Análise numérica da influência de transversinas em pontes

Abstract

O uso de transversinas em pontes vem cada vez mais sendo reduzido, tendo em vista economia e facilidade construtiva. Normalmente, esses elementos são concretados in loco, entre as longarinas pré-moldadas, necessitando a instalação de formas, o que ocasiona maior gasto de materiais e mão de obra. A funcionalidade dessas vigas secundárias ainda possui muitas divergências no meio profissional e acadêmico. Vários autores chegaram a conclusões distintas quanto ao desempenho da estrutura através da sua utilização, seja reduzir solicitações nas longarinas, diminuir esforços ou estar sujeita a uma menor deformação. Para alguns, a transversina funciona como enrijecedor transversal durante a vida útil da obra, para outros apenas possui finalidade de evitar possíveis torções nas longarinas na fase construtiva. O presente estudo tem como objetivo avaliar a influência das transversinas no comportamento estrutural da ponte, sendo verificada a deformação de forma qualitativa e os valores de esforços máximos na superestrutura mediante análise numérica, baseada no Método dos Elementos Finitos (MEF). Inicialmente foi feita uma análise mais simples, com o auxílio do software FTOOL, fundamental para validar as análises pelo MEF. Posteriormente foram elaborados dois modelos: um no programa SAP2000, onde a laje fica posicionada no centro de gravidade da longarina e o outro no CSiBridge, admitindo a excentricidade entre os componentes da superestrutura. A análise dos resultados mostrou que o uso das transversinas interfere na redistribuição dos esforços da ponte. Quando inserida no apoio teve pouca influência, mas quando posicionada no meio do vão ocorreu um comportamento semelhante a uma “gangorra”, onde aumentaram os esforços solicitantes nas vigas periféricas e diminuíram na longarina central, em decorrência da compatibilização dos deslocamentos entre as longarinas. Os resultados do modelo inicial apresentaram momentos nas longarinas a favor da segurança se comparados ao MEF, devido à ausência da mesa colaborante da laje, o que pode ser uma boa alternativa em termos de projeto. Já os valores do SAP2000 ficaram a desejar, pois a laje está posicionada no centro geométrico das longarinas e não no topo, fato esse que não ocorre no CSiBridge, o qual permite uma modelagem integrando todos os elementos nas mesmas posições que estão na planta de formas, mostrando-se a melhor alternativa em termos de modelagem e sugerida neste trabalho.The use of diaphragms in bridges is increasingly being reduced, in view of economy and constructive facility. Usually, these elements are concreted in loco, between the pre-molded girder, requiring the installation of forms, which causes higher spending of materials and labor. The functionality of these secondary beams still has many divergences in professional and academic environment. Several authors have reached distinct conclusions regarding the performance of the structure through its use, whether it is to reduce stresses on the girder, to reduce stresses or to be subject to less deformation. For some, it works as a transverse stiffener during the useful life of the work, for others it is only function to avoid possible twists in the girders in the constructive phase. The present study has as objective to evaluate the influence of the diaphragms in the structural behavior of the bridge, being verified the maximum efforts values and deformations in the superstructure by means of numerical analysis, based on the Finit Elements Method (MEF). Initially a simpler analysis was done, with the aid of the FTOOL software, fundamental to validate the analysis by MEF. Later two models were developed: one in the SAP2000 program, where the slab is positioned in the center of gravity of the girder and the other one in the CSiBridge, admitting the eccentricity between the components of the superstructure. The analysis of the results has shown that the use of diaphragms interferes on redistribution of the bridge’s effort. When inserted in the support had little influence, but when positioned in the middle of the span has occurred a behavior similar to a "seesaw", where the requested forces increased in the peripheral beams and decreased in the central girder, due to the compatibilization of the displacements between the girders. The results of the initial model presented moments in the girders in favor of the safety if compared to the MEF, due to the absence of the slab’s cooperating table, which can be a good alternative in terms of project. On the other hand, the values of the SAP2000 were desired, because the slab is positioned in the geometric center of the girders and not in the top, fact that doesn’t occur in the CSiBridge, which allows a modeling integrating all the elements in the same positions that are in the plant of forms, showing the best alternative in terms of modeling and suggested in this work.