Análise estrutural de uma ponte ferroviária em alvenaria considerando novos critérios de robustez

Abstract

Nas últimas décadas tem existido um interesse crescente pelo conceito de robustez estrutural, nomeadamente perceber quão robusta pode ser uma estrutura que esteja a ser afetada pelo envelhecimento. Apesar do conceito de robustez estrutural ter sido estudado nos últimos anos essencialmente no âmbito de estruturas sujeitas a eventos extremos, este conceito pode ter bastante utilidade quando utilizado no contexto de eventos mais prováveis, como aqueles que resultam do envelhecimento estrutural. Uma análise detalhada do conceito de robustez estrutural é o principal objeto de estudo desta dissertação. As principais definições e medidas de robustez encontradas na literatura são apresentadas com o objetivo de perceber a razão pela qual tem sido difícil chegar a um conceito evidente da robustez. O caso de estudo passa pela análise do Viaduto Ferroviário de Coval, procedendo numa primeira fase à construção do modelo determinístico e numa segunda fase à avaliação probabilística do viaduto. No caso de estudo irá perceber-se que, por trás do cálculo da robustez estrutural, existe um inúmero conjunto de operações a ser realizadas, nomeadamente, análise de sensibilidade (estudo paramétrico), construção do modelo numérico usando o software de análise estrutural RING (análise determinística), análise do índice de fiabilidade que envolve diversos métodos estatísticos (análise probabilística) e, por fim, a realização do cálculo do índice de robustez que, na presente tese, será obtido pela metodologia desenvolvida por Cavaco (2013) e por Frangopol e Curley (1987).

There has been a growing interest regarding the concept of structural robustness in the past few decades, particularly in understanding how robust a structure can be when affected by structural ageing. Although, the concept of robustness has been studied in recent years, mainly in the context of structures subjected to extreme events, it can be quite useful when used in the context of more probable events such as those resulting from structural ageing. A detailed analysis of the concept of structural robustness is the main object of study of this thesis. The main definitions and measurements of robustness, found in the literature, are revised and presented in order to understand why it has been difficult to reach a clear concept for robustness. The case study involves the analysis of the Viaduct Coval Railway, proceeding in a first phase the construction of the deterministic model and a second phase to the probabilistic assessment of the viaduct. In the case study it will be shown that behind the structural robustness calculation there is a countless number of operations to be performed, in particular, sensitivity analysis (parametric study), the development of a numerical model, using the structural analysis software RING (deterministic analysis), the reliability analysis that involves various statistical methods (probabilistic analysis), and finally, the calculation of the robustness index that, for this thesis, will obtained by the methodology developed by Cavaco (2013) and Frangopol and Curley (1987).