resumo: Esta pesquisa propõe analisar a distribuição de momentos fletores devido à carga móvel entre longarinas de pontes curvas de concreto armado que passaram por um processo de alargamento da superestrutura. Como principais conclusões foi constatado que a redistribuição de momentos é tanto mais significativa quanto mais elevada for a rigidez dos alargamentos. Ademais também foi observado que a redistribuição induzida pela variação da rigidez está condicionada à posição do carregamento móvel, porém, em geral, resultam na migração de esforços para os trechos mais rígidos, aliviando as longarinas originais. Constatou-se ainda que a variação da curvatura pouco altera a redistribuição de esforços induzida pelo aumento da rigidez no alargamento. Ademais, as divergências entre os resultados do MEF e do Método V-Load para os modelos com rigidez variável não divergiram significativamente daqueles obtidos nos modelos de rigidez constante. Por fim, os Fatores de Modificação (FM) mostraram-se mais sensíveis à variação do raio de curvatura do que à resistência do concreto nos alargamentos.

abstract: The study proposes to analyze the distribution of bending moment due to live load in curved bridges that have undergone a process of widening, considering the influence of concrete’s strength variation. The results show that the bending moment redistribution is more significant the higher the stiffness in the widenings. In addition, the redistribution induced by the variation of stiffness depends on the live load positioning but, generally, it results in the migration of bending moments to the stiffer regions, relieving the original girders. The curvature did not significantly alter the response induced by the stiffening of the widened segments. Also, the divergences found between the MEF and the V-load Method results for models with uniform and variable stiffness were similar. Finally, the Modification Factors (MF) proved to be more sensitive to the influence of curvature than to the concrete strength in the widenings.

resumo: o presente estudo foca na análise paramétrica comparativa de pontes curvas utilizando utilizando longarinas retas e curvas pré-moldadas. As análises foram baseadas na distribuição transversal de momento fletor para a longarinas, na variação da curvatura da ponte e na relação desses parâmetros com os resultados obtidos em uma ponte reta. Foram desenvolvidos FEM 3D models com restrições nas posições transversais da carga-móvel e com dois tipos diferentes de modelos de carga: HL-93 e NBR 7187. Os resultados da análise paramétrica foram determinados utilizando o Fator de Modificação (FM) e o Fator de Distribuição de Momento Fletor (FDMF), calculadas a partir da análise estrutural de cada modelo na posição longitudinal do meio do vão. No âmbito global, contatou-se um aumento do momento fletor total nos modelos de ponte curva em relação à reta. Nos exemplos estudados, quanto maior o raio de curvatura, maior foi o momento fletor máximo no meio do vão da ponte. O valor de FM varia linearmente. Para as longarinas externas o FM aumenta com o aumento do L/R, já para as internas, o FM diminui com o aumento do L/R. Além disso, foi comprovada a ocorrência de “Load Shift” diferente do comportamento de corpo rígido, tendo em vista a variação diferenciada de momento fletor para a longarina externa G1 em relação a sua adjacente G2. Constatou-se uma diferença considerável de comportamento estrutural entre as longarinas retas e curvas, tendo em vista que nas SG ocorreu uma diferença significativa de FDMF entre a longarina G1 e a G2 para todas as curvaturas, o que não ocorreu para as CG. Para L/R=0.6, observou-se uma diferença de 17.8% no FDMF entre as longarinas G1 e G2 retas, já nas longarinas curvas, a diferença foi de apenas 6.6%.

