Comportamento e Impacto da Interacão Solo-Laje em Pontes, Notas de aula de Geometria

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Universidade de Aveiro 2011

Departamento de Engenharia Civil

ANA MARGARIDA

VASCONCELOS

SILVA

INTERACÇÃO SOLO - LAJE DE TRANSIÇÃO EM

OBRAS DE ARTE

Universidade de Aveiro 2011

Departamento de Engenharia Civil

ANA MARGARIDA

VASCONCELOS

SILVA

INTERACÇÃO SOLO - LAJE DE TRANSIÇÃO EM

OBRAS DE ARTE

Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, realizada sob a orientação científica dos, Prof. Doutor. Paulo Barreto Cachim, Professor Associado e do Prof. Doutor. Agostinho António Rocha Correia e Almeida da Benta, Professor Auxiliar, do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Aveiro

o júri

presidente Prof. Doutora Margarida João Fernandes de Pinho Lopes professora Auxiliar do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Aveiro

Prof. Doutor Jorge Carvalho Pais professor Associado do Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Minho

Prof. Doutor Paulo Barreto Cachim professor Associado do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Aveiro

Prof. Doutor. Agostinho António Rocha Correia e Almeida da Benta professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Aveiro

palavras-chave Obras de arte,^ laje de transição, encontro,^ aterro técnico,^ assentamentos,

ressalto, juntas de dilatação, aparelhos de apoio

resumo Nos últimos anos, a construção de estradas e obras de arte especiais, tem

vindo a desenvolver-se exponencialmente. Simultaneamente as exigências de segurança e conforto têm também vindo a aumentar. A zona de transição entre o pavimento e as obras de arte é sistematicamente fonte de problemas. Este problema, designado na dissertação como ressalto, é sentido à passagem do veículo, causando desconforto e insegurança. Com base em diversos estudos realizados, têm-se conseguido identificar muitos factores que estão na origem deste problema. O principal factor está relacionado com aspectos geotécnicos. Na dissertação é feita uma análise de diversos estudos realizados tendo-se constatado que a aplicação de laje de transição minimiza o problema do ressalto. Contudo, para que a laje de transição funcione adequadamente é necessário estudar a sua interacção com o solo. O estudo da interacção solo - laje envolve problemas de descontinuidades, originando dificuldades na obtenção de soluções analíticas. Para além das descontinuidades na interface, há também as dificuldades inerentes ao comportamento dos solos, tais como, heterogeneidade, anisotropia e não linearidade. Desta forma o projecto e concepção de obras de arte, deve se feito por profissionais especializados, formando equipas que incluam o maior número de técnicos e que abranjam as mais variadas áreas, para dar resposta a todos os problemas inerentes à sua concepção. Neste trabalho, são apresentados estudos, que mostram a problemática da zona de aproximação de uma obra de arte, bem como os elementos constituintes e as diversas tipologias. São realizados diversos estudos numéricos que permitem uma melhor compreensão dos problemas.

Índice Geral

i

Índice Geral

Índice de Figuras

v

Índice de Tabelas

vii

Capítulo 1

1

Capítulo 1. INTRODUÇÃO

1.1. A evolução da rede rodoviária

Nos últimos anos a rede rodoviária sofreu, na generalidade, uma enorme evolução,

quer ao nível da sua extensão, quer ao nível do volume de tráfego e das respectivas cargas.

Em Portugal esta evolução verificou-se duma forma mais notória com o Plano Rodoviário

Nacional 85 (DL 380/85) e com a adesão à CEE em 1985, e posteriormente com o Plano

Rodoviário Nacional 2000 (DL 222/98). Com a implementação destes planos verificou-se um

grande aumento de extensão da rede construída. A par desta evolução está também uma

melhoria considerável da sua qualidade e segurança. Tendo no entanto também aumentado a

preocupação dos condutores com as suas deficiências.

Por estarem habituados a melhores condições, tanto de conforto como de qualidade,

quando sujeitos a estradas em pior estado, os condutores sofrem uma maior sensação de

desconforto e insegurança.

Esta situação é recorrente na aproximação às obras de arte rodoviárias. Apesar de

haver maior cuidado na fase de projecto e na sua concepção, continuam a existir dois pontos

de descontinuidade. Estes pontos são a ligação entre o terrapleno e o encontro e entre este e o

tabuleiro da ponte.

1.2. Objectivo

Pretende-se com a realização desta dissertação estudar o comportamento do solo e a

sua interacção com a laje de transição, relacionando os parâmetros da laje, tais como o

comprimento e a espessura com a sua deformação, os seus momentos e os assentamentos do

solo de aterro. Os resultados deste estudo contribuirão para a elaboração de um esquema que

relacione todos aqueles parâmetros e que constituirá uma solução para cada caso.

1.3. Motivação

Os assentamentos frequentemente registados junto das pontes, viadutos e passagens

desniveladas, provocam o “ressalto” dos veículos, causando desconforto humano. Para além

do desconforto, estão também associados problemas de descontrole, insegurança e danos no

veículo.

Capítulo 1

3

Nos dois programas, são analisados vários casos, variando a geometria da laje, a

posição dos eixos de carga e os vários graus de compactação do solo de aterro junto ao

encontro. Comparam-se os resultados obtidos nos modelos realizados no programa e entre os

dois programas. Ainda neste capítulo, faz-se uma breve abordagem à questão da fendilhação.

O Capítulo 6 apresenta um resumo do trabalho, assim como conclusões relativas à

pesquisa efectuada e estudos realizados. São indicadas algumas questões para investigação

futura.