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Texto integral - Repositório Aberto da Universidade do Porto

1. def j
2. PALAVRAS CHAVE cimbres autolan veis processo construtivo pr esfor o org nico sistemas de controlo controlo est tico controlo de deforma es capacidade de carga KEY WORDS launching gantries construction methods organic prestressing control systems static control deflection control load capacity MOTS CL poutre de lancement m thode de construction pr contrainte organique syst mes de contr le contr le statique contr le de d formation capacit de charge AB SCHL SSELW RTER selbstschleudernder Ger st aufbauender Prozed organische Vorspannung Kontrollsysteme Statische Kontrolle Kontrolle von Unbildungen Belastungf higkeit AGRADECIMENTOS Ao apresentar este trabalho n o posso deixar de expressar a minha sincera gratid o a todos aqueles que contribu ram para a realiza o dest
3. 33 2 4 1 CRIT RIOS DE DIMENSIONAMENTO 33 33 2 4 1 2 Estado limite ltimo 36 2 4 1 3 Estado limite de servi o 37 DA A LIGA ES ae a E 38 2 4 1 5 Cilindros hidr ulicos 39 2 4 1 6 Dados para o projectista de estruturas 40 Capitulo 2 Cimbres autolan veis 2 5 REUTILIZA O DE CIMBRES 41 2 5 J SOLU ES CORRENTES 41 43 2 5 2 REFOR O DE CIMBRES POR APLICA O DE PR ESFOR O ORG NICO 1 Capitulo 2 Cimbres autolan veis CAP TULO CIMBRES AUTOPORTANTES E AUTOLAN VEIS 2 1 Generalidades Desde a antiguidade o Homem projecta e constr i obras de arte que favorecem a sua mobilidade no atravessamento de vales ou cursos de gua de maior ou menor dimens o A pedra era o material utilizado por excel ncia na constru o de pontes ou aquedutos em arco aproveitando a sua boa caracter s
4. Figura 40 Led s existentes na consola do Sistema de Controlo Na Figura IV 41 apresenta se o diagrama de fluxo referente escolha de um dos modos No caso da escolha de um dos modos autom ticos o diagrama segue para a an lise de medidas apresentada na Figura 38 HA exist ncia de uma palavra chave aumenta o n vel de seguran a garantindo que s um utilizador autorizado credenciado pode aceder ao sistema 34 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Medidas relativas O Modo Posicionamento Manual Cont nuo Manual Pulsado rga I Aquisi o de Medidas Frequ ncia 50Hz Dura o ciclo de an lise 85 AN LISE DE MEDIDAS Figura IV 41 Diagrama de fluxo referente selec o de um modo 4 3 7 1 Modos manuais do sistema de controlo Os modos manuais permitem ao utilizador comandar o actuador sem controlo autom tico S o particularmente teis quando se pretende manipular o actuador tanto para ajuste de posi o p s posicionamento como para situa es de emerg ncia ou manuten o Existem dois modos manuais cont nuo e pulsado Atrav s dos interruptores de controlo Figura IV 42 o utilizador pode comandar o sistema da forma que pretender Interruptores UBIR de controlo para modos manuais
5. Figura IV 31 Representa o esquem tica da localiza o dos extens metros numa cantoneira e na sec o de controlo Em cada sec o foram colocados 4 extens metros localizados nas faces inferior e superior das cantoneiras Figura IV 31 correspondendo sensoriza o do banzo traccionado comprimido ou esfor o de corte Na sec o de controlo foram colocados 8 2x4 extens metros nas cantoneiras que constituem ambos os banzos Figura IV 32 Extens metros soldagem dos fios de liga o ao terminal execu o e aspecto p s opera o protec o a ac es mec nicas O modelo experimental tem uma estrutura em viga caix o de almas treli adas com ac es exteriores aplicadas directamente sobre os n s Assim sendo as barras cantoneiras constituintes do modelo t m apenas esfor os axiais ou seja valores de extens o com o mesmo sinal Por essa raz o n o foi poss vel efectuar a liga o dos extens metros em Ponte de Wheatstone da qual se obt m resultados mais precisos devido maior sensibilidade da mesma Optou se ent o por realizar as liga es em 1 4 7 Como as liga es entre os elementos s o soldadas existem esfor os de flex o parasitas nas barras os quais s o no entanto desprez veis ponte de Wheatstone constitui sem d vida o processo mais comum de medi o de um extens metro estando implementada na generalidade dos equipamentos de aquisi
6. N N 30 bar AN 1 E 24V VVA ss Figura IV 45 Funcionamento em Modo de Carga OLIVEIRA 2003 IV 38 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido O sistema volta a actuar quando o desvio negativo definido for novamente ultrapassado pela m dia aritm tica das leituras efectuadas dentro de um ciclo 4 3 7 2 2 Modo autom tico de descarga O modo autom tico de descarga foi concebido para controlar a contra flecha introduzida no cimbre pelo OPS na altura da p s tens o dos cabos da ponte viaduto Pretende se assim que o cimbre n o acompanhe o movimento ascendente do tabuleiro de bet o armado induzido pela aplica o do pr esfor o M dia aritm tica lt desvio negativo Aviso Sim Sindiza o na consda N o x I I M dia aritm tica gt desvio positivo Correo o de posi o Sim Recuo do actuador N o Figura 46 Funcionamento em Modo de Descarga OLIVEIRA 2003 Tal como o modo de carga tamb m este modo tem um limite bem definido desvio positivo Quando o algoritmo de controlo detecta que o valor da m dia aritm tica superior a esse desvio o solen ide S2 actuado de forma a movimentar a v lvula para a posi o que permite a sa da de leo da c mara principal do cilindro e consequentemente o respectivo al vio da tens o nos cabos IV
7. B 101 24 35 35 24 118 UNP100 chapa 200x200x105 i 10 120 L30x3 1 N chapa 140 Pormenor 20x3 j L20x3 PORMENOR DE ANCORAGEM Pe a Auxiliar Fixa o por encaixe Pe a a soldar 4 aos perfis 1 R 9 UNP100 Extrus o UNP100 1201 Figura 15 Extremidade passiva A extremidade passiva semelhante a um ponto fixo de ancoragem dum elemento p s tensionado O cilindro hidr ulico encontra se localizado entre uma placa de reac o soldada no topo do cimbre e uma pe a met lica preparada para receber a cabe a do cilindro e sad as extrus es dos cabos Dispositivo de amarra o ancoragem dos monocord es IV 16 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico Cimbre em Modelo Reduzido CAEP 30x3 Yz Ji CAEP 30x3 I 120x10 CAEP 20x3 Figura IV 16 Extremidade activa betonagem simulada atrav s do carregamento com do simulador de carga para de uma forma simples executar se os ciclos de carga e descarga do cimbre O simulador de carga cofragem 101 concebido de forma a permitir simular as diferen as de viscosidade e fluidez entre gua e o bet o Para tal em vez de uma cofragem nica onde a gua poder se ia movimentar livremente desenvolveu se um simulador de
8. Figura 42 Localiza o dos interruptores de controlo manual na consola IV 35 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido 4 3 7 1 1 Modo manual cont nuo Seleccionado o modo manual cont nuo o utilizador controla directamente o funcionamento da central hidr ulica e dos elementos que a constituem v lvula direccional v lvula de reten o motor el ctrico Figura IV 36 Seleccionado o modo poss vel variar o curso do cilindro hidr ulico de forma cont nua enquanto um dos interruptores subir ou descer for pressionado A subida do cimbre avan o do actuador deve se comuta o da v lvula direccional para a posi o 51 A descida recuo ocorre quando a v lvula direccional comuta para a posi o S2 e a v lvula de reten o para S3 A utiliza o deste modo deve ser alvo dum atento acompanhamento da opera o avan o ou recuo do embolo do cilindro em curso No decurso dos ensaios experimentais deu se um acidente decorrente da utiliza o deste modo devido ao seu funcionamento estar inicialmente definido como cont nuo ap s o accionamento dos interruptores subir ou descer e apenas interrompido pela interven o do utilizador accionar o interruptor parar Encontrando se o utilizador concentrado na visualiza o gr fica em tempo real das medi es efectuadas pelos sensores o cilindro atingiu o limite do seu curso introduzi
9. RPE POOL sika ese Figura 24 Cronologia das actividades dum CA superior 1 Fecho das cofragens coloca o da armadura e betonagem 2 Para as resist ncias m nimas regulamentares do bet o aplicado o pr esfor o e procede se abertura de cofragens 3 Avan o do cimbre e transporte do apoio a colocar sobre o pilar 4 Coloca o do cimbre na posi o de betonagem reinicia o de um novo ciclo com a 1 fase 1 23 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Tabuleiro Escoramento Cofragem Nario executado da cofragem Nariz traseiro 4 k es APATIA dianteiro 1 5777 Z A 4 Consola S Caix o i met lica met lico Pilar do viaduto 29 4 Figura 25 Cronologia das actividades dum CA inferior 1 Fecho das cofragens coloca o da armadura e betonagem 2 Para as resist ncias m nimas regulamentares do bet o aplicado pr esfor o e procede se abertura de cofragens 3 Avan o do cimbre para o tramo seguinte 4 Coloca o do cimbre na posi o de betonagem e reinicia o com a 1 fase 2 2 6 Sistemas de travamento A necessidade do CA se movimentar ao longo do tabuleiro exige que durante tal opera o existam graus de liberdade das reac es horizontais a serem controladamente libertos e uma grande varia o das reac es verticais em cada apoio De forma a garantir a segu
10. O que resulta num factor de rigidez m dio dos cabos de 27300 kN Para avalia o do factor de rigidez E p dos cabos realizaram se dois ensaios de carga Ensaios 8 e 9 nos quais se mediram deforma es a meio v o Em ambos os ensaios a viga foi posicionada ver 4 3 7 2 0 785 Ensaio 8 4 i SY Ensaio 9 Figura IV 59 Esquema de carregamento para os ensaios 8 e 9 16 Fabricante dos cabos de pr esfor o aplicados TESIT PRECOMPRESSIONE SRL It lia 50 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Para estimar experimentalmente factor de rigidez E atrav s dos ensaios 8 e 9 foi necess rio conhecer o comportamento do conjunto quando terminado o posicionamento da viga Assim sendo realizou se um ensaio pr vio ensaio 7 para analisar o comportamento linear ou n o linear do conjunto viga cabos Esta an lise permitiu conhecer o tipo de comportamento do conjunto estrutura cabo para uma dada ac o de controlo introduzida a v o 30 25 Movimento do cilindro mr 0 5 10 18 20 25 30 35 Contra Flecha 1 2 v o mm Figura IV 60 Rela o deslocamento do cilindro deslocamento a 2 v o do cimbre durante o posicionamento Iniciado o esticamento dos cabos existe uma primeira fase de comportamento n o linear que corresponde ao ajuste
11. Iv 31 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido No v o bi apoiado optou se por considerar duas selas de momentos positivos 10 do que a ac o de controlo tenha um efeito contr rio mais semelhante carregamento uniformemente distribu do tendo se verificado numericamente a sua efici ncia Como j foi referido a sec o de controlo constitu da por banzos de reas desiguais o que para al m de aumentar a excentricidade do cabo em rela o ao centro de gravidade da sec o possibilita ainda um aumento da for a m xima de pr esfor o condicionado pela sua componente axial 4 3 6 Algoritmo de controlo do sistema OPS O algoritmo de controlo utilizado na aplica o experimental foi concebido seguindo a estrat gia de controlo de deforma es ver 3 3 1 Ap s a avalia o da tecnologia dispon vel concluiu se ser esta uma estrat gia tecnicamente implement vel garantindo elevados ndices de fiabilidade Apresenta se na Figura 38 o diagrama de fluxo do algoritmo de controlo qual est dividido em duas partes a de controlo de posi o e a de an lise de oscila o O controlo de posi o a parte do diagrama referente ac o de controlo exercida pelo OPS A an lise de oscila o foi introduzida no sistema de forma a incrementar o n vel de seguran a ver 4 3 7 3 10 Embora
12. hardware e software hoje permitido fazer in meras experi ncias simula es e verifica es num curto espa o de tempo Ao longo deste trabalho cient fico utilizaram se essencialmente os programas Robot Millenium e Excel O programa de c lculo estrutural permite desenhar um modelo t o real quanto o utilizador o desejar a partir do qual lhe possibilitada todo o tipo de informa o esfor os tens es deforma es caracter sticas din micas etc O utilizador tem ainda ao seu dispor um m dulo de c lculo de estruturas met licas que permite a verifica o dos elementos segundo a norma europeia Euroc digo 3 SERBIA Figura 4 Modelo da viga caix o O programa permite a utiliza o em simult neo de elementos finitos tipo barra e tipo placa Esta caracter stica possibilita a exist ncia de semelhan a entre modelos num rico e laboratorial como por exemplo nos pontos de liga o das selas de desvio estrutura da viga Figura IV 5 2 Robot Millenium v 15 0 software de c lculo estrutural IV 9 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Figura 5 Liga o das selas de desvio viga caix o Da esquerda para a direita modelo num rico desenho de execu o e modelo experimental O OPS foi introduzido no modelo num rico atrav
13. 0 100 0 160 0 2 40 6 80 100 120 140 160 Tempo s Tempo s 172 v o 6083 Actuador Figura 90 Ensaios de vibra o IV 77 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido As vibra es foram introduzidas no modelo atrav s de ac o humana A vibra o pontual foi provocada atrav s de pancadas espa adas de aproximadamente de vinte segundos e a vibra o cont nua atrav s de movimentos oscilat rios cont nuos em per odos de dez a vinte segundos Como se verifica pela an lise da Figura IV 90 nenhuma das vibra es provocou a actua o do sistema justificando assim a estrat gia de controlo adoptada Tamb m o sistema de an lise de oscila es foi avaliado tendo sido o alerta efectuado na torre de luzes no decorrer de todos os ensaios de vibra es 4 5 2 2 2 Ensaio de tor o Um dos aspectos que se julgou relevante avaliar foi o esfor o de tor o introduzido na estrutura devido a cabos com diferentes comprimentos e as consequ ncias no desempenho do OPS A coloca o dos cabos de pr esfor o no modelo experimental foi da responsabilidade de uma empresa especializada que garantiu uma diferen a de comprimento entre cabos inferior Y mil metro Assim sendo foi necess rio utilizar cunhas de espessura vari vel que permitiram ter uma diferen a de comprimentos de 9 1 mil metro
14. 3 3 1 PR ESFOR O ORG NICO OPS CONCEITOS B SICOS 19 3 3 2 APLICA O DE PR ESFOR O ORG NICO EM CIMBRES 22 CAP TULO IV AN LISE EXPERIMENTAL DA APLICA O DE PR ESFOR O ORG NICO NUM CIMBRE EM MODELO REDUZIDO 4 1 OBJECTIVOS 4 4 2 CONCEP O DO MODELO EXPERIMENTAL 4 4 2 1 CRIT RIOS CONSIDERADOS NO PR DIMENSIONAMENTO 4 4 2 2 MODELA O NUM RICA 9 4 2 3 DESCRI O GERAL DO MODELO EXPERIMENTAL 14 4 3 PR ESFOR O ORG NICO SISTEMA DE CONTROLO EST TICO 18 4 3 1 GENERALIDADES 18 4 3 2 ESTRUTURA 18 4 3 3 SENSORES APLICADOS NO MODELO EXPERIMENTAL 21 4 3 3 1 SENSORES DO SISTEMA DE CONTROLO 21 4 3 3 1 1 TRANSDUTORES DE PRESS O 22 4 3 3 1 2 POTENCI METROS 23 4 3 3 2 SENSORES PARA CALIBRA O DO MODELO 24 4 3 3 2 1 COMPARADORES MEC NICOS 25 43 322 LVDT S 25 4 3 3 2 3 26 4 3 3 2 4 C LULAS DE CARGA 28 4 3 4 CONTROLADOR 28 4 3 5 ACTUADOR CILINDRO HIDR ULICO 29 4 3 5 1 PR ESFOR O 31 4 3 6 ALGORITMO DE CONTROLO DO SISTEMA OPS 32 4 3 7 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE CONTROLO 33 4 3 7 1 MODOS MANUAIS DO SISTEMA DE CONTROLO 35 4 3 7 1 1 MODO MANUAL CONT NUO 36 4 3 7 1 2 MODO MANUAL PULSADO 36 4 3 7 2 MODOS AUTOM TICOS DO SISTEMA DE CONTROLO CONTROLO DE POSI O 37 4 3 7 2 1 MODO AUTOM TICO DE CARGA 37 4 3 7 2 2 MODO AUTOM TICO DE DESCARGA 39 4 3 7 3 SEGURAN A 40 4 3 7 3 1 PROJECTO DE INTERFACE DE ESPECIALIDADES 41 4 3 7 3 2 SISTEMAS DE
15. A te rica 5 720 cm2 Le te rica 2029 900 cm4 A compara o destes valores resulta numa diferen a de 17 64 no que se refere rea e de 14 46 no que respeita in rcia confirmando se assim o grau de sensibilidade dos referidos desvios geom tricos IV 46 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Os valores estimados da rea e in rcia foram introduzidos no modelo num rico atrav s da altera o da sec o de cada uma das cantoneiras predefinidas no programa 4 4 1 4 M dulo de elasticidade do a o Ec A determina o do M dulo de Elasticidade Ec do a o aplicado na viga caix o foi efectuada atrav s de ensaios de trac o tr s s ries realizados no LET do Departamento de Eng Mec nica e Gest o Industrial da FEUP Na realiza o dos ensaios foram utilizados tr s provetes retirados do mesmo lote do a o utilizado na estrutura 600 500 400 Tens o MPa a gt Soo 0 07 lt S S rie 1 S rie 2 0 11 lt su E Deforma o N o o N 0 26 0 3 0 37 Figura IV 56 Ensaios realizados ao a o do modelo laboratorial BAPTISTA 2003 Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 3 Desvio E GPa 202 4 206 3 202 8 1 64 ou MPa 472 483 6 484 0 5 11 Quadro 11 Resultados das tr s s r
16. Os modos autom ticos s o controlados pelo algoritmo de controlo introduzido no PLC Os modos autom ticos de carga e de descarga essenciais numa futura aplica o escala real do sistema servem para controlar a fase de betonagem e de aplica o de pr esfor o respectivamente Um modo de demonstra o foi desenvolvido com um car cter exposicional e sem interesse pr tico ou cient fico Os modos autom ticos s entram em funcionamento ap s a utiliza o dos modos utilit rios posicionamento zerar O modo posicionamento consiste em anular a deforma o instalada no cimbre sob a ac o de cargas permanentes O modo zerar consiste em anular todas as vari veis relativas do sistema 4 3 7 2 1 Modo autom tico de carga Os ciclos dos modos autom ticos t m uma dura o total de 10 segundos os primeiros 1 5 segundos est o reservados actua o o restante per odo de tempo est reservado para an lise da evolu o do sistema Durante o per odo de an lise o sistema recebe informa o do sensor transdutor de press o colocado na sec o de controlo Terminado este per odo e a partir da informa o recolhida calculam se as m dias aritm ticas e absolutas Os valores obtidos s o comparados com os limites predefinidos Aviso Sinaliza o na consola MODO DE CARGA 1 M dia aritm tica lt desvio negativo Correc o de posi o
17. 1 Sinaliza o torre L vermelho intermitente A s 0 Figura IV 38 Diagrama de fluxo do algoritmo de controlo 4 3 7 Funcionamento do sistema de controlo O sistema de controlo foi concebido para que a sua utiliza o seja simples e funcional reflectindo o objectivo futuro de aplica o do OPS escala real Atrav s da consola criada especificamente para o sistema OPS Figura IV 39 o utilizador introduz IV 33 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico Cimbre em Modelo Reduzido uma palavra chave pr definida no algoritmo para poder aceder a qualquer um dos modos Existem dois tipos de modos pass veis de escolha manuais e autom ticos Os modos utilit rios s o necess rios para o funcionamento dos modos autom ticos Para confirmar a escolha de um modo necess rio pressionar o interruptor de valida o Modos Modos Autom ticos Manuais Utilit rios Bot Interruptor up de FRETE Ra Selec o espor o de Valida o Figura IV 39 Consola do Sistema de Controlo A consola apresenta ainda cinco led s Figura IV 40 que informam o utilizador sobre a ac o seleccionada e validada ou sobre o estado do sistema nos modos autom ticos 9 9 9 Ou Cimbreem Cimbreem Cimbre Fora Recupera o Equiibrio de Cota lt
18. CARACTERIZA O DO MODELO EXPERIMENTALLA 44 44 4 4 1 1 Caracteriza o geom trica 1 44 4 4 1 2 Caracteriza o geom trica transversal 45 4 4 1 3 Caracteristicas geom tricas das sec es transversais dos perfis 46 4 4 1 4 M dulo de elasticidade do a o E 47 4 4 1 5 Avalia o dos par metros experimentais 40 4 4 1 5 1 Ensaios de Carga a 48 4A 2S CABOS DE PR ESFOR 49 4 4 2 1 Comprimento dos cabos de pr esfor o 40 4 4 2 2 Factor de rigidez dos cabos de pr esfor o 50 4 4 2 3 Resultados Experimentais 52 4 4 3 PRE ESFOR O ORG NICO OPS 56 4 4 3 1 Caracteriza o 56 4 4 3 2 Modela o Num rica do OPS 57 4 4 3 3 Calibra o do Modelo 2 57 4 4 3 4 An lise da actua o do 58 4 4 4 CARACTERIZA O DIN MICA DO CONJUNTO CIMBRE CABOS 60 4 4 5 CARACTERIZA O DO MODEL
19. Capitulo 2 Cimbres autolan veis superiores os trabalhos devem ser suspensos ou adiados No caso da betonagem a velocidade limitada por quest es de seguran a dos oper rios e de manuseamento dos equipamentos A velocidade do vento deve ser monitorizada atrav s de um anem metro colocado nas proximidades da obra e em local livre de obst culos Para valor de sobrecarga construtiva na fase de betonagem O American Concrete Institute ACI recomenda uma sobrecarga horizontal distribu da de 2 4 kN m2 ao longo de todo o tabuleiro Este valor engloba o peso dos trabalhadores o peso do equipamento e a for a de impacto do bet o na cofragem RATAY 1984 O dimensionamento dos v rios elementos constituintes do CA viga de lan amento plataformas de trabalho estruturas de suporte das cofragens mesas de deslocamento ou bogies e p rticos ou consolas de apoio efectuado considerando as duas fases Na fase de betonagem o dimensionamento efectuado considerando apenas uma posi o do CA Na fase de avan o s o consideradas as varia es de esfor os nos elementos originadas pelas v rias posi es do CA durante o avan o Momento flector Esfor o Transverso Figura 11 32 Representa o qualitativa da evolu o dos esfor os durante a fase de avan o 11 35 Capitulo 2 Cimbres autolan veis O dimensionamento da cofragem geralmente elaborado por empresas pro
20. I S T Lisboa 1993 Oliveira F Controlo autom tico de pr esfor o org nico em cimbres trabalho final da disciplina de Laborat rios de Automa o FEUP Porto 2003 28 p Pacheco P Quinaz Ad o da Fonseca A Aplica o de pr esfor o org nico em cimbres m veis comunica o apresentada no Encontro Nacional de Constru o Met lica e Mista Porto 1997 p 331 339 Pacheco Pedro A R Pr esfor o org nico um exemplo de sistema efector disserta o para obten o do grau de Doutor em Engenharia Civil Porto 1999 Pacheco P Ad o da Fonseca A Organic prestressing Journal of Structural Engineering ASCE 2002 p 400 405 Pacheco P Ad o da Fonseca Andr A Guerra A Freitas F Oliveira T Pinto C Mendes J Strengthening by organic prestressing of existing launching gantries in the construction oh high speed railway bridge decks Workshop Bridges for High Speed Railways Porto 2004 p 289 299 PERI Manual de procedimentos do cimbre a reo autolan vel superior para a constru o da ponte sobre a ribeira do Loureiro 10 Abrantina 2002 Peurifoy Robert L Formwork for concrete structures McGraw Hill Book Company 1976 333 p Pfeil Walter C Cimbramentos LTC Livros T cnicos e Cientif cos Rio de Janeiro 1987 431 p Preumont Andr Vibration control of active structures an introduction Klu
21. Sim Avan o do actuador N o M dia aritm tica gt desvio positivo 1 Figura 43 Diagrama referente sec o Modo de Carga do algoritmo de controlo OLIVEIRA 2003 IV 37 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Caso a m dia aritm tica seja inferior ao desvio negativo Figura 44 feita uma correc o de posi o Caso seja superior ao desvio positivo a deforma o do cimbre est a evoluir de forma contr ria ao espect vel originando um aviso ao utilizador Se o limite definido n o for ultrapassado o sistema mant m se inactivo durante o per odo de actua o ap s o qual inicia um novo ciclo mm E 1 Desvio Positivo g cimbre posicionado e zerado gt 0 4 gt 5 8 1 Desvio Negativo s Tempo Figura IV 44 Limites definidos para actua o do sistema Quando a m dia arim tica inferior ao desvio negativo activado o sistema ocorrendo uma altera o na v lvula direccional com reposicionamento do solen ide de avan o Este movimento do solen ide permite a injec o de leo na c mara principal do cilindro hidr ulico e movimento do respectivo embolo o que se traduz na introdu o de pr esfor o estrutura Figura IV 45 Potenci metro 24 ANNA 1 24 52 1 51 Avan o up N
22. investiga o a n vel internacional tenham desenvolvido diversas teorias de controlo estrutural Estudaram se ent o as potencialidades de minimizar as respostas de estruturas perante ac es din micas mediante a ac o de v rios tipos de actuadores Era o in cio duma promissora rea de investiga o da Engenharia Estrutural Sistemas de Controlo de Estruturas PACHECO 1999 Os Sistemas de Controlo aplicados h muitos anos na Engenharia de Produ o e na Engenharia Mec nica t m sido alvo de uma reac o algo conservadora por parte da comunidade afecta Engenharia Civil Fazer depender a seguran a das estruturas da fiabilidade de elementos mec nicos por vezes alimentados com energia exterior ao sistema transmite uma sensa o de desconfian a e inseguran a ao utilizador comum da estrutura tornando se numa op o de dif cil aceita o social Apesar desta relut ncia t m sido aplicados alguns sistemas na sua grande maioria ao controlo de vibra es de edif cios e pontes No presente Cap tulo pretende se apresentar ao leitor o estado da arte dos sistemas de controlo em estruturas enunciando algumas aplica es e estudos cient ficos realizados no dom nio da Engenharia Estrutural 3 2 Sistemas de Controlo de Estruturas Recentemente tem sido dada uma consider vel aten o pesquisa e desenvolvimento de sistemas de controlo de estruturas com particular nfase no controlo de solicita es
