Concepção de Pontes: Top 14 Checklist
As seguintes cargas, forças e tensões devem ser consideradas e verificadas no projeto de pontes: - 1. Carga Morta 2. Carga Direta 3. Carga de Pata 4. Carga de Vento 5. Carga de Vento 6. Força Horizontal Devido às Correntes de Água 7. Forças Longitudinais 8. Forças Centrífugas 9. Flutuabilidade 10. Pressão da Terra 11. Efeitos da Temperatura 12. Efeitos de Deformação 13. Efeitos Secundários 14. Pressão das Ondas e Poucos Outros.
Carga morta:
Os pesos unitários de vários materiais devem ser assumidos no projeto, como mostrado na Tabela 5.1:
Todas as novas pontes rodoviárias na Índia deverão ser projetadas de acordo com as cargas do Indian Roads Congress, que consistem em três classes de carga: classe IRC AA, classe IRC e carga classe IRC. Para pontes a serem construídas em certos limites municipais, áreas industriais e em certas Rodovias especificadas, faixa única de classe AA ou duas faixas de classe A, o que produzir efeito pior deve ser considerado.
Todas as outras pontes permanentes devem ser projetadas com duas faixas de carga de classe A, enquanto duas faixas de carga de classe B são aplicáveis a pontes em áreas específicas ou a estruturas temporárias, como pontes de madeira, etc. deve ser utilizado em vez do carregamento do IRC da classe AA. Fig. 5.1 e 5.2 mostram as cargas do IRC.
Considera-se que estas cargas percorrem o eixo longitudinal das pontes e podem situar-se em qualquer ponto do tabuleiro, tendo em conta o pior efeito produzido na secção, desde as distâncias entre a roda eo lancil da estrada, as distâncias entre eixos ou rodas e a distância entre os veículos adjacentes, conforme mostrado no diagrama de carga, não é afetada.
Todos os eixos de um veículo ou trem padrão devem ser considerados como atuando simultaneamente e o espaço deixado descoberto pelo trem padrão não deve ser considerado como sujeito a qualquer carga adicional. Os reboques ligados à unidade de condução não devem ser considerados como removíveis.
Todas as novas pontes devem ter largura de uma faixa, duas ou quatro faixas. Pontes de três pistas não serão consideradas. Para pontes de quatro pistas ou múltiplas de pontes de duas pistas, deve ser fornecida uma orla central de pelo menos 1, 2 m de largura.
Redução de tensões devido a LL estar em mais de duas faixas de tráfego simultaneamente:
A intensidade da carga pode ser reduzida em 10 por cento para cada faixa de tráfego adicional em excesso às duas faixas sujeitas a uma redução máxima de 20 por cento e sujeita também à condição de que as intensidades de carga assim reduzidas não sejam inferiores às intensidades resultantes de um carregamento simultâneo em duas pistas.
Método de Aplicação de Carga Viva para o Projeto de Laje de Convés:
1. Para lajes que abrangem apenas uma direção:
A. Dispersão de carga perpendicular ao vão:
(a) Laje maciça que se estende em uma direção:
(i) Para uma única carga concentrada, a largura efetiva deve ser calculada de acordo com a fórmula indicada abaixo. A largura efetiva, no entanto, não deve exceder a largura real da placa.
Onde b e = a largura efetiva da laje na qual a carga atua.
L = o vão efetivo em caso de extensão simplesmente suportada e o vão livre em caso de extensão contínua.
X = distância do CG da carga concentrada do suporte mais próximo.
W = a dimensão da área de contato do pneu em uma direção em ângulo reto com o vão mais duas vezes a espessura do desgaste do revestimento de desgaste.
K = coeficiente com os valores mostrados na tabela 5.2, dependendo da proporção de b / L, em que b é a largura da laje.
(ii) Para duas ou mais cargas concentradas em uma linha na direção do vão, o momento de flexão por metro de largura deve ser calculado separadamente para cada carga, de acordo com sua largura efetiva apropriada.
iii) No caso de duas ou mais cargas ao longo do vão, se a largura efectiva da laje para uma carga se sobrepor à largura efectiva da laje para uma carga adjacente, a largura efectiva resultante da laje para as duas cargas deve ser considerada igual à soma da respectiva largura efetiva para cada carga menos a largura de sobreposição, desde que a laje seja verificada para as duas cargas atuando separadamente.
b) Cantilever de laje maciça:
i) Para uma única carga concentrada, a largura efectiva da laje que resiste ao momento flector (medida paralelamente à aresta apoiada) deve ser a seguinte:
b e = 1, 2x + W (5, 2)
Onde b, x e W têm o mesmo significado de antes.
