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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2018.tde-30102018-100423
Documento
Autor
Nome completo
José Venâncio Marra Oliveira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2018
Orientador
Banca examinadora
Larocca, Ana Paula Camargo (Presidente)
Souza, Eniuce Menezes de
Veronez, Mauricio Roberto
Título em português
Análise do comportamento dinâmico de ponte de concreto por meio de filtragem de sinais GPS
Palavras-chave em português
Chebyshev
CWT
FFT
GPS
Inspeção de pontes
Passa-Faixa
Ponte de concreto
Resumo em português
Esta pesquisa propôs uma contribuição aos procedimentos de inspeção de pontes por meio de um plano de monitoramento de curta duração do comportamento dinâmico do tabuleiro de pontes rodoviárias de concreto com a utilização de receptores GPS de 100 Hz associado à diversas técnicas de filtragem de sinais. O estudo foi conduzido em uma ponte em serviço localizada na rodovia Fernão Dias (BR-381). O procedimento de inspeção proposto baseou-se no uso de dois sinais de satélites GPS, por meio da aplicação do Método Residual de Fase (MRF), e da análise temporal dos resíduos da dupla diferença de fase a partir da Fast Fourier Transform (FFT), Continuous Wavelet Transform (CWT), Passa-Faixa Chebyshev do Tipo I. A descrição do comportamento dinâmico do tabuleiro do vão central da ponte se deu por meio da extração dos valores de frequência e amplitude das deflexões verticais a partir dos dados GPS filtrados (resíduos), em três períodos de amostragem de 1 minuto. Os valores de frequência variaram de 0,5 Hz a 8 Hz nos três períodos de amostragens e também nos filtros FFT, CWT e Passa-Faixa Chebyshev do Tipo I. Os valores de amplitude de deslocamento vertical máximo ficaram em torno de 6 mm. Estes valores coincidiram com os valores de frequência e amplitude de deslocamento vertical registrados pela instrumentação clássica com acelerômetros, transdutores de deslocamento vertical, modelagem por elementos finitos e prova de carga estática e dinâmica realizadas sobre tabuleiro do vão central da ponte instrumentado. Por fim, pode-se afirmar que os procedimentos propostos, além de poderem ser utilizados como uma etapa preliminar de inspeção de tabuleiro de pontes rígidas possibilitaram a detecção de deslocamentos dinâmicos verticais milimétricos e suas frequências de vibração.
Título em inglês
Analysis of the dynamic behavior of concrete bridges by GPS signals filtering
Palavras-chave em inglês
Band-Pass
Bridge inspection
Chebyshev
Concrete bridge
CWT
FFT
GPS
Resumo em inglês
This research proposed a contribution for bridge inspection procedures at of a short-term monitoring plan of the dynamic behavior of the concrete road bridge with the use of 100 Hz GPS receivers associated with various signal filtering techniques. The study was conducted in the service bridge located on the highway Fernão Dias (BR-381). The procedure inspection proposed was based on the use of two satellite GPS signals, by applying the Phase Residual Method (PRM), and the temporal analysis of the residuals of the double difference phase from the Fast Fourier Transform (FFT), Continuous Wavelet Transform (CWT), Type I Chebyshev Band-Pass. The dynamic behavior of the central span of the bridge was described by extracting the frequency and amplitude values of the vertical deflections from the filtered GPS data (residues), in three sampling periods of 1 minute. The frequency values found ranged from 0.5 Hz to 8 Hz in the three sampling periods as well as in the FFT, CWT and Chebyshev Type I Band-Pass filters. The maximum vertical displacement peak values were around 6 mm. These values coincided with the vertical displacement and amplitude values recorded by the classical instrumentation with accelerometers, vertical displacement transducers, finite element modeling and static and dynamic load test performed on the central span deck of the instrumented bridge. Finally, it could affirm that the procedures proposed, besides being able to be used as a preliminary step of inspection of the rigid bridge's deck enabled the detection of millimetric vertical dynamic displacements and their frequencies of vibration.
 
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Data de Publicação
2018-11-01
 
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