Dimensionamento de um nariz de lançamento para estrutura de ponte na autoestrada D35

O nariz de lançamento de aço foi dimensionado para um local de construção específico, tendo em consideração a possível utilização posterior em estruturas semelhantes. A estrutura foi concebida de tal forma que no futuro serão possíveis variações dimensionais (por exemplo, encurtar o nariz de lançamento removendo o componente do meio). O nariz de lançamento foi projetado para ser fixado à secção de betão utilizando barras de pré-esforço.

Solução de engenharia estrutural do nariz de lançamento

A estrutura da ponte atravessa a estrada I/35 e o curso de água Mikuleč formando um vão de até 62 m. Para garantir um processo de construção eficaz, foi necessário conceber um nariz de lançamento que permitisse a movimentação segura e controlada da estrutura de betão. O nariz de lançamento foi concebido como elemento desmontável, com comprimento ajustável às condições de construção específicas e para ser reutilizado em outros projetos.

A estrutura de apoio do nariz de lançamento é constituída por duas vigas principais, unidas por contraventamentos espaciais, o que garante rigidez suficiente a todo o sistema. A ancoragem do nariz à estrutura em caixão de betão foi resolvida através da utilização de barras de pré-esforço, cujo dimensionamento teve de considerar, não só as cargas estruturais, mas também os efeitos dinâmicos gerados durante a realização da extensão. A carga máxima por âncora foi de 1567 kN, o que obrigou a uma análise cuidadosa do comportamento do material e da interação entre os elementos de aço e betão.

Modelos de cálculo e a sua importância

Para o cálculo estrutural, foram criados vários modelos de análise, todos no programa de cálculo estrutural RFEM da Dlubal Software.

Para a análise básica da estrutura, foi criado um modelo espacial de barras. Todas as partes da estrutura (viga do nariz de lançamento, contraventamentos transversais e longitudinais) são constituídas por barras. A secção segmentada do nariz de lançamento foi criada no programa autónomo SHAPE-THIN 8 e tem em consideração todos os reforços longitudinais e a altura variável da viga. Os reforços estão unidos de forma rígida à viga. Ambas as vigas estão apoiadas em pontos (encastrados) no início do nariz de lançamento, na ligação à secção em caixão da ponte. Os esforços internos totais da viga são obtidos a partir do modelo.

Para uma análise mais detalhada da estrutura, foi criado um modelo espacial de vigas-parede. A viga-parede foi modelada com uma parede. As restantes partes da estrutura (banzos superiores e inferiores, reforços transversais e longitudinais da viga, reforços transversais e longitudinais) foram modeladas com barras.

Os reforços estão unidos de forma rígida à viga. Ambas as vigas estão apoiadas em pontos (encastrados) no início do nariz de lançamento, na ligação à secção em caixão da ponte. Todos os problemas de estabilidade foram resolvidos no modelo e foram realizados cálculos não lineares mais precisos.

Principais conclusões e benefícios do projeto

O cálculo numérico detalhado permitiu a otimização do nariz de lançamento e a possibilidade de a estrutura transferir com segurança todas as cargas durante o processo de extensão da estrutura. A análise de estabilidade demonstrou que as imperfeições iniciais nos banzos superiores e nas vigas-parede podem afetar significativamente a estabilidade global da estrutura, o que levou à otimização da forma e ao dimensionamento dos elementos individuais. Os cálculos geometricamente não lineares proporcionaram uma vista mais precisa do comportamento do nariz de lançamento durante a extensão, permitindo identificar os pontos críticos com maior risco de deformações locais.

Com a ajuda de modelos computacionais avançados, foi possível dimensionar uma solução estrutural que não só cumpre os requisitos de segurança e fiabilidade, como também contribui para a eficácia e economia da estrutura. Esta análise também mostra o papel importante que os softwares computacionais modernos desempenham no dimensionamento de estruturas complexas e na sua otimização para condições de construção realistas.