Desde que a largura efetiva não exceda um terço do comprimento da laje cantilever medido paralelamente ao suporte e também desde que a largura efetiva não exceda a metade do valor acima mais a distância da carga concentrada do extremo mais próximo quando a carga concentrada é colocada perto de uma das duas extremidades da laje cantilever.
ii) Para duas ou mais cargas concentradas:
Se a largura efetiva da laje para uma carga ultrapassar a largura efetiva para uma carga adjacente, a largura efetiva resultante para duas cargas deve ser considerada igual à soma das respectivas larguras efetivas para cada carga menos a largura da sobreposição, desde que a laje assim projetado é testado para as duas cargas agindo separadamente.
B. Dispersão de carga ao longo do vão:
O comprimento efetivo da laje no qual atua a carga de uma roda ou de aderência deve ser considerado igual às dimensões da área de contato do pneu sobre a superfície de desgaste da laje na direção da extensão mais duas vezes a profundidade total da placa, inclusive a espessura do revestimento.
2. Para lajes de duas direcções e para lajes de uma direcção com largura superior a 3 vezes a amplitude efectiva:
Adoptar campo de influência, Piegeaud ou qualquer outro método racional com o valor do coeficiente de Poisson como 0, 15.
3. Para lajes nervuradas ou lajes que não sejam lajes maciças:
Quando a relação entre a rigidez de flexão transversal e a rigidez de flexão longitudinal é unitária, as larguras efetivas podem ser calculadas como na laje maciça. Quando a relação é menor que a unidade, um valor proporcionalmente menor deve ser tomado.
4. Dispersão de cargas através de preenchimento e revestimento:
A dispersão de cargas por meio de preenchimentos e camadas de desgaste deve ser feita a 45 graus ao longo e perpendicular ao vão.
Carregamento de pedestres:
Para um alcance efetivo de 7, 5 m ou menos, 400 Kg / m 2 . Esta carga será aumentada para 500 Kg / m 2 para pontes perto de uma cidade ou centro de peregrinação ou grandes feiras congregacionais.
Para um alcance efetivo de mais de 7, 5 m, mas não superior a 30 m, a intensidade da carga deve ser calculada de acordo com a seguinte equação:
Para vãos efetivos de mais de 30 m, a intensidade da carga nos trilhos deve ser determinada de acordo com a seguinte fórmula:
Quando P '= 400 Kg / m 2 conforme o caso
P = Carga de Passo em Kg por m 2
L = Alcance efetivo da viga principal em metros
W = largura do passeio em metros
O passeio deve ser projetado para suportar uma carga de 4 toneladas inclusive de impacto distribuído por uma área com 300 mm de diâmetro. Nesse caso, as tensões admissíveis podem ser aumentadas em 25% para atender a essa disposição. Onde os veículos não podem montar o passeio, esta provisão não precisa ser feita.
Subsídio de Impacto:
A permissão de impacto como uma porcentagem das cargas vivas aplicadas será permitida para a ação dinâmica das cargas vivas como mencionado abaixo:
Para Classe A ou Classe B:
A porcentagem de impacto deve ser como mostrado na Fig. 5.3. A fracção de impacto é calculada a partir das seguintes fórmulas, para os intervalos de 3 a 45 m:
a) Para pontes de betão armado:
Fração de impacto = 4, 5 / 6 + L
b) Para pontes de aço:
Fração de impacto = 9 / 13, 5 + L
Onde L = Comprimento da extensão em metros, como descrito
Para carregamento Classe AA e carregamento Classe 70R:
A percentagem de impacto deve ser tomada como mencionado abaixo:
A. Por extensão menor que 9 m:
i) Para veículos de lagartas - 25% para vãos de até 5 m, reduzindo linearmente a 10% para vãos de 9 m.
ii) Para veículos com rodas - 25 por cento.
B. Para extensões de 9 m ou mais:
a) Pontes de betão armado:
i) Veículos sobre lagartas: 10% até um vão de 40 me de acordo com a curva da Fig. 5.3 para vãos superiores a 40 m.
ii) Veículos de rodas: 25% para vãos máximos de 12 me de acordo com a curva da figura 5.3 para vãos superiores a 12 m.
b) Pontes de aço :
(i) Veículos rastreados: 10% para todos os períodos.
ii) Veículos de rodas: 25% para vãos até 23 m e de acordo com a curva indicada na figura 5.3 para vãos superiores a 23 m.
