Modelação de pontes de vigas pré-fabricadas no CSiBridge

Com o software CSiBridge é possível gerar e editar modelos estruturais de pontes pré-fabricadas em I ou em U, de forma rápida e transparente. Numa primeira fase, com o Wizard desenhado a pensar neste tipo de estruturas, só terá de definir qual a secção pretendida para as vigas e qual o tipo de pré-esforço e seu andamento. O caso exemplificado neste artigo corresponde a uma ponte com vigas em I pré-fabricadas e pré-esforçadas, que serão colocadas in-situ simplesmente apoiadas e só depois será feita a betonagem da laje.

O fluxo de operações para gerar um modelo deste tipo será:

Modelação dos elementos estruturais

• Definir tipologia de ponte / secção transversal;
• Definir andamento do traçado de pré-esforço bem como as suas propriedades e interação com as vigas;
• Definir relevê;  
• Definir posição e características dos pilares e encontros bem como as suas ligações ao tabuleiro. Estes elementos poderão também ter uma propriedade geométrica denominada viés, que permite definir enviesamentos nas zonas de apoio das vigas;
• Definir a posição e características dos diafragmas;
• Definir juntas de dilatação.

Definição e introdução de cargas

• Definir cargas de superfície, pontuais e lineares de forma paramétrica e vinculadas à geometria da ponte;
• Definir veículos tipo, seja uma ponte pedonal, rodoviária, ferroviária ou rodoferroviária;
• Definir Lanes conforme regulamento. De salientar que uma Lane tem associadas características que permitem de forma automática determinar se se trata de uma Lane interior ou de extremidade bem como calcular as foças de arranque, frenagem e centrifuga;
• Definir variações de temperatura uniformes e diferenciais;
• Definir espectro de resposta para ações sísmicas;
• Definir faseamento construtivo (*).

Um caso típico neste tipo de estruturas seguiria a seguinte ordem:

Fase 1

Tarefa: Colocação das vigas pré-fabricadas

Ações: Peso próprio, pré-esforço e efeitos reológicos dos materiais

Secção resistente: Vigas pré-fabricadas

Sistema estrutural: Isostático

Fase 2

Tarefa: Betonagem sobre apoios

Ações: Peso próprio do betão fresco e efeitos reológicos dos materiais

Secção resistente: Vigas pré-fabricadas

Sistema estrutural: Isostático

Fase 3

Tarefa: Aplicação da pós-tensão

Ações: Pós-tensão e efeitos reológicos dos materiais

Secção resistente: Vigas pré-fabricadas e vigas + laje na zona de apoio

Sistema estrutural: Contínuo

Fase 4

Tarefa: Betonagem da restante laje

Ações: Peso próprio do betão fresco na restante laje e efeitos reológicos dos materiais

Secção resistente: Vigas pré-fabricadas e vigas + laje na zona de apoio

Sistema estrutural: Contínuo

Fase 5

Tarefa: Aplicação de cargas

Ações: Restantes cargas permanentes, sobrecargas e efeitos reológicos dos materiais

Secção resistente: Vigas + laje

Sistema estrutural: Contínuo

(*) - Neste processo são definidas as ordens de entrada das partes da estrutura e as cargas associadas, tendo em vista a sequência construtiva de uma ponte deste tipo, bem como sua evolução no tempo (retração, retração diferencial, fluência, relaxação, e todas as perdas imediatas devidas ao pré-esforço) através das definições dos materiais e geometrias das secções.

Verificação da capacidade resistente das secções

Por fim, procede-se à análise de resultados e verificações da capacidade resistente vs. capacidade necessária. Numa secção deste tipo, o pós-processador de dimensionamento permite verificar, por exemplo, as tensões nas fibras para critério de descompressão, os momentos resistentes e a resistência ao corte.