Organização da dissertação

Esta dissertação é composta por seis capítulos. O primeiro capítulo consiste na análise dos tipos de quebra-mares existentes assim como dos seus principais constituintes. No segundo capítulo aborda-se a superestrutura de um quebra-mar de talude, no qual se analisam as funções e tipos de superestrutura, os seus parâmetros geométricos, a sua estabilidade e as pressões a que estão sujeitas.

No terceiro capítulo analisam-se os tipos de ondas existentes bem como os critérios de rebentação. Analisa-se ainda o espraiamento, o regime de pressão e a distribuição de pressões devido às ondas na superestrutura.

O quarto capítulo é dedicado às formulações de cálculo das forças na superestrutura e apresentam-se as formulações de Jensen, 1984 e Bradbury et al., 1988, Pedersen, 1996, Günbak e Gökce, 1984 e Martín et al., 1999. Neste capítulo apresenta-se ainda um enquadramento sintético destas formulações, incluindo os pressupostos admitidos pelos seus autores. No final do capítulo referem-se os coeficientes de segurança ao deslizamento e ao derrubamento. Com base na informação compilada neste capítulo, desenvolveu-se uma ferramenta de fácil utilização, em excel, de apoio ao cálculo de forças em superestruturas.

O quinto capítulo desta dissertação é dedicado à análise paramétrica das formulações com o objectivo de analisar a influência dos parâmetros envolvidos em cada uma destas formulações nos

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resultados de pressões/forças na superestrutura. Esta análise foi feita com base na ferramenta de apoio ao cálculo de forças em superestruturas desenvolvida no capítulo 4.

No sexto capítulo aplicam-se, utilizando a ferramenta desenvolvida nesta dissertação, as formulações apresentadas no Capítulo 4 a dois casos de estudo: a superestrutura do quebra-mar de talude de Gijón (situado no Norte de Espanha) e do quebra-mar de talude de Amboim (situado em Angola), sendo que neste último os resultados de pressão na face vertical e na base da superestrutura obtidos pelas formulações de Pedersen, 1996, Günbak e Gökce, 1984 e Martín et al., 1999 são comparados com resultados obtidos em ensaios em modelo físico.

Por fim, no capítulo sete apresentam-se as conclusões e sugerem-se trabalhos futuros sobre o tema desta dissertação.

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2. A SUPERESTRUTURA

Antes de proceder à análise da agitação, que é a principal responsável pela indução de esforços em superestruturas, considera-se necessária, neste capítulo, efectuar uma análise sobre a função e o tipo de superestruturas, sobre os seus parâmetros geométricos e a sua estabilidade, assim como apresentar a configuração de forças que actuam em superestruturas.

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Função e tipo de superestruturas

Embora a função principal da superestrutura seja reduzir o galgamento, existem ainda outras razões que justificam o uso de superestruturas em quebra-mares de talude, como por exemplo:

 Reduzir a cota de coroamento de quebra-mar e, por conseguinte, o volume dos materiais utilizados, o que permite reduzir os custos de construção e o impacto ambiental.

 Evitar a erosão da zona de coroamento de quebra-mar do lado de sotamar, ao reduzir o galgamento.

 Facilitar alguns processos construtivos.

 Permitir o acesso pedonal e dos veículos, facilitando os trabalhos de reparação e o transporte de equipamentos de instalação, tais como condutas, instalações sanitárias, electricidade, etc. As superestruturas podem ser classificadas de acordo com a localização da sua base, dividindo-se em superestruturas cuja base se localiza relativamente próxima do nível de repouso (NR), Figura 2.1a), e superestruturas cuja base se localiza próxima do coroamento do núcleo, Figura 2.1b).

Figura 2.1: Classificação das superestruturas: a) base próxima de NR. b) Base próxima do topo do núcleo [adaptado de Martín et al., 1999b].

NR a) Núcleo Manto principal _NR Núcleo Manto secundário interior Manto principal interior NR hw 1.5 1 b)

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A superestrutura representada na Figura 2.1a) localiza-se em quebra-mares com cota de coroamento relativamente baixa, em que as forças provocadas pela onda têm intensidade elevada (wave screen), enquanto a superestrutura da Figura 2.1b) localiza-se em quebra-mares com cota de coroamento relativamente elevada, em que as forças provocadas pela onda têm intensidade baixa (crown wall) [Günbak e Gökce, 1984].

A superestrutura pode ser definida como um bloco de betão ou de alvenaria, em geral maciço, de coroamento de um quebra-mar misto, destinado a facilitar o acesso e, no caso de quebra-mares de estrutura mista ou quebra-mares de talude, a reduzir o galgamento. A superestrutura destinada a reduzir o galgamento chama-se de muro-cortina, podendo a sua superfície anterior funcionar como um deflector do jacto de galgamento, ver Figura 2.2 [LNEC, 1984].

Figura 2.2: Definição de superestrutura e designação de uma parte constituinte.

2.2

Parâmetros geométricos da superestrutura

Com vista a obter um bom desempenho de uma superestrutura face às diferentes condições de agitação, é necessário conhecer:

 O valor de espraiamento, que define a cota de coroamento da superestrutura.

 Os custos e os processos construtivos que determinam o nível da fundação da superestrutura.  A sua estabilidade, através do cálculo da intensidade das forças que actuam na superestrutura

e da sua resultante para cada um dos seus modos de falha principais, que permite obter a largura, o peso e a secção transversal da superestrutura.

Quando a berma do manto principal estiver a uma cota muito baixa, a superestrutura terá que resistir à maioria das acções da agitação, incluindo as relativas às ondas que rebentam na própria superestrutura. Este tipo de estrutura é designado por quebra-mar misto, tal como se referiu anteriormente. Por outro lado, se a berma tiver uma cota superior à do máximo nível de espraiamento, a geometria da superestrutura não é influenciada pelas acções das ondas e as suas dimensões

Muro-cortina com deflector