Nenhuma permissão de impacto será permitida ao carregamento do passeio. Para a estrutura da ponte com um recheio não inferior a 600 mm, incluindo a crosta terrestre, a percentagem de impacto deve ser metade das especificadas acima na carga da classe A ou da classe B e na carga da classe AA e da classe 70R.
As percentagens de impacto nas seguintes proporções serão permitidas para o cálculo das tensões nos vários pontos dos pilares e pilares da parte superior do bloco do leito:
(i) Pressão nos mancais e superfície superior do bloco da cama Valor total
(ii) Superfície inferior do valor médio do bloco da cama
(iii) Da superfície inferior do bloco até 3 m da estrutura abaixo do estrato Metade a zero diminuindo uniformemente
(iv) 3 m abaixo do fundo do bloco zero
O comprimento do vão, L, a ser considerado no cálculo das percentagens de impacto, conforme especificado no carregamento de Classe A ou Classe B e de carregamento de Classe AA e de Classe 70R, deve ser conforme abaixo:
(a) Para vãos simplesmente suportados ou contínuos ou para arcos, L = o vão efetivo no qual a carga é colocada.
(b) Para pontes com braços cantiléveres sem vãos suspensos, L = a saliência efetiva do cantilever reduzida em 25% para cargas no braço cantiléver e L = o vão efetivo entre suportes para cargas no vão principal.
(c) Para pontes com braços cantiléveres com vãos suspensos, L = a saliência efetiva do braço cantiléver mais metade do comprimento do vão suspenso para cargas no braço cantiléver e L = o comprimento efetivo do vão suspenso para cargas sobre o suspenso span e 'L = o intervalo efetivo entre os suportes para cargas no span principal.
Carga de vento:
Presume-se que a carga de vento atue horizontalmente em qualquer parte exposta da estrutura da ponte. A direção da carga de vento pode ser tal que produza o máximo de tensões resultantes no membro em consideração.
Presume-se que a força do vento atue na área da estrutura conforme abaixo:
(a) Para a estrutura do convés - a área da estrutura, como vista em elevação, incluindo o sistema de piso e o corrimão, menos a área da perfuração nos corrimãos ou nas paredes do parapeito.
(b) Para uma estrutura de passagem ou meia passagem - a área da elevação da treliça de barlavento conforme especificado em (a) acima mais a metade da área de elevação acima do nível do convés de todas as outras treliças ou vigas.
A intensidade da pressão do vento deve ser conforme a Tabela 5.3 abaixo. A intensidade pode ser duplicada em certas áreas costeiras, como as costas da Península de Kathiawar, Bengala e Orissa, como mostrado no mapa (Fig. 5.4).
Onde
H = A altura média em metros da superfície exposta acima da superfície retardadora média (nível do solo ou da cama ou da água).
V = Velocidade do vento em Km por hora.
P = Intensidade da pressão do vento em Kg / m 2 a altura H
Presume-se que a carga de vento sobre a carga viva em movimento atue a 1, 5 m acima da pista na taxa de 300 Kg por metro linear de carga viva no caso de pontes ordinárias e 450 Kg por metro linear para pontes que transportam o bonde.
A força total do vento não deverá ser inferior a 450 Kg por metro linear no plano do acorde carregado e a 225 Kg por metro linear no acorde descarregado no meio ou na meia treliça, treliça ou outras extensões similares, e não menos que 450 Kg por metro linear nas extensões do convés.
Uma pressão do vento de 240 kg por metro na estrutura descarregada também deve ser considerada se produzir tensões maiores do que as cargas de vento mencionadas anteriormente.
Força Horizontal Devido às Correntes de Água:
O efeito da força horizontal devido às correntes de água deve ser considerado na concepção de qualquer parte da estrutura da ponte submersa em água corrente.
A intensidade da pressão da água devido à corrente de água pode ser calculada a partir da fórmula:
Onde:
P = Intensidade de pressão em Kg / m2
U = a velocidade da corrente de água no ponto em consideração em metro por segundo.
K = Uma constante que tem os valores para diferentes formas de pilares, conforme mostrado na Tabela 5.4
A variação de U 2 pode ser assumida como sendo linear com valor zero no nível máximo de limpeza e o quadrado da velocidade máxima na superfície (Fig. 5.5). A velocidade superficial máxima V, pode ser tomada como V m √2, isto é, V 2 s = 2 V 2 m onde V m é a velocidade média.
