As três dissertações de mestrado apresentam muitas semelhanças de conteúdo e nas conclusões. Apesar do relatório do LNEC ter sido publicado cerca de 30 anos antes dos outros trabalhos referidos, todos eles tiveram como objetivos comuns descrever os sistemas de carregamento em pontes rodoviárias de diversos regulamentos e relacionar os efeitos que esses modelos produzem em pontes com vão variável. As conclusões do relatório do LNEC já não são atuais, visto que os regulamentos considerados nesse estudo já não se encontram em vigor, impossibilitando uma comparação de resultados com os outros três trabalhos. Porém, é de sublinhar que a preocupação demonstrada acerca da necessidade de alterar determinados aspetos nos regulamentos foi tida em conta na elaboração do RSA (1983) e hoje em dia fazem parte na definição dos modelos de sobrecargas do EC1. É de salientar que se concluiu que os sistemas de cargas concentradas têm mais influência nos esforços de pontes com tabuleiros mais largos e de vãos menores, enquanto que os sistemas de cargas distribuídas tornam-se condicionantes em pontes de vãos maiores e tabuleiros mais largos.
O estudo realizado por João Freitas (FEUP) abrangeu várias problemáticas interessantes, nomeadamente o estudo estatístico do tráfego português e a consequente modelação da sobrecarga representativa dos troços analisados. Os resultados permitiram concluir que o EC1 é sempre mais gravoso que o RSA. Contudo, a comparação entre os regulamentos foi realizada apenas para o caso de um tabuleiro bi- -apoiado, de largura constante e com vão variável entre 3,00 m e 60,00 m. Este tipo de estruturas são comuns para uma gama de vãos até 40,00 m, sendo improvável construir-se uma ponte bi-apoiada com vão superior. Uma vez que os resultados obtidos neste trabalho não abrangem a maioria das estruturas de pontes construídas atualmente, não se garante que as conclusões obtidas se verifiquem noutros casos. A dissertação de Manuel Alves (ISEL) dispõe de muita informação sobre a caracterização do tráfego rodoviário e sobre a abordagem que diferentes regulamentos fazem sobre essas características. Compara cinco regulamentos diferentes, mais especificamente os modelos de sobrecarga rodoviária que cada norma define. No que se refere ao estudo comparativo entre o RSA e o EC1, mais uma vez é concluído que a norma europeia induz efeitos mais gravosos que a norma portuguesa. Contudo, tal como no trabalho de João Freitas, esta conclusão refere-se aos esforços obtidos numa ponte bi-apoiada com vão variável entre 20,00 m e os 50,00 m. Apesar de se ter estudado adicionalmente a influência da largura do tabuleiro nos esforços, não foram estudados os efeitos de torção.
O estudo comparativo de João Robalo (IST) considerou mais situações. Para além da análise transversal de tabuleiros com duas vigas, foi realizada uma análise longitudinal onde varia o número de vãos e a largura do tabuleiro. Este último aspeto permitiu estudar os efeitos causados pelos modelos de sobrecarga do RSA e do EC1 nos momentos fletores negativos. Mais uma vez foi comprovado que o regulamento europeu é mais gravoso que o português.
Referidas estas conclusões, confirma-se que o EC1 é sempre condicionante face ao RSA. No entanto, alguns dos estudos foram realizados para tabuleiros simplesmente apoiados de secção constante, o que leva a que as suas conclusões se cinjam a um número restrito de situações, não sendo por isso possível extrapolar todas elas para o contexto real. Apesar da dissertação de João Robalo conter casos de estudo com um número diferente de vãos, apenas foram estudadas pontes constituídas por duas vigas ou duas nervuras. Assim, afigura-se útil proceder a um estudo mais abrangente, com diferentes tipos de secções de tabuleiros e dimensões de vãos, por forma a complementar os estudos realizados.
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Capítulo 4
Escolha dos casos de estudo
4.1 Considerações gerais
Escolheu-se um conjunto de casos de estudo para determinar os efeitos estruturais causados pelos modelos de sobrecargas rodoviárias dos cinco regulamentos descritos no segundo capítulo e proceder a uma comparação desses mesmos efeitos.
Os casos de estudo foram escolhidos tendo em consideração a experiência da engenharia de pontes portuguesa. São considerados tabuleiros de médio vão, de secção com nervura única, e tabuleiros de grande vão, com secção em caixão. A escolha deste tipo de secções deveu-se ao objetivo, previamente definido, de comparar esforços de flexão, transversos e de torção.
A análise estrutural dos diferentes casos de estudo será feita com recurso a um programa tridimensional de elementos finitos. Para a análise na direção longitudinal foram consideradas discretizações com elementos de barra, para a determinação dos valores máximos dos momentos fletores (positivo e negativo), do esforço transverso e do momento torsor. A análise na direção transversal, com vista à obtenção dos momentos fletores condicionantes na laje de plataforma, foi realizada apenas para dois casos de estudo, correspondentes a tabuleiros com secções em caixão com larguras muito diferentes, usando uma discretização dessas estruturas com elementos finitos de casca.
Os modelos de cálculo foram desenvolvidos com recurso ao programa de elementos finitos SAP2000® (análise elástica linear). Os modelos utilizados na análise longitudinal são constituídos apenas por elementos de barra (frames), definidos pelas propriedades das secções do tabuleiro. Este tipo de modelo é adequado, para uma análise longitudinal, porque os tabuleiros das obras têm secções de nervura única ou em caixão unicelular. Os sistemas de sobrecarga, que são tridimensionais, foram reduzidos a carregamentos de peças lineares, forças concentradas ou cargas distribuídas.
Nos casos de estudo 3 e 6 foram elaborados adicionalmente modelos de elementos finitos para determinar os efeitos transversais. Esses modelos são constituídos por elementos de casca (shell) por forma a determinar os momentos fletores máximos nas secções de apoio nas almas e de meio vão da laje intermédia. Estes modelos serão apresentados no sexto capítulo.
Em suma, é objetivo do atual capítulo apresentar os tabuleiros das obras de cada caso de estudo e os modelos de cálculo utilizados na análise longitudinal.
Consideraram-se características de rigidez das obras correspondentes à utilização, em todas elas, de betão da classe C30/37.
CAPÍTULO 4 – ESCOLHA DOS CASOS DE ESTUDO