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FIG 2 – SISTEMA DE MONITORIZAÇÃO WIRELESS DO REFORÇO - EXTRAÍDO DE [5]
reforço por terem uma elevada taxa de
resistência x peso, elevada resistência
à corrosão e excelente performance à
fadiga. O recurso da protensão permi-
te utilizar maior capacidade resistente
do material, o que resulta no aumento
das tensões de escoamento e capacida-
de resistente dos elementos estruturais
reforçados.
Este estudo de caso apresenta um mé-
todo inovador de reforço com laminados
CFRP, que dispensa a preparação da su-
perfície, diminuindo o tempo de aplica-
ção do sistema em obra.
A ponte foi construída em ferro for-
jado (“batido”). De acordo com a do-
cumentação disponível, o módulo de
Young, tensão de escoamento e ten-
são última são 200 GPa, 220 MPa e 320
MPa, respectivamente. Os laminados
de carbono são do tipo S&P C-Lamina-
te 150/2000 50/1.2 (50 mm de largura
e 1,2 mm de espessura) com E=167,2
GPa e resistência à tração de 2710 MPa.
Para medir a extensão dos laminados
foram colados vários extensômetros –
um extensômetro na zona central de
cada laminado tipo 6/120 LY16, com
fator k=2,06±1 e resistência elétrica de
120W±0,35%. Para medir a extensão
das vigas metálicas foram colocados ex-
tensômetros magnéticos
=0,544 na
alma inferior das vigas do tipo FGMH-1
(CBF-6), k=2,02±2 e resistência elétrica
de 120W±0,5% [5].
Foi também instalada uma rede de
sensores wireless, que agrega os vários
equipamentos de medição menciona-
dos, bem como medidores de tempera-
tura ambiente e umidade relativa. A rede
de sensores wireless, que inclui senso-
res de 8 canais e nós das estações base,
foi fornecida pela Decentlab GmbH [5]
– ver Fig 2.
Previamente à aplicação do sistema
protendido não aderente na estrutura
da ponte, foram realizados ensaios la-
boratoriais com diversos tipos de carre-
gamento, de forma a estudar o compor-
tamento estático e sob fadiga das vigas
metálicas [3]. Os ensaios foram realiza-
dos de tal forma que o método analíti-
co desenvolvido fosse ensaiado experi-
mentalmente. Foram ensaiados um total
de seis vigas metálicas em duas etapas:
uma fase inicial de quatro vigas, e duas
adicionais em fase posterior. Todas as
vigas foram ensaiadas com um sistema
simétrico de quatro pontos de flexão e
um vão de 5m. Em cada uma das vigas,
foram abertos dois pequenos orifícios
no meio do vão do banzo inferior, para
criar zona de concentração de tensões
e consequente abertura de fissuras por
fadiga, bem como simular o efeito das
aberturas dos rebites das vigas.
A viga de controle (não reforçada) foi
ensaiada para uma carga cíclica de fadi-
ga F entre 2,5 e 68 kN, tendo sido detec-
tada uma fissura no ciclo N= 600 000 e
o ensaio paralisado. As outras três vigas
reforçadas foram ensaiadas com níveis
de protensão de 30% (N=2 000 000 de
ciclos para carga similar à viga de con-
trole), 22% (N= 4.000.000 sem abertu-
ra de fissuras) e 14% respectivamente
(N=1 200.000 com abertura de fissura).
Constatou-se correspondência de resul-
tados entre os ensaios experimentais e
a formulação analítica. Por questões de
dispersão de resultados, foram ainda
ensaiadas mais duas vigas, com procedi-
mento idêntico ao descrito. Maior deta-
lhe sobre o plano de ensaios realizados
poderá ser consultado em [3].
No que se refere à estrutura da pon-
te metálica, as tensões na alma inferior
das vigas foram determinadas por mo-
delo em elementos finitos, consideran-
do as cargas permanentes e a sobre-
carga do trem de carga D4 (ver Fig. 3),
de acordo com as imposições do código
Suíço SIA.
O método analítico desenvolvido tem
como base o princípio de Constant Life
Diagram (CLD) e os critérios de fadiga de
Goodman e Johnson modificado. Estes
critérios incorporam a variação de ten-
sões, o nível médio de tensões e as pro-
priedades do material – Fig. 4. Com base
nestes critérios foram determinados os
níveis de protensão mínimos para pre-
venir o início do aparecimento de fissu-
ras por fadiga.
FIG. 3 – MODELO DE CARGA DE TREM DE PASSAGEIROS S3 (A) E DE TREM DE CARGA D4 (B) – EXTRAÍDO DE [5]
(B)
(A)