Portanto, U 2 na equação 5.7 a uma profundidade X do nível máximo de limpeza é dado por:
A fim de fornecer contra qualquer variação possível da direção da corrente de água da direção normal do fluxo, a disposição pode ser feita no projeto assumindo uma inclinação de 20 graus da corrente de água em relação à direção normal do fluxo.
A velocidade nesses casos deve ser resolvida em dois componentes, viz. uma paralela e outra normal ao píer. Os valores de K para componente normal devem ser tomados como 1, 5, exceto para pilares circulares, quando K pode ser considerado como 0, 66.
Forças Longitudinais:
O efeito de forças longitudinais devido ao esforço de tração ou efeito de frenagem (sendo este último maior que o anterior) e a resistência de atrito oferecida pelo rolamento livre devido a mudança de temperatura ou qualquer outra causa deve ser considerado no projeto de rolamento, subestruturas e fundações.
Considera-se que a força horizontal devida ao trativo ou à frenagem atua ao longo da pista e a 1, 2 m acima dela.
Os efeitos de travagem e temperatura na ponte As estruturas sem rolamentos, tais como arcos, estruturas rígidas, etc., devem ser consideradas de acordo com o método aprovado de análise de estruturas indeterminadas.
Para estruturas de concreto reforçadas e pré-tensionadas simplesmente apoiadas, os rolamentos de placa não podem ser usados para vãos superiores a 15 metros.
Para distâncias simples suportadas até 10 metros, onde nenhum rolamento (exceto a camada de betume) é fornecido, a força horizontal no nível do rolamento deve ser:
F / 2 ou µ Rg, o que for maior
Onde F = força horizontal aplicada
µ = Coeficiente de fricção, conforme indicado na Tabela 5.5
Rg = Reação devido a carga morta.
A força longitudinal em qualquer rolamento livre (deslizante ou rolete) para uma ponte simplesmente apoiada deve ser tomada como igual µR onde i é o coeficiente de fricção e R é a soma de reação de carga morta e viva. Os valores de p. como mostrado na Tabela 5.5 são geralmente assumidos no projeto.
A força longitudinal em qualquer rolamento fixo para uma ponte simplesmente apoiada será como segue:
F - µR ou, F / 2 + µR, o que for maior
Onde F = força horizontal aplicada
µ = Coeficiente de fricção, conforme indicado na Tabela 5.5
R = Reação devido a carga morta.
A força longitudinal em cada extremidade de uma estrutura suportada de maneira simples, com rolamentos elastoméricos idênticos, é dada por F / 2 V δ, onde V r é a taxa de cisalhamento do mancal elastomérico e 8 é o movimento do convés devido à temperatura, etc. às forças aplicadas.
As forças longitudinais nos suportes de uma estrutura contínua devem ser determinadas com base na taxa de cisalhamento dos suportes individuais e no ponto de movimento zero do convés.
As forças horizontais longitudinais e todas as outras forças horizontais devem ser calculadas até o nível em que a pressão passiva da terra resultante do solo abaixo do nível mais profundo (ou o nível do solo no caso de uma ponte ter piso pucca) equilibra essas forças.
Presume-se que a magnitude do efeito de travagem tenha os seguintes valores:
(i) Para uma plataforma de ponte de pista única ou duas pistas, o efeito de travagem será igual a vinte por cento para o primeiro comboio do veículo mais dez por cento para os comboios seguintes ou parte dos mesmos.
Apenas uma faixa de cargas de trem deve ser considerada no cálculo do efeito de frenagem mesmo quando o convés da ponte transporta duas faixas de carga de trem. O efeito de travagem deve ser igual a vinte por cento da carga efectivamente no vão, em que todo o primeiro comboio não está no vão.
ii) Para pontes com mais de duas pistas, o efeito de travagem deve ser considerado igual ao valor indicado em (i) acima para duas pistas mais cinco por cento das cargas nas pistas superiores a dois.
Forças Centrífugas:
Para uma ponte curva, o efeito da força centrífuga devido ao 'movimento dos veículos em uma curva deve ser devidamente considerado e os membros devem ser projetados para atender as tensões extras induzidas pela ação centrífuga.
A força centrífuga deve ser calculada de acordo com a fórmula:
C = WV 2 / 127R (5, 8)
Onde: C = a força centrífuga em toneladas
W = Carga total ao vivo em toneladas no vão
V = velocidade do projeto em Km por hora
R = Raio de curvatura em metros
Presume-se que a força centrífuga atue a uma altura de 1, 2 m acima da pista. Nenhum aumento para efeito de impacto será necessário. Presume-se que a força centrífuga atua no ponto de ação das cargas das rodas ou uniformemente distribuída ao longo do tempo em que uma carga uniformemente distribuída atua.
