Design of composite steel and concrete bridges

Abstract

O trabalho aqui apresentado visa dar uma compreensão didática do dimensionamento de pontes mistas de aço e betão, assim como avaliar a resposta estrutural sob condições de serviço de pontes mistas, quando sujeitas a diferentes processos construtivos. Tendo isto em consideração, é apresentada uma descrição teórica, seguindo-se um exemplo numérico e um estudo focado no comportamento em serviço de pontes mistas, quando sujeitas a diferentes processos construtivos. A descrição teórica estabelece uma breve exposição das formas e dos elementos estruturais de uma ponte mista, seguindo-se as principais formas construtivas e as principais vantagens associadas a este tipo de pontes, terminando com uma descrição das etapas de cálculo de acordo com as metodologias preconizadas pelos Eurocódigos, com o intuito de desenvolver um conhecimento teórico relacionado com o dimensionamento de pontes mistas de aço e betão. O exemplo numérico tem como objetivo aplicar o conhecimento adquirido, exemplificando as diferentes etapas de cálculo do dimensionamento de pontes mistas, dando especial ênfase às diferentes ações que atuam na ponte e a forma como estas são modeladas, assim como à verificação aos estados limite último e de serviço das seções transversais do tabuleiro misto. O estudo focado no comportamento ao serviço das pontes mistas de aço e betão tem como finalidade analisar e avaliar a resposta estrutural das pontes mistas sob condições de serviço, quando sujeitas a diferentes processos construtivos. Assim sendo, o estado de tensões e as deformações devidas a cargas de curta e longa duração, bem como os efeitos da fissuração do betão sobre as zonas de suportes são analisados. Esta análise estrutural é efetuada com o programa de análise e dimensionamento MIDAS/Civil 2015 (V2.2).

The work presented herein aims to give a didactical understanding related to the composite bridge designing according to the methodologies proposed by Eurocodes, as well as to evaluate the structural response under service conditions of composite bridges when considering different construction processes. Taking this into account, a theoretical description, followed by a numerical example, until a study focused on the serviceability behaviour of composite bridges when considering different construction processes are presented. The theoretical description establishes a brief description related to the structural forms and structural elements of a composite bridge, followed by the main constructive forms and the advantages of such type of bridges, until description of the steps calculation according to the methodologies performed by Eurocodes, in order to develop a theoretical knowledge related to the steel concrete composite bridge designing. The numerical example aims to apply the acquired knowledge, exemplifying the different calculation steps of a composite bridge designing, highlighting the various actions acting on the bridge, and how they are modelled, as well as the verification at ultimate and serviceability limit states of the deck cross sections. The study focused on the serviceability behaviour of composite bridges aims to analyse and evaluate the structural response under service conditions when considering different construction processes. Taking this into consideration, short and long term stresses, deflections, as well as the effect of concrete cracking above supports are analysed. This study is solved through the analysis Program MIDAS/Civil 2015 (V2.2).