23. negat mm 13 64 13 10 1 16 1 86 Ufinal mm 13 64 13 10 1 04 1 11 Obs m x MPa 37 78 39 59 17 22 14 55 m x MPa 51 04 52 19 8 43 10 51 Lc m x 0 61 0 65 Lc total mm 3 05 3 15 Quadro IV 25 Valores num ricos e experimentais para os ensaios 17 e 18 IV 74 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido Da an lise do Quadro IV 25 conclui se que o controlo de deforma o esperado para o carregamento do tipo B traduz se numa redu o de deforma o final de 91 5 Experimentalmente determinou se uma redu o de 85 8 O aumento de rigidez da estrutura resultante da inclus o dos cabos de pr esfor o implica uma diminui o de contra flecha durante o carregamento da consola Estimou se numa redu o de contra flecha de 50 2 determinando se experimentalmente uma redu o de 55 5 Para a situa o do cimbre sem controlo OPS a tens o m xima estimada no banzo condicionante comprimido era de 37 78 MPa a estrutura com OPS valor estimado para a tens o no mesmo banzo foi de 17 22 MPa Assim sendo era prevista uma redu o de 54 4 Dos ensaios experimentais realizados determinou se uma redu o de 63 2 No banzo inferior estimou se numericamente uma redu o na tens o m xima de 116 5 invers o do sinal das tens es tendo se determinado numericamente uma redu o de 1
24. o de sinal Existem v rios tipos de liga o da ponte Wheatstone 1 4 de ponte Y ponte e ponte completa Para cada uma destas liga es varia o grau de sensibilidade IV 27 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido de Ponte e efectuar a m dia das leituras dos extens metros colocados na mesma cantoneira Desta forma obtiveram se valores referentes fibra m dia de cada elemento 4 3 3 2 4 C lulas de carga As c lulas de carga s o instrumentos de medi o que possibilitam conhecer a for a sobre eles exercida A medi o da for a em geral efectuada atrav s de extens metros de corda vibrante ou de resist ncia el ctrica colocados no seu interior Assim sendo a for a medida indirectamente atrav s da determina o da varia o de extens o do material constituinte da c lula Figura IV 33 C lula de carga SENSY 5900 30kN A c lula de carga utilizada Figura 33 utiliza extens metros de resist ncia el ctrica ligados em ponte completa de Wheatstone 4 3 4 Controlador r O controlador utilizado no sistema do tipo explicito ver 3 2 2 3 e concretizado por um PLC Figura IV 34 A fun o do controlador processar a informa o recebida dos sensores e dar instru es ao actuador O processamento da informa o efectuado segundo o algoritmo de controlo introduzido no aut mato O algori
25. tricas definidas projecto de execu o As grandezas medidas s o assim consideradas aproximadamente iguais s correspondentes grandezas projectadas Quadro 8 Dimens es longitudinais medidas em laborat rio 4 4 1 2 Caracteriza o geom trica transversal Como j foi referido em 4 2 1 o modelo apresenta duas sec es transversais tipo uma para resistir a momentos positivos e outra para resistir a momentos negativos L30x30x3 L30x30x3 L30x30x3 L30x30x3 E T Fr E 1 L ha L hy IEL lt L30x30x3 L30x30x3 L20x20x3 b L20x20x3 l ba v 4 SEC O DE APOIO SEC O DE 1 2 V O Figura 55 Sec es transversais tipo As dimens es transversais do modelo experimental foram medidas em v rias sec es ao longo do seu desenvolvimento longitudinal A compara o da m dia de cada dimens o medida com a correspondente dimens o projectada permitiram concluir que o erro entre dimens es pequeno lt 0 5 Dimens es Projecto Modelo Exp Quadro 9 Dimens es transversais m dias medidas em laborat rio 14 A toler ncia geom trica adoptada e indicada nos desenhos de execu o do modelo experimental foi de 2mm 45 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 4 4 1 3 Caracter sticas geom tricas das s
26. 39 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido A Potenci metro 24 gt 24 X Y w s Z A 1 31 Figura 47 Funcionamento em Modo Descarga OLIVEIRA 2003 4 3 7 3 Seguran a Na concep o do sistema OPS e da sua interac o com a estrutura foram contemplados alguns aspectos referentes seguran a do modelo experimental e ao funcionamento do OPS O operador acompanha a evolu o dos modos autom ticos e utilit rios atrav s dos leds presentes na consola e pela torre de luzes instaladas na caixa do controlador Figura IV 48 Torre de luzes instalada no quadro de comando O posicionamento assinalado pela intermit ncia da l mpada cor de laranja Quando a posi o pr definida atingida a l mpada apaga se e acende se na consola o led posicionado Depois de zerado o sistema e seleccionado um dos modos de carga ou descarga acende se a luz verde e o led cimbre em equil brio indicando a 40 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido operacionalidade do OPS Quando o carregamento ou a descarga atingem os patamares de actua o e o cilindro realiza um curso a luz verde substitu da apenas durante a actua
27. Activo s o uma evolu o natural da tecnologia dos sistemas de controlo passivo como o caso do isolamento de funda es e dissipa o passiva de energia A possibilidade de utilizar Sistemas de Controlo Activo e combina es de Sistemas Activos e Passivos H bridos ou Semi Activos tem sido alvo de particular aten o desde os finais da d cada de 80 do s c XX para protec o estrutural perante as ac es do vento e s smicas 3 2 2 Sistemas de controlo activo Um Sistema de Controlo Activo constitu do por sensores estrategicamente localizados na estrutura de forma a medir as solicita es excita es externas a sua resposta dispositivos de processamento da informa o medida e um actuador de for a controlado por um algoritmo de controlo presente numa unidade computacional O actuador normalmente alimentado por energia exterior introduz for as de controlo na estrutura de forma a repor ao sistema um estado algoritmicamente definido como sendo o pretendido 5 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte 3 2 2 1 Estrutura A estrutura inclui todos os elementos que t m uma fun o de estabilidade permanente na obra em causa O seu dimensionamento pode ser realizado segundo os m todos tradicionais ou em fun o dos sistemas de controlo conforme a fun o destes ltimos tenha ou n o uma relev ncia na actividade estrutural do elemento em causa Na pr tica como os sistema
28. Breve Descri o estimada Intervenientes dias Material necess rio Avalia o final dos desenhos do Reuni o entre equipas com o objectivo de avaliar os desenhos Feup Engil cimbre e responder a d vidas surgidas de ambas as partes Avalia o final dos desenhos de pr Avalia o de incompatibilidades entre o tra ado dos A na Feup Engil esfor o monocord es ancoragens e a patente de pr esfor o a utilizar Avalia o final dos desenhos do Troca de impress es acerca da forma como dever ser fixado I Feup Engil simulador de carga ao cimbre bem como criar parti es estanques no simulador Limpeza e prepara o do espa o a utilizar teste de fichas Prepara o do Espa o Laboratorial el ctrica e teste de mangueiras Feup Lab Est Coloca o do cimbre apoios e simulador de carga no Laborat rio de Estruturas da FEUP Entrada em laborat rio dos elementos constituintes do cimbre e Feup Engil dos reservat rios p Eng a1 a2 a3 Coloca o dos apoios no local previsto Verifica o da fixa o Montagem dos apoios e do cimbre dos apoios laje de piso e elimina o de poss veis folgas Coloca o do cimbre sobre os apoios Feup Engil a1 a2 a3 A Feup actuador cimbre Coloca o e montagem do sistema Montagem dos monocord es e ancoragens passivas M was a Feup Engil de pr esfor o no laborat rio extrus es Prog Coloca o dos exten
29. Estima se que o colapso da estrutura ocorre nas barras do banzo superior para tens es de compress o da ordem dos 185 MPa 66 Varia o de tens o MPa 20 0 0 0 20 0 40 0 60 0 80 0 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido s OPS num c OPS num c OPS exp 100 200 300 400 Tempo s 600 700 banzo superior 800 900 Figura 73 Evolu o da tens o no banzo superior Valores num ricos experimentais para os ensaios 13 e 14 Carregamento a 65 da Resist ncia Ultima Par metro Ensaio 13 Ensaio 14 Num Exp Num Exp Um x posit mm 0 00 0 25 0 02 0 50 Um x negat mm 20 25 19 84 1 35 1 41 Ufinal mm 20 25 19 84 1 35 1 37 m x MPa 62 20 25 28 19 48 js m x MPa 85 48 2 53 5 02 Lc m x mm 0 61 0 65 Lc total mm 4 88 4 93 Quadro IV 23 Valores num ricos e experimentais para os ensaios 13 14 4 5 2 2 Simula o de Betonagem do Tabuleiro Na an lise dos resultados acima apresentados verifica se uma redu o na deforma o de 92 3 Comparam se apenas as tens es num ricas n o existindo valores experimentais para o ensaio 13 pelas raz es j referidas No banzo superior estima se uma redu o da tens o em 59 4 observando se no banzo inferior a invers o total das tens
30. V V V V IV 24 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 4 3 3 2 1 Comparadores Mec nicos Os comparadores mec nicos permitem medir deslocamentos podendo ser classificados quanto ao princ pio de funcionamento em comparadores de engrenagem de el stico torcido e de alavancas e engrenagens FELIX 2002 Figura 28 Comparadores mec nicos de engrenagem de leitura digital e anal gica Na Figura IV 28 apresentam se dois comparadores mec nicos utilizados no decorrer dos ensaios de calibra o para medir a deforma o na sec o de controlo O seu princ pio de funcionamento semelhante diferindo no tipo de leitura e na dimens o da escala definida pelo comprimento da haste 4 3 3 2 2 Lvdt s Os LVDT s Linear Variable Differential Transformer pertencem classe de transdutores indutivos de deslocamento e t m uma estrutura b sica constitu da por um n cleo de material perme vel e tr s enrolamentos Enrolamentos 7 secund rios k Enrolamentos prim rios Figura IV 29 Estrutura b sica dum LVDT IV 25 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido O n cleo interior ao ser excitado por um enrolamento prim rio percorrido por corrente alternada gera um campo magn tico os outros dois enrolamentos secund rios t m tens es induzidas de
31. a grande maioria de aplica es de actuadores no controlo de vibra es e acelera es mas tamb m em algumas situa es de aplica o de contra flechas em estruturas SOONG 2002 Actualmente desenvolvem se especialmente nos E U A e no Jap o actuadores de fluxo magn tico em que o leo substitu do por fluxo electro magn tico A utiliza o destes actuadores est por enquanto limitada devido s suas grandes dimens es e reduzida capacidade de carga 20 ton Em 2001 foram aplicados num edif cio de modo a controlar seu comportamento din mico perante ac es s smicas ou ac es do vento JUNG et al 2004 A escolha do tipo de actuador constituinte do sistema de controlo activo condicionada pelo facto de os mecanismos capazes de exercerem for as mais significativas actuarem em gamas de frequ ncia muito baixas verificando se de modo 8 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte rec proco que os mecanismos concili veis com frequ ncias elevadas n o conseguem gerar for as muito significativas PACHECO 1999 O dimensionamento dos actuadores deve portanto obedecer a crit rios mec nicos estruturais espec ficos em cada caso 3 2 2 5 Controlo din mico estrat gias mais comuns Os Sistemas de Controlo Activo na Engenharia Estrutural s o na sua esmagadora maioria de controlo din mico vibra es acelera es etc Os Sistemas de Controlo Din mico S
32. a sua execu o de acordo com os artigos 63 e 64 do As caracter sticas das liga es soldadas dependem do tipo de cord o de soldadura aplicado Os dois principais tipos de cord es de soldadura s o cord es de ngulo e 1 38 Capitulo 2 Cimbres autolan veis cord es de topo Os cord es de ngulo com penetra o parcial da solda s o utilizados para unir elementos que fazem ngulos entre 60 e 120 e a sua resist ncia tem obrigatoriamente que ser verificada os cord es de topo com penetra o total da solda embora mais dispendiosos permitem manter na liga o as caracter sticas e qualidade dos elementos ligados dispensando qualquer verifica o EC3 2002 Figura 11 34 Liga es entre elementos de contraventamento e treli as principais liga es aparafusadas e por encaixe com cavilhas de travamento Todas as liga es s o inspeccionadas antes do cimbre entrar em funcionamento segundo programa de inspec o definido no Manual de Procedimentos ver 2 2 8 2 4 1 5 Cilindros hidr ulicos Os cilindros hidr ulicos quer os existentes nos apoios quer aqueles que permitem a abertura das cofragens mecanicamente est o contemplados no projecto de leo hidr ulica do CA A sua utiliza o pressup e a exist ncia de centrais hidr ulicas que geram press es elevadas da ordem de 300 Bar permitindo a movimenta o do equipamento 11 39 Capitulo 2 Cimbre
33. anel de atrito que se apoiam directamente no pilar transmitindo o esfor o por compress o ou por corte O esfor o de momento provocado pelos carregamentos exc ntricos zona de contacto resistido por um sistema escora tirante Figura 11 12 CA inferior Execu o de viaduto na 9 CREL cortesia NRS Os aspectos mais vantajosos da utiliza o deste tipo de cimbre s o o O acesso de materiais poder ser feito facilmente utilizando uma grua instalada sobre a parte do tabuleiro j constru da que se desloca conforme a progress o do tabuleiro o Maior facilidade no avan o de v o para v o deste tipo de cimbre que n o necessita de fazer a abertura total das cofragens para passar pelos pilares 11 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Os aspectos mais desvantajosos da utiliza o deste tipo de cimbre s o o N o podem ser montados sobre o encontro a sua coloca o em obra feita directamente no v o e recorre a meios de eleva o de grande tonelagem o execu o do primeiro tramo de tabuleiro executada recorrendo a outro tipo de escoramento da cofragem por ex cimbre ao solo dada a interfer ncia existente entre a estrutura e o encontro o maior dificuldade no avan o em situa es de tra ado longitudinal de viadutos pontes em curva com a interfer ncia entre cimbre e os pilares posteriores 2 1 2 1 Solu es estruturais correntes nos CA s As solu es estruturai
34. apresentado por Larsen em 1991 e proposta a sua aplica o na constru o de uma ponte suspensa a construir na Dinamarca PACHECO 1999 Sistema de controlo activo s smico com cabos activos a aplica o destes sistemas na Engenharia S smica tem sido alvo de muitos trabalhos de investiga o existindo alguns j em funcionamento A ac o de controlo aplicada atrav s de actuadores com cabos activos e transmitida estrutura atrav s de inser es e roldanas criteriosamente localizadas SPENCER et al 1995 SEDARAT et al 1999 u1 u2 gt gt u2 ma u3 lt ae k Re ld yv actuador Figura 9 Exemplos de configura es avaliadas com sucesso no controlo activo s smico com cabos activos SEDARAT et al 1999 Sistema de controlo activo e lico com amortecedores de massa sintonizada ATMD este sistema tem semelhan as com o sistema PTMD ser possivelmente o sistema de controlo activo mais desenvolvido mais aplicado e consequentemente mais divulgado Para al m do amortecedor o sistema cont m um sistema hidr ulico capaz de mover uma massa rolante Esse movimento determinado pelo controlador e provoca na estrutura um efeito din mico eficiente na minora o do efeito da ac o do vento O sistema ATMD encontra se em servi o por exemplo em alguns edif cios nos E U A Edif cio CityCorp Nova York edif cio Jonh Hancook Boston e n
35. calibra o do modelo 24 4 3 3 2 1 Comparadores 100 25 H 25 26 ad Celulas d CONTA aun asa RE AS ag DU 28 4 34 CONTROLADOR 28 4 3 5 ACTUADOR CILINDRO HIDR ULICO 29 au qq a EDER RR 31 4 3 6 ALGORITMO DE CONTROLO DO SISTEMA OPS 32 4 3 7 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE 18010 33 4 3 7 1 Modos manuais do sistema de 35 4 3 7 1 1 Modo manual 36 4 3 7 1 2 Modo manual 36 4 3 7 2 Modos autom ticos do sistema de controlo controlo de posi o 37 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num em Modelo Reduzido 4 3 7 2 1 Modo autom tico de cargqa 37 4 3 7 2 2 Modo autom tico de descarga 39 23 Ir DE RS 40 4 3 7 3 1 Projecto de interface de especialidades 41 433 2 3SISt IdsS de Alarmen au ct amas E yaa 41 4 4
36. de execu o n o existe altera o no desempenho do OPS mangueira Figura IV 81 Processo de execu o tipo B carregamento desde a extremidade da consola em direc o ao apoio Nas Figuras IV 82 IV 83 encontram se representados os resultados obtidos num rica e experimentalmente para os ensaios 17 6 18 6 0 4 0 3 0 gt E 0 0 47 E PEN ES E E 60 9 u 5 E 9 0 uc OPS je Le 2 12 0 15 0 0 200 400 600 800 1000 Figura 82 Ensaio 17 18 Modelo Num rico Corrigido Como j foi referido o OPS contribui para a rigidez global da estrutura Este facto not rio nos ensaios 17 e 18 observando se um not rio aumento da rigidez durante o carregamento do v o em consola Nas Figuras IV 82 e IV 83 comprova se a insusceptibilidade do sistema a deforma es de sinal contr rio quelas para as quais foi concebido actuar durante modo de carga autom tico ver 4 3 7 2 1 IV 72 Flecha mm Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido us OPS Lc 0 200 400 600 800 1000 5 Figura IV 83 Ensaio 17 e 18 Modelo Experimental Curso do actuador mm Nas Figuras IV 84 e IV 85 encontram se sobrepostos valores num ricos e experimentais obtidos nos ensaios 17 e 18 respectivamente Flecha mm 4 0 2 0
37. de seguran a igual a 1 5 usual os projectistas de CA s classificarem este equipamento como uma estrutura tempor ria optando assim pela utiliza o de coeficientes de seguran a inferiores 1 2 e 1 35 STRUKTURAS 2001 ABCASSIS 2003 As ac es que t m um efeito favor vel na resist ncia da estrutura pr esfor o atrito etc devem ser minoradas por um coeficiente de seguran a de 0 9 EC2 2001 11 36 Capitulo 2 Cimbres autolan veis A viga de lan amento uma estrutura isost tica Assim sendo e segundo RATAY o efeito da varia o uniforme da temperatura sobre a estrutura deixa de ser relevante mas o efeito de temperatura diferencial nos elementos estruturais poder provocar esfor os internos suscept veis de colocar em causa a seguran a da estrutura No dimensionamento das consolas e dos p rticos de apoio dever o ser verificadas as duas situa es avan o e betonagem tendo em aten o a distribui o da carga pelos apoios dos bogies ou seja quatro apoios rodas em avan o dois apoios cilindros hidr ulicos durante a betonagem No caso das consolas e da sua liga o aos pilares o valor do coeficiente de atrito u adoptado entre a o e bet o adoptado condicionante para o dimensionamento do anel ou colar de atrito Valores de coeficiente de atrito encontrados na bibliografia variam entre os 0 3 e os 0 7 dependendo do acabamento da superf cie do bet o e da corros o su
38. do OPS determinado a partir do modelo num ricos Comprimento inicial dos cabos de pr esfor o sem carga e sem aplica o do OPS e determinado a partir do modelo experimental L1 12 L3 L4 L5 L Loep gt L N exper p OPS Edy PO PTMD de um elemento dimens o livre para deforma o Comprimento do tramo apoio 1 sela de desvio Comprimento do tramo 1 sela de desvio v o Comprimento do tramo v o 2 sela de desvio Comprimento do tramo 2 sela de desvio 3 sela de desvio Comprimento do tramo 3 sela de desvio extremidade da consola Comprimento do elemento barra que simula numericamente o cilindro hidr ulico Curso do cilindro hidr ulico medido experimentalmente Curso m ximo numa actua o Curso do cilindro hidr ulico determinado numericamente Curso total efectuado no conjunto de todas as actua es do mesmo ensaio Comprimento de um cabo de pr esfor o Esbelteza segundo o eixo xx Esbelteza segundo o eixo yy Massa Momento flector N mero de v os centrais de uma ponte ou viaduto N mero de cursos elementares executados at ao instante 1 mero de contrac o activa no instante t mero de contrac o activa no instante 6 Tens o na fibra relevante da sec o de controlo i devido a ac o do sistema OPS no instante t For a instalada nos cabos ap
39. dos cabos s selas de desvio e ao efeito n o linear geom trico do cabo enquanto n o est suficientemente tensionado Terminado o ajuste toda a for a de puxe exercida sobre os cabos corresponde linearmente introdu o de contra flecha na estrutura A partir da Figura 60 definiram se dois intervalos de contra flechas a v o para identificar os diferentes comportamentos estruturais do conjunto N o linear at ao completo ajuste dos cabos s selas de desvio 0 lt lt 15mm Linear desde o ajuste dos cabos at ao posicionamento 15 lt 4 lt 30mm A viga necessita de aproximadamente 30mm de contra flecha para anular as deforma es devidas a cargas permanentes Assim sendo atingido o Posicionamento o comportamento do conjunto linear e assim se manter at que existam ced ncias nas liga es ou instabilidade de alguns elementos 51 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 4 4 2 3 Resultados Experimentais Para cada um dos ensaios de carga 8 e 9 foram realizadas tr s s ries de ensaios de forma a despistar erros de leitura ou outros menos relevantes estando a carga colocada exactamente nos pontos de aplica o previstos Ru Var Ensaio 0 02 0 01 Quadro IV 13 Resultados experimentais da deforma o a v o para tr s s ries de ensaios de carga C
40. efeito da varia o da temperatura na press o do leo no interior do sensor Para tal colocou se o sistema no modo autom tico de carga e aproximou se uma fonte de calor do transdutor de press o Apresenta se na Figura IV 92 os resultados obtidos na realiza o do ensaio 25 Verifica se que o sistema suscept vel de ser actuado apenas pela varia o da temperatura 60 50 40 30 Temperatura 20 Deslocamento mm Actuador 10 2 0 12 Temperatura 2 42 82 122 162 202 242 Tempo s Figura IV 92 Comportamento do OPS sujeito a varia es de temperatura 19 Num cabo para aplica o corrente de pr esfor o as empresas especializadas garantem desvios inferiores a 0 2 o entre comprimentos de cabos com igual tra ado IV 79 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido 4 5 2 2 4 Ensaio ao deslizamento das bainhas nas selas de desvio A rotura por fadiga das bainhas dos cabos de pr esfor o suscept vel de acontecer se o deslizamento previsto a existir entre cabo e bainha for substitu do por um deslizamento entre bainha e sela de desvio Tal situa o que pode ocorrer no caso da lubrifica o do cabo for deficiente origina um desgaste da bainha provocando a sua rotura a m dio prazo desprotegendo o a o constituinte do cabo Para avaliar a exist ncia de deslizament
41. em edif cios car cter definitivo e em pontes durante a fase construtiva 11 12 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte Localiza o Designa o Ano Utiliza o Actuador Jap o Tokyo Kyobashi Seiwa 1989 Escrit rios 11 Jap o Tokyo Laborat rio Kajima 1990 Escrit rios 3 SAVS Jap o Tokyo Laborat rio Shimizu 1991 Laborat rio 7 AMD Jap o Tokyo Sendagaya 1992 Escrit rios 11 HMD Jap o Elevator 1992 Laborat rio 60 m AGS Jap o Osaka Aeroporto Int de Kansai 1992 Torre de Controlo 88 m HMD Jap o Yokohama Land Mark 1993 Escrit rios Hotel 70 HMD Jap o Hiroshima NTT Kuredo Motomach 1993 Escrit rios Hotel 35 HMD Jap o Kanazawa Porte Kanazawa 1994 Escrit rios Hotel 30 AMD Jap o Hamamatsu Hamamatsu ACT 1994 Escrit rios Hotel 212 m HMD Jap o Osaka Osaka WTC 1995 Escrit rios 52 HMD Jap o Chiba Plaza Ichihara 1995 Escrit rios 12 HMD Jap o Osaka Herbis Osaka 1997 Hotel 38 AMD E U A Ponte auto estrada 1 35 1997 Tr fego autom vel SAHD Jap o Tokyo Bunka Gakuen 1998 Escola 20 HMD Jap o Shizuoka Kajima Shizuoka 1998 Escrit rios 5 SAHD Jap o Tokyo Century Park 1999 Habita o 54 HMD Taiwan Taipe Kaoshiung Shin Jei 1999 Escrit Com rcio 22 HMD China Nanjing Communication Tower 1999 Telecomunica es 310m AMD AMD Acive Mass Dumper SAVS Semi Active Variable Stiffnes