Flutuabilidade:
O efeito do empuxo terá que ser considerado no projeto dos membros da estrutura da ponte, se essa consideração produzir o pior efeito no membro. Devido à flutuabilidade, uma redução no peso da estrutura é feita.
Se a fundação basear-se em estratos impermeáveis homogêneos, nenhuma provisão para o efeito de flutuabilidade é necessária para ser feita, mas se, por outro lado, a fundação repousar sobre estratos permeáveis como areia, sedimento, etc., deverá ser considerada a flutuabilidade total. Para outras condições de fundação, incluindo fundação em rocha, alguma porcentagem da flutuabilidade total deve ser assumida como o efeito de flutuação a critério do projetista da ponte.
15% da flutuabilidade total deve ser considerada como o efeito de flutuação das estruturas de alvenaria de concreto ou tijolo submerso devido à pressão dos poros.
O efeito de flutuabilidade total deve ser devidamente considerado no projeto de superestrutura para pontes submersíveis, se produzir maiores tensões.
No caso de fundações profundas que desloquem a água, bem como a massa do solo, como areia, sedimentos, etc., a flutuabilidade que causa a redução de peso deve ser considerada em dois aspectos, como abaixo:
(i) A flutuação devida a água deslocada deve ser tomada como o peso do volume de água deslocado pela estrutura da superfície livre de água até o nível da fundação.
(ii) Pressão ascendente devido ao peso submerso do solo calculado de acordo com a Teoria de Rankine.
Pressão da terra:
A pressão da terra para a qual as estruturas de retenção de terra serão projetadas deve ser calculada de acordo com qualquer teoria racional. A teoria da pressão da terra de Coulomb pode ser usada sujeita à modificação de que a pressão da terra resultante deve ser assumida para agir a uma altura de 0, 42 H da base, onde H é a altura da parede de retenção.
A intensidade mínima da pressão horizontal da terra deve ser assumida como não sendo menor que a pressão exercida por um fluido que pesa 480 kg por porão. Todos os pilares devem ser projetados para uma sobretaxa de carga viva equivalente a 1, 2 m de altura do aterro. Para o projeto das paredes de asa e de retorno, a sobretaxa de carga viva deve ser considerada equivalente a 0, 6 m de altura do aterro.
Os encastrados atrás dos pilares, alas e paredes de retorno que exercem a pressão da terra devem ser compostos por materiais granulares. Um filtro com uma espessura de 600 mm, com um tamanho menor em relação ao solo e um tamanho maior em direção à parede, deve ser fornecido sobre toda a superfície dos abutments, paredes laterais ou de retorno.
Um número adequado de orifícios deve ser fornecido nos abutments, ala ou paredes de retorno acima do nível baixo de água para a drenagem da água acumulada atrás das paredes. O espaçamento dos furos não deve exceder um metro nas direções horizontal e vertical. O tamanho dos furos deve ser adequado para a drenagem apropriada e os furos devem ser colocados em um declive em direção à face externa.
Efeitos de temperatura:
Todas as estruturas devem ser projetadas para atender às tensões resultantes da variação de temperatura. O intervalo de variação deve ser criteriosamente fixado para a localidade na qual a estrutura será construída.
A defasagem entre a temperatura do ar e a temperatura interna dos membros maciços de concreto deve ser levada em consideração. A faixa de temperatura mostrada na Tabela 5.6 deve ser geralmente assumida no projeto.
O coeficiente de dilatação por graus Celsius é de 11, 7 x 10 -6 para estruturas de aço e de estruturas de aço e de 10, 8 x 10 -6 para estruturas de betão simples.
Efeitos de deformação (somente para pontes de aço):
A tensão de deformação é causada pela curvatura de qualquer membro de uma viga de teia aberta devido à deflexão vertical da viga combinada com a rigidez das juntas. Todas as pontes de aço devem ser projetadas, fabricadas e montadas de tal forma que as tensões de deformação sejam reduzidas a um mínimo. Na ausência de cálculos de projeto, as tensões de deformação não devem ser menores que 16% das tensões de carga morta e viva.
Efeitos secundários:
Estruturas de aço:
Estresses secundários são tensões adicionais causadas pela excentricidade de conexões, cargas de vigas de piso aplicadas em pontos intermediários em um painel, cargas de vento laterais nos postes de extremidade de treliças etc. e tensões devido ao movimento de suportes.
