Abstract:
Pontes rodoviárias no Brasil são projetadas de acordo com a norma de projeto NBR 7188 (2013), em que o modelo de carga móvel é composto por um veículo de três eixos. A configuração do modelo de carga móvel segue o padrão de uma versão mais antiga da norma, a NB-6 (1960). Apesar da atualização dos valores de carregamentos, o presente modelo de carga móvel não é totalmente apropriado para representar os efeitos atuais de trânsito nas pontes brasileiras. Os efeitos dinâmicos induzidos pela carga móvel são levados em conta através do coeficiente de impacto, aplicado no modelo de carga. Os valores estáticos equivalentes aos efeitos dinâmicos do modelo de carga são obtidos pela multiplicação de seu carregamento por este coeficiente. O objetivo do trabalho é realizar uma análise dinâmica de vigas de pontes, determinar os efeitos dinâmicos, comparar com os efeitos estáticos e medir a eficiência do coeficiente de impacto das normas brasileiras. Para este estudo foi realizada uma modelagem computacional de viga de ponte, através do método dos elementos finitos, onde foi feita uma análise dinâmica com o modelo de carga móvel, para determinar os efeitos dinâmicos. Por meio do software ANSYS foi realizada uma análise estática da mesma estrutura com o mesmo carregamento, para determinar os efeitos estáticos. Após obter os determinados valores, foi realizada uma comparação entre a relação dos efeitos dinâmicos sobre os efeitos estáticos com o coeficiente de impacto da Norma Brasileira. Para a verificação do modelo computacional da análise transiente, foram utilizadas expressões da flecha de uma viga simplesmente apoiada, sujeita a uma carga móvel e o resultado obtido pela solução analítica de Fryba (1972) foi comparado ao valor do modelo no software estrutural. Foram realizadas as simulações, levando em conta o fator de amortecimento e a massa da estrutura junto com as cargas estabelecidas pela norma brasileira NBR 7188 (2013), para as vigas de seção "T", com vãos de dez, vinte, trinta e quarenta metros. Os resultados obtidos para as vigas, demonstraram que para alguns casos, os coeficientes de impacto tiveram uma boa aproximação para transformar os esforços estáticos em dinâmicos. Porém em outros casos, tais coeficientes não apresentaram o mesmo resultado. Por meio do estudo realizado foi possível identificar que os coeficientes de impacto previstos na norma podem ser aprimorados a partir de novos estudos levando em consideração as análises dinâmicas dos carregamentos das rodovias brasileiras
Road bridges in Brazil are designed according to project code NBR 7188 (2013), in which the moving load model is composed of a three-axle vehicle. The configuration of the moving load model follows the pattern of an older version of the code, the NB-6 (1960). Despite the updating of load values, the present moving load model is not totally appropriate to represent the current traffic effects in Brazilian bridges. The dynamic effects induced by the moving load are taken into account by the impact coefficient, applied in the load model. The static equivalent to the dynamic effects values of the load model are obtained by multiplying this load by this coefficient. The objective of this work is to perform a dynamic analysis of bridge beams, to determine the dynamic effects, to compare with the static effects and to measure the accuracy of the impact coefficient. For this study, a bridge beam finite element model was performed using ANSYS software, where a dynamic analysis was performed with the moving load model to determine the dynamic effects. By means of the same software a static analysis of the same structure with the same load was carried out to determine the static effects. After obtaining the determined values, a comparison was made between the ratio of the dynamic effects and the static effects with the coefficient of impact of the brazilian code. To validate the computational model of the transient analysis, it was used a deflection of a simply supported beam, subject to a moving load and the result obtained by Fryba (1972) was compared to the model solution in the structural software. The simulations were carried out, taking into account the damping factor and the actual mass of the structure along with the loads established by the brazilian norm NBR 7188 (2013), for the "T" section beams, with spans of ten, twenty, thirty and forty meters. The results obtained for the beams, showed, that for some cases, the impact coefficients had a good approximation to transform the static efforts into the dynamic ones. However, in other cases, these coefficients did not show the same result. Through the conducted study, we found that the impact coefficients provided in the standard code can be enhanced from new studies taking into account the dynamic analysis of loadings of brazilian highways.