42. es Conforme exposto em 2 2 5 existem dois processos de betonagem do tabuleiro independentemente se esta efectuada com balde ou mangueira Nos ensaios realizados ao comportamento do modelo com e sem OPS a simula o da betonagem foi efectuada com gua e utilizando uma mangueira ou seja efectuada de forma cont nua IV 67 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 4 5 2 1 1 Processo de Execu o Tipo A No processo de execu o do tipo A a betonagem efectuada simetricamente em rela o ao apoio dianteiro favorecendo o equil brio de tens es e deforma es na sec o de controlo Como j foi referido para utilizar este processo conveniente utilizar duas mangueiras No caso dos ensaios experimentais Ensaios 15 com OPS 16 sem OPS utilizou se apenas uma mangueira alternou se o enchimento das caixas entre cada um dos v os em rela o ao apoio Figura 74 Figura IV 74 Processo de execu o do tipo A carregamento sim trico em rela o ao apoio Nas Figuras IV 75 IV 76 apresenta se o controlo de deforma es o processo de execu o da betonagem do tipo A 6 0 4 0 3 0 E 0 0 3 0 6 0 5 u E VU E 9 0 u s OPS 2 Lc 5 12 0 15 0 0 200 400 600 800 1000 Tempo s Figura IV 75 Ensaio 15 16 Modelo Num rico Corrig
43. este de ser compar vel com o modelo num rico corrigido Por esta raz o apresenta se apenas os resultados experimentais da varia o da flecha e de tens es na sec o de controlo Flecha mm Betonagem Resist ncia P s tensionamento dos cabos de pr esfor o M nima 0 500 1000 1500 2000 2500 Tempo 5 Figura IV 88 Evolu o do deslocamento na sec o de controlo para um ciclo de execu o de um tramo Varia o de tens o MPa de tabuleiro Valores experimentais obtidos para o ensaio 19 Resist ncia z Betonagem P s tensionamento dos cabos de pr esfor o M nima 5 0 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 25 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Tempo 5 Figura 89 Valores experimentais das tens es na sec o de controlo para o banzo superior e inferior obtidos para o ensaio 19 Da an lise das Figuras 88 e IV 89 conclui se que a aplica o do OPS permite efectuar o controlo da deforma o durante a aplica o de pr esfor o ao tabuleiro permitindo que os movimentos verticais do cimbre contra flecha estejam limitados por um valor predefinido Observou se ainda que no final do ensaio ficaram instaladas algumas tens es residuais de 2 3 MPa no banzo superior e de 3 4 MPa no banzo inferior Confirmou se atrav s de v rias s ries de ensaios que ap s a repara o efectuada ao cimbre para o IV 76 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr e
44. longitudinal do CA e a parte inferior chassis integra as quatro rodas que apoiadas nos vergalh es do caminho de rolamento do CA e do p rtico permitem a movimenta o transversal ABCASSIS 2003 Entre a parte superior e inferior existe a viga de sustenta o 30 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Figura 11 23 Sistema de movimenta o do cimbre Apoio traseiro com sistema hidr ulico de empurre e bogies esquerda e apoio dianteiro com bogies direita cortesia Mota Engil Durante o avan o os cilindros hidr ulicos elevam os bogies para que os rolamentos inferiores deixem de estar em contacto com os elementos de apoio consolas ou p rticos mantendo se os rolamentos superiores livres para a movimenta o da viga Durante a betonagem os cilindros apoiam se inferiormente na consola ou p rtico superiormente num elemento localizado entre as rodas vigas de sustenta o A eleva o desse elemento efectuada at que a viga deixe de estar em contacto com as rodas ou seja travada longitudinalmente Figura 11 29 Figura 11 29 Bogie esquerda avan o do CA sobre o bogie direita cortesia Mota Engil 1 31 Capitulo 2 Cimbres autolan veis 2 3 6 Protec o dos elementos met licos Os materiais em geral necessitam de ser protegidos de ataques qu micos e f sicos que ocorrem no meio ambiente onde est o i
45. mais extremas o nariz dianteiro e o nariz traseiro Os narizes s o vigas treli adas de sec o transversal triangular ou rectangular mais esbeltas que as vigas principais e s o dimensionadas para suportar parte do peso pr prio do CA e das cofragens durante o avan o da estrutura O seu comprimento definido de forma a permitir a transla o do CA garantindo o equil brio est tico durante toda a opera o Os superiores t m apenas um nariz quando se apoiam na consola do ltimo tramo executado da superstrutura ou dois narizes quando ambos os apoios s o estabelecidos em p rticos met licos colocados sobre os pilares Os CA s inferiores t m sempre dois narizes Nas Figuras 11 24 e 11 25 ilustra se o avan o de um CA superior e dum CA inferior 11 22 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Var es de alta resist ncia N Cimbre Guincho N SPEARS Rx V Ng 7 2 ZZ 2 Tabuleiro Colagem Pilar do viaduto E 2 FA li 39 20 22 222 A x NZ
46. o aumento do n de selas de desvio tendesse a aproximar as duas ac es carregamento e pr esfor o de sinais contr rios tal aumento implicaria grandes dificuldades na execu o de tal estrutura IV 32 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido r gt AN LISE DE MEDIDAS Medida gt valor de seguran a Aarme Reinicializa o de sistema i de sistema Inser o de password de Sim Sinaliza o na torre 2 N o vermelho cont nuo oq Fim per odo de an lise C lculo de m dia aritm tica C lculo de m dia absoluta C 0 N l gt T M dia aritm tica M dia aritm tica R lt desvio negativo lt desvio negativo 0 L Correc o de posi o Aviso 0 l Sim Avan o do actuador Sim Sinaliza o consda N o N o M dia aritm tica M dia aritm tica gt desvio positivo gt desvio positivo P 0 i o vsa reo o de posi o Sinaliza o na consola Recuo do actuador I I o RSS u s 1 A N M dia aritm tica CE desvio negativo desvio S I M dia absoluta gt desvio positivo 0 5 55 Oscila o
47. peso das liga es no peso total da estrutura A nica ac o vari vel considerada nesta fase uma sobrecarga construtiva carga uniformemente distribu da de 1 a 2 kN m2 carga pontual de 1 kN que contempla probabilidade de existir algum equipamento ou material sobre o cimbre ABCASSIS 2003 PERI 2002 A velocidade do vento n o normalmente contemplada durante o avan o como for a actuante sobre a estrutura A relev ncia da ac o do vento encontra se definida por limites de velocidade do vento que determinam se est o reunidas as condi es de seguran a necess rias cinem tica do cimbres Tais limites s o definidos pelos projectistas dos 11 33 Capitulo 2 Cimbres autolan veis A monitoriza o da velocidade do vento efectuada com recurso a um anem metro estrategicamente localizado nas imedia es da obra num ponto alto e livre de obst culos Nesta fase usual a majora o das ac es por coeficientes din micos 1 05 a 1 1 RATAY 1984 ABCASSIS 2003 Por raz es de seguran a normalmente durante a fase de avan o n o permitida a presen a de trabalhadores nem de equipamento pesado no cimbre Na fase de betonagem s o avaliadas as ac es permanentes enunciadas para a fase de avan o e as ac es vari veis do vento e da sobrecarga A ac o do vento sobre a viga de lan amento avaliada segundo a regulamenta o nacional e internacional aplic vel sendo a dete
48. pr fabricados Nestes casos designam se tamb m por vigas de assemblagem ou lan adeiras Sobre as vigas principais existe uma ponte rolante p rtico met lico para transportar os elementos pr fabricados aduelas ou vigas Estes s o transportados at extremidade do ltimo v o j executado autoportante pelo p rtico m vel que se 8 Capitulo 2 Cimbres autolan veis desloca sobre o CA suspendendo e transportando os elementos pr fabricados at frente de obra Posicionado o elemento a liga o feita no caso das aduelas recorrendo aplica o de pr esfor o convencional junta seca ou incluindo a aplica o de resina epoxy que melhora a ader ncia entre as superf cies da junta No caso de elementos de viga como estas vencem o v o total a continuidade garantida na zona dos apoios pelo pr esfor o Como as juntas entre elementos n o s o normalmente atravessadas por armaduras deve se garantir uma tens o de compress o de 0 5 a 1 5 N mm sob a ac o das solicita es permanentes pr esfor o a tempo infinito cargas vari veis e gradientes t rmicos BAPTISTA 1995 Este processo construtivo em desenvolvimento no nosso pa s a par da ind stria da pr fabrica o com vastas aplica es no panorama internacional possibilita na execu o de tabuleiros por aduelas vencer v os at 80 m n e Fig
49. que normalmente ultrapassa a dezena de horas a presa do primeiro bet o colocado e vibrado acontece muito antes de terminada a betonagem Este facto da maior import ncia na metodologia a seguir para a betonagem Na generalidade dos casos adoptado um dos seguintes processos de execu o Tipo a betonagem iniciada sobre o apoio da frente avan ando simetricamente em duas frentes Chegando ao fim da betonagem do v o em consola betonada a restante parte do tabuleiro 4 Valor de refer ncia 440 m3 de bet o sec o do tabuleiro de 11m2 v o de 40m IL19 Capitulo 2 Cimbres autolan veis A 1 _ 45 _ 5 b t b t A A o 3 b t A A 4 Figura 21 Evolu o da betonagem ao longo do tempo b t segundo o processo de execu o do Tipo A Tipo B a betonagem iniciada a partir da extremidade do cimbre em consola e avan ando no sentido do apoio traseiro A A 19 _ 4 5L 1 5 _ b t A 2 b t e E S o 39 b t yyyyyyywvuvyivvyyvyvyy A A 4 Figura 22 Evolu o da betonagem ao longo do tempo b t segundo o processo de execu o do Tipo B O primeiro processo de betonagem apresentado embora menos adoptado por implicar duas equipas de betonagem e o dobro do equipamento envolvido garante menores varia es de deforma o do cimbre ao longo da betonagem reduzindo por consequ ncia a v
50. s a actua o do OPS For a instalada nos cabos ap s a actua o do OPS determinada por leitura directa no modelo num rico For a instalada nos cabos ap s a actua o do OPS calculada numericamente a partir de valores num ricos e experimentais Pr esfor o Org nico Organic Pre Stress for a de esticamento dos cabos Carregamento 1 carga pontual kN Carregamento 2 carga uniformemente distribu da kN m Press o lateral do bet o sobre as cofragens Amortecedor passivo de massa sintonizada Velocidade ascendente do bet o numa cofragem Tens o muscular SAD gt SAHD SAVS SCD SCE gt Smadm J os m x m x Usci G Q OPS U sci Uexp Unum Um x posit Um x Negat Ufinal VSD gt W E Tens o muscular fun o da massa m Tens o muscular fun o da massa m Am Sistema de Aquisi o de Dados Amortecedor hidr ulico semi activo Sistema semi activo de varia o de rigidez Sistema controlo din mico Sistema controlo est tico Tens o de ced ncia do a o Tens o m xima no banzo superior Tens o m xima no banzo inferior Tens o na fibra relevante da sec o de controlo 1 devido carga permanente a tens o na fibra relevante da sec o de controlo i devido carga vari vel no instante t o incremento de tens o na fibra relevante da sec o de controlo i produzido pelo sistema O
51. s de elementos finitos do tipo barra que simulam o actuador cilindro hidr ulico e os cabos de pr esfor o Figura IV 6 Modelo num rico do cimbre com OPS A actua o do cilindro hidr ulico foi efectuada atrav s de uma varia o t rmica AT que provoca um alongamento semelhante ao de um curso do cilindro ops considerando a sua deforma o axial Para valores baixos de tens es de pr esfor o a deformabilidade do leo desprez vel 0 0 AT 8 0 ops IV IV 10 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Onde FT E varia o t rmica que provoca no elemento barra um alongamento final semelhante a um curso do OPS varia o t rmica que provoca no elemento barra um alongamento te rico semelhante a um curso do OPS FT de varia o t rmica que provoca um alongamento equivalente deforma o encurtamento el stica do elemento barra FLops varia o de comprimento da haste do cilindro equivalente a um curso do OPS C coeficiente de dilata o t rmica do a o do cilindro 1 2 10 L comprimento do elemento barra As selas de desvio foram modeladas como elementos de barra cont nuos desde o cimbre at ao n vel de contacto dos cabos a sua liga o ao cimbre foi modelada como r gida Os cabos foram igualmente simulados por elemento
52. sculo m sculo ld 7 k So m gt r r m estrutura 4 base 7 S i gt So S tens o muscular fun o da massa Figura 15 Representa o esquem tica do sistema efector do bra o materializado pelos m sculos bicipites Um sistema efector pode definir se como um caso particular de sistema de controlo activo em que os actuadores s o elementos estruturais e cuja actividade extensiva a cen rios est ticos e ou din micos PACHECO 1999 O dimensionamento de uma estrutura org nica ou de uma estrutura inteligente um dimensionamento integrado e simult neo da estrutura base e do sistema efector ou sistema de controlo activo 7 Do ponto de vista tecnol gico estrutura inteligente pode ser entendida como o conjunto de sensores actuadores e controlo aplicados a uma estrutura para que esta seja funcionalmente adaptativa 11 18 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte Quantifica o das Ac es Dimensionamento da Estrutura Org nica Dimensionamento da Dimensionamento do Estrutura Base Sistema Efector Figura 16 Processo de dimensionamento de uma estrutura org nica PACHECO 1999 3 3 Pr esfor o Org nico 3 3 1 Pr esfor o org nico OPS conceitos b sicos O pr esfor o org nico OPS um sistema de pr esfor o auto ajust vel o qual recebeu a designa o de org nico pelo facto da sua concep o se
53. senesi apelido don beba ss narra fede tada prai 2 3 2 SISTEMAS DE CONTROLO DE ESTRUTURAS 2 3 2 1 SISTEMAS DE CONTROLO SOLU ES MACRO ESTRUTURAIS 3 3 2 2 SISTEMAS DE CONTROLO ACTIVO qu sp sn a Cala Sd 5 Da do ESU Y Sau 6 6 DZ SC S E 8 2 2 8 3 2 2 5 Controlo din mico estrat gias mais comuns 9 3 22 60 Controlo ES CO um a u ua i a Sa a St s 12 3 2 3 EXEMPLOS DE SISTEMAS DE CONTROLO EM ESTRUTURAS 12 3 2 5 ESTRUTURAS INTELIGENTES ESTRUTURAS ORG NICAS 17 3 3 PRE ESFOR O ORG NICO 19 3 3 1 PR ESFOR O ORG NICO OPS CONCEITOS B SICOS 19 3 3 2 APLICA O DE PR ESFOR O ORG NICO EM CIMBRES 22 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte CAP TULO III SISTEMAS DE CONTROLO DE ESTRUTURAS ESTADO DA ARTE 3 1 Generalidades O desenvolvimento tecnol gico ocorrido nas duas ltimas d cadas do s c XX com especial incid ncia no progresso da inform tica permitiu que v rios n cleos de
54. um curso do OPS determinado a partir do modelo num ricos Loo Comprimento inicial dos cabos de pr esfor o sem carga e sem aplica o do OPS determinado a partir do modelo experimental N For a instalada nos cabos ap s actua o do OPS calculada numericamente a partir de valores num ricos e experimentais Por leitura directa no modelo num rico obteve se o valor da for a instalada nos cabos ap s a actua o do OPS 0 34 5 Compararam se os dois valores N N obtendo se uma diferen a de Confirmou se portanto a grande deformabilidade axial do cimbre pois aproximadamente 2 3 de cada curso do cilindro s o utilizados para compensar o encurtamento do cimbre IV 59 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico Cimbre em Modelo Reduzido 4 4 4 Caracteriza o din mica do conjunto cimbre cabos O Laborat rio de Vibra es e Monitoriza o da FEUP realizou um ensaio din mico Ensaio 12 com o objectivo de identificar experimentalmente as frequ ncias naturais mais relevantes da estrutura A Figura IV 65 apresenta uma estimativa espectral m dia obtida cujos valores de pico possibilitam uma f cil identifica o dos valores das frequ ncias naturais com contributo mais significativo na gama de frequ ncias de interesse CAETANO 2000 Power Spectrum Chan 1 Avg 10 0 Functn Lin Hz Mo FOLD 5
55. vi vel e competitiva e como sensores preferenciais em estruturas de carbono e de materiais comp sitos SELVARAJAN 2003 O n vel de efici ncia que os sensores podem atingir independentemente do seu grau de precis o resulta em grande parte do crit rio de coloca o que deve resultar de uma an lise cuidada em fase de projecto recorrendo para tal modela o num rica 6 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte Extens metros Os extens metros s o instrumentos que medem extens es a partir do deslocamento observado entre dois pontos extremos de um segmento de comprimento conhecido Os mais comuns s o os extens metros de corda vibrante e os extens metros de resist ncia el ctrica A ponte de Wheatstone constitui sem d vida o processo mais comum de medi o de um extens metro estando implementada na generalidade dos equipamentos de aquisi o de sinal Existem v rios tipos de liga o da ponte Wheatstone de ponte 4 ponte e ponte completa cada uma destas liga es varia o grau de sensibilidade da leitura Aceler metros Os aceler metros s o dispositivos constitu dos por um sistema amortecedor de mola massa que produz um sinal proporcional acelera o a que est o submetidos numa banda de frequ ncia muito abaixo da sua frequ ncia de resson ncia Existem tr s categorias principais de aceler metros os piezoel ctricos os piezoresistivos e capacitivos e o
56. viaduto V2 no sublan o Fafe Basto Engil 2003 ACI American Concrete Institute 347 88 Guide to formwork for concrete ACI USA 1989 Andr A Pacheco P Ad o da Fonseca A Pr esfor o org nico estudo sobre uma a aplica o de uma nova tecnologia V Simp sio EPUSP sobre estruturas de concreto S o Paulo 2003 Baptista M A An lise diferida de pontes constru das tramo a tramo com cimbres autoportantes e autolan veis disserta o para obten o do grau de mestre em Estruturas de engenharia civil F E U P Porto 1995 Baptista M Silva R Relat rio dos ensaios realizados no Laborat rio de Materiais do Departamento de Engenharia Mec nica para o grupo OPS FEUP Porto 2003 Bossens F Amortissement actif d s structures cabl es de la th orie implementation ULB Bruxelles 2001 Caetano E Dynamics of cable stayed bridges experimental assessment of cable structure interaction tese submetida para obten o do grau de Doutor de Filosofia em Engenharia Civil F E U P Porto 2000 Euroc digo 1 1991 Parte 3 Bases de dimensionamento ac es em estruturas Parte 1 de dimensionamento CEN 1993 Euroc digo 2 NP ENV 1992 1 1 1991 Projecto de estruturas de bet o Parte 1 regras gerais e regras para edif cios CEN 2001 Euroc digo 3 Eurocode 3 Design of steel structures Part 1 1 General rules pr
57. 0 5 1875 2 Y 51 0531dB Figura IV 65 Estimativa espectral m dia de acelera es verticais medidas numa extremidade do modelo laboratorial LVM 2003 No Quadro IV 20 feita a compara o entre a frequ ncia medida em laborat rio e o modelo num rico calibrado para as cargas est ticas Figura 66 Quarto modo de vibra o da estrutura Primeiro modo de vibra o global 60 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Frequ ncia Hz Experimental Num rica 5 19 5 25 Quadro 20 Frequ ncias resultantes de an lises din micas O valor da frequ ncia natural no caso do modelo num rico corresponde ao quarto modo de vibra o do conjunto estrutural viga cabos os tr s primeiros modos de vibra o s o locais e ocorrem nos cabos de pr esfor o Os resultados obtidos da an lise din mica permitiram concluir que o modelo previamente calibrado para cargas est ticas tamb m se apresentava calibrado para solicita es din micas A diferen a encontrada entre modelos num rico e experimental foi de 1 14 4 4 5 Caracteriza o do modelo num rico corrigido Como apresentado na Figura IV 57 a interac o entre modelo experimental num rico foi necess ria para a calibra o deste ltimo O modelo num rico corrigido possibilita a compara o de valores experimentais e num ricos para os en
58. 0 0 2 0 u num u exp 4 0 1 num Le exp 6 0 0 200 400 600 800 1000 Tempo s Figura 84 Compara o de valores num ricos e experimentais obtidos para o ensaio 17 6 0 3 0 0 0 3 0 6 0 9 0 12 0 ci 1 5 3 0 T T T T T 0 200 400 600 800 1000 Tempo s Flecha mm Figura IV 85 Compara o de valores num ricos e experimentais obtidos para o ensaio 18 Curso do actuador mm 73 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Nas Figuras IV 86 e IV 87 apresentam se as varia es de tens es para os ensaios 1 Varia o de tens o MPa Varia o de tens o MPa 7 168 60 0 c OPS 40 0 exp s OPS exp 20 0 0 0 20 0 banzo inferior 40 0 0 200 400 600 800 1000 Tempo s Figura IV 86 Evolu o da tens o no banzo inferior da sec o de controlo Valores num ricos e experimentais obtidos nos ensaios 17 e 18 60 0 s OPS num 7 40 0 banzo superior 6 num 20 0 0 0 20 0 40 0 0 200 400 600 800 1000 Tempo 5 Figura 87 Evolu o da tens o no banzo inferior da sec o de controlo Valores num ricos e experimentais obtidos nos ensaios 17 e 18 Processo de execu o do tipo B Par metro Ensaio 17 Ensaio 18 Num Exp Num Exp Um x posit mm 2 33 2 65 1 16 1 18 Um x
59. 1 15 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Figura 11 16 CA Superior equipado com sistema leo hidr ulico para abertura fecho das cofragens Perspectiva geral esquerda e pormenor direita cortesia Mota Engil No caso dos CAs superiores a descofragem feita com a abertura total da cofragem para permitir a movimenta o para o tramo seguinte sem haver colis o com os pilares Figura 11 12 Se n o possuir um sistema leo hidr ulico para abrir fechar as cofragens recorre se a outros meios de eleva o mec nica por exemplo grua m vel Conclu da a movimenta o a cofragem novamente elevada para se proceder execu o do tramo seguinte Va T Figura 17 CA Superior com estrutura em caix o de almas cheias com cofragens totalmente abertas preparado para avan ar Perspectiva geral esquerda e vista transversal direita cortesia NRS No caso dos CAs inferiores a cofragem escorada por elementos met licos isolados ou em treli a os quais tamb m se podem movimentar atrav s de sistemas mec nicos ou leo hidra licos 16 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Figura 18 CA Inferior com estrutura em caix o de almas cheias Perspectiva geral esquerda abertura parcial de cofragens para avan o direita cortesia NRS A abertura das cofrage
60. 1 40 0 00 0 25 Um x negat mm 13 50 14 10 1 15 1 63 Ufinal mm 13 50 13 72 0 84 0 81 Jos m x MPa 37 46 38 54 15 96 12 91 m x MPa 52 32 50 94 12 17 5 29 Lc m x mm 0 61 0 70 Lc total mm 3 05 3 11 Quadro 24 Valores num ricos e experimentais para os ensaios 15 16 O controlo de deforma o medido experimentalmente para o carregamento do tipo A foi de 88 4 Numericamente o valor estimado foi de 85 2 A tens o m xima esperada sem controlo ensaio 15 no banzo superior era de 37 46 MPa compress o A tens o obtida com controlo foi de 15 96 MPa compress o ou seja assegurando uma redu o na tens o de 57 4 Experimentalmente determinou se uma redu o de 66 5 na tens o do banzo superior No banzo inferior esperava se uma redu o de 123 3 ou seja invers o de esfor os de trac o para compress o Atrav s dos resultados experimentais determinou se uma redu o de tens o de 110 4 IV 71 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 4 5 2 1 2 Processo de Execu o Tipo B O processo de execu o da betonagem dum tabuleiro do Tipo B caracterizado pela varia o de sinal dos esfor os e deforma o instalada na sec o de controlo Os ensaios 17 18 foram realizados para comprovar que apesar da contra flecha provocada pelo carregamento do v o em consola segundo este processo
61. 20 1 4 5 2 1 3 Simula o da aplica o de pr esfor o Atingidas as resist ncias m nimas do bet o do tabuleiro para aplica o de pr esfor o efectuado o p s tensionamento dos cabos Esta ac o provoca um al vio da carga suportada pelo CA O modo autom tico de descarga ver 4 3 7 2 2 foi concebido de forma a garantir que o cimbre se manter na mesma posi o n o acompanhando a subida do tabuleiro Realizou se o ensaio 19 para simular o controlo do cimbre durante o p s tensionamento dos cabos Optou se por representar graficamente a evolu o de um ciclo de execu o de um tramo de tabuleiro ou seja per odo de betonagem per odo de evolu o das caracter sticas de resist ncia do bet o e p s tens o dos cabos de pr esfor o Foi efectuado um carregamento semelhante ao dos ensaios 13 e 14 tendo sido carregadas 6 caixas localizados no v o durante o qual o sistema de controlo foi activado no modo de carga autom tico Ap s estabiliza o do sistema foi efectuada a descarga simult nea de todas as caixas com o sistema OPS a funcionar em modo autom tico de descarga IV 75 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Este ensaio foi realizado ap s o acidente ocorrido na estrutura Como j foi referido os danos que advieram de tal ocorr ncia modificaram algumas caracter sticas do modelo experimental deixando
62. AAA NNISNAS E Ensaio 5 0 392 kn 111 NNNNANNNNA lt NNINNNH Ensaio 6 Figura 58 Esquema de carregamento os ensaio 4 5 e 6 48 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido Os tr s ensaios consistiram na medi o da deforma o a meio v o da estrutura utilizando um comparador mec nico para tr s carregamentos diferentes com cargas bem definidas de 80 kg 70 kg e 40 kg 2x20 kg No Quadro IV 12 apresentam se os resultados experimentais num ricos a compara o entre ambos Ensaio h 1 4 v o Exp mm 4 v o Num mm Dif 4 270 4 240 0 7 3 765 3 715 1 3 4 250 4 223 0 6 Quadro 12 Compara o de valores experimentais num ricos A m dia das diferen as determinadas entre os valores medidos experimentalmente e os valores num ricos foi de 0 95 com uma amplitude m xima 0 35 Da an lise dos valores apresentados no Quadro IV 12 concluiu se que o modelo num rico encontrava se ligeiramente mais r gido do que o modelo experimental De forma a minimizar a diferen a entre os modelos procedeu se a uma varia o da sec o dos elementos constituintes do banzo no modelo num rico dentro do intervalo de varia o encontrado experimentalmente Conclu da essa varia o a m dia das diferen as entre modelos situou se nos 0 35 4 4 2 Cabos de
