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Title: Aplicação do método dos elementos discretos no estudo da resposta cíclica de encontro de ponte semi-integral
Authors: Câmara, Railton Rawlyson Dantas
Advisor: Costa, Yuri Daniel Jatobá
Keywords: Método dos Elementos Discretos (MED);Ponte semi-integral;Empuxo de terra;Comportamento cíclico
Issue Date: 28-Dec-2021
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: CÂMARA, Railton Rawlyson Dantas. Aplicação do método dos elementos discretos no estudo da resposta cíclica de encontro de ponte semi-integral. 2021. 63f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.
Portuguese Abstract: As pontes integrais e semi-integrais são opções para substituir as pontes convencionais, que rotineiramente apresentam problemas associados às juntas de dilatação e aparelhos de apoio. Entretanto, os deslocamentos laterais cíclicos da superestrutura, induzidos por variações de temperatura, levam a uma complexa interação entre o aterro e o encontro de uma ponte integral ou semi-integral, o que demanda estudos aprofundados sobre o comportamento destas pontes. Nesta pesquisa, o Método dos Elementos Discretos (MED) foi utilizado na construção de um modelo computacional com o uso do software Rocky da ESSS, com o objetivo de investigar a resposta de um aterro granular aos deslocamentos cíclicos do encontro de uma ponte semiintegral localizada no Texas, EUA. Com o intuito de levar as tensões e deformações no modelo numérico proposto ao mesmo nível das tensões e deformações desenvolvidas no encontro da ponte investigada em campo, as simulações numéricas foram conduzidas com aceleração gravitacional igual a 3 g. A sequência cíclica de deslocamentos laterais impostos foi escolhida de modo a simular a conclusão da ponte no verão. A magnitude dos deslocamentos laterais prescritos, de ± 5 mm, foi selecionada para representar a resposta cíclica anual da ponte. Os resultados indicaram um aumento do coeficiente de empuxo lateral na face do encontro e dos recalques na superfície do aterro com os ciclos. Verificou-se uma boa concordância dos resultados obtidos no presente trabalho com resultados de simulações feitas com o Método dos Elementos Finitos (MEF) para a mesma ponte. Análises paramétricas com o MED foram realizadas para investigar a influência da amplitude do deslocamento lateral do encontro, da estação de conclusão da construção da ponte e do tipo de movimentação do encontro. Constatou-se que variações da amplitude do deslocamento lateral e do tipo de movimentação do encontro influenciaram consideravelmente os empuxos laterais na parede do encontro e os deslocamentos verticais no solo de aterro, enquanto que variações do período de conclusão de ponte tiveram pouca influência nos resultados.
Abstract: Integral and semi-integral bridges are alternatives for conventional bridges, which routinely present problems associated with expansion joints and bearings. However, the cyclic lateral displacements of the superstructure, induced by temperature variations, lead to a complex interaction between the backfill and the abutment of an integral or semi-integral bridge, which requires in-depth assessment of the behavior of these bridges. In this research, ISSS’s Rocky software was used to build a computational model based on the discrete element method (DEM) for investigating the response of a granular backfill to the cyclic displacements a semi-integral bridge abutment located in Texas, USA. In order to bring the stresses and strains in the numerical model to the same level of the stresses and strains developed in the bridge abutment in the field, the numerical simulations were carried out with a gravitational acceleration equal to 3 g. The cyclic sequence of imposed lateral displacements was chosen to simulate the completion of the bridge in the summer. A prescribed lateral displacement magnitude of ± 5 mm was selected to represent the annual cyclic response of the bridge. Results indicated an increase in the lateral earth pressure coefficient on the abutment’s face and an increase in settlements on the backfill surface with the cycles. A good agreement was found between the results obtained in the present work and results obtained from simulations performed for the same bridge using the finite element method (FEM). Parametric analyses with DEM were performed to investigate the influence of the abutment’s lateral displacement amplitude, the completion season of the bridge construction and the type of abutment movement. Variations of the lateral displacement amplitude and variations of the abutment movement type were found to play a significant influence on lateral earth pressures on the abutment wall and on vertical displacements of the backfill soil, while variations of the completion season of the bridge construction had little influence on the results.
URI: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46892
Appears in Collections:PPEC - Mestrado em Engenharia Civil

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