Estruturas de Concreto Reforçado:
Tensões secundárias são tensões adicionais causadas pelo movimento de suportes ou pela deformação na forma geométrica da estrutura ou retração restritiva de vigas de piso de concreto, etc. Para estruturas de concreto armado, os coeficientes de encolhimento devem ser tomados como 2 x 10 -4 . Todas as pontes devem ser projetadas e construídas de tal maneira que as tensões secundárias sejam reduzidas a um mínimo.
Pressão da onda:
As forças de onda devem ser determinadas por análise adequada considerando forças de tração e inércia, etc., em membros estruturais únicos, com base em métodos racionais ou estudos de modelo. No caso de grupo de pilhas, pilares, etc. efeitos de proximidade também devem ser considerados.
Impacto devido a corpos flutuantes ou embarcações:
Membros como pilares de pontes, cavaletes de estacas, etc., sujeitos a forças de impacto de corpos flutuantes ou embarcações, devem ser projetados considerando o efeito do impacto sobre esses membros. Se a força de impacto atingir os membros em um ângulo, o efeito das forças componentes também deve ser devidamente considerado.
Efeitos de ereção:
O escritório de design deve ser fornecido com o programa de montagem e a seqüência de construção que os engenheiros de construção desejam adotar e o projetista deve considerar em seu projeto as tensões decorrentes dos efeitos de montagem. Isso deve incluir uma extensão sendo concluída e a extensão adjacente não em posição.
Força Sísmica:
A Fig. 5.6 mostra o mapa da Índia, indicando a Zona Sísmica I à Zona V. Todas as pontes na Zona V devem ser projetadas para as forças sísmicas, conforme especificado abaixo. Todas as principais pontes com comprimentos totais superiores a 60 metros devem também ser projetadas para as forças sísmicas nas zonas III e IV. Pontes na Zona I e II não precisam ser projetadas para forças sísmicas.
A força sísmica vertical deve ser considerada no projeto das pontes a serem construídas nas zonas IV e V nas quais a estabilidade é um critério para o projeto. O coeficiente sísmico vertical deve ser considerado como metade do coeficiente sísmico horizontal, tal como aqui indicado.
Quando o efeito sísmico é considerado, a varredura para o projeto da fundação deve ser baseada na inundação do desenho médio. Na ausência de dados detalhados, a limpeza pode ser tomada como 0, 9 vezes a profundidade máxima de limpeza.
Força Sísmica Horizontal:
A força sísmica horizontal deve ser determinada pela seguinte expressão, que deve ser válida para pontes com uma extensão de até 150 m. No caso de pontes de longa extensão com um comprimento superior a 150 m, o projeto deve basear-se numa abordagem dinâmica.
F eq = α. Β. Ƴ. G
Onde F eq = Força sísmica
α = Coeficiente sísmico horizontal, dependendo da localização, conforme indicado na tabela 5.7 (para a parte abaixo da profundidade da limpeza, isso pode ser considerado como zero).
β = Um coeficiente dependente do sistema de fundação do solo, conforme apresentado na tabela 5.8.
α = Um coeficiente dependendo da importância da ponte como dado abaixo. A importância será decidida em condições locais tais como importância estratégica, link vital de comunicação, etc.
(a) Ponte importante 1.5
(b) Outras pontes 1.0
G = carga morta ou morto mais carga viva
Forças sísmicas horizontais devem ser tomadas para atuar no centro de gravidade de todas as cargas consideradas. A direção da força sísmica deve ser tal que o efeito resultante da força sísmica e de outras forças produza tensões máximas na estrutura.
A força sísmica para cargas vivas não deve ser considerada quando atuando na direção do tráfego, mas deve ser considerada na direção perpendicular ao tráfego.
A parte da estrutura embutida no solo não deve ser considerada como produtora de forças sísmicas. Em areias soltas ou mal calibradas, com pouca ou nenhuma multa, as vibrações causadas pelo efeito sísmico podem causar a liquefação do solo ou um estabelecimento total e diferencial excessivo. Portanto, a fundação de pontes em tais estratos nas Zonas III, IV e V deve ser evitada, a menos que métodos apropriados de compactação ou estabilização sejam adotados.
Alvenaria ou pontes de concreto não reforçadas não devem ser construídas na Zona V.
