os momentos na base de suportes e em jangadas são muito menores, mas os momentos de amplitude são maiores que os de quadros fixos.
Uma vez que as estruturas fixas são projetadas com base no pressuposto de que os membros verticais não rodam na base, é possível alcançar este estado de condição somente se a fundação puder repousar sobre rocha sólida ou fundação sem rendimento.
Tipos de Pontes de Estrutura Rígidas:
Alguns tipos de pontes de armação rígida foram ilustrados na Fig. 4.5 e 4.6. Pontes de estrutura rígida de laje maciça até 25 m de extensão podem ser possíveis, enquanto estruturas rígidas tipo placa e viga podem ser usadas até 35 m de extensão. Em over-bridges de estradas, o tipo de estrutura de portal, como indicado na Fig. 4.6, é geralmente favorecido.
Cercas de caixa de estrutura rígida ou pequenas pontes (simples ou múltiplas) são geralmente adotadas em áreas onde o solo da fundação é fraco e uma área de fundação mais larga é desejável para reduzir a pressão da fundação dentro de valores seguros permitidos para o tipo de solo.
Estruturas Proporcionais de Pontes de Estrutura Rígidas:
A relação entre a extensão intermediária e final de pontes de armação rígida deve ser a seguinte:
Para pontes de laje de 1, 20 a 1, 30
Para pontes de laje e vigas 1.35 a 1.40
Para uma estimativa aproximada da seção, as dimensões da seção intermediária e da seção de suporte para pontes de placas sólidas podem ser tomadas como L / 35 e L / 15, respectivamente. As curvas do intradorso para pontes de armação rígida são geralmente feitas da mesma forma que para pontes contínuas.
Método de Análise e Considerações de Projeto de Pontes de Estrutura Rígidas:
Na análise de estruturas de estrutura rígida, o método de distribuição de momento é comumente empregado. Lidando com pontes contínuas, o método de distribuição de momento é mais adequado para o projeto prático, porque as seções das estruturas variam em diferentes pontos para os quais outros métodos são trabalhosos e, portanto, inadequados.
Se os valores de fatores de rigidez, fatores de transição e momentos finais fixos para diferentes juntas de uma estrutura de estrutura rígida forem conhecidos, o uso do método de distribuição de momento é muito simples.
Efeito da temperatura:
A subida ou descida da temperatura provoca o alongamento ou a contracção de pavimentos que dão origem a momentos finais fixos nos elementos verticais, como explicado em seguida (Fig. 12.2).
Alongamento ou contração do deck BC devido à variação de temperatura de t = δ 2 = L 2 αt.
Alongamento ou contração do deck AB ou CD devido à variação de temperatura de t = δ 1 = L 1 αt mas devido ao alongamento ou contração do deck BC por δ 2, o movimento nett de A ou C será (δ 1 + + ½ δ 2 ).
O momento final fixo em um membro vertical tendo momento de inércia, I e deflexão, δ, pode ser dado por
FEM = 6 EIδ / (L) 2 (12.1)
Os momentos finais fixos assim desenvolvidos na parte superior e inferior de todos os membros verticais, conforme a equação 12.1, podem ser distribuídos por todos os membros.
Efeito de contração, vento, sísmica e corrente de água:
Devido ao encolhimento do concreto, o convés contrai causando assim a mesma natureza de efeito que a queda da temperatura. Normalmente, o efeito devido ao encolhimento é assumido como equivalente em magnitude àquele produzido pela queda de temperatura.
O vento soprando em uma inclinação para os pilares pode dar origem a oscilações que serão compartilhadas por todos os membros do quadro após a distribuição.
A força sísmica atuando no convés, pilares e pilares causará momentos nos membros da estrutura, conforme a força do vento induzirá.
A corrente cruzada que flui através do rio atinge os pilares e os pilares e isso irá induzir momentos nos membros, como o vento fará.
Procedimento de Projeto de Pontes de Estrutura Rígidas:
1. Selecione os comprimentos de extensão para vãos finais e intermediários adequados às condições do local e ao tipo de pontes. As profundidades no meio do vão e nos suportes devem ser assumidas.
2. Selecione a curva intradorso e encontre as profundidades em várias seções. Calcule os momentos finais fixos devido a carga morta uniformemente distribuída e carga haunch a partir de tabelas de projeto padrão, como “The Applications of Moment Distribution”, publicado pela The Concrete Association of India, em Bombaim.
3. Encontre os valores de fatores de rigidez e fatores de transição das tabelas de projeto depois de avaliar os valores das constantes de quadro, como A, B, r A, r B, h c etc.
Os fatores de distribuição podem ser determinados da seguinte forma:
Onde D AB = fator de distribuição para o membro AB.
S AB = fator de rigidez para AB.
ΣS = Soma dos fatores de rigidez de todos os membros dessa articulação.
4. Os momentos finais fixos de carga morta devem ser distribuídos e a correção de Sway feita, se necessário.
5. Para avaliar os momentos de carga ao vivo nos membros, o diagrama de linhas de influência de cada membro deve ser desenhado. O procedimento será trabalhoso se os momentos forem obtidos colocando carga unitária em cada seção (pode haver de 5 a 10 seções em cada extensão dependendo do comprimento do vão) e distribuindo os momentos finais fixos devido à carga unitária com correção de oscilação onde necessário.
O método pode ser simplificado se o procedimento abaixo for seguido.
6. Coloque a unidade de carga em qualquer posição (Fig. 12.3) e obtenha os momentos finais fixos xey no final B e C. Distribua esses momentos finais fixos sobre todos os membros. Os momentos assim obtidos em várias seções são os momentos de carga viva (elásticos) devido à carga unitária em consideração.
Após a correção necessária da oscilação, a equação do momento em termos de x e y dará a ordenada do diagrama da linha de influência do momento fletor em várias seções para essa carga unitária. Agora, a partir das tabelas ou gráficos, os valores de x e y para carga unitária em diferentes posições de carga podem ser conhecidos a partir dos quais as coordenadas da linha de influência diag. em várias seções para diferentes posições de carga podem ser calculadas.
O procedimento descrito acima exigirá um conjunto de distribuição de momento e um conjunto de correção de oscilação das equações de momento para cada intervalo.
O diagrama de linhas de influência obtido pelo método descrito será apenas para o momento elástico. O diagrama de momento livre terá que ser sobreposto para obter o diagrama de linha de influência. Os momentos de carga viva podem depois ser obtidos a partir do diagrama de linhas de influência.
7. Realize os momentos em vários membros e em várias seções devido à temperatura, encolhimento, vento, correntes de água, pressão da terra em abutments, força sísmica, etc.
8. Os momentos obtidos devido a vários carregamentos e efeitos, como enumerados acima, podem ser resumidos de tal forma que os momentos do projeto são máximos para todos os casos de combinação possíveis.
9. Verifique a adequação das seções em relação a tensões de concreto e forneça o reforço necessário para atender ao momento do projeto.
10. Detalhe o reforço corretamente.
