Análise dos esforços em estacas de um cais de contêineres de paramento aberto

Abstract

O transporte marítimo e fluvial e seus portos sempre desempenharam e continuam a desempenhar um papel fundamental na relação entre os povos e no desenvolvimento da economia mundial. O Brasil, com 8,5 mil km de costas, tem 95% do seu comércio exterior utilizando o transporte marítimo, com uma movimentação de 700 milhões de toneladas de mercadorias por ano.. E, isso, com uma importante parte com o uso dos contêineres, que trabalham dentro de um sistema unitizado e otimizado de cargas. Desta forma, navios e portos têm sido adaptados em suas estruturas físicas e mecânicas para tornar cada vez mais eficiente o uso desse sistema. Assim, as estruturas de acostagem dos portos necessitam cada vez mais de instrumentos de análise que permitam, não apenas realizar o dimensionamento de suas estruturas, mas, principalmente, compreender o comportamento dos esforços a que estão submetidas. O objetivo deste trabalho foi, portanto, determinar o comportamento das fundações em estacas em um cais de contêineres de paramento aberto constituído por uma laje apoiada sobre estacas, levando em conta diferentes combinações de ações, destacando aquelas que conduzem às situações mais desfavoráveis. Para tanto, foi utilizado o método dos elementos finitos e o software ANSYS. Para o estudo de caso foi adotado um modelo extraído e adaptado a partir de um dos módulos da ampliação do cais do TECON-RS, localizado no porto de Rio Grande. Para as ações foram consideradas, além das triviais, tais como peso próprio e sobrecargas de serviço, aquelas devidas aos equipamentos específicos utilizados nesse cais e aquelas decorrentes de fatores ambientais, tais como vento e correntes. Destas ações resultaram 227 combinações de esforços dentre as quais foram selecionadas as 12 mais importantes consideradas principais. Os resultados obtidos permitiram determinar a variação dos esforços nas estacas em função das diferentes combinações, demonstrando a importância das estacas inclinadas na absorção dos esforços transversais decorrentes das ações do vento e das correntes, bem como do movimentos dos navios, quer através das amarras como também das defensas. Outro aspecto considerado importante foi a constatação da desatualização das normas brasileiras sobre o assunto e, mesmo, a pouca literatura técnico-científica sobre o tema.

The sea and fluvial waterway and its ports have always played and continue to play a key role in the relationship between people and the development of the world economy. Brazil, with 8500 km of coasts, has 95% of its foreign trade using maritime transport, with a turnover of 700 million tons of goods a year .. And so, with a large part with the use of containers, working within a unitized and optimized system loads. Thus, ships and ports have been adapted to its physical and mechanical structures to make increasingly efficient use of this system. Thus, the docking port structures increasingly need analysis tools that allow not only carry out the design of its structures, but mainly to understand the behavior of the internal forces and moments to which they are subjected. The objective of this study was therefore determine the behavior of foundations in pile of a quay open berth structures that consists of a slab supported on piles, taking into account different combinations of actions, highlighting those that lead to the most unfavorable situations. For this, we used the finite element method and ANSYS software. For the case study it adopted a model extracted and adapted from one of the modules of the expansion of TECON-RS wharf, located in the port of Rio Grande. For the actions and loads were considered, apart from the trivial, such as own weight and service overloads, those due to specific equipment used on that pier and those resulting from environmental factors such as wind and currents. These actions resulted in 227 combinations of efforts among them 12 most important considered key selected. The results obtained allowed to determine the variation of efforts in piles depending on the different combinations, demonstrating the importance of raking piles absorption of transversal forces arising from wind actions and currents as well as the movements of ships, either through bonds as well fenders. Another aspect considered important was the finding of the outdated content of the Brazilian standards on the subject and even a little technical and scientific literature on the subject.