Diagramas de linha de influência:
Todos os membros estruturais devem ser projetados com cargas, forças e tensões que possam atuar em conjunto. A maioria dessas cargas e forças tem um ponto de aplicação mais ou menos fixo, exceto as cargas vivas e as forças oriundas de cargas vivas, como força de impacto, força de tração ou de frenagem e força centrífuga.
Como cargas vivas são cargas móveis, seus pontos de aplicação devem ser cuidadosamente determinados para obter o máximo efeito. Isso é conseguido com a ajuda de diagramas de linha de influência, conforme descrito nos parágrafos abaixo.
Uma linha de influência é uma curva que indica a reação, momento, cisalhamento, empuxo etc. em uma seção de uma viga ou outros membros devido ao movimento de uma carga concentrada da unidade ao longo do comprimento da viga ou membro.
O procedimento de desenho do diagrama de linhas de influência é ilustrado nos parágrafos seguintes. Influência de diagramas de linha para algumas estruturas especiais, como pontes contínuas RC e pontes de arco RC. O método de usar esses diagramas de linha de influência para a determinação de valores máximos de momentos, tesouras, reações etc.
Diagrama de linha de influência para o momento:
Simplesmente suportado Seção de Ponte em 0.25L e 0.5L:
Na Fig. 5.7 (a), quando uma carga unitária é colocada entre A e X (ie a seção sob consideração), RB = a / L e Mx = (ax 0, 75L) / L, mas quando a carga da unidade está entre X e B, RA = (La) / L e Mx = (La) 0, 25 L / L. O valor de M x será máximo quando a carga unitária estiver em X, ou seja, a seção sob consideração e o valor de M x = 0, 1875L. O diagrama da linha de influência para M x a 0.25L é mostrado na Fig. 5.7 (c).
Similarmente, na Fig. 5.7 (b), quando a carga unitária é colocada entre A e X, Mx = ax 0.5L / L, mas quando a carga unitária é colocada entre X e B, Mx = (La) x 0.5L / L O valor de M x máximo quando a unidade de carga é colocada em X, nesse caso, M x = 0, 25L. O diagrama da linha de influência para M, em 0.5L, é mostrado na Fig. 5.7 (d).
Balanced Cantilever Bridge - Seção no centro do Main Span e no Support:
Os diagramas de linha de influência podem ser desenhados da mesma maneira como ilustrado na Fig. 5.8.
Diagrama de linha de influência para cisalhamento:
Ponte simplesmente suportada - seção em 0.25L e 0.5L:
Referindo-nos à Fig. 5.7 (a) quando a carga unitária é colocada entre A e X (isto é, a seção sob consideração), RB = a / LS x (isto é, cisalhamento em X) = RB = a / L. De acordo com a convenção normal, esse cisalhamento, isto é, forças resultantes atuando para cima à direita da seção e atuando para baixo à esquerda da seção, é negativo.
Quando a carga unitária estiver entre X e B, RA = (La / L) e S x (cisalhamento em x) = (La / L). Este cisalhamento de acordo com a convenção normal é positivo. As mudanças de cisalhamento sinalizam quando a carga da unidade está em X. Portanto, o diagrama da linha de influência para cisalhamento na Seção 0.25L será como mostrado na Figura 5.9 (a). A ordenada do cisalhamento negativo em X = 0, 25L / L = 0, 25 e a ordenada do cisalhamento positivo = L- 0, 25L / L = 0, 75
Referindo-se à Fig. 5.7 (b), pode ser encontrado como antes, quando a carga unitária está entre A e X, S x = a / L e quando a carga unitária está entre X e B, S, = (La / L) . As mudanças de cisalhamento sinalizam quando a carga da unidade está na seção, isto é, em 0, 5L e as ordenadas tanto para o cisalhamento positivo quanto para o cisalhamento negativo são 0, 5. O diagrama de linhas de influência é mostrado na Fig. 5.9 (b).
Balanced Cantilever Bridge - Seção no centro do Main Span e no Support:
i) Seção no centro do vão principal:
Com referência à Fig. 5.8 (a), quando a carga unitária se move de A para G (isto é, a seção sob consideração), a reação em D será a seguinte:
Mas quando a carga da unidade se move de G para F, a reação em C será como abaixo:
As reações R c ou R D são o cisalhamento na Seção G. Usando a convenção de sinais normal, o diagrama da linha de influência para cisalhamento na Seção G é como mostrado na Fig. 5.10 (a).
ii) Seção à esquerda do suporte C:
Referindo-se à Fig. 5.8 (a), cisalhamento à esquerda do Suporte C será a carga em C quando a carga da unidade se mover de A para C e zero além de C. Portanto, o diagrama de linha de influência de cisalhamento será como mostrado na Fig. 5.10 b).
iii) Seção à direita do apoio C:
Referindo-se à Figura 5.8 (a), quando a carga da unidade se move de A para C, o cisalhamento será numericamente igual a Rd e quando a carga da unidade se move além de C, o cisalhamento será numericamente igual a Rc. O diagrama de linha de influência de cisalhamento é mostrado na Fig. 5.10 (c).