63. ALARME 41 4 4 CARACTERIZA O DO MODELO EXPERIMENTAL 44 4 4 1 ESTRUTURA BASE 44 4 4 1 1 CARACTERIZA O GEOM TRICA LONGITUDINAL 44 4 4 1 2 CARACTERIZA O GEOM TRICA TRANSVERSAL 45 4 4 1 3 CARACTER STICAS GEOM TRICAS DAS SEC ES TRANSVERSAIS DOS PERFIS 46 4 4 1 4 M DULO DE ELASTICIDADE DO A O EC 47 4 4 1 5 AVALIA O DOS PAR METROS EXPERIMENTAIS 48 4 4 1 5 1 ENSAIOS DE CARGA 48 4 4 2 CABOS DE PR ESFOR O 49 4 4 2 1 COMPRIMENTO DOS CABOS DE PR ESFOR O 49 4 4 2 2 FACTOR DE RIGIDEZ DOS CABOS DE PR ESFOR O 50 4 4 2 3 RESULTADOS EXPERIMENTAIS 52 4 4 3 PR ESFOR O ORG NICO OPS 56 4 4 3 1 CARACTERIZA O EXPERIMENTAL 56 4 4 3 2 MODELA O NUM RICA DO OPS 57 4 4 3 3 CALIBRA O DO MODELO NUM RICO 57 4 4 3 4 AN LISE DA ACTUA O DO OPS 58 4 4 4 CARACTERIZA O DIN MICA DO CONJUNTO CIMBRE CABOS 60 4 4 5 CARACTERIZA O DO MODELO NUM RICO CORRIGIDO 61 4 5 ESTUDO EXPERIMENTAL 62 4 5 1 PLANEAMENTO DOS ENSAIOS LABORATORIAIS 62 4 5 2 ENSAIOS 63 4 5 2 1 CARREGAMENTO A 65 DA RESIST NCIA LTIMA DO MODELO 63 4 5 2 2 SIMULA O DE BETONAGEM DO TABULEIRO 67 4 5 2 1 1 PROCESSO DE EXECU O TIPO A 68 4 5 2 1 2 PROCESSO DE EXECU O TIPO 72 4 5 2 1 3 SIMULA O DA APLICA O DE PR ESFOR O 75 4 5 2 2 ESTUDO DE FIABILIDADE DO SISTEMA DE CONTROLO 4 5 2 2 1 ENSAIO DE VIBRA ES 4 5 2 2 2 ENSAIO DE TOR O 4 5 2 2 3 ENSAIO DE TEMPERATURA GLOSS RIO BIBLIOGRAFIA ANE
64. AS DE TRAVAMENTO 24 2 2 7 DURA O DAS DIVERSAS ACTIVIDADES 25 2 2 8 MANUAL DE INSTRU ES 26 2 3 MATERIAIS E ESPECIFICA ES T CNICAS COMUNS 2 3 1 ESTRUTURA DAS VIGAS DE LAN AMENTO 2 3 2 ESTRUTURA DE SUSTENTA O DAS COFRAGENS 2 3 3 COFRAGENS 29 2 3 4 ESTRUTURAS DE SUPORTE P RTICOS OU CONSOLAS 2 3 5 MESAS DE DESLOCAMENTO OU BOGIES 2 3 6 PROTEC O DOS ELEMENTOS MET LICOS 2 4 DIMENSIONAMENTO DE CIMBRES 2 4 1 CRIT RIOS DE DIMENSIONAMENTO 2 4 1 1 AC ES 2 4 1 2 ESTADO LIMITE LTIMO 2 4 1 3 ESTADO LIMITE DE SERVI O 2 4 1 4 LIGA ES 2 4 1 5 CILINDROS HIDR ULICOS 2 4 1 6 DADOS PARA O PROJECTISTA DE ESTRUTURAS 2 5 REUTILIZA O DE CIMBRES 2 5 1 SOLU ES CORRENTES 27 27 28 29 30 32 33 33 33 36 37 38 39 40 41 41 2 5 2 REFOR O DE CIMBRES POR APLICA O DE PR ESFOR O ORG NICO 43 CAP TULO III SISTEMAS DE CONTROLO DE ESTRUTURAS ESTADO DA ARTE 3 1 GENERALIDADES 2 3 2 SISTEMAS DE CONTROLO DE ESTRUTURAS 2 3 2 1 SISTEMAS DE CONTROLO SOLU ES MACRO ESTRUTURAIS 3 3 2 2 SISTEMAS DE CONTROLO ACTIVO gt 3 2 2 1 ESTRUTURA 6 3 2 2 2 SENSORES 6 3 2 2 3 CONTROLADOR 8 3 2 2 4 ACTUADOR 8 3 2 2 5 CONTROLO DIN MICO ESTRAT GIAS MAIS COMUNS 9 3 2 2 6 CONTROLO EST TICO 12 3 2 3 EXEMPLOS DE SISTEMAS DE CONTROLO EM ESTRUTURAS 12 3 2 5 ESTRUTURAS INTELIGENTES ESTRUTURAS ORG NICAS 17 3 3 PR ESFOR O ORG NICO 19
65. Adelina Godinho pela gentileza em terem efectuado as tradu es do Sum rio Ao Engenheiro Morgado Andr pelos interessados conselhos fornecidos ao longo do trabalho e pela ajuda prestada na revis o do texto D Maria Vit ria e Marta Lima do secretariado de Estruturas pelo seu apoio log stico minha mulher Teresa por todo o carinho apoio e compreens o demonstrada ao longo de tr s anos muito acelerados Aos meus pais fam lia e amigos pelas largas horas subtra das sua companhia A todos aqueles que de uma forma directa ou indirecta ajudaram a que fosse poss vel a realiza o desta disserta o e que por mero lapso n o tenham sido acima mencionados NDICE GERAL CAP TULO I INTRODU O 1 1 GENERALIDADES 1 1 2 CONTEXTO DO TRABALHO 2 1 3 OBJECTIVOS 2 1 4 ORGANIZA O DO TEXTO 3 CAP TULO 2 CIMBRES AUTOLAN VEIS 2 1 GENERALIDADES 2 2 1 1 DOM NIO DE APLICA O 8 2 1 1 1 TABULEIROS EXECUTADOS IN SITU 8 2 1 1 2 TABULEIROS PR FABRICADOS 8 2 1 2 CLASSIFICA O DE CIMBRES 9 2 1 2 1 SOLU ES ESTRUTURAIS CORRENTES NOS 12 2 1 2 2 CIMBRES AUTOLAN VEIS COM ARTICULA ES 14 2 2 PROCESSO CONSTRUTIVO FUNCIONAMENTO DOS CIMBRES 14 2 2 1 TRANSPORTE MONTAGEM E COLOCA O DO CIMBRE 15 2 2 2 COLOCA O E POSICIONAMENTO DA COFRAGEM 15 2 2 3 COLOCA O DA ARMADURA 18 2 2 4 BETONAGEM E APLICA O DE PR ESFOR O 19 2 2 5 AVAN O DO CIMBRE 21 2 2 6 SISTEM
66. CA s ser o estruturas com potencial interesse para a primeira aplica o do OPS Os CA s s o estruturas provis rias correntemente utilizadas na constru o tramo a tramo de pontes e viadutos Em Portugal desde os finais da d cada de 80 do s c XX altura em que se iniciou a constru o de uma rede de infra estruturas rodovi rias essenciais para o desenvolvimento do pa s v rias empresas adquiriram este tipo de equipamento para executarem diversas obras de arte O car cter provis rio dos cimbres a elevada raz o carga vari vel carga permanente o custo de aquisi o deste tipo de equipamento e as altera es ou refor os na estrutura em novas reutiliza es s o as principais raz es para que esta disserta o se concentre na aplica o de OPS em 1 2 Contexto do Trabalho O presente trabalho surge da necessidade de comprovar experimentalmente os resultados obtidos em trabalhos de indole num rica da aplica o de OPS em CAs O trabalho foi desenvolvido no seio de uma equipa multidisciplinar de investiga o denominada grupo OPS O grupo de trabalho constitu do por docentes t cnicos e estudantes de v rias reas da Engenharia Estruturas Mec nica Automa o da FEUP A realiza o deste trabalho s foi poss vel devido ao indispens vel apoio t cnico econ mico por parte da ind stria da constru o 1 3 Objectivos Os principais objectivos deste trabalho s o validar e conso
67. CD s o capazes de actuar em tempo til sobre um processo f sico de modo a conseguir que a sua evolu o temporal se enquadre dentro de determinados padr es de comportamento cuja caracteriza o feita atrav s de vari veis de estado Um SCD caracterizado por tr s vari veis de estado Figura II 6 vari veis de entrada relacionadas com a ac o de controlo e de valores manipul veis pelo Controlador logo conhecidas vari veis de sa da relacionadas com a resposta e podem ser conhecidas vari veis de excita o relacionadas com a solicita o exterior e cujos valores n o podem ser manipul veis Os Sistemas de Controlo podem ser realizados em circuito fechado ou aberto distinguindo se pela utiliza o ou n o por parte do Controlador das vari veis de sa da na manipula o dos valores das vari veis de entrada PACHECO 1999 Os Sistemas de Controlo Passivo Figura II 2 constituem um exemplo de controlo em circuito aberto Excita o Entrada Controlo Sa da Controlador Figura 6 Sistema de controlo em circuito aberto PACHECO 1999 Os Sistemas de Controlo Ativo Figura 3 s o sistemas de controlo em circuito fechado 9 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte Excita o Sa da Entrada Controlo Realimenta o Figura 7 Sistema de controlo em circuito fechado PACHECO 1999 Algumas Estrat gias de Co
68. EN 1993 1 1 CEN 1993 Euroc digo 3 Eurocode 3 Design of steel structures Part 1 8 Design of joints prEN 1993 1 8 2002 Final Draft CEN 2002 Farinha J B Reis A Tabelas t cnicas Lisboa 1992 F lix C M Monitoriza o do comportamento de estruturas de bet o disserta o apresentada a concurso para professor coordenador do quadro do Instituto Superior de Engenharia do Instituto Polit cnico do Porto ISEP 2002 Ferraz C Um modelo de an lise para o estudo de pontes como estruturas evolutivas disserta o apresentada Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto para a obten o do grau de Mestre em Estruturas de Engenharia Civil FEUP Porto 2001 Fib Bulletin 9 Guidance for good bridge design Part 2 design and construction aspects ISBN 2000 190 p Grifian J Manual pr tico de cofragens Edi es Cetop Sintra 1991 172 p Helduser S Bonefeld R Active damping in civil engineering using hydraulic actuators Institute of Fluid Power and Motion Control Dresden 2000 Hurd M K Formwork for concrete A C I Farmington Hills U S A 1995 Jung J Spencer B F Ni Y Q Lee I W State of the art of semiactive control system using MR fluid dampers in civil engineering 2004 Machado B Processos construtivos de pontes de m dio v o disserta o para obten o do grau de Mestre em Constru o
69. Es 4 11 2 2 8 11 2 2 8 i 3 4 1 PL 5 PL E p gt V 48 EI 384 EI Figura IV 3 Avalia o da deforma o em fase de pr dimensionamento Onde E M dulo de Elasticidade GPa 0 Deforma o medida m 1 Carregamento 1 carga pontual kN P 2 Carregamento 2 carga uniformemente distribu da kN m L V o livre para deforma o m IV 6 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido pubs 5 4 1 In rcia da sec o transversal m Para os carregamentos 1 e 2 foi tamb m avaliado o acr scimo de tens es provocado v o da estrutura face s tens es instaladas devido a ac es permanentes Para tal utilizou se a seguinte express o M Fu IV 3 W Onde Ao Varia o de tens o MPa M Momento flector na sec o de v o kN m W M dulo de flex o el stico da sec o transversal m No Quadro 1 apresentam se os valores da varia o de deforma o tens o Fj que se obt m para a sec o de meio v o para os dois tipos de carregamentos referenciados atr s Carregamento Carga Ah mm Aj MPa A 1 kN 6 87 33 11 B 0 5 kN m 24 03 92 69 Quadro IV 1 Valores determinados para a sec o de meio v o A estrutura com um comprimento total de 14 0 m e de 11 2 m entre apoios suficientemente defor
70. HMD Hybrid Mass Dumper SAHD Semi Active Dumper Quadro 1 Exemplos de aplica es escala real de Sistemas de Controlo de Vibra es em edif cios SPENCER et al 1997 1999 iz Tipo de Anos de Altura m N de Modos Localiza o Designa o Elementos Ponte aplica o Peso Ton Controlados 119 4800 Pilar 1 Jap o Rainbow Suspensa 1991 92 2 117 4800 Pilar 2 1 Jap o Tsurumi Tsubasa Suspensa 1992 93 183 3560 Pilar 1 127 9 2400 Pilar 1 1 Jap o Hakucho Suspensa 1992 94 5 131 2500 Pilar 2 1 Jap o Akashi Kaikyo Suspensa 1993 95 293 24650 Pilar le 2 1 Jap o Meiko Atirantada 1994 95 190 6200 Pilar 1 e 2 1 112 1600 Pilar 1 Jap o Kurushima Suspensa 1995 97 x 145 2400 Pilar 2 3 Quadro 2 Exemplos de aplica es escala real de Sistemas de Controlo Din mico implementados fase construtiva de pontes SPENCER et al 1997 SPENCER et al 1999 Os Sistemas de Controlo Activos ainda com uma reduzida implementa o escala real t m sido recentemente objecto de v rios trabalhos cient ficos relativos a diversos tipos de aplica es da Engenharia Estrutural Apresentam se a seguir sucintamente alguns exemplos 11 13 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte Sistema de controlo activo e lico com deflect metros aerodin micos aplicado em ponte suspensa
71. O NUM RICO CORRIGIDO 61 4 5 ESTUDO EXPERIMENTAL 62 4 5 1 PLANEAMENTO DOS ENSAIOS LABORATORIAIS 62 4 52 ENSATOS puasa uN Su a a u a da 63 4 5 2 1 Carregamento a 65 da resist ncia ltima do modelo 63 4 5 2 2 Simula o de Betonagem do 1 0 6170 eternas 67 4 5 2 1 1 Processo de Execu o Tipo aa La o a 68 4 5 2 1 2 Processo de Execu o Tipo B 72 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num em Modelo Reduzido 4 5 2 1 3 Simula o da aplica o de pr esfor o 75 4 5 2 2 Estudo de Fiabilidade do Sistema de 07 70 0 77 4 5 2 2 1 Ensqio de vibra g0eS OO sasi sasa 77 4 5 2 9 2 5 u a l s a a a 78 4 5 2 2 3 Ensaio de 4 79 IV 2 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido CAP TULO IV ESTUDO EXPERIMENTAL DA APLICA O DE PR ESFOR O ORG NICO NUM CIMBRE EM MODELO REDUZIDO 4 1 Objectivos O primeiro estudo experimental de pr esfor o org nico OPS em estruturas de Engenharia Civil tem como princip
72. ONAMENTO DOS CIMBRES 14 2 2 1 TRANSPORTE MONTAGEM E COLOCA O DO 15 2 2 2 COLOCA O E POSICIONAMENTO DA COFRAGEM 15 2 2 3 4 COLOCA O DA ARMADURA a a M dog 18 2 2 4 BETONAGEM E APLICA O DE PR ESFOR O 19 22 53 AVAN O DO CIMBRE ana ha u aura 21 2 2 6 SISTEMAS DE TRAVAMENTO 24 2 2 7 DURA O DAS DIVERSAS ACTIVIDADES 25 2 2 8 MANUAL DE 26 2 3 MATERIAIS E ESPECIFICA ES T CNICAS COMUNS 27 2 3 1 ESTRUTURA DAS VIGAS DE LAN AMENTO 27 2 3 2 ESTRUTURA DE SUSTENTA O DAS COFRAGENS a 28 2 33 COPRAGENS se DS 29 2 3 4 ESTRUTURAS DE SUPORTE P RTICOS OU CONSOLAS 29 2 3 5 MESAS DE DESLOCAMENTO OU BOGIES 30 2 3 6 PROTEC O DOS ELEMENTOS MET LICOS a 32 2 4 DIMENSIONAMENTO DE CIMBRES
73. PACHECO 2002 Um m sculo um elemento estrutural com capacidade de variar a sua rigidez A varia o de rigidez conseguida atrav s da varia o do fornecimento de energia Assim sendo um m sculo ou um sistema efector pode ser considerado como um elemento estrutural que transforma energia em rigidez ou seja um m sculo uma mola de rigidez vari vel PACHECO 1999 A materializa o do conceito de OPS baseada numa conjun o criteriosa de tecnologia bem conhecida O sistema tem tr s elementos fundamentais as ancoragens org nicas os cabos de pr esfor o n o aderentes e o circuito electr nico Figura 11 18 As tecnologias construtivas e o dimensionamento s o semelhantes s habitualmente utilizadas em estruturas com p s tens o com cabos n o aderentes sendo o circuito electr nico incluindo cabos el ctricos e componentes electr nicos muito semelhante aos circuitos de sistemas de controlo activo comuns PACHECO 1999 Tubo de HPDE Graxa Cord o Figura 1 18 Ancoragem org nica cabo n o aderente e tra ado de pr esfor o t pico numa viga simplesmente apoiada PACHECO 1999 As ancoragens org nicas s o ancoragens com os sistemas servo hidr ulicos incorporados ou seja os cilindros hidr ulicos ficam instalados entre a ancoragem e a estrutura As estrat gias de controlo podem ser muito simples ANDR 2003 PACHECO 1999 Um primeiro algoritmo de controlo desenvolvido mui
74. PS numa contrac o Coeficiente de atrito entre o a o de pr esfor o e a bainha Per odo do modelo experimental Per odo de an lise num ciclo do sistema OPS Per odo de actua o num ciclo do sistema OPS Deslocamento na sec o de v o obtido experimentalmente Deslocamento na sec o de v o obtido numericamente Contra flecha m xima na sec o de 4 v o obtido numericamente Flecha m xima na sec o de v o obtido numericamente Flecha no t rmino do ensaio na sec o de Y gt v o obtida num rica experimentalmente Dispositivos de rigidez vari vel M dulo de flex o el stico ANEXOS ANEXOS ANEXO A DESCRI O DOS ENSAIOS REALIZADOS ANEXO B PE AS DESENHADAS DO MODELO REDUZIDO ANEXO DESCRI O DOS ENSAIOS REALIZADOS A l Ensaios 1 2 Ensaios trac o para determina o do M dulo de Elasticidade do a o realizados no Laborat rio de Ensaios Tecnol gicos do Departamento de Eng Mec nica e Gest o Industrial da FEUP a partir de provetes retirados do mesmo lote do a o constituinte do cimbre Os ensaios foram realizados segundo a Norma EN NP 10002 1 e certificados com os n s ETRA03021 3 A norma seguida foi designada como adequada para determina o do m dulo de elasticidade E pelos respons veis laboratoriais A 2 Ensaio 4 Ensaio de carga atrav s da aplica o de halteres com 80 kg de massa 0 785 kN 4 v o do cimbre Pretendia se medir a deforma o li
75. S rgio do Vale Carlos Quinaz e Renato Bastos pela revis o do projecto do modelo experimental e pelas in meras contribui es prestadas ao longo deste trabalho Aos Professores M rio Lopes e Rita Bento do Instituto Superior T cnico pelas honrosas recomenda es efectuadas ao Director do Mestrado na fase de candidatura ao curso Martifer ao Sr Manuel Martins pelo empenho e rigor colocado na constru o do modelo experimental Ao Engenheiro Lu s Afonso da Soares da Costa por se ter disponibilizado a falar me sobre cimbres autolan veis e pelas proveitosas sugest es fornecidas na fase de concep o do modelo t cnica de laborat rio Daniela Gl ria e ao Sr Valdemar pela prest vel colabora o fornecida nos trabalhos de laborat rio Ao Engenheiro Aquilino Raimundo da Astecil pela sua disponibilidade e interesse em colaborar com o grupo OPS e pela variada documenta o disponibilizada Ao Engenheiro Joaquim Rodrigues da Pontek pelas oportunas sugest es acerca da concep o das selas de desvio da aplica o do pr esfor o minha colega Professora F tima Farinha da Escola Superior de Tecnologia da Universidade do Algarve pela compreens o demonstrada ao ter me substitu do em dois semestres lectivos na disciplina de Instala es de Edif cios Ao Sr Manuel Carvalho e ao Gaspar Furtado pela elabora o de algumas figuras s Professoras Ausenda Andr Georgina Narciso e Maria
76. Universidade do Porto F EUP engenharia ESTUDO EXPERIMENTAL DA APLICA O DE PR ESFOR O ORG NICO NUM CIMBRE AUTOLAN VEL EM MODELO REDUZIDO Ant nio Carlos Guerreiro Morgado Andr Disserta o apresentada Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto para a obten o do grau de Mestre em Estruturas de Engenharia Civil realizada sob supervis o dos professores Pedro Pacheco e Ant nio Ar de do Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Porto Setembro de 2004 SUM RIO A presente disserta o incide fundamentalmente no estudo experimental de um modelo reduzido de um cimbre autolan vel refor ado com recurso tecnologia de pr esfor o org nico apresentado um texto que sistematiza o actual estado do conhecimento de cimbres autolan veis S o abrangidas as perspectivas de c lculo de utiliza o e funcionamento ainda as perspectivas de transporte e montagem deste tipo de equipamento tamb m sucintamente descrito o estado da arte dos sistemas de controlo em estruturas real ando se os sistemas de controlo activo O pr esfor o org nico assume se como um sistema de controlo activo est tico Descreve se a concep o e calibra o do modelo reduzido do cimbre projectado para o trabalho experimental Analisam se os resultados obtidos verificando se que os mesmos comprovam que este sistema de controlo confere aos cimbres um significativo aumento da capacidade de carga reduzind
77. XOS A DESCRI O DOS ENSAIOS REALIZADOS B PE AS DESENHADAS DO MODELO REDUZIDO 77 77 78 79 CAP TULO 1 INTRODU O NDICE 1 1 GENERALIDADES 1 2 CONTEXTO DO TRABALLHO 13 OBJECTIVO Sapateiro I T u wan 1 4 ORGANIZA O DO TENTO Cap tulo Introdu o CAP TULO I INTRODU O 1 1 Generalidades A Natureza desde sempre uma enorme fonte de inspira o para o desenvolvimento do Homem e de tudo o que o rodeia O corpo humano destaca se como um exemplo de entusiasmante inspira o em diversas reas das Ci ncias e Tecnologias As caracter sticas org nicas do corpo humano t m estimulado o interesse de algumas reas da Engenharia Mec nica Electr nica e Aeroespacial como exemplo o desenvolvimento de sistemas e estruturas adaptativas Apenas recentemente foram conhecidos estudos que visam a aplica o desta caracter stica Engenharia de Estruturas Esta disserta o surge no seguimento de v rios trabalhos realizados sobre Pr esfor o Org nico OPS e a sua aplicabilidade em estruturas da Engenharia Civil O OPS assim designado por ser conceptualmente baseado numa estrutura org nica o m sculo uma for
78. a o superficial elemento sem prote o esquerda descama o da tinta de revestimento direita 1 32 Capitulo 2 Cimbres autolan veis 2 4 Dimensionamento de cimbres No presente sub cap tulo apresentam se considera es e crit rios para o dimensionamento a utilizar na fase de concep o e execu o dos Para tal foram analisadas v rias mem rias descritivas e justificativas de CA s actualmente em utiliza o O dimensionamento e concep o dum CA deve ser efectuado em coordena o com a entidade construtora projectistas do sistema leo hidr ulico empresa fornecedora de cofragens e projectistas da obra de arte S desta forma poss vel conceber um equipamento altamente funcional que garanta elevados rendimentos de trabalho e com um n vel de seguran a alto 2 4 1 Crit rios de dimensionamento 2 4 1 1 Ac es Existem duas fases fundamentais para a defini o e quantifica o de ac es actuantes num CA a fase de avan o e a fase de betonagem Na fase de avan o ver 2 2 5 a relev ncia das ac es permanentes sobrep e se s ac es vari veis com excep o do vento Assim sendo as principais ac es a considerar nesta fase s o os pesos pr prios da viga de lan amento da cofragem das estruturas de suporte das cofragens e das plataformas e a velocidade do vento O peso pr prio da viga normalmente majorado por um coeficiente 1 05 de forma a contemplar o
79. a al m da estrutura principal viga treli a elementos de interliga o entre estrutura e OPS como por exemplo extremidades activa e passiva do modelo Figuras IV 15 e IV 16 e selas de desvio dos cabos Figuras IV 19 6 IV 21 Figuras IV 19 Sec o com sela de desvio para momentos negativos IV 19 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Todos os elementos foram dimensionados segundo a regulamenta o nacional REAE 1986 complementada pela norma europeia EC3 1993 No caso dos elementos de interliga o a seguran a das liga es para transmiss o dos esfor os estrutura principal foi garantida assegurando resist ncia elevada deforma es aproximadamente nulas e raios de curvatura m nimos dos cabos de pr esfor o Optou se por liga es aparafusadas pr esfor adas entre a estrutura e as selas de desvio para permitir a sua retirada ou alterar a excentricidade do cabo Figura IV 19 2xHE200A_ 473 UNP 100 400 Figuras IV 21 Sec o com sela de desvio para momentos positivos 4 A resist ncia elevada refere se a algumas considera es efectuadas que implicaram a aplica o de coeficientes de seguran a superiores aos considerados habitu
80. a se na diferen a de press o entre um reservat rio preenchido com um fluido l quido localizado num ponto fixo e o transdutor de press o ligados por vasos comunicantes Qualquer varia o da posi o do transdutor Figura IV 24 como por exemplo de Ho Hi medida como uma varia o de press o OLIVEIRA 2003 PACHECO et al 2004 N vel de refer ncia Ho 4 Y H1 y Transdutor de Press o Reservat rio Figura 24 Medi o da varia o de cota com transdutores de press o O transdutor foi fixo ao cimbre na sec o de controlo 4 v o para medir a deforma o do modelo e foi ligado a um reservat rio colocado numa caixa fixa IV 22 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido independente do modelo Utilizou se leo como liquido comunicante por ser menos suscept vel a varia es de temperatura comparativamente a gua Figura 25 Figura IV 25 Transdutor de press o dentro de caixa na sec o de meio v o esquerda e reservat rio de leo colocado no quadro de comando situado num ponto fixo refer ncia direita 4 3 3 1 2 Potenci metros Os potenci metros t m a capacidade de medi o do deslocamento atrav s da varia o de pot ncia voltaica introduzida num campo magn tico por movimento relativo entre uma haste e um n cleo O potenci metro foi instalado na extr
81. al em obra No caso dos superiores a montagem feita numa das margens sobre o encontro avan ando posteriormente para o primeiro v o A estrutura apoia se no primeiro pilar apoio dianteiro e no encontro apoio traseiro Os inferiores como s o colocados abaixo do n vel do tabuleiro n o podem seguir a mesma metodologia de coloca o dos superiores Montados igualmente numa das margens s o normalmente colocados em funcionamento com o aux lio de gruas m veis ou fixas de elevada tonelagem Como j foi referido em 2 1 2 neste tipo de processo construtivo utilizando CAs inferiores para evitar readapta es usual adoptar se outro processo construtivo para a execu o dos dois tramos de extremidade por exemplo cimbre ao solo a constru o da superstrutura com CA come a a partir do segundo tramo 2 2 2 Coloca o e posicionamento da cofragem A coloca o da cofragem uma das fases deste processo construtivo uma opera o semelhante em ambos os tipos de CA s diferindo apenas na forma como as cofragens s o suportadas No caso de CAs superiores a cofragem suspensa a partir de tirantes de a o de alta resist ncia que podem estar ou n o ligados a sistemas hidr ulicos que permitem descer ou subir a mesma Terminado o per odo de endurecimento do bet o necess rio para ser poss vel a aplica o de pr esfor o e feito o p s tensionamento dos cabos descofrado o tramo executado