abstract: The present study focuses on comparative parametric analysis of curved precast concrete bridges using straight and curved I-girders. The live load bending moment distribution for girders was studied using the bridge curvature and its relationship with the results obtained for a straight bridge. FEM 3D models were developed with restrictions on the transverse live load positions and with two different load models types: HL-93 (AASHTO) and TB-450 (NBR 7188, 2013). The parametric analysis results were calculated using the Modification Factor (MF) and the Bending Moment Distribution Factor (BMDF), calculated from the structural analysis of each model at the midspan. Globally, an increase was found in the total bending moment for the curved bridge models in relation to the straight bridge. In the examples herein studied, the larger the bending radius, the larger the maximal bending moment in the bridge center. For the external girders, the MF increases with the increase of the L/R. For the internal ones, the MF decreases with the increase of the L/R. In addition, the occurrence of “Load Shift” was different from the rigid body behavior, for there was demonstrated a different bending moment variation between external girder (G1) in relation to its adjacent (G2). Therefore, the structural behavior of straight (SG) and curved girders (CG) was analyzed, revealing that, in the SG, a significant gap occurred in the BMDF between G1 and G2 girders for all curvatures. For L/R = 0.6, it caused a difference of 17.8% in the BMDF between the G1 and G2 girders, while on the curved girders, a difference of only 6.6% was found.

Resumo Manifestações patológicas atingem obras civis em ambientes agressivos distintos. Com isso, ações por inspeções técnicas e eventuais intervenções são necessárias através do uso de metodologias específicas, que minimizem subjetividades nesse processo e garantam soluções adequadas quanto à durabilidade. Este artigo aplica metodologias de inspeção em uma ponte situada no nordeste brasileiro. Para tanto, foram identificadas manifestações patológicas e escolhidos elementos a serem avaliados no cálculo de deterioração da metodologia GDE (grau de deterioração de estruturas) adaptada e análise técnica da norma DNIT. O grau de deterioração global da estrutura obtido pela metodologia GDE foi de 64,03, que qualifica em “nível de deterioração alto”, e a nota técnica atribuída pela norma DNIT foi igual a 3, sendo considerada uma estrutura como “potencialmente problemática”. A experiência e qualificação técnica nessas avaliações são fatores imperativos. Entretanto, na metodologia GDE adaptada, a subjetividade da inspeção ficou reduzida com a existência de formulações matemáticas nas quais os elementos foram avaliados através das presentes manifestações patológicas por fatores de ponderação. Dessa forma, foi possível quantificar e classificar o estado de conservação da estrutura, indicar a necessidade de intervenção e obter comparação entre metodologias de inspeções em pontes, na garantia do refinamento de resultados e de reprodução em outras pesquisas.

Abstract Pathological manifestations affect buildings in different aggressive environments. Thus, technical inspection actions and occasional interventions are necessary, using specific methodologies that can minimise subjectivity in this process and guarantee adequate solutions regarding durability. This research study applies inspection methodologies to a bridge located in northeastern Brazil. The researchers identified pathological manifestations and elements to be evaluated through the calculation of deterioration with an adapted version of the GDE method (assessment of the degree of structural deterioration), and also through a technical analysis of the DNIT standard. A “high” deterioration degree of 64.03 was obtained, as well as a technical grade of 3, characterising the structure as “potentially problematic”. Experience and technical qualification are crucial in these evaluations; however, the adapted GDE methodology has specificities that reduce subjectivity, enhancing the inspection process and setting the deadlines for eventual repairs. Hence, it was possible to quantify and classify the state of conservation of the structure, indicate the need for intervention and obtain comparisons between bridge inspection methods, ensuring the refinement of results and reproduction in other studies.

Abstract The thermal effects of problems involving deformable structures are essential to describe the behavior of materials in feasible terms. Verifying the transformation of mechanical energy into heat it is possible to predict the modifications of mechanical properties of materials due to its temperature changes. The current paper presents the numerical development of a finite element method suitable for nonlinear structures coupled with thermomechanical behavior; including impact problems. A simple and effective alternative formulation is presented, called FEM positional, to deal with the dynamic nonlinear systems. The developed numerical is based on the minimum potential energy written in terms of nodal positions instead of displacements. The effects of geometrical, material and thermal nonlinearities are considered. The thermodynamically consistent formulation is based on the laws of thermodynamics and the Helmholtz free-energy, used to describe the thermoelastic and the thermoplastic behaviors. The coupled thermomechanical model can result in secondary effects that cause redistributions of internal efforts, depending on the history of deformation and material properties. The numerical results of the proposed formulation are compared with examples found in the literature.