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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-22022022-103233
Document
Auteur
Nom complet
Vinícius Moraes Spricigo
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2021
Directeur
Jury
Campello, Eduardo de Morais Barreto (Président)
Debs, Mounir Khalil El
Horowitz, Bernardo
Titre en portugais
Contribuições ao estudo da interação solo-estrutura em encontros de pontes.
Mots-clés en portugais
Curvas p-y
Encontros de pontes
Interação solo-estrutura
Pontes
Resumé en portugais
Encontros de pontes são estruturas de geometria variada, que dão suporte às superestruturas nas extremidades, ao mesmo tempo em que contêm os aterros de acesso. Incluem uma gama de concepções estruturais, sistematizados neste trabalho dentre 6 tipos principais. A revisão bibliográfica permitiu observar a prática construtiva de encontros no Brasil, em relação ao panorama internacional, os defeitos típicos, que geram problemas de desempenho dos quais pode-se destacar a formação de um desnível nas aproximações e a ocorrência de erosão hídrica junto às fundações e os critérios de projeto dessas estruturas, para investigar aspectos particularmente aplicáveis à análise da interação solo-estrutura (ISE) em encontros. Realiza-se então a revisão dos métodos e técnicas de modelagem que consideram essa interação, a fim de avaliar sua aplicação ao estudo de caso de um encontro leve sobre fundações profundas. Para representá-lo foi concebido um modelo tridimensional de elementos finitos com representação do solo por molas de Winkler não lineares (curvas p-y). Numa primeira análise, verificou-se que o encontro fica a maior parte do tempo sujeito a um estado de empuxo entre o ativo e o repouso, e que seus deslocamentos são toleráveis, segundo limites dados por requisitos funcionais. A partir da aplicação de forças longitudinais progressivas, observou-se que a flexibilidade do encontro não foi desprezível em relação à dos aparelhos de apoio, alterando em até 35% a rigidez total do conjunto. Noutro cenário, avaliaram-se os efeitos de grupo nas fundações profundas carregadas transversalmente, ao que foi possível observar acréscimo de 55,9% nos deslocamentos e até 44,8% nos esforços fletores das estacas, quando tais efeitos são considerados. Dentre as dificuldades da aplicação do método estão a consideração da não-linearidade física das estacas e a seleção de um modelo de curvas p-y adequado. Por fim, o encontro foi analisado a partir de um modelo 3D de meio contínuo, que validou resultados prévios, com destaque para os deslocamentos e efeitos de grupo, e permitiu observar as vantagens e desvantagens de cada método
Titre en anglais
Contributions to the study of soil-structure interaction in bridge abutments.
Mots-clés en anglais
Bridge abutments
Bridges
P-y curves
Soil-structure interaction
Resumé en anglais
Bridge abutments are structures of varied geometry, which support bridge decks at their ends, while containing the access embankments. They include a range of structural designs, systematized in this work among 6 main types. The literature review allowed the observation of the constructive practice in Brazil, in relation to the international panorama, the typical defects, which generate performance problems at the abutments of which the formation of a bump in bridge approaches and the occurrence of scour around the foundations can be highlighted and the design criteria for these structures, to investigate aspects particularly applicable to the analysis of soil-structure interaction (ISE) in abutments. A review of theoretical methods and modeling techniques that consider this interaction is then carried out, to assess its application to the case study of a stub abutment on deep foundations. To represent it, a three-dimensional finite element model was designed with representation of the soil by non-linear Winkler springs (p-y curves). In a first analysis, it was found that most of the time the abutment is subjected to an intermediate state between the active and at rest earth pressure, and that its horizontal displacements are tolerable, according to limits given by functional requirements. From the application of increasing longitudinal forces, it was observed that the flexibility of the abutment was not negligible in relation to that of the bearing devices, changing the total stiffness of the set by up to 35%. In another scenario, the group effects were evaluated in the laterally loaded deep foundations, and it was possible to observe an increase of 55.9% in displacements and up to 44.8% in the bending efforts of the piles, when such effects are considered. Some difficulties in applying the method are the consideration of the effect of physical nonlinearity of the pile and the selection of an adequate p-y curves model. Finally, the abutment was analyzed through a 3D continuum model, which validated previous results, with emphasis on displacements and group effects, and made it possible to observe the advantages and disadvantages of each method.
 
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Date de Publication
2022-02-24
 
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