82. al objectivo comprovar os resultados obtidos das an lises num ricas realizadas sobre a aplica o deste sistema ver 2 5 2 Para validar a exequibilidade tecnol gica do OPS foi concebido um modelo experimental que simula o comportamento estrutural de um CA a partir do qual ser avaliado o desempenho do Sistema de Controlo Est tico instalado a estrat gia de controlo de deforma es e em particular o aumento da capacidade de carga sob a ac o de carregamentos evolutivos que simulam a betonagem de um tramo de tabuleiro 4 2 Concep o do Modelo Experimental Como referido em 3 2 5 uma estrutura org nica resulta da concep o e dimensionamento conjunto da estrutura base e do sistema efector O modelo experimental foi dimensionado para que o conjunto OPS cimbre tenha um comportamento adaptativo org nico eficaz 4 2 1 Crit rios considerados no pr dimensionamento Entre outros aspectos na concep o e pr dimensionamento do modelo experimental atendeu se em particular aos seguintes itens Deformabilidade que permitisse visualizar in situ os benef cios da aplica o do OPS no controlo de deforma es sob a ac o de carregamentos facilmente realiz veis Tens es admiss veis admitiram se limites de tens es inferiores s tens es de ced ncia para as deforma es pretendidas For a de pr esfor o exercida pelos dois 2 cabos monocord es com a menor rea dispon vel no me
83. almente em ELU devido s incertezas intr nsecas da pr pria experimenta o numa fase inicial Os raios de curvatura m nimos admiss veis dependem de sistema para sistema s o fornecidos pelos fabricantes dos cabos de pr esfor o IV 20 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido UNP 100 uno Figuras 22 Pormenor da sela de desvio para momentos positivos Considerou se que perante os coeficientes de seguran a adoptados as perdas el sticas nos elementos de interliga o ou o deslizamento nas liga es s o desprez veis n o tendo por isso interfer ncia no desempenho do OPS 4 3 3 Sensores aplicados no modelo experimental Conforme referido no Cap tulo 3 a estrutura dum sistema de controlo activo inclui sensores essenciais no fornecimento de informa o sobre a resposta do sistema s solicita es exteriores e eventualmente sobre a ac o de controlo exercida sobre a estrutura No modelo experimental foram aplicados dois conjuntos de sensores Um conjunto pertencente ao OPS e instalado permanentemente e um outro tempor rio e independente do primeiro utilizado apenas na calibra o do modelo 4 3 3 1 Sensores do sistema de controlo O sistema de controlo OPS implementado tem dois sensores um transdutor de press o e um potenci metro O transdutor de press o foi colocado na sec o de controlo da estrutura sendo p
84. am se algumas situa es relativamente comuns de reutiliza o de que implicam altera es estrutura base do cimbre Aumento de v o e ou aumento da rea da sec o transversal Execu o de tabuleiros em curva com raios pequenos e elevada inclina o transversal Execu o de tabuleiros com grande inclina o longitudinal A necessidade de aumentar o v o e ou aumento da rea da sec o transversal geralmente traduz se num acr scimo de esfor os nos principais elementos resistentes pelo que deve ser efectuada uma atenta an lise ao acr scimo de tens es nas longarinas de meio v o nas barras de transmiss o de esfor o transverso e pontos de apoio O aumento das reac es de apoio deve ser analisado nos p rticos ou nas consolas ver 2 3 4 Caso se trate de um CA superior a estrutura do p rtico poder ser refor ada com o aumento das reas de a o dos elementos horizontais e verticais de forma a verificarem os crit rios de seguran a a liga o p rtico pilar poder ser refor ada aumentando o n mero de parafusos Nas consolas de apoio 205 CA s inferiores poder ser necess rio aumentar a for a de atrito entre os an is de atrito e o bet o dos pilares Para tal necess rio aumentar a for a de pr esfor o total implicando o aumento do n mero de var es ou barras de a o de alta resist ncia usual efectuarem se altera es e refor os estrutura do anel de atrito para aument
85. amento em geral constitu da por uma ou duas vigas caix o met licas de alma cheia Figura 11 12 ou de alma treli ada Figura 11 14 elementos transversais de apoio s plataformas de trabalho e aos sistemas de escoramento das cofragens sistema de movimenta o do cimbre estrutura auxiliar para movimenta o narizes estruturas para apoio da viga de lan amento consolas ou p rticos cofragens Figura 9 Elementos constituintes tipo do CA A aquisi o de um CA um consider vel investimento apresentando se economicamente vi vel na constru o de tabuleiros de grande comprimento v rias centenas de metros ou considerando a sua reutiliza o em diversas obras FERRAZ 2001 Estas estruturas de a o s o consideravelmente pesadas 250 a 500 kg por tonelada de bet o suportada porque vencem grandes v os suportando o seu peso pr prio e o peso do bet o de um tramo BAPTISTA 1995 O presente trabalho debru a se sobre a execu o de tabuleiros de pontes e viadutos executados in situ com cimbre autolan vel I 7 Capitulo 2 Cimbres autolan veis 2 1 1 Dom nio de aplica o 2 1 1 1 Tabuleiros executados in situ Os 5 t m sido largamente utilizados em v rios pa ses na execu o de obras de arte pertencentes a infra estruturas rodovi rias e ferrovi rias Em Portugal tem se mantido a tradi o de utilizar o bet o armado em larga escala como m
86. ar o n mero de var es ancorados 11 41 Capitulo 2 Cimbres autolan veis A dificuldade de executar um tabuleiro em curva pode ser parcialmente contornada se os tro os de vigas forem rectos e a curvatura for realizada nas consolas do tabuleiro variando o seu comprimento ao longo do v o A zona em consola do in cio de cada tramo fica assim descentrada relativamente viga de lan amento o que se traduz na aplica o de um momento torsor no cimbre Este causando esfor os internos nos elementos poder ser resistido pela estrutura base simples ou refor ada Se o momento torsor provocar um desequil brio est tico do CA a isostaticidade pode ser garantida por aplica o de contrapesos ao longo do tabuleiro STRUKTURAS 2001 Na execu o de tabuleiros com inclina o longitudinal consider vel gt 5 necess rio introduzir dispositivos de travamento alguns casos utilizando superiores na execu o de tabuleiros com inclina es baixas o travamento longitudinal realizado pela for a de atrito gerada pela reac o do apoio traseiro da viga de lan amento no bet o do ltimo tramo executado O aumento de esfor os nas liga es traduz se normalmente na necessidade do seu refor o As liga es soldadas podem ser refor adas aumentando a espessura dos cord es de soldadura sem ultrapassar os limites m ximos regulamentares e ou o comprimento dos mesmos se tal for poss vel No caso de soldaduras de pe
87. arga kg 0 20 40 60 80 100 5 Ensaio 2 Deforma o 1 2 v o mm Figura 61 Avalia o da linearidade e repetibilidade entre as s ries de ensaios experimentais Os ensaios 8 e 9 foram simulados numericamente tendo como base as caracter sticas do cabo fornecidas pelo fabricante Obtiveram se valores que diferem dos valores experimentais em 4 8 1 o modelo num rico mais flex vel que o modelo experimental mm E xA 27300 kN 1 10 2 20 Quadro IV 14 Valores da flecha a v o correspondentes ao valor do factor de rigidez m dio definido pelo fabricante IV 52 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido Determinou se numericamente interpola o linear uma primeira estimativa para o factor de rigidez dos cabos que faz coincidir as flechas de 2 v o experimentais com as num ricas E A 29274 O modelo num rico tal como o experimental contabiliza as perdas el sticas devido deforma o longitudinal encurtamento da estrutura da viga caix o As perdas por atrito ver 4 4 2 3 nas selas de desvio dos cabos existente no modelo experimental foram avaliadas numericamente e comparadas com valores medidos experimentalmente 4 4 2 3 Perdas por Atrito No Quadro IV 15 apresentam se valores de coeficientes de atrito para cabos em pr esfor o exterior preconizados pelo A C I p
88. aria o de tens es no bet o com o processo de endurecimento iniciado O segundo processo introduz uma consider vel varia o na rota o da sec o sobre o apoio quando a betonagem evolui para o v o bi apoiado traduzindo se numa 20 Capitulo 2 Cimbres autolan veis maior susceptibilidade ao aparecimento de fissura o nessa sec o podendo comprometer a qualidade e durabilidade da constru o em causa Note se que em ambos os casos a betonagem termina na junta de betonagem do tramo anterior evitando se assim o eventual surgimento de patologias nessa zona cr tica A escolha do processo de betonagem depende n o s das exig ncias t cnicas do projecto de execu o da obra de arte mas em grande parte de factores como as inclina es transversais e longitudinais dos tabuleiros Para uma inclina o longitudinal superior a 3 observou se in loco que o bet o colocado na zona da consola tende a espalhar se ao longo de todo o tabuleiro Este aspecto ainda mais not rio na betonagem de vigas altas Ap s a betonagem o bet o inicia o processo de endurecimento aumentando gradualmente as suas capacidades resistentes de forma mais ou menos lenta dependendo dos adjuvantes introduzidos na sua composi o entre outros factores A aplica o de pr esfor o ao tabuleiro feita para uma resist ncia m nima do bet o indicada no projecto espec fico de pr esfor o e que depende de v rios factor
89. aspectos essenciais dum Sistema de Controlo Est tico ver 3 2 2 4 IV 29 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido M1 24V 58 M1 Q Fan Potenci metro 2 ss 24 I 24 4 1 24V x 181 Avan o VLP 1 bar 30 bar gt B1 lt Figura IV 36 Esquema do circuito leo hidr ulico instalado O actuador faz parte de um circuito leo hidr ulico constitu do pelos seguintes elementos principais cilindro hidr ulico motor bomba v lvula direccional v lvula de descarga v lvula limitadora de press o Memento odifica o aracter sticas 1 Pot ncia 0 75 kW Velocidade de rota o 1500 rpm Cilindrada 0 7 M xima press o admiss vel 160 bar Caudal 1500 cerca de 1lit min 55 ss 0 V lvula direccional V lvula de descarga Actuador hidr ulico Electro v lvula 4 3 com dois solenoides Solenoide de Avan o 51 Av Act1 Solenoide Recuo 52 Rec Act1 retorno por mola Electro v lvula com um solenoide S3 Ret Act1 retorno por mola v lvula que assegura a reten o do actuador para n o recuar sob efeito da carga nos cabos Cilindro hidr ulico de duplo efeito Dimens es 160x140x90 mm Velocidade nominal com central hidr ulica mencionada 5mm min V lvula Limitadora
90. aterial resistente em detrimento de outros o que tamb m se reflectiu na constru o de pontes e viadutos Este factor associado topografia do pa s e curta tradi o em pr fabrica o pesada possibilitou a aplica o em larga escala deste processo construtivo na execu o in situ de superstruturas de pontes e viadutos extensos em bet o armado pr esfor ado inclu dos na sua grande maioria na rede de auto estradas O processo construtivo depende em parte do tipo de CA a utilizar para a constru o da superstrutura Apresenta se em 2 2 a metodologia geralmente adoptada para obras com a rela o entre v os 0 8 L n L 0 8 L em que 7 o n mero de tramos excepto os dois de extremidade e L o v o dos tramos centrais BAPTISTA 1995 A superstrutura constru da numa direc o tramo a tramo com juntas de betonagem localizadas em geral na zona de momentos nulos Os s o economicamente vi veis para v os entre os 30 e os 60 m de igual comprimento FIB 2000 embora tenham j sido executados tramos at 70 m de comprimento STRUKTURAS 2003 Como valor de refer ncia deixa de ser vi vel a utiliza o deste m todo construtivo quando o CA pesa mais de metade do peso pr prio do tabuleiro a suportar BAPTISTA 1995 2 1 1 2 Tabuleiros pr fabricados Os al m de serem utilizados na constru o de tabuleiros in situ s o tamb m utilizados na constru o de tabuleiros
91. avan o Bogies Consolas ou P rticos 3 Montagem Plano de seguran a independente para a montagem Parqueamento da estrutura Procedimentos de montagem 4 Betonagem Plano de seguran a independente para betonagem Plano de contra flechas a introduzir na cofragem 11 26 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Lista de procedimentos de verifica es 5 Avan o Plano de seguran a independente para o avan o Lista de procedimentos 6 Manuten o do Equipamento Lista de procedimentos Recomenda es de protec o limpeza e tipo de lubrificantes para o equipamento leo hidr ulico 7 Desmontagem Plano de seguran a independente para a desmontagem Lista de procedimentos 8 Anexos Lista de desenhos e desenhos principais Desenhos para avan o betonagem Instru es para aperto das liga es aparafusadas Manual do equipamento hidr ulico 2 3 Materiais e especifica es t cnicas comuns Neste sub cap tulo faz se uma caracteriza o generalizada dos tipo de materiais constituintes tratamentos a que s o sujeitos e liga es entre elementos 2 3 1 Estrutura das vigas de lan amento Os CA s na sua globalidade s o constitu dos por v rios elementos met licos principais e secund rios Todos os elementos excepto a cofragem s o em a o cuja classe varia normalmente entre o S275 ou S355 A esco
92. aviso cimbre em oscila o Os valores medidos s o comparados com valores de deforma o de seguran a i e valores suficientemente distanciados dos desvios positivo e negativo Figura IV 52 e que significam que o sistema est a ter um comportamento fora do normal AN LISE DE MEDIDAS Medida gt valor de seguran a Alarme Imobiliza o de sistema Reinicializa o de sistema Sm 2 Inser o de password de Sindliza o na torre desbloqueio N o vermelho cont nuo Fim per odo de an lise C lculo de m dia aritm tica C lculo de m dia absoluta Figura 52 Compara o das medidas efectuadas com os valores de seguran a No caso de um dos valores de seguran a ser ultrapassado a luz vermelha acende de forma cont nua e o sistema imobilizado e bloqueado Neste caso o sistema s volta E a 13 ao estado operacional ap s a introdu o de uma segunda palavra chave primeira palavra passe introduzida no procedimento para iniciar o manuseamento do sistema ver 4 3 7 IV 43 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido mm situa o de alarme 7 V de Seguran a Positivo 1 Desvio Positivo o x 5 gt 5 22 2 lt lt 254222 Tempo s Desvio Negativo Flecha na sec o de controlo V de Seguran a Pos
93. bielas das v rias selas de desvio que garante as mesmas perdas por atrito calculadas atrav s da f rmula de Cooley Variados os ngulos das bielas em rela o aos tro os dos cabos simularam se numericamente os ensaios experimentais Apresentam se as flechas obtidas para o valor m dio de cat logo e para o valor determinado em 4 4 2 2 do factor de rigidez dos cabos IV 55 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido Ea v o mm v o mm E xAp 27300 kN EpxAp 29274 kN 0 392 kN 1 08 1 06 0 784 kN 2 18 2 13 Quadro IV 17 Simula o num rica dos Ensaios 8 9 considerando perdas de pr esfor o por atrito Da an lise do Quadro IV 17 conclui se que o factor de rigidez dos cabos pertence ao intervalo 27300 kN 28484 kN Note se que estes valores foram obtidos para um comportamento passivo dos cabos No ponto 4 4 3 apresenta se a caracteriza o experimental e modela o num rica do OPS Quando o OPS actua os cabos deixam de ter um comportamento passivo para passarem a ter um comportamento activo sobre a estrutura Entendeu se que avaliadas ambas as situa es do comportamento do cabo poss vel caracterizar com maior exactid o o factor de rigidez dos cabos Apresenta se no ponto 4 4 3 3 o valor estimado para A 4 4 3 Pr esfor o org nico OPS 4 4 3 1 Caracteriza o experimental pr
94. carga constitu do por 35 caixas met licas com dimens es de 0 4x0 4x0 5 m apoiadas nos n s da treli a Figura IV 14 O controlo do pr esfor o org nico realizado a partir de uma sec o de controlo PACHECO 1999 localizada a 4 v o de 4 5xL devidamente instrumentada A informa o recolhida na sec o de controlo transmitida para o aut mato e processada de acordo com o algoritmo de controlo mantendo o sistema num estado de inactividade ou fazendo variar a intensidade do pr esfor o Na fase de calibra o instrumentaram se outras sec es para recolha de mais dados caracterizadores da estrutura Terminada esta fase a sensoriza o pode ser desactivada sendo apenas necess ria a instrumenta o da sec o de controlo IV 17 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido 4 3 Pr esfor o Org nico Sistema de Controlo Est tico 4 3 1 Generalidades O OPS um sistema de controlo activo baseado numa estrat gia de controlo est tico Como referido em 3 2 2 6 o OPS n o pressup e uma resposta cont nua imediata controlo din mico evolu o do sistema sobre excita es exteriores mas sim uma resposta tend ncia de evolu o do sistema e com um tempo de actua o largamente superior ao per odo de vibra o T de uma estrutura A aplica o de pr esfor o vari vel ao longo do tempo de modo a fazer adaptar a estru
95. cas realizadas em paralelo no modelo num rico corrigido ver 4 4 5 Como j foi referido o modelo experimental foi concebido para validar a aplica o de OPS em CAs por isso n o contempla aspectos cinem ticos como avan o do cimbre ou abertura de cofragens Assim sendo n o foram efectuados quaisquer ensaios cinem tica do modelo Importa referir novamente ver 4 3 7 1 1 que durante a realiza o dos ensaios ocorreu um dano na estrutura Efectuada a repara o do dano verificou se que algumas das caracter sticas da estrutura tal como a rigidez tinham sido alteradas Embora tal acidente tenha acontecido ap s a realiza o da grande maioria dos ensaios n o foi poss vel realizar algumas s ries inicialmente previstas nem a repeti o de alguns ensaios com resultados menos satisfat rios 4 5 2 1 Carregamento a 65 da resist ncia ltima do modelo Os ensaios 13 e 14 foram realizados de forma a validar o controlo de deforma o e o consider vel aumento da capacidade de carga obtido com a aplica o do sistema de controlo ao modelo experimental Optou se por incrementar o factor de seguran a rotura do modelo limitando o carregamento do modelo a 65 da carga de rotura em duas situa es distintas sem OPS e sem cabos nas selas de desvio apenas estrutura base do cimbre ensaio 13 e com OPS ensaio 14 Analisam se os valores obtidos nos deslocamentos da sec o de controlo v o e actuador ap
96. centraram se em v os com dimens es comuns de 20 a 35m representando um volume de bet o por metro quadrado e cerca de 0 83 0 10 m3 m originando cargas superiores a 325 kN m ao longo do tabuleiro Esta carga representa um incremento de cerca de 30 em rela o a um tabuleiro rodovi rio Analisou se a capacidade de carga do CA para as situa es de constru o dum tabuleiro de HSRB de v o semelhante ao rodovi rio com e sem OPS retirando se as seguintes conclus es PACHECO et al 2004 A reutiliza o do CA sem OPS na constru o de HRSB implicaria um refor o da estrutura equivalente a um aumento no peso de a o de 25 a 30 Com OPS apenas seriam necess rios refor os pontuais em particular nos pontos de interac o OPS Estrutura do CA O custo de aplica o do OPS representa um acr scimo inferior a 10 no valor do CA original Os resultados obtidos nestes estudos encorajam fortemente ao desenvolvimento desta nova tecnologia e sua aplica o em Mas para isso essencial a realiza o de trabalhos experimentais Esse um dos principais prop sitos da presente disserta o o que ser alvo de particular incid ncia no Cap tulo IV Antes por m no Cap tulo III feita uma sint tica exposi o sobre Sistemas de Controlo Activo em Estruturas 11 44 CAP TULO III SISTEMAS DE CONTROLO DE ESTRUTURAS ESTADO DA ARTE NDICE SA GENERALIDADES sssesssssieissesotosssroserssssssssssooissesss
97. cortesia Mota Engil Por facilidade de transporte e montagem as vigas s o preferencialmente constitu das por m dulos com dimens es vari veis que s o conectados entre si por liga es aparafusadas pr esfor adas Em cada reutiliza o s o utilizados novos parafusos As liga es entre elementos constituintes de cada m dulo s o geralmente soldadas dado o seu car cter definitivo e devem ser sempre inspeccionadas ap s cada reutiliza o 2 Perfis reconstitu dos s o compostos por v rios perfis laminados e ou a o em chapa ligados por soldadura 13 Capitulo 2 Cimbres autolan veis 2 1 2 2 Cimbres autolan veis com articula es A maior dificuldade na utiliza o de CA s convencionais reside na constru o de viadutos e pontes com raios de curvatura pequenos especialmente em zonas urbanas em que os tra ados rodovi rios assim o obrigam Nestes casos n o poss vel utilizar a mesma t cnica usada na constru o de viadutos em curva com raios superiores a 200 m em que o CA liga de forma rectil nea os pontos de apoio a curvatura efectuada na cofragem A rota o do cimbre efectuada sobre a sua traseira com avan os diferenciais em cada um dos apoios no caso de CAs superiores ou de transla o dos bogies perpendicularmente estrutura no caso de CA s inferiores Um dos recentes avan os tecnol gicos em a inclus o de r tulas que permitem a rota o sobre o plano
98. das ap s o oitavo curso do actuador foram de 95 para valores num ricos e 95 6 para valores experimentais de notar que esta diferen a tende a aumentar indefinidamente apenas limitada pela capacidade resistente do modelo Repare se ainda que a inclus o do OPS no modelo experimental tem como consequ ncia um acr scimo de rigidez global originado pela inclus o dos cabos de pr esfor o Os resultados experimentais obtidos da flecha a v o apresentam uma consider vel oscila o justificada pela grande sensibilidade do transdutor de press o que detecta a excita o da estrutura perante o carregamento com a gua O algoritmo de controlo adoptado revela se assim perfeitamente adequado para a correcta an lise de valores ver 4 3 6 Na Figura IV 70 encontra se a sobreposi o de valores experimentais e num ricos Real a se a semelhan a entre valores que comprovam um controlo de deforma es eficiente Efectuou se numericamente uma repeti o da evolu o do carregamento de forma a fazer coincidir os tempos de actua o e designada como compara o cronol gica de valores num rico e experimentais N o existiu qualquer interven o no par metro em an lise valor da flecha a v o 6 0 4 0 E 5 20 Ss o 0 0 P 2 0 O 4 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Tempo 5 Figura 70 Compara o cronol gica de valores num ricos e ex
99. de Press o VLP Ajustada para abrir a uma press o de 30 bar Demo lt lt lt lt Quadro IV 7 Elementos constituintes do circuito hidra lico IV 30 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Em conjunto com os cabos de pr esfor o o actuador exerce a fun o de m sculo no sistema permitindo compensar atrav s da introdu o de for as de controlo na estrutura as deforma es provocadas pelas ac es exteriores 4 3 5 1 Pr esfor o Os cabos de pr esfor o s o elementos fundamentais no OPS por transmitirem estrutura as for as de controlo realizadas pelo actuador Foram utilizados cabos auto embainhados lubrificados com graxa e ancorados com extrus es definitivas O tra ado dos cabos foi definido de forma a garantir um comportamento eficiente do pr esfor o 1 e controlo tens es e deforma es no v o bi apoiado conciliando a exequibilidade da sua inser o na estrutura base Embora o controlo efectivo ocorra na sec o de controlo do v o bi apoiado optou se por fazer a ancoragem passiva dos cabos na extremidade da consola Apesar de para os carregamentos t picos n o existir controlo tensional na consola revela se vantajosa a presen a dos cabos nesse v o no controlo da deforma o devido ao aumento de rigidez da sec o Figura IV 37 Cabo auto embainhado e extrus o definitiva
100. de a extremidade da consola em direc o ao apoio da outra extremidade do cimbre Efectuou se o carregamento das caixas com 0 15 m de altura de gua do simulador Avaliaram se as duas situa es cimbre com OPS ensaio 17 e cimbre sem OPS ensaiol8 Os deslocamentos foram medidos v o pelo transdutor de press o sensor de controlo e no actuador por um potenci metro As medi es foram armazenadas no PLC onde ambos os sensores se encontram conectados As extens es foram medidas na sec o de controlo por 8 extens metros ligados ao SAD das quais se obtiveram as tens es na mesma sec o 13 Ensaio 19 Realizou se o ensaio 19 para comprovar a capacidade do sistema em compensar as contra flechas introduzidas no cimbre aquando da aplica o de pr esfor o convencional ao tabuleiro Para tal simulou se um ciclo completo de betonagem de um tramo betonagem per odo necess rio para obten o de resist ncias m nimas no bet o aplica o de pr esfor o Ap s o posicionamento do cimbre colocou se o sistema em modo autom tico de carga carregaram se as seis caixas localizadas simetricamente em rela o ao apoio com 0 35 m de altura de gua com o sistema Terminado o carregamento fez se uma pausa para estabiliza o total do modelo e iniciou se a descarga Esta efectuada da mesma forma como se processa a aplica o de pr esfor o i e em todo o tramo em simult neo Assim sendo com o sistema em modo auto