Estresses Permissíveis:
Membros concretos:
As tensões admissíveis para o concreto de vários tipos devem ser as mostradas na Tabela 5.9:
Nota:
Para o cálculo de tensões na seção, uma relação modular (E s / E c ) de 10 pode ser adotada
As tensões admissíveis no reforço de aço devem ser as indicadas na tabela 5.10
As tensões de tração básicas admissíveis no concreto liso devem ser as indicadas na Tabela 5.11:
Os elementos de concreto armado podem ser projetados sem reforço de cisalhamento se a tensão de cisalhamento, x <Xc, onde Xc é dado pela seguinte expressão:
A tensão de corte de projeto τ = V / bd nunca deve exceder o corte máximo admissível τ max como dado abaixo:
τ max = 0, 07 f ck ou 2, 5 MP, o que for menor. Onde f ck é a força característica do concreto.
Membros concretos pré-esforçados:
Grau de Concreto:
A resistência à compressão característica do concreto não deve ser inferior a 35 MP, ou seja, grau M 35, exceto para a construção composta, onde o concreto de grau 30 poderia ser permitido para a laje da plataforma.
Estresses Temporários Permitidos no Concreto:
Essas tensões são calculadas após a contabilização de todas as perdas, exceto devido à contração residual e fluência do concreto. A tensão de compressão temporária não deve exceder 0, 5 f Cj, que não deve ser superior a 20 MPa, em que f Cj é a resistência do betão nessa altura, sujeita a um valor máximo de f ck .
Na transferência total, a resistência do cubo do concreto não deve ser inferior a 0, 8 f tk . A tensão de compressão temporária na fibra extrema do concreto (incluindo pré-tensionamento da fase) não deve exceder 0, 45 f ck, sujeito a um máximo de 20 MP a .
A tensão de tração temporária na fibra extrema não deve exceder 1/10 da tensão de compressão temporária admissível no concreto.
Tensões admissíveis de concreto durante o serviço:
A tensão de compressão no concreto durante o serviço não deve exceder 0, 33 f ck . Nenhuma tensão de tração será permitida no concreto durante o serviço.
Se os elementos segmentares pré-moldados são unidos por pré-tensão, as tensões na fibra extrema do concreto durante o serviço devem ser sempre compressivas e a tensão mínima de compressão em uma fibra extrema não deve ser inferior a cinco por cento da tensão máxima de compressão permanente pode ser desenvolvido na mesma seção. Esta disposição não se aplica, todavia, à laje de pavimento pré-esforçada.
Estresse de rolamento admissível atrás de ancoragens:
A tensão máxima permitida imediatamente atrás das fixações em blocos de extremidade adequadamente reforçados pode ser calculada pela equação:
f b = 0, 48 f cj √A 2 / A 1 0r 0, 8 f cj o que for menor
Onde f b = a tensão de contato por compressão admissível no concreto, incluindo qualquer tensão predominante, como no caso de ancoragens intermediárias.
A 1 = a área do mancal do ancoradouro convertido em forma para um quadrado de área equivalente
A 2 = a área máxima do quadrado que pode estar contida dentro do membro sem se sobrepor à área correspondente das fixações adjacentes e concêntrica com a área do mancal A 1.
O valor acima da tensão do rolamento é permissível somente se houver uma projeção de concreto de pelo menos 50 mm ou b 1/4, o que for mais abrangente na ancoragem, onde bi é como mostrado na Fig. 5.11.
Tensões admissíveis no aço de pré-tensionamento:
A tensão máxima temporária no aço de pré-tensionamento em qualquer seção após permitir perdas devido a escorregamentos de fixação e encurtamento elástico não deve exceder 70 por cento da resistência à tração mínima.
Overstressing para compensar o deslizamento das fixações ou para alcançar a extensão calculada pode ser permitido sujeito à força de elevação limitada a 80 por cento da resistência à tração mínima ou a 95 por cento da tensão da prova (0, 2 por cento) do aço de pré-tensionamento o que for menor.
