Análise dinâmica de pontes pedonais de madeira

Abstract

Desenvolvida em ambiente de estágio num gabinete de projeto de uma empresa especializada em estruturas de madeiras, a Carmo Wood, a presente dissertação é justificada pela ausência na Parte 2 do Eurocódigo 5 de orientações específicas sobre a verificação aos estados limites de vibração de pontes pedonais. Assim, após uma pesquisa bibliográfica acerca deste tema, foi possível reunir um conjunto de conceitos básicos e de métodos cuja aplicação que permite garantir ao utilizador deste tipo de infraestrutura o nível de conforto adequado. Esta pesquisa e partilha de informação veio a revelar-se de grande utilidade e importância para o gabinete técnico de projetistas da Carmo Wood, constituindo uma mais valia para a própria empresa. Após o estudo e domínio das ferramentas informáticas (Autodesk Robot) necessárias para efetuar a verificação das vibrações causadas pelos peões, desenvolveu-se um modelo numérico de uma ponte pedonal de 50 m em arco, cujo concurso para construção foi ganho pela Carmo Wood, embora o projeto tenha sido desenvolvido por outra empresa. Com base no projeto de arquitetura desenvolveu-se o modelo 3D da estrutura em estudo e fez-se a sua análise e verificação como se se tratasse de um projeto de raiz. Este processo de desenvolvimento de um modelo estrutural permitiu consolidar conhecimentos, adquirir novos conhecimentos, tanto na área da dinâmica e das ações pedonais como das complexas ferramentas computacionais ao dispor dos profissionais de projeto, que não devem ser utilizadas por quem não conhece os métodos nelas implementados, e apreender novas técnicas.Uma vez concluída a verificação da estrutura relativamente aos restantes estados limites, procedeu-se à verificação dos estados limites de vibração através do método SÉTRA, cujo desenvolvimento foi motivado pelos casos de vibração lateral excessiva observados no início do milénio, em virtude das inovações ao nível do projeto então lvadas à prática.As pontes pedonais de madeira são estruturas muito flexíveis e, portanto, suscetíveis a vibrações de grande amplitude, algumas delas induzidas pelo próprio homem. A verificação dos estados limites de utilização no dimensionamento, tem assim de garantir que esta amplitude é limitada de modo a não comprometer o conforto proporcionado por estes equipamentos aos seus utilizadores. Esta dissertação cobre a modelação destas estruturas e a análise do seu comportamento dinâmico, com o auxílio de um programa informático e inclui um caso prático.

While this dissertation was developed and writtem, his author was working in the project department of the company Carmo Wood, specialized in wood structures. It is justified by the inexistence in Part 2 of Eurocode 5 of any procedure for the verification of the vibration limit states of pedestrian bridges. Thus, after a bibliographical research on the subject, it was possible to gather a set of concepts and methods for the analysis of this type of problem. This combination of roles and sharing of data allowed by this project proved to be of great use and importance not only to the author himself, but also within the technical staff of Madeira Carmo designers, making it more important and rewarding for the company.After the study and expertise of the informatics tools (Autodesk Robot) to be used on the analysis of vibrations caused by pedestrians, a numerical model of a pedestrian arch bridge of 50 m was developed, based on the project developed by another company. Based on the architecture project, the model of the structure under study was developed, and the analysis performed as if it was created from root.Once the design and verification of the structure with respect to the remaining limit states was completed, the vibration limit states were verified by applying the French SÉTRA method. The development of this method by SÉTRA was motivated by some accidents due to excessive lateral vibrations of bridges which occurred at the beginning of the millennium in different points of the world.Pedestrian wooden bridges are very flexible structures and, therefore, susceptible to large amplitude vibrations, some of them induced by the movement of the pedestrians. The verification of vibration limit states must ensure that the comfort of users is not put at risk. This dissertation covers the modelling of these structures and their analysis, particularly for the pedestrian dynamic action, with the aid of a computer software and based on a practical case.