101. din micas em edif cios e pontes sujeitos s ac es do vento e do sismo Os sistemas de controlo em estruturas est o associados a estrat gias de controlo que atrav s de algoritmos e formula es matem ticas determinam ac es de controlo A Teoria de Estrat gias de Controlo uma rea espec fica dos Sistemas de Controlo Activo que tem sido muito desenvolvida nos ltimos anos e que procura avaliar a robustez e o campo de aplica o dos v rios algoritmos existentes 112 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte Figura 1 Diagrama esquem tico de uma estrutura convencional sem sistema de controlo Os sistemas de controlo s o constitu dos por dispositivos de aplica o de for as actuadores integrados com sensores e processadores de informa o em tempo real controladores Distinguem se essencialmente pelo tipo de ac o que cada um produz e pelo tipo de alimenta o energ tica que os fazem actuar At data foram desenvolvidas quatro solu es macro estruturais de sistemas que se designam por sistemas de controlo passivo activo semi activo e h bridos PACHECO 1999 SPENCER et al 1997 Apesar do grande desenvolvimento em disciplinas da engenharia como a Aeron utica Aeroespacial Mec nica ou Electr nica desconhece se a aplica o escala real de solu es micro estruturais na Engenharia Estrutural Estas solu es baseadas na utiliza o de materiais inteligentes
102. dutoras e fornecedoras destes elementos efectuado para suportar todas as cargas verticais horizontais que s o aplicadas durante a constru o A componente vertical da ac o permanente do bet o fresco dependendo do documento ou norma seguida varia entre 24 kN m ACI 26 kN m DIN 1055 O impulso lateral exercido pelo bet o fresco sobre as cofragens varia consoante o o abaixamento do bet o slump velocidade de betonagem tipo de vibra o e temperatura DIN 18218 ACI 347R 78 Norma ACI 347R 78 DIN 18218 Simples 24 kN m 24 kN m Peso vol mico do Armado 25 25 kN m bet o 3 Armado Fluido 26 kN m 785 R 2 ILI 2 Press o lateral 7 2 32 8 kN m 17 R I7 KN m 1 2 R Velocidade ascendente do bet o m h Quadro 2 Compara o da quantifica o do peso vol mico do bet o da pres o lateral exercida pelo bet o sobre cofragens de muros ou paredes considerando uma temperatura de 15 C bet o fluido e vibra o interna do bet o R velocidade de subida do bet o na cofragem 2 4 1 2 Estado limite ltimo O dimensionamento em Estado Limite ltimo ELU deve ser efectuado seguindo a regulamenta o aplic vel e em vigor No caso da ac o permanente peso pr prio RATAY considera que embora a quantifica o do seu valor caracter stico seja bem definida deve ser considerado um coeficiente
103. e acerto colocadas em cada uma das ancoragens passivas de forma a obter um desfasamento de 9 1 mm entre comprimentos dos cabos Mediram se as extens es em cada uma das cantoneiras dos banzos da sec o de controlo recorrendo aos extens metros instalados na mesma sec o A 16 Ensaio 25 O ensaio 25 foi efectuado com o objectivo de avaliar a sensibilidade do OPS a varia es consider veis de temperatura Para esse efeito colocou se um sensor de temperatura na caixa localizada 7 onde se encontra o transdutor de press o Recorrendo a um normal secador de cabelo incidiu se calor sobre a caixa em per odos de tempo de 20 a 30 segundos durante aproximadamente 5 minutos As leituras do sensor de temperatura transdutor de press o e potenci metro do actuador foram armazenadas pelo PLC NOTA Os ensaios de carga foram realizados recorrendo a halteres com peso calibrado Nos casos em que foi necess rio utilizar gua como elemento de carga utilizou se um garraf o como medida previamente calibrado para 9 81 5 10 N 2 As chapas de acerto foram colocadas pela empresa fornecedora dos cabos de pr esfor o de forma a garantir com uma precis o de 0 5 mm o mesmo comprimento de ambos os cabos ANEXO DESENHADAS DO MODELO REDUZIDO
104. e trabalho Ao meu orientador cient fico colega e amigo Professor Pedro Pacheco a quem ficarei para sempre reconhecido pela forma como me cativou e orientou na realiza o deste trabalho N o posso deixar de agradecer os vastos ensinamentos que me transmitiu bem como todo o empenho rigor com que me ensinou a encarar a investiga o cient fica Ao meu co orientador cient fico Professor Ant nio Ar de pela enorme disponibilidade e apoio prestado em todos os trabalhos de monitoriza o realizados no LESE e pela forma como geriu o equipamento existente necess rio na realiza o dos ensaios Aos colegas de Mec nica do grupo OPS pela not vel e indispens vel colabora o neste projecto multi disciplinar Professores Francisco Freitas e Joaquim Mendes e aos Engenheiros Carlos Pinto e Teresa Oliveira Ao Professor lvaro Cunha e ao Vibest pela contribui o prestada na caracteriza o din mica do modelo experimental Aos Engenheiros Ant nio Ad o da Fonseca e Rui Furtado por me terem possibilitado conciliar a parte lectiva do Curso de Mestrado com a vida profissional empresa Mota Engil por ter possibilitado a realiza o deste trabalho ao garantir o financiamento da investiga o A todos os respons veis e t cnicos da empresa que colaboraram directamente comigo em especial aos Engenheiros Rui Campos Romeu Sanches e Fernando Pinto e aos Srs Paula Santos e David Ramos Aos meus colegas Engenheiros
105. ec es transversais dos perfis Nos perfis de pequena dimens o como o caso das cantoneiras que constituem a estrutura do modelo experimental do cimbre L20x20x3 L30x30x3 os desvios inerentes ao processo de fabrico t m consequ ncias relevantes nos principais par metros geom tricos da sec o rea e In rcia Por essa raz o os desvios foram quantificados atrav s duma medi o em 10 pontos distintos para cada um dos banzos das pe as recorrendo a um paqu metro A medi o foi efectuada depois de removida a camada de tinta protectora de metal Banzo Superior L 30x30x3 Sec o a mm b mm em dio mm a mm b e m dio mm E 3 775 1 4 5605 30300 5150 20200 20750 3 900 5 0250 30550 320 20100 20100 3825 a 6 5060 30800 3100 20350 20350 3775 5 3 800 e 3055 3050 335 20100 20050 3 725 o 30650 30550 550 20250 21100 3 25 10 30 550 30 50 3125 20350 20200 3700 Quadro IV 10 Medi es efectuadas s cantoneiras constituintes dos banzos do cimbre Das medi es apresentadas no Quadro IV 10 calculou se a m dia de cada dimens o estimaram se os seguintes valores para as caracter sticas Area e In rcia L do cimbre A t tulo exemplificativo apresentam se os valores para a sec o de 7 v o A 6 729 0 213 cm L 2323 352 72 776 Em contrapartida os valores te ricos
106. eiro tramo Apoio traseiro sobre o encontro e apoio dianteiro no primeiro pilar Como j foi referido o modelo experimental foi concebido para valida o do sistema OPS n o tendo sido por isso contemplados elementos estruturais relacionados com a cinem tica movimenta o dos como por exemplo os narizes 2 N Figura IV 14 Modelo laboratorial De cima para baixo desenho de dimensionamento e modelo fisico com simulador de carga e sistema de drenagem IV 15 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido O pr esfor o materializado por dois cabos de a o de alta resist ncia exteriores ao cimbre e com tra ado definido pelas selas de desvio e pontos de amarra o As extremidades do modelo onde feita a amarra o dos cabos t m comportamentos distintos enquanto a extremidade da consola passiva a extremidade sobre o apoio activa A diferen a de designa o justifica se pela aplica o do pr esfor o estrutura ser feita atrav s do afastamento da extremidade activa do cabo em rela o ao cimbre Esse afastamento executado por um cilindro hidr ulico de alta precis o ligado a um grupo bomba hidr ulica controlado por um aut mato PLC L30x3 L30x3 L30x3 Rs UNP100 WS chapa 53 NI 1201 Z gt 2
107. eitam a fadiga e atrasos da resposta concluiu se que os s o bons exemplos daquela aplica o PACHECO et al 1997 Os estudos num ricos realizados para avaliar as potencialidades de reutiliza o de CA s por aplica o de OPS revelaram que a mesma estrutura pode ser usada em obras com v os superiores ao original em mais de 25 PACHECO et al 1997 Na ltima d cada foram efectuados estudos num ricos que revelaram que o aumento de capacidade de carga de um CA por aplica o de OPS pode ser particularmente interessante na reutiliza o de originalmente concebidos execu o de tabuleiros rodovi rios na constru o de tabuleiros de pontes para comboios de alta velocidade HSRB PACHECO et al 2004 Recentemente analisou se um CA duma empresa construtora portuguesa concebido para executar tabuleiros rodovi rios e com as seguintes caracter sticas V o m ximo do tabuleiro 39 5 m M xima dist ncia entre apoios 33 0 m Carga do tabuleiro principal ac o 260 kN m tendo sido avaliada a sua reutiliza o na constru o de um tabuleiro para comboios de alta velocidade 10 HSRB High Speed Railway Bridges Os tabuleiros de pontes para comboios de alta velocidade s o consideravelmente mais r gidos que os tabuleiros ferrovi rios normais traduzindo se em estruturas com maior massa 1 43 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Os estudos efectuados
108. elo Euroc digo 2 pelo Setra e pela VSL Tipo de Bainha ACI EC2 SETRA VSL A o 0 05 0 15 0 18 0 20 0 20 0 25 Pl stico 0 05 0 15 0 12 0 12 0 05 0 07 Quadro IV 15 Coeficientes de atrito para cabos de pr esfor o exterior PACHECO 1999 Os cabos instalados s o constitu dos por fios de a o de alta resist ncia lubrificados com graxa envolvido por uma bainha pl stica Os valores de coeficientes de atrito apresentados pelas normas c digos e fabricantes variam entre 0 05 lt 1 lt 0 15 No modelo experimental o contacto dos cabos estrutura pontual Assim sendo as selas de desvio s o os pontos que determinam a exist ncia de perdas por atrito Recorreu se a uma formula o matem tica adaptada a partir da f rmula de Cooley c lculo de perdas por atrito em cabos n o aderentes para determinar as perdas por atrito devidas interac o localizada viga cabos PACHECO 1999 A perda por atrito em cada ponto de conex o x dada por FP x 1 IV 10 IV 53 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Onde coeficiente de atrito entre a o de pr esfor o e a bainha 6 ngulo de desvio entre os pontos de abcissa 0 6 x desvios angulares adicionais devidos a defeitos geom tricos coloca o das bainhas for a de esticamento A express o apresentada 1 10 pa
109. emidade activa do modelo situado entre a extremidade da viga treli a e a pe a de ancoragem dos cabos de pr esfor o que acolhe a cabe a do cilindro hidr ulico i Pe a de ancoragem Potenci metro Figura IV 26 Localiza o do potenci metro na extremidade activa do modelo Caixa em poli ster refor ada com fibra de vidro IV 23 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 4 3 3 2 Sensores para calibra o do modelo Para proceder calibra o do sistema OPS e em particular da estrutura base foi elaborado um plano de monitoriza o independente do sistema que definiu alguns pontos relevantes na caracteriza o da estrutura Para tal utilizaram se v rios tipos de sensores na monitoriza o desses pontos nomeadamente comparadores mec nicos extens metros e c lulas de carga ligados a um sistema de aquisi o de dados SAD E mo Legenda LV DT O comparador mec nico extens metro c lula de carga Figura IV 27 Localiza o dos sensores de calibra o Equipamento Fabricante Modelo Alimenta o Caracteristicas O Om Mede at 12mm precis o da 7 Comparador mil sima do mm para uma Permite a liga o a um E Mitutoyo Digimatic Indicator Pilha de 1 5v 5 f registador que imprime em mec nico temperatura ambiente entre 0 e 40 papel as leituras realizadas Permite a li
110. enas nos ensaios com OPS simulador de mangueira carga Figura IV 67 Esquema do carregamento realizado para o ensaio 14 63 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Nas Figura IV 68 e IV 69 apresentam se respectivamente os deslocamentos determinados numericamente e medidos experimentalmente para os ensaios 13 e 14 Nos gr ficos e tabelas que se seguem usada a seguinte nota o u flecha a meio v o Lc curso do actuador tens o no banzo b i inferior ou s superior Adoptam se ainda as contrac es num e exp para se referir a grandezas afectas aos modelos num rico e experimental respectivamente 6 0 3 0 0 0 3 0 6 0 9 0 12 0 15 0 18 0 21 0 Flecha mm Curso do actuador mm 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Tempo s Figura IV 68 Ensaio 13 e 14 Modelo Num rico Corrigido 6 0 6 0 3 0 0 0 3 0 6 0 9 0 12 0 15 0 18 0 21 0 5 0 40 3 0 Flecha mm 2 0 Curso do actuador mm 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Tempo 5 Figura IV 69 Ensaio 13 e 14 Modelo Experimental 64 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Em ambas as figuras not rio o controlo de deforma es conseguido atrav s da implementa o do OPS As diferen as estima
111. ente inferior ao m nimo encontrado na bibliografia Atrav s de IV 10 avaliou se em 0 028 o coeficiente de atrito entre bainha e cabo Como j foi referido as selas de desvio permitem o movimento transversal dos cabos possibilitando o seu ajuste natural Julga se que esta caracter stica do modelo experimental contribui para reduzir o atrito interno entre bainhas e cabos IV 54 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Ap s an lise num rica e experimental da varia o das perdas de pr esfor o por atrito foi necess rio simular a interac o pontual no modelo num rico O artif cio que permitiu a simula o das perdas por atrito nas selas de desvio e a consequente varia o pontual da for a foi a altera o do ngulo das bielas de compress o inicialmente determinado pela bissectriz do ngulo ver 4 2 2 definido por dois tro os cont guos para i Bissectriz 2 Sela de desvio Biela Cabo de 4 Pr esfor o 2 1 Y Tro o 1 Tro o 2 Figura IV 62 Varia o angular das bielas no modelo num rico Desta forma foi introduzida a mesma varia o percentual de for a nos cabos determinada pela f rmula adaptada de Cooley Quadro IV 17 Ps 4 2 4 1 2 3 9 b L Selas de Desvio A e A Selas de Desvio B e B Selas de Desvio C e C Figura IV 63 Varia o angular das
112. ento No lado direito da figura relativo ao banzo superior da mesma sec o vis vel o efeito do OPS que embora retarde o acr scimo de tens es n o evita que se atinjam os limites definidos Este resultado justificado pela componente axial de compress o que aplicada ao cimbre em cada curso do cilindro hidr ulico Assim sendo a sec o de controlo condicionada pelo seu banzo comprimido Figura TV 10 ANDR et al 2003 Seguidamente apresenta se a simula o num rica duma betonagem executada segundo o processo do tipo B ver 2 2 5 Como j foi referido este carregamento simula o faseamento construtivo correntemente adoptado na constru o de pontes viadutos ANDR et al 2003 Figura IV 10 Evolu o do carregamento no ensaio num rico carregamento tipo B IV 13 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 200 25 180 Sem OPS Com OPS 20 N de cursos oN Tens o sosind Tens o Mpa 505 Evolu o do carregamento no tempo Evolu o do carregamento no tempo Figura 11 Evolu o das tens es no banzo traccionado esquerda e no banzo comprimido direita na sec o de controlo ANDR et al 2003 Para este carregamento verifica se que com a aplica o do pr esfor o or
113. ento barra um alongamento te rico semelhante a um curso do OPS Varia o t rmica que provoca um alongamento equivalente deforma o encurtamento el stica do elemento barra M dulo de Elasticidade GPa Espessura da cantoneira M dulo de Elasticidade do a o constituinte do cimbre modelo experimental M dulo de Elasticidade dos cabos de pr esfor o modelo experimental M dulo de Elasticidade dos cabos de pr esfor o dado do fabricante ngulo formado por dois tro os dum cabo de pr esfor o Incremento angular que garante a simula o num rica das perdas por atrito pontuais nas selas de desvio Altura da sec o sobre o apoio Altura da sec o de v o Varia o dos sensores de n vel em rela o ao n vel de refer ncia Amortecedor de massa h brido Polietileno de alta densidade Pontes para comboios de alta velocidade High Speed Railway Bridges In rcia segundo o eixo de maior in rcia In rcia da sec o transversal 4 v o do cimbre modelo experimental In rcia da sec o transversal 2 v o do cimbre valores catalogados Raio de gira o segundo o eixo xx Raio de gira o segundo o eixo In rcia dum elemento segundo o eixo xx In rcia dum elemento segundo o eixo yy Comprimento de encurvadura segundo o eixo xx Comprimento de encurvadura do cimbre segundo o eixo yy Comprimento dos cabos de pr esfor o ap s a ac o equivalente a um curso
114. es tais como a classe de resist ncia e composi o do bet o o tipo de ancoragem a ser aplicada etc A capacidade resistente m nima geralmente alcan ada 48 a 72 horas ap s a betonagem devendo ser verificada com ensaios de compress o de provetes do mesmo bet o colocado na estrutura Aplicado o pr esfor o estrutura esta torna se autoportante permitindo efectuar a abertura dos pain is de cofragem para fazer avan ar o cimbre para o tramo seguinte 2 2 5 Avan o do cimbre O avan o do cimbre uma opera o cinem tica essencial funcionalidade deste tipo de equipamento Durante o avan o torna se necess rio garantir a movimenta o transversal e longitudinal do cimbre garantindo em simult neo a isostaticidade da estrutura Para tal utilizam se os dispositivos de travamento apresentados no ponto seguinte 2 2 6 5 r A opera o de avan o de um tramo executado o seguinte em ambos os tipos de semelhante A estrutura desloca se entre apoios utilizando isso um Tramo executado Tramo betonado pr esfor ado e descofrado 1 21 Capitulo 2 Cimbres autolan veis sistema de movimenta o leo hidr ulico empurre do CA ou de guincho puxe do CA geralmente associado a bogies em cada um dos apoios Embora poss vel menos usual substituir os bogies por apoios deslizantes com teflon Durante o avan o o CA solicita as suas partes
115. g nico alcan ado um aumento da capacidade de carga do cimbre de aproximadamente 60 ANDR et al 2003 No que respeita a deforma es os resultados s o ainda mais expressivos Para um mesmo carregamento correspondente a 45 do carregamento admiss vel no cimbre sem OPS os incrementos de flechas durante o carregamento com e sem sistema OPS s o respectivamente 0 22 e 1 84 cm Ou seja em termos de deforma es no modelo laboratorial por aplica o de OPS a redu o expect vel de 88 ANDR et al 2003 Este ltimo valor pode ser ainda mais concludente quando adoptado o algoritmo referente ao controlo da deforma o II 2 4 2 3 Descri o geral do modelo experimental O modelo experimental constitu do por uma viga met lica de almas treli adas a uma escala aproximada de 1 4 composta por cantoneiras soldadas entre si e apoiada em suportes met licos fixos na laje de reac o do laborat rio Figura 12 Desenho em 3 do modelo experimental IV 14 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido O modelo tem um comprimento total L e vence um v o entre apoios de 4 5L estando a restante parte 1 5L em consola Desta forma simula se o funcionamento dum CA com viga caix o de almas treli adas o qual se apoia na extremidade da consola j executada e no pilar seguinte Figura IV 13 CA superior posicionado para execu o do prim
116. ga o a um Extens metro HBM HBM3 120LY61 25 dados e registo em ficheiro Permite liga o a um Micro CEA 06 125UN Gage factor 2 080 Resist ncia 120 sistema de aquisi o de Extens metro Measurements 2 5 0 Compensado para a o 0 10 8 10 120 a dados e registo em ficheiro Division 6 C is inform tico MM Micro cr A 06 187UW Extens metro Measurements 2 5 120 Division 2 5 inform tico Gage factor 2 060 Resist ncia 120 s Ode Extens metro HBM HBM6 120LY61 O Compensado a o 9 10 8 10 6 C dados e registo em ficheiro inform tico Escala 12 5mm Sensibilidade Aik LVDT RDP group MD5 500HK entre 0 5 e 7V 63 31 mV V mm Linearidade 0 14 Cal 24 Escala 50 0mm Sensibilidade LVDT RDP group ACT 2000C 27 43 mV V mm Linearidade 0 10 Cal 20 Permite a liga o a um Escala 0 30 kN Sensibilidade 1 2 sistema de aquisi o de C lula de Carga SENSY 5900 30 kN entre 5 e 10V Erro lt 0 5 dados e registo em ficheiro inform tico Quadro 6 Resumo das caracter sticas dos sensores de calibra o Gage factor 2 020 Resist ncia 120 0 Compensado para a o 9 10 8 10 6 C Permite a liga o a um sistema de aquisi o de dados e registo em ficheiro inform tico Gage factor 2 095 Resist ncia 120 O Compensado para a o 9 10 8 10 6 C V
117. horizontal tipo dobradi a ao meio v o das vigas principais e na liga o entre estas e os narizes Estas estruturas permitem executar viadutos com raios em planta de 75 m no caso dos para estruturas pr fabricadas de 85 m no caso de estruturas betonadas in situ STRUKTURAS 2003 Figura 15 CA inferior com estrutura em caix o de almas cheias e com articula o a executar estrutura pr fabricada cortesia Strukturas 2 2 Processo Construtivo Funcionamento dos Cimbres Descreve se neste sub cap tulo generalizadamente o processo construtivo de pontes tramo a tramo utilizando CA s Como fundamento te rico pr tico utilizou se 14 Capitulo 2 Cimbres autolan veis bibliografia apresentada e apontamentos de reuni es com t cnicos ligados ind stria da constru o 2 2 1 Transporte montagem e coloca o do cimbre Como j foi referido em 2 1 2 05 s o preferencialmente constitu dos m dulos para facilitar o seu transporte e armazenamento Ap s o transporte e coloca o no local da obra necess rio proceder montagem da estrutura Os m dulos s o constitu dos por elementos conectados por parafusos solda e ou cavilhas A liga o entre m dulos geralmente efectuada atrav s de liga es aparafusadas e pr esfor adas Um dos aspectos mais importantes do funcionamento e utiliza o de um CA precisamente o da sua coloca o posicionamento inici
118. i numa ponte pertencente auto estrada 1 35 O sistema foi implementado para dissipar a energia induzida no tabuleiro pelo tr fego rodovi rio SOONG et al 2002 ABS Active bracing systems AVS Active variable stiffness VSD Variable stiffness device 15 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte tabuleiro Ea actuador VSD pilar Figura 11 Representa o esquem tica da ponte da auto estrada 1 35 com A VS Sistema de controlo de vibra es induzidas pelo vento em pontes de tirantes em servi o e em fase construtiva por aplica o de tirantes activos atrav s de ancoragens activas materializadas por actuadores hidr ulicos A tens o nos tirantes activos controlada i e varia de forma a minimizar as vibra es do tabuleiro Estudos num ricos an lises experimentais efectuadas no centro de pesquisa da Uni o Europeia JRC em Ispra It lia revelaram resultados robustos no controlo de vibra es e de fen menos de tor o do tabuleiro por ac o do vento Estes resultados perspectivam a sua aplica o em pontes de tirantes com mais de 1000m de v o que em virtude da sua grande flexibilidade s o mais sens veis a fen menos aerodin micos ou aeroel sticos PREUMONT 1999 HELDUSER et al 2000 AN tirantes activos Na 2 tirantes c tens o a Na Ne constante Ed medi o da acelera o Figura 12 Sistema de Con
119. icionamento das Cofragens 3 e4 Dia Coloca o de armadura se for pr montada em estaleiro esta tarefa fica reduzida a um dia 5 Dia Betonagem 6 e7 Dia Tempo para endurecimento do bet o Na constru o de tabuleiros pr fabricados o rendimento cinco a seis vezes superior podendo se atingir m dias de um dois tramos por dia STRUKTURAS 2003 25 Capitulo 2 Cimbres autolan veis 2 2 8 Manual de instru es O projecto de execu o dum CA tal como o de qualquer outra estrutura constitu do por documentos escritos e pe as desenhadas Os documentos escritos s o condensados num manual de instru es O manual um documento essencial para o empreiteiro conhecer e compreender um equipamento que para al m de constituir uma estrutura tamb m uma m quina No manual de instru es descrevem se todos os procedimentos que permitem a utiliza o cinem tica e est tica do CA em seguran a Apresenta se uma estrutura geral do documento por cap tulos e items ABCASSIS 2003 PERI 2002 STRUKTURAS 2003 1 Informa o Geral Apresenta o do CA Descri o das principais caracter sticas geom tricas Pesos totais aproximados Cor da pintura dos elementos Crit rios de dimensionamento 2 Descri o dos Principais Componentes Estrutura principal Narizes Vigas transversais Plataformas de trabalho Cofragem Sistema de
