Avaliação da Segurança Sísmica de um Conjunto de Pontes Portuguesas

Abstract

A entrada em vigor da nova regulamentação europeia de estruturas, no que se refere ao "Projecto de estruturas para resistência aos sismos", Eurocódigo 8 e o seu Anexo Nacional, introduz alterações em relação à regulamentação que tem sido utilizada para o dimensionamento sismico em Portugal, o Regulamento de Segurança e Acções para Estruturas de Edificios e Pontes.

Neste contexto o principal objectivo do trabalho passa pela avaliação das diferenças conceptuais relativas à caracterização da acção sismica, à introdução de novas metodologias de análise e pormenorização dos elementos estruturais. Envolve a análise sismica de um conjunto de pontes portuguesas de acordo com os dois regulamentos referidos e através da utilização de diferentes metodologias e procedimentos.

A dissertação inclui inicialmente um enquadramento regulamentar que serve de base para o estudo prático, sendo também abordadas as prescrições específicas sobre Parte 2 do EC8, relativas a pontes. São também abordadas as questões de modelação e comportamento do material.

No âmbito do estudo propriamente dito são inicialmente caracterizadas pontes, sendo também definida a acção sismica de projecto de acordo com os dois regulamentos (EC8 e RSA). A modelação estrutural das pontes foi feita através de um sistema estrutural simples, composto por elementos de barra, sendo considerado o comportamento não linear concentrado em rótulas plásticas. É atribuida particular atenção à configuração de armadura transversal e so confinamento das paredes delgadas que materializam as secções ocas dos pilares.

Finalmente, são apresentados e analisados os resultados de diferentes metodologias de análise, relativos ás pontes em estudo. O estudo prático inclui resultados de análises lineares e não lineares, sendo comentadas as diferenças que resultam da adopção de prescrições regulamentares distintas e a validade de métodos de análise sismica com diferentes niveis de complexidade. No âmbito da avaliação da segurança sísmica das pontes é ainda estudado o comportamento das estruturas no que diz respeito a capacidade resistente, exigência de ductilidade e dissipação de energia, para a acção sismica de projecto.

Alternate abstract:

The entry into force of the new european regulations of structures with regard to the "Design of structures for earthquake resistance", Eurocode 8 and its National Annex (Anexo Nacional) introduces changes to the regulation that has been used for seismic design in Portugal, the Regulamento de Segurança e Acções para Estruturas de Edificios e Pontes.

In this context, the main objective of this thesis is to evaluate the conceptual differences concerning the characterization of the seismic action, the introduction of new methods of analysis and detailing of structural elements. It involves the seismic analysis of a set of portuguese bridges according to the two regulations and through the use of different methodologies and procedures.

The dissertation includes initially the presentation of the regulatory guidelines that underpin the practical study and also include the specific requirements found in Part 2 of EC8, regarding bridges. The issues of modeling and material behavior are also addressed.

Within the study itself bridges are initially characterized, as well as the seismic design action according to the two regulations (EC8 and RSA). For the structural modeling of the bridges a simple structural system, composed of bar elements, was considered and the nonlinear behavior was assumed as concentrated in plastic hinges. Particular attention is given to the configuration of transverse reinforcement and the confinement of the thin walls that materialize the hollow sections.

Finally, results from different analysis procedures regarding the bridges under study are presented and analyzed. The case study includes results from linear and nonlinear analysis, and the differences resulting from the adoption of different regulatory prescriptions and the validity of methods of seismic analysis with different degrees of complexity are commented. The evaluation of the bridges' seismic safety is processed through the study of their behavior in what concerns load capacity, rotation capacity of plastic hinges and energy dissipation, for the seismic design actions.