120. ido IV 68 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Flecha mm Curso do actuador mm 0 200 400 600 800 1000 Tempo s Figura IV 76 Ensaio 15 e 16 Modelo Experimental Como se observa das Figuras IV 75 IV 76 o equil brio na sec o de v o r durante o carregamento sim trico praticamente total A compara o por sobreposi o dos valores obtidos experimental e numericamente para o ensaio 15 permite observar um comportamento semelhante do sistema em ambas as situa es O desfasamento existente entre actua es justificado por uma diferen a na velocidade de carregamento 3 0 3 5 u num 2 0 u exp 30 Lc num E Lc exp 25 gt 1 0 E 20 oo 2 E 10 0 2 2 0 c OPS 2320 0 0 0 200 400 600 800 1000 Figura 77 Compara o de valores num ricos e experimentais obtidos para o ensaio 15 IV 69 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido S OPS Flecha mm 0 200 400 600 800 1000 Tempo s Figura IV 78 Compara o de valores num ricos e experimentais obtidos para o ensaio 16 O ensaio 16 apresenta diferen as de 2 3 entre valores finais de deslocamento experimental e num rico Verifica se ainda uma evolu o das deforma es muito semelhan
121. idos PACHECO et al 1997 reconhece se a exist ncia de um enorme potencial na utiliza o de com pr esfor o org nico na ind stria de constru o de viadutos e pontes Para confirmar tais expectativas concebeu se um modelo reduzido de um cimbre refor ado com a tecnologia de OPS No Cap tulo IV apresentam se os procedimentos efectuados e os trabalhos experimentais realizados para a valida o da aplica o de OPS em CA s 11 23 CAP TULO ESTUDO EXPERIMENTAL DA APLICA O DE PR ESFOR O ORG NICO NUM CIMBRE EM MODELO REDUZIDO NDICE 4 1 OBJECTUIVOS 4 4 2 CONCEP O DO MODELO EXPERIMENTAL 4 4 2 1 CRIT RIOS CONSIDERADOS NO PR DIMENSIONAMENTO 4 4 2 2 MODELA O NUM RICA A 9 4 2 3 DESCRI O GERAL DO MODELO EXPERIMENTAL 14 4 3 PR ESFOR O ORG NICO SISTEMA DE CONTROLO EST TICO 18 43K GENERALIDADES RS TD aU 18 4 32 ESTRUTURA ad E a a 18 4 3 3 SENSORES APLICADOS NO MODELO EXPERIMENTAL as 2 4 3 3 1 Sensores do sistema de controlo 21 4 3 3 1 1 Transdutores de Press ao a Sa 22 4 3 3 1 2 Potenciomett os u ca iai and donde a uh 23 4 3 3 2 Sensores para
122. ies de ensaios realizados ao a o do modelo laboratorial Assim o m dulo de elasticidade estimado experimentalmente 203 80 1 64 GPa 5 Ensaios de trac o realizados segundo Norma EN NP 10002 1 e certicados com os n s ETRA03021 3 47 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 4 4 1 5 Avalia o dos par metros experimentais Os valores experimentais estimados em 4 4 1 foram introduzidos no modelo num rico original dando origem a um modelo num rico corrigido Desta forma aumenta se o grau de semelhan a entre o modelo experimental e num rico permitindo uma an lise de resultados mais consistente Caracteriza o dos par metros experimentais 6 Modelo Num rico Original 5 ps EA compara o com modelo num rico original Introdu o de par metros Modelo Experimental estimados experimentalmente Compara o entre valores experimentais Modelo Num rico Corrigido Es num ricos Figura IV 57 Diagrama de interac o entre modelo num rico e experimental 4 4 1 5 1 Ensaios de Carga Para avaliar a validade dos par metros medidos experimentalmente em 4 4 1 efectuaram se tr s ensaios de carga com halteres Ensaio 4 5 e 6 consultar Anexo A 0 785 kn l f ZANSNSSNNS 4 0 687 E SSNNSNNSSNSSSNZZ AAA
123. intervalos de varia o das caracter sticas catalogadas Assim sendo daqui em diante considera se como factor de rigidez o valor m dio do intervalo de valores determinado em 4 4 2 3 4 4 3 4 An lise da actua o do OPS Com o objectivo de verificar a parametriza o do modelo num rico compararam se valores semi experimentais e valores num ricos da for a instalada nos cabos de pr esfor o Caso a estrutura do cimbre fosse infinitamente r gida axialmente a for a te rica instalada nos cabos seria dada pela express o IV 58 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 2 EA N 2 FL IV 13 ops p Sendo o cimbre uma estrutura com reduzida sec o transversal a deforma o axial encurtamento relevante na quantifica o da for a de pr esfor o instalada nos cabos Este efeito foi avaliado numericamente atrav s da varia o de comprimento dos cabos medidos para a situa o inicial comprimento experimental muito semelhante ao num rico e aplica o de varia o de temperatura equivalente a um curso de OPS Onde Lo 14 N exper 2 E s exper 15 0 Varia o de comprimento dos cabos de pr esfor o determinada partir de valores experimentais e num ricos Comprimento dos cabos de pr esfor o ap s a ac o equivalente a
124. io sua constru o e servir de apoio s aduelas seguintes Arco primario Arco secundario Figura II 6 Constru o por avan os sucessivos de pontes em arco e porticadas em bet o armado A constru o por deslocamentos sucessivos consiste na execu o do tabuleiro por tro os sucessivos numa rea situada atr s de um dos encontros orientado segundo o eixo da obra sendo depois colocado na sua posi o definitiva atrav s de uma transla o longitudinal Este processo utilizado na constru o de pontes met licas desde o s c XIX Figura II 7 Deslocamentos sucessivos constru o dum tabuleiro esquerda equipamento de empurre direita TROY ANO 2003 5 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Os cimbres autolan veis CA s vulgarmente designados como vigas de lan amento s o estruturas utilizadas na execu o de tabuleiros de pontes ou viadutos que permitem vencer o v o total sem apoios interm dios e permitindo tamb m a sua desloca o para o segmento seguinte a executar PFEIL 1987 2 gt 190 ERA ELSE Figura II 8 Constru o com cimbre autoportante e autolan vel cortesia NRS Os CAs s o projectados para um trabalho linear sequencial envolvendo betonagem da superstrutura preferencialmente com altura constante e em segmentos Este processo c
125. is par metros avaliados na seguran a s o as m dias aritm ticas e absolutas Utilizando ambas as m dias evita se que picos de deforma o originados por ac es acidentais ou ac es c clicas como o vento possam excitar a estrutura e fazer actuar o sistema sem que este seja necess rio tornando se numa ac o contraproducente A m dia aritm tica avaliada em ambos os modos da fase de controlo de posi o No modo de carga Figura IV 43 caso o valor da m dia aritm tica seja 41 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido superior ao desvio positivo gera na consola um aviso o led cimbre fora de cota acende Figura IV 40 No modo de descarga Figura IV 46 o aviso gerado quando m dia inferior ao desvio negativo mm cimbre fora de cota Desvio Positivo ee em qua send sua pao Desvio Positivo 1 rT Ls s s s Desvio Negativo Desvio Negativo Flecha na sec o de controlo ku cimbre fora de cota Flecha na sec o de controlo x M dia aritm tica Tempo Tempo Figura 48 Ilustra o da ocorr ncia de um aviso cimbre fora de cota nos modos autom ticos de carga e descarga Na an lise de oscila o Figura IV 38 o algoritmo avalia se o cimbre se encontra a vibrar Para tal utiliza duas m dias a aritm tica e a absoluta Quando a m dia ari
126. itivo e Leituras Figura 53 Ilustra o da ocorr ncia de uma situa o de alarme 4 4 Caracteriza o do Modelo Experimental Antes de se efectuar qualquer ensaio ao sistema de controlo OPS necess rio caracterizar os par metros experimentais de cada um dos elementos que o constituem Este aspecto fundamental na credibiliza o dos valores obtidos pela via experimental Nos trabalhos realizados integrados na presente disserta o tornou se clara a necessidade de confirmar todos os valores pressupostos tendo se verificando em alguns casos diferen as relevantes entre os valores de cat logo e os valores experimentalmente determinados Este processo de determina o das caracter sticas efectivas do modelo experimental constitui uma plataforma fundamental do trabalho de an lise subsequente 4 4 1 Estrutura base A estrutura base do modelo experimental dum cimbre definida pelos elementos que constituem a viga caix o de almas treli adas 4 4 1 1 Caracteriza o geom trica longitudinal N Z S L1 L2 L3 _ E t Figura 54 Dimens es longitudinais parciais e totais IV 44 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido As medi es efectuadas em laborat rio das dimens es longitudinais do modelo permitiram concluir que foram cumpridas as toler ncias geom
127. lacado mar timo assentes sobre planos definidos por perfis de a o O a o o material cofrante mais dispendioso mas tamb m o que possibilita maior n mero de reutiliza es o que n o invalida que apresente inconvenientes Um deles a corros o superficial que se n o for retirada de betonagem para betonagem liberta xido de ferro pigmentando o bet o O contraplacado mar timo o material mais utilizado em cofragem de grandes superf cies e n o sendo t o dispendioso como o a o permite v rias reutiliza es O pinho de madeira de 2 categoria cofragem tradicional tem o seu campo de utiliza o limitado a travessas para rigidifica o dos pain is de contraplacado mar timo O solho de pinho foi progressivamente preterido devido ao baixo n mero de reutiliza es e insuficiente qualidade do acabamento final do bet o Algumas empresas fabricantes de cofragens apresentam como alternativa ao contraplacado mar timo madeira de pinho n rdico para solho e travessas qual apresenta caracter sticas de durabilidade superiores ao pinho nacional mas com custos de aquisi o superiores E 8 Todas as cofragens s o lubrificadas com leo descofrante de forma a garantir uma boa qualidade superficial do bet o e o maior n mero de reutiliza es poss vel 2 3 4 Estruturas de suporte p rticos ou consolas A viga de lan amento apoia se nos pilares ou no tabuleiro j executado e no pilar seguinte con
128. lanos de betonagem e de pr esfor o serem estudados tendo em conta a referida reutiliza o Est o neste caso as pontes em viga cont nua com ancoragens de continuidade nas juntas de betonagem normalmente localizadas entre 1 4 e 1 5 de v o constru o tramo a tramo ou por segmentos FERRAZ 2001 Pr 7 e e M 2 AN Figura 5 Constru o de tabuleiros de viaduto e ponte com cimbre ao solo cortesia Doka Freyssinet fez as primeiras aplica es de pr esfor o em estruturas de bet o armado na d cada de 40 do s c XX 2 Constru o tramo a tramo ou por segmentos devido dimens o da estrutura ou do processo construtivo utilizado n o poss vel execut la de uma s vez A constru o feita por segmentos com juntas de betonagem em sec es de menores esfor os geralmente de momentos aproximadamente nulos 1 4 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Tr s novos processos construtivos foram desenvolvidos na constru o tramo a tramo constru o por avan os sucessivos deslocamentos sucessivos e com cimbres autolan veis Na constru o por avan os sucessivos a execu o do tabuleiro efectuada a partir dos seus apoios atrav s de aduelas constru das em consola Assim cada aduela ligada antecedente tendo uma resist ncia suficiente para ser autoportante suportando o seu peso pr prio o das cofragens e do equipamento necess r
129. lha da classe de a o definida pela avalia o dos seguintes aspectos Classes de a o segundo o Euroc digo 3 correspondentes ao Fe430 6 ao Fe510 segundo 0 R E A E 11 27 Capitulo 2 Cimbres autolan veis capacidade resistente a utiliza o da classe superior vantajosa em termos de resist ncia m xima e na diminui o das sec es de alguns elementos peso pr prio da estrutura a diminui o das sec es dos elementos permite aligeirar a estrutura economia a utiliza o de a o de classe superior tem custos mais elevados comparados com os de classe inferior 2 3 2 Estrutura de sustenta o das cofragens Os materiais utilizados nas estruturas de sustenta o no caso dos CA s superiores s o o corrente no caso de perfis o A o de alta resist ncia no caso de var es ou cabos para diminuir o n mero de elementos necess rios ao suporte da cofragem Tirante em perfi ia i i manu Tirante em I cabo Contraplacado mar timo Tirante em var o Figura 11 26 Cofragem suspensa num CA superior cortesia Mota Engil No caso dos CA s inferiores o material utilizado nas estruturas de suporte das cofragens o a o corrente em perfil 7 Tens es de ced ncia em geral superiores a 800 MPa 28 Capitulo 2 Cimbres autolan veis 2 3 3 Cofragens As cofragens s o constitu das por pain is de a o ou de contrap
130. lidar experimentalmente os promissores resultados num ricos obtidos na aplica o de OPS em CAs e avaliar a sua viabilidade tecnol gica Pretende se apresentar um texto sistematizado sobre CA s que possa contribuir para o estado de conhecimento deste tipo de equipamento Intenta se produzir uma breve descri o de Sistemas de Controlo Activo j aplicados em estruturas Cap tulo Introdu o Pretende se ainda com este trabalho contribuir para a viabiliza o de uma primeira aplica o escala real de Sistemas de Controlo Est tico em comprovando as suas vantagens t cnico econ micas na constru o de pontes e viadutos 1 4 Organiza o do Texto O trabalho apresentado compreende cinco cap tulos Os cap tulos que sucedem ao presente cap tulo introdut rio apresentam a cad ncia que a seguir se exp e O Cap tulo dedicado aos CA s e aos aspectos relacionados com a sua utiliza o Apresenta se a sua constitui o as suas caracter sticas funcionais os principais aspectos de concep o e dimensionamento entre outros O Cap tulo apresenta um sint tico Estado da Arte de sistemas de controlo de estruturas Apresentam se as solu es macro estruturais no controlo de estruturas e alguns exemplos de aplica es pr ticas de sistemas de controlo introduzido o conceito de OPS enquanto sistema de controlo activo est tico Referem se as estrat gias e algoritmos de controlo de po
131. longamento equivalente a um curso do cilindro 4 4 3 3 Calibra o do Modelo Num rico Para efectuar a calibra o da ac o do OPS no modelo num rico avaliou se o seu desempenho para os limites do intervalo de valores de E x 4 encontrados em 4 4 2 3 IV 57 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Ep X Ap kN h cilindro mm h v o mm 27300 0 620 1 098 28484 0 621 1 112 Quadro IV 19 Simula o num rica da actua o do OPS Ensaio 11 para diferentes valores dos par metros Ep Ap Foram analisados os resultados num ricos apresentados nos Quadros IV 19 e comparados com os resultados experimentais Observou se que as diferen as s o m nimas para valores m dios catalogados de E ou ligeiramente superiores Balizaram se as diferen as m ximas entre valores num ricos e experimentais para cada tipo de ensaio Ensaios 8 e 9 Nos ensaios de carga as diferen as variaram entre os 0 5 e os 1 4 tendo os resultados mais d spares ocorrido para os carregamentos de 0 392 kN Ensaio 11 As diferen as determinadas para um curso do OPS foram de 1 8 para o deslocamento do mbolo do cilindro de 1 1 o deslocamento a 4 v o do cimbre Refira se que todos os valores estimados a partir dos diferentes ensaios efectuados para determina o do factor de rigidez dos cabos encontram se dentro dos
132. m tico de descarga iniciou se a descarga das seis caixas em simult neo Os deslocamentos e as extens es foram obtidos utilizando os mesmos elementos de monitoriza o j referidos nos pontos anteriores 14 Ensaios 20 23 Os ensaios 20 a 23 foram realizados para avaliar sint tica e simplificadamente a fiabilidade do sistema de controlo sob o efeito de vibra es Para tal atrav s da ac o humana introduziram se dois tipos de solicita es a v o ac o c clica ac o do tipo ambiental e ac o pontual tipo acidental A ac o c clica foi aplicada atrav s de movimentos oscilat rios cont nuos com uma frequ ncia semelhante frequ ncia do 1 modo global da estrutura conseguindo se assim grande amplitude de oscila o Cada ciclo de excita o teve uma dura o com per odos de dez a vinte segundos A ac o do tipo acidental foi provocada por movimentos unit rios espa ados espa adas de aproximadamente de vinte segundos e correspondeu carga descarga de um individuo com 75 kg de massa 0 738 kN Os deslocamentos foram medidos v o pelo transdutor de press o sensor de controlo e no actuador por um potenci metro As medi es foram armazenadas no PLC e posteriormente analisadas num PC 15 Ensaio 24 Avaliou se a sensibilidade do modelo experimental actua o do OPS para a situa o em que os cabos t m comprimentos diferentes Para tal alteraram se o n mero de chapas d
133. m vel para se visualizar a diferen a entre a estrutura ser ou n o ser controlada pelo OPS quando carregada Determinadas as caracter sticas geom tricas da sec o e a deformabilidade do cimbre avaliaram se as esbeltezas do cimbre e dos elementos que o constituem para determinar a susceptibilidade da estrutura base perante esfor os de compress o Elemento L20x20x3 L30x30x3 Car Geom trica rea em 1 12 1 74 In rcia cm 0 39 1 41 Quadro 2 Valores tabelados de rea in rcia Considera se a estrutura sem controlo quando o OPS desligado e os cabos de pr esfor o s o retirados das selas de desvio podendo deformar se livremente IV 7 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico Cimbre em Modelo Reduzido Os fen menos de encurvadura a que a estrutura possa estar sujeita s o avaliados comparando a esbelteza da cantoneira de menor sec o com a esbelteza do cimbre L20x20x3 Cimbre ix by m i Lex m iyy m 0 5 9E 3 68 188 4E 3 59 192 7E 3 58 Quadro IV 3 Raios de gira o e esbeltezas Os valores apresentados no Quadro IV 3 foram determinados atrav s das seguintes express es 1 La 4 n la 5 6 La in rcia do elemento segundo eixo xx T i
134. ma de pr esfor o auto ajust vel 1 com caracter sticas adaptativas Os trabalhos realizados foram de ndole num rica n o se conhecendo at data aplica es pr ticas deste conceito A materializa o do OPS conseguida atrav s da inclus o de um actuador numa das extremidades dos cabos de pr esfor o comandado por um controlador que recebe e processa a informa o dos sensores instalados na estrutura Desta forma constitui se um Sistema de Controlo Conhecem se algumas aplica es pr ticas de Sistemas de Controlo Din mico em estruturas da Engenharia Civil resultantes de muitos trabalhos de investiga o n o se conhecendo contudo qualquer aplica o escala real de Sistemas de Controlo Est tico Mesmo assim tem existido alguma relut ncia na aplica o de Sistemas de Controlo em Estruturas por fazer depender a seguran a estrutural e o n vel de conforto de utiliza o de elementos mec nicos e electr nicos Assim de crer que por raz es tecnol gicas e por raz es sociol gicas a primeira aplica o pr tica do OPS dever ser concretizada em estruturas de car cter provis rio De entre os trabalhos realizados tem se verificado que os melhores resultados na aplica o de OPS est o associados a estruturas sujeitas a carregamentos lentos com elevadas raz es carga vari vel carga permanente Por esse motivo julga se que os 1 2 Cap tulo Introdu o cimbres autolan veis
135. mas das principais aplica es destes sistemas em estruturas de engenharia civil Neste mbito apresentou se ao leitor o conceito de sistema de controlo activo est tico Pr esfor o Org nico estrat gias de controlo aplic veis ao mesmo Na investiga o bibliogr fica efectuada n o foram encontradas aplica es escala real deste tipo de sistema de controlo conhecendo se apenas uma aplica o experimental Os trabalhos experimentais ora desenvolvidos possibilitam concluir que a avalia o de alguns par metros normalmente assumidos com valores catalogados revelaram se fundamentais na valida o do modelo reduzido Conclui se ainda que a escolha dos sensores consoante o par metro em medi o deve ser implementada atendendo principalmente sua sensibilidade Os resultados experimentais obtidos permitem retirar inequ vocas ila es do desempenho da aplica o do sistema OPS em cimbres auto lan veis o sistema OPS assegura um consider vel aumento da capacidade de carga dos cimbres o sistema OPS assegura uma dr stica redu o de flechas Para al m disso a implementa o com sucesso do sistema permitiu confirmar que o sistema OPS exequivel e f cil de operar 2 Cap tulo V Conclus o A colabora o e apoio da ind stria da constru o neste estudo experimental resultou numa calendariza o rigorosa para cada fase de trabalho tendo se verificado que os prazos combinados fo
136. ment l tude exp rimental d un mod le r duit d une poutre de lancement renforc e laide de la technologie de pr contrainte organique On pr sente un texte de syst matisation de l tat actuel de la connaissance de poutres de lancement On embrasse les perspectives de calcul d utilisation et de fonctionnement et encore les perspectives de transport et de montage de ce type d quipement On fait aussi la description succincte de l tat actuel des connaissances des syst mes de contr le des structures en relevant les syst mes de contr le actif statique On fait la description de la conception et calibrage du mod le r duit de la poutre projet e pour le travail exp rimental On fait l analyse des r sultats obtenus et on v rifie que ces r sultats confirment que ce syst me de contr le donne aux poutres une expressive augmentation de la capacit de charge r duisant la fois les fl ches de service On assure aussi la possibilit d ex cution technique du syst me On montre des directives pour des travaux d investigation l avenir qui devront contribuer au fondement des premi res applications r elle de cette nouvelle technologie Zusammenfassung Der folgende Vortag f llt gr ndlich auf die experimentelle Untersuchung eines verkleinerten Modells von einen schleudernder Ger st verst rkert mit der Technologie der organischen Vorspannung Es wird einen Text vorgestellt der die gegenw rtige Kenn
137. menta o de material nomeadamente armaduras pr fabricadas A maior dificuldade na movimenta o e coloca o das armaduras neste tipo de cimbre relaciona se com a colis o com os var es que suspendem a cofragem o que implica geralmente que apenas seja pr fabricada a armadura das longarinas ou das almas do caix o do tabuleiro Os inferiores como n o necessitam de nenhum tipo de elementos acima do n vel da cofragem possibilitam a movimenta o de toda a armadura do tabuleiro pr fabricada sobre o tabuleiro rec m executado Para esta opera o torna se necess ria a utiliza o de um meio de eleva o exterior ao cimbre por exemplo grua m vel a operar a partir do solo ou no ltimo tramo executado 2 2 4 Betonagem e aplica o de pr esfor o A betonagem de um tramo de um tabuleiro uma opera o da maior import ncia no resultado final da obra em termos de resist ncia durabilidade e est tica Um grande volume de bet o usado cada betonagem normalmente no m ximo na ordem dos 400 450 m 0 que envolve v rias equipas de oper rios manobradores de mangueiras vibradores espalhadores etc durante v rias horas seguidas A betonagem pode ser realizada por bombagem ou por balde e o bet o pode ser produzido numa central de bet o instalada no estaleiro da obra ou no exterior Habitualmente o bet o transportado at frente de obra por cami es betoneira Por ser uma opera o
138. n rcia do elemento segundo o eixo A rea do elemento Lx raio de gira o segundo 0 eixo xx iy raio de gira o segundo o eixo yy Lex comprimento de encurvadura segundo o eixo ly comprimento de encurvadura do cimbre segundo o eixo yy Axx esbelteza segundo o eixo xx Ayy esbelteza segundo o eixo yy Da an lise do Quadro IV 3 conclui se que os fen menos de instabilidade a acontecer s o de car cter local tal como se pretendia provar Desta forma a estabilidade global da estrutura n o posta em causa Com os par metros geom tricos pr dimensionados e efectuadas as verifica es anteriormente descritas criaram se as condi es base para elaborar o modelo num rico com o qual se procedeu ao dimensionamento final do modelo experimental IV 8 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido No Anexo B apresentam se os desenhos constituintes do projecto de execu o do modelo experimental 4 2 2 Modela o num rica A modela o num rica realizada com recurso a software de c lculo estrutural ferramenta dispon vel e amplamente divulgada entre os engenheiros de estruturas Na presente disserta o modelou se numericamente o modelo do cimbre com sistema de controlo com o objectivo de legitimar a execu o dum modelo laboratorial que avaliasse correctamente o funcionamento do OPS Com o desenvolvimento do
139. ndo na estrutura uma for a axial de compress o que levou rotura por encurvadura de duas barras do banzo inferior da viga caix o 4 3 7 1 2 Modo manual pulsado No modo manual pulsado o motor trabalha em intervalos de tempo com dura o constante e definida previamente O modo tem um funcionamento por ciclos de 10 segundos o qual est dividido em dois per odos per odo de actua o Tc e per odo de an lise Ta A dura o de T de 1 5 segundos a dura o de T de 8 5 segundos A dura o de cada per odo foi definida tendo em considera o crit rios relevantes no comportamento dos modos autom ticos do OPS O foi definido de forma a garantir se suficientemente afastado do per odo fundamental da estrutura i e que a ac o de controlo n o excita a estrutura O T foi fixado garantindo que o tempo de an lise suficientemente grande para dissipar pequenas oscila es introduzidas pelo carregamento ou por ac es acidentais aumentando a fiabilidade da an lise efectuada leitura do sensor de controlo O avan o ou recuo do curso do cilindro hidr ulico processa se de forma semelhante apresentada no ponto anterior 2 O per odo de an lise corresponde modo manual pulsado a um per odo de inactividade IV 36 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 4 3 7 2 Modos autom ticos do sistema de controlo controlo de posi o
140. netra o parcial poder o ser substitu das por soldaduras de penetra o total ver 2 4 1 4 Soldaduras vistoriadas por Refor o de liga o aparafusada Refor o dos elementos do organismo competente com a inclus o do m ximo apoio traseiro dum CA independente concluindo se a n mero de parafusos poss vel superior necessidade de serem cumprindo as disposi es reconstitu das e refor adas regulamentares Figura 35 Exemplos de refor o em 42 Capitulo 2 Cimbres autolan veis O refor o de uma liga o aparafusada pode ser conseguido atrav s da melhoria da classe de a o dos parafusos e ou aumento dos seus di metros Independentemente da reutiliza o do CA envolver ou n o a constru o de um tabuleiro que implique a introdu o de maiores esfor os na estrutura existe um plano de inspec o que envolve pontos considerados da maior import ncia para o bom comportamento do CA em funcionamento como o caso das liga es 2 5 2 Refor o de cimbres por aplica o de pr esfor o org nico O pr esfor o org nico OPS ou auto ajust vel ver Cap tulo uma aplica o de um sistema de controlo em estruturas Tendo se reconhecido que a mais valia deste tipo de solu o potenciada para estruturas com elevadas rela es entre as cargas vari veis e as cargas permanentes e sabendo se igualmente que as condi es limitativas do pr esfor o org nico resp
141. ns que no caso dos s superiores tem de ser total para que a estrutura ultrapasse os pilares no caso dos inferiores pode ser total ou parcial A abertura parcial possibilitada pela utiliza o de carrinhos de rolamentos bogies ver 2 2 6 onde existem vigas de sustenta o nas quais se apoiam as vigas principais As plataformas criadas pelas consolas met licas fixas aos pilares servem de base aos bogies Nas plataformas existe um sistema hidr ulico que permite movimentar os bogies transversalmente ao tabuleiro sobre uns carris que t m a fun o de guia O avan o de um tramo para outro feito tal como nos CA s superiores com recurso a macacos hidr ulicos que exercem a for a de reac o nas consolas elevam as vigas de sustenta o elevando consequentemente a estrutura do CA Quando a estrutura levantada os bogies deixam de contactar com o CA ficando este travado pelo atrito existente gerado pela reac o na viga de sustenta o Recorrendo a outros macacos hidr ulicos efectuada a transla o longitudinal do CA No caso de vigas caix o para al m da cofragem exterior necess rio utilizar uma cofragem interior para criar o vazamento interno do caix o Esta cofragem possui um sistema de avan o id ntico ao dos inferiores bogies e macacos hidr ulicos que permite deslizar dentro do caix o Ao iniciar se a execu o do ltimo t
142. nseridos No a o a corros o o principal ataque qu mico diminuindo a durabilidade dos elementos Nos CAs observados em funcionamento a protec o geralmente aplicada no a o a pintura base de tintas antioxidantes ou epox dicas A aplica o do tratamento simples compat vel com a estrutura em servi o e n o necessita de m o de obra especializada Outros processos de protec o como a galvaniza o ou a inoxiza o s o normalmente f sica e economicamente pouco vi veis A galvaniza o processo de protec o do a o amplamente divulgado n o de usual aplica o devido a dois factores a dimens o das pe as ultrapassar a dimens o das tinas de galvaniza o correntes eventuais danos na protec o s podem ser reparados por regalvaniza o dos elementos afectados A aplica o de a o inoxid vel inviabilizada pelo seu elevado custo que para valores actuais atinge custos consideravelmente superiores ao do a o corrente sem protec o anticorrosiva Nas observa es realizadas identificaram se elementos com oxida o superficial resultante de danos causados protec o ou inexist ncia da mesma A corros o superficial do a o geralmente n o coloca em causa as suas caracter sticas mec nicas e a sua limpeza feita por decapagem qu mica ou mec nica A aplica o de nova pintura rep e a protec o aumentando a durabilidade da estrutura Figura 11 31 Oxid
143. ntrolo t m sido aplicadas aos SCD nomeadamente o controlo por realimenta o negativa o controlo ptimo o controlo por fixa o polar o controlo preditivo e mais recentemente o controlo sobre a excita o isoladamente ou combinado com o controlo por realimenta o negativa PACHECO 1999 SPENCER et 1999 A estrat gia de controlo por realimenta o negativa feedback control consiste em definir o sinal de controlo em fun o da diferen a entre o sinal de sa da resposta da estrutura e um determinado valor de refer ncia previamente definido erro SPENCER et al 1999 A estrat gia de controlo ptimo consiste na determina o de for as de controlo atrav s da minimiza o de uma fun o quadr tica proporcional energia total libertada pela estrutura ao longo do intervalo de tempo que dura a excita o Esta energia inclui o trabalho produzido pelas for as de controlo A estrat gia de controlo por fixa o polar semelhante estrat gia de controlo ptimo distinguindo se desta ltima por incluir um artif cio de c lculo na defini o da matriz D Tal artif cio consiste em pr fixar as ra zes do polin mio caracter stico da equa o matricial que rege o espa o de estado dando origem a v rias matrizes associadas a diferentes respostas din micas A matriz correspondente ao controlo ptimo seleccionada recorrendo a t cnicas auxiliares possibilitando uma diminui o significativa do
144. nzo superior comprimido por quest es de encurvadura Este crit rio s alterado junto ao apoio com momentos negativos compress o no banzo inferior onde em ambos os banzos se utilizou as L30x30x3 mm Nas Figuras IV 1 e IV 2 encontram se representadas as sec es transversais tipo e o perfil longitudinal do cimbre respectivamente A sua concep o foi determinada atendendo aos par metros referidos Por facilidades construtivas considerou se uma viga caix o de almas treli adas com sec o quadrada e geometria muito regular IV 5 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido L30x30x3 L30x30x3 L30x30x3 L30x30x3 FE T 1 Y Y x gt x gt l d 4 L20x20x3 L20x20x3 L30x30x3 L30x30x3 400 400 7 Figura 1 Sec o transversal resistente momentos positivos esquerda e negativos direita lt lt K RT 7 A 7 s rz SINES N EAR 11 2 2 8 m Figura IV 2 Perfil longitudinal do modelo num rico A deforma o do cimbre foi avaliada em fase de pr dimensionamento recorrendo ao modelo de c lculo simplificado da estrutura base Figura IV 3 e desprezando a parcela da deforma o por esfor o transverso 1 2 y 5 25 7 7 7 7 7 7 4 50 A EXO A
145. o pela luz cor de laranja cont nua o led cimbre em recupera o A utiliza o dos modos manual cont nuo ou manual pulsado assinalada pela luz cor de laranja intermitente No ponto referente a Sistemas de Alarme 4 3 7 3 2 explica se a fun o da luz vermelha instalada na torre do quadro de comando Todos os modos manuais e autom ticos s o independentes uns dos outros n o podendo funcionar em simult neo 4 3 7 3 1 Projecto de interface de especialidades Como j foi referido este trabalho foi desenvolvido no seio de uma equipa multidisciplinar Os principais aspectos referentes seguran a resultantes do trabalho conjunto realizado pelas v rias especialidades foram baixa velocidade de injec o do leo garantida pela press o limitada a 30 bar o curso m ximo do cilindro hidr ulico n o excede a extens o m xima admiss vel dos cabos de pr esfor o evitando que em caso de erro de utiliza o ou avaria do sistema n o existe ruptura dos cabos desvios negativo e positivo suficientemente distanciados evitando por exemplo que em momento algum o sistema entre em resson ncia avan os e recuos sucessivos se ambos os desvios estiverem muito pr ximos PACHECO 1999 4 3 7 3 2 Sistemas de Alarme O algoritmo de controlo do OPS possui rotinas que funcionam como alarme umas com car cter de advert ncia e outras de inibi o e bloqueio dependendo do n vel de risco em causa para a estrutura Os do
146. o realizou se uma medi o do movimento relativo entre o cabo e a sela de desvio em cada actua o do sistema ensaio 26 N o se dispondo de meios de elevada precis o efectuou se uma medi o que se considera aproximada Estimou se que durante o posicionamento existe um movimento relativo de 8 mil metros e em cada curso com os meios de medi o dispon veis n o se identificou qualquer movimento IV 80 CAP TULO V CONCLUS O NDICE 5 1 S NTESE DAS CONCLUS ES RELEVANTES 5 2 NOTAS PARA TRABALHOS FUTUROS Cap tulo V Conclus o 5 1 S ntese das Conclus es Relevantes Neste trabalho desenvolveram se aspectos fundamentais a aplica o de pr esfor o org nico num modelo reduzido de um cimbre autolan vel CA Para tal reuniu se parte da escassa bibliografia existente sobre CA s complementada com importantes imprescind veis notas fornecidas por empresas e t cnicos ligados ind stria da constru o de pontes e viadutos Entende se por isso ser a presente disserta o um documento de vasto interesse para os engenheiros em geral e para os diversos agentes intervenientes nesta rea da constru o contribuindo para o estado de conhecimento dos cimbres autolan veis Efectuou se uma sint tica avalia o do estado da arte de sistemas de controlo activo apresentando algu
147. o para os quais os sensores s o programados para emitirem sinais de actividade Recentemente desenvolveu se um algoritmo para vigas simplesmente apoiadas baseado no controlo da flecha na sec o de controlo traduzida matematicamente pelas seguintes express es PACHECO et al 2004 F t GFc H nc t Dt nc t 1 12 F H nc t dt ne t onde F t a deforma o meio v o no instante t o limite predefinido a deforma o a meio v o 21 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte ne t o n mero de cursos elementares executados at ao instante t Dt o atraso na resposta do sistema de controlo dt o tempo de an lise considerado no algoritmo de controlo 3 3 2 Aplica o de pr esfor o org nico em cimbres Como foi referido alguns dos trabalhos num ricos realizados at data apontam para melhores resultados da aplica o de pr esfor o org nico em estruturas sujeitas a carregamentos lentos e com elevadas raz es carga vari vel carga permanente Um exemplo desse tipo de estrutura s o os cimbres autolan veis CA s Cap tulo ID que durante a execu o de um tabuleiro de uma obra de arte s o sujeitos a v rios ciclos de betonagens e avan os que representam uma enorme varia o na carga total actuante Porqu aplicar pr esfor o org nico n o simplesmente pr esfor o convencional O grande condicionalismo exi
148. o simultaneamente as flechas de servi o Confirma se tamb m a exequibilidade t cnica do sistema S o apontadas directrizes para futuros trabalhos de investiga o que dever o contribuir para a fundamenta o das primeiras aplica es escala real desta nova tecnologia ABSTRACT This thesis focuses mainly on an experimental study of a reduced model of a reinforced launching gantry using the organic prestressing technology We hereby present a text which systematizes the up to date state ok knowledge of launching gantries We include the calculus perspectives in terms of use and functioning as well as the perspectives of transport and setting up this type of equipment In a summarized way we describe the state of the art of the control systems in structures pointing out the systems of active control The organic prestressing is assumed as a static control system We describe the conception and calibration of the reduced model of the launching gantry for the experimental work We analyse the obtained results verifying that these prove that this control system gives the gantries a significant raise in the load capacity reducing at the same time the service deflection We also confirm the technical practicability of the system We give guidelines for future research works which can contribute for the basis of the first applications at the real scale of this new technology RESUM La pr sente dissertation concerne fondamentale
149. olo e do modelo desenvolvido tiveram como par metro de controlo a varia o de tens o II 1 na sec o de controlo localizada a 4 v o Na aplica o experimental verificaram se dificuldades nas leituras de pequenas varia es de extens es efectuadas com os extens metros Por essa raz o adoptou se uma estrat gia baseada no controlo da deforma o da referida sec o de controlo Ensaio Num rico 1 Carregamento uniforme crescente e simult neo em todas as caixas Figura IV 8 Evolu o do carregamento no ensaio num rico Os resultados obtidos foram os expect veis verificando se que para um mesmo limite de tens es o cimbre com pr esfor o org nico OPS resiste sensivelmente ao dobro da carga ANDR et al 2003 IV 12 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico Cimbre em Modelo Reduzido Tens es Mpa Tens es Altura de gua crescente Altura de gua crescente Figura 9 Evolu o das tens es de trac o esquerda e compress o direita na sec o de controlo ANDRE et al 2003 Na Figura IV 9 observa se a evolu o das tens es com e sem a actua o do OPS nas barras da sec o de controlo No lado esquerdo da figura encontra se representada a evolu o da varia o de tens o referente ao banzo inferior para estas barras a capacidade de carga pode ser infinita desde que o OPS esteja em funcionam
150. onde ambos os sensores se encontram conectados As extens es foram medidas na sec o de controlo 8 extens metros ligados ao SAD das quais se obtiveram as tens es na mesma sec o All Ensaios 15 e 16 Os ensaios de carga 15 e 16 foram efectuados para avaliar o desempenho do sistema perante um carregamento semelhante a uma das formas de betonar um tramo de tabuleiro tipo A Foram ent o carregadas todas as caixas com 0 15 m de gua tendo se iniciado o carregamento sobre o apoio e simetricamente em rela o a este Tal como nos ensaios apresentados em A 10 avaliaram se as duas situa es cimbre com OPS ensaio 15 e cimbre sem OPS 1016 O carregamento foi efectuado atrav s da utiliza o de uma nica mangueira e alternadamente em cada um dos v o em rela o ao apoio Este aspecto origina algumas oscila es na sec o de controlo em rela o ao obtido numericamente Ap s o carregamento sim trico em rela o ao apoio de continuidade s o preenchidas as restantes caixas no sentido do outro apoio Os deslocamentos e as extens es foram medidos utilizando os meios apresentados em A l0 A 12 Ensaios 17 e 18 Os ensaios de carga 17 18 tal como os ensaios apresentados em 11 foram efectuados para avaliar o desempenho do sistema perante um carregamento semelhante a uma das formas de betonar um tramo de tabuleiro tipo B Este processo de betonagem consiste em betonar o tramo do tabuleiro des
151. onstrutivo surgiu e foi desenvolvido devido necessidade de construir pontes e viadutos que pudessem vencer v os outrora limitados por condicionalismos impostos pelos acessos frente da obra a partir do solo por vales extensos a grande altura por linhas de gua ou ainda por desnivelamentos urbanos sem necessidade de utilizar escoramento ao solo e mantendo livre em parte ou na totalidade a rea inferior ao tabuleiro Um CA constitu do por uma estrutura met lica isost tica viga de lan amento que se apoia nos pilares ou no ltimo tramo de tabuleiro executado e se destina a suportar a cofragem sobre a qual efectuada a betonagem Uma das principais caracter sticas de um CA a capacidade de se mover de um tramo para o seguinte de forma aut noma Recorre essencialmente aos seguintes aspectos para se movimentar 1 s suas dimens es que para al m do comprimento da estrutura principal s o acrescidas frente e ou atr s por vigas em caix o de almas treli adas que s o solicitadas apenas durante o avan o narizes ver Figura II 9 sua elevada capacidade resistente 3 aos sistemas de empurro constitu dos por sistemas leo hidra licos ou por sistemas de trac o rotativos guinchos I 6 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Os elementos constituintes dos CA s podem ser classificados quanto sua fun o e capacidade resistente da seguinte forma estrutura principal viga de lan
152. ontrol PREUMONT 1999 Os SCD encontram se hoje amplamente divulgados em v rias reas da engenharia e em particular na Mec nica e Aeron utica Constituem exemplos de aplica o de sistemas din micos em larga escala os sistemas de controlo de trac o e de controlo de estabilidade presentes em alguns ve culos autom veis de gama m dia superior Na Engenharia Estrutural onde s mais recentemente se investiga nesta rea a aplica o dos SCD tem sido moderada devido a alguns fen menos como a instabilidade associada a vibra es e excita o das estruturas por parte da pr pria ac o de controlo O controlo din mico atrav s da implementa o de Sistemas Semi activos e H bridos em estruturas escala real sobretudo no Jap o e E U A com efeitos vantajosos no comportamento das estruturas sob ac es s smicas e de ventos fortes tem influenciado a aplica o destes sistemas noutros pa ses Canad China Taiwan etc SPENCER et al 1999 11 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte A aplica o dos Sistemas de Controlo Activo tem tamb m sido limitada pela escala de for as envolvida que condiciona a din mica as dimens es dos actuadores pela utiliza o de energia exterior ao sistema e pelo custo dos seus componentes 3 2 2 6 Controlo est tico Os Sistemas de Controlo Est tico SCE podem ser considerados um caso particular dos SCD Embora apresentem estra
153. ontros sendo posteriormente movimentado para o primeiro tramo a executar apoiando se no encontro e no pilar mais pr ximo o maior versatilidade perante a geometria da sec o transversal do tabuleiro e dos pilares o a possibilidade do cimbre acomodar equipamento auxiliar por ex ponte rolante para transporte de materiais Os aspectos menos vantajosos da utiliza o do CA superior s o o a necessidade de deixar negativos no tabuleiro na intersec o do mesmo com a estrutura met lica porticada o a obstru o do plano de trabalho por elementos que suspendem a cofragem e a necessidade de atravessarem o tabuleiro obrigando sua desmontagem aquando do avan o do CA FERRAZ 2001 o a necessidade de abertura integral das cofragens para passagem pelos pilares MACHADO 1993 FIB 2000 10 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Os CA s inferiores colocados sob o n vel inferior do tabuleiro apoiam se em consolas met licas fixadas aos pilares da estrutura de uma das seguintes formas utilizando an is de atrito que atrav s de var es barras de a o pr esfor adas s o comprimidos contra o bet o dos pilares mobilizando uma for a de atrito suficiente para resistir ao esfor o de corte entre pilar e consola directamente nos pilares criando se para o efeito pequenos negativos para apoio das escoras da consola a consola suportada por um sistema misto constitu do pelo atrito e por elementos da consola ou do
154. or isso essencial ao funcionamento do sistema O potenci metro instalado na extremidade activa do cimbre fornece informa o acerca do desempenho do actuador Como se ver mais frente devido estrat gia de controlo seguida na implementa o do OPS o potenci metro n o essencial ao funcionamento do sistema Legenda potenci metro 8 transdutor de press o Figura 23 Localiza o dos sensores pertencentes ao OPS IV 21 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico Cimbre em Modelo Reduzido Equipamento Transdutores de Press o Potenci metros Fabricante STW GEFRAN Modelo TS01 LT H 100 S Alimenta o 5V 10V Gama de medida de o 1000 mm Caracteristicas Linearidade 0 35 Compensado para press o Atmsof rica 10 lt Temp lt 85 Sensibilidade t rmica 0 6 10K Escala 0 70 mm Sem varia o de sinal el ctrico Linearidade 0 05 Outras 30 lt Temp lt 100 Localiza o Sec o de Controlo Extremidade activa Quadro 5 Principais caracter sticas dos sensores pertencentes ao OPS 4 3 3 1 1 Transdutores de Press o Os transdutores de press o s o sensores que medem varia es de press o na forma de sinal el ctrico Podem ser utilizados em v rias aplica es na engenharia estrutural por exemplo na medi o de diferen as de cotas ou deforma o A estrat gia de medi o simples e basei
155. oramentos DIN 4421 Alemanha Material de cofragem DIN 4424 Alemanha Elementos met licos telesc picos DIN 18 202 Alemanha Toler ncias na engenharia estrutural DIN 18215 de madeira para constru o de estruturas em bet o armado e pr esfor ado DIN 18 216 Alemanha Tirantes para cofragens DIN 18 217 Alemanha Superf cie de cofragens e acabamento do bet o DIN 18 218 Alemanha Press o do bet o fresco em elementos de cofragem ver DIN 18 800 Alemanha Estruturas em a o Cofragem em contraplacado mar timo aplicada em DIN 18217 Alemanha lt r estruturas de bet o armado e pr esfor ado Quadro II 3 Documentos normativos aplic veis ao dimensionamento de CA s 11 40 Capitulo 2 Cimbres autolan veis 2 5 Reutiliza o de cimbres 2 5 1 Solu es correntes O custo de mobiliza o dum CA no valor global duma obra muito significativo tornando se por isso particularmente interessante a possibilidade de reutilizar este tipo de estruturas provis rias em obras com v os e ou sec es transversais diferentes daqueles para os quais foram concebidos Os cimbres s o frequentemente reutilizados mas isso pressup e geralmente o redimensionamento da estrutura resultando em trabalhos de refor o e ou adapta es De acordo com dados da ind stria em casos correntes os custos destes trabalhos podem significar um acr scimo entre 10 a 25 do valor inicial do cimbre ANDR et al 2003 Apresent
156. otection Proceedings of the Japanese Society of Civil Engineers 3rd Colloquium on Vibration Control of Structures 1995 Spencer B F Jr Sain M Controlling buildings a new frontier in feedback IEEE Vol 17 1997 Spencer B F Jr Soong T T New applications and development of Active Semi Active and Hybrid Control techniques for seismic and non seismic vibration in the USA Proc of International Post SMirRT Conference Korea 1999 Strukturas Consulting Engineers Manual de instru es do lan ador MSS superior para constru o dos viadutos dos Brej es e de Escobeira BPC 2001 Strukturas Consulting Engineers Web Site 2003 Takahashi M Kobori T Nasu T Niwa N Kurata N Active response control of buildings for large earthquakes seismic response control system with variable structural characteristics Smart Material Structures UK 1998 Troyano L F Bridge engineering a global perspective Thomas Telford ltd 2003 775 p GLOSS RIO b Acre rica a ABS AMD AVS gt o F o ops exper F t rea do elemento Altura da cantoneira rea de a o da sec o transversal 4 v o do cimbre modelo experimental rea de a o da sec o transversal v o do cimbre valores catalogados Sistema de controlo activo com elementos de for a vari vel Amortecedor de massa activa Sistema de con
157. ou adaptativos t m sido utilizadas com micro actuadores e micro sensores nos trabalhos de investiga o mais recentes PREUMONT 1999 3 2 1 Sistemas de controlo solu es macro estruturais Um Sistema de Controlo Passivo actua apenas custa da energia el stica ou cin tica que a estrutura lhe fornece durante a ocorr ncia de certo tipo de solicita es A sua capacidade de resposta limitada porque n o recebe informa o do comportamento da estrutura impossibilitando uma resposta eficaz do sistema perante solicita es condicionantes substancialmente diferentes das solicita es previstas para as quais sistema foi dimensionado Figura 2 Diagrama esquem tico de uma estrutura com dissipa o passiva de energia PED Passive Energy Dissipation Os Sistemas de Controlo Activo utilizam em tempo til a informa o recolhida sobre o estado da estrutura para reagir com a introdu o de for as de controlo que se 11 3 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte aplicam mesma por meio de dispositivos mec nicos actuadores de forma a ajustar a estrutura a um comportamento previamente definido SPENCER et al 1999 Sensores Controlador Sensores Actuador Figura 3 Diagrama esquem tico de uma estrutura com Controlo Activo Os Sistemas de Controlo Semi Activo s o um caso particular dos sistemas de controlo activo nos quais a
158. pelo actuador No primeiro caso o controlador materializado por um computador acoplado estrutura controlado por um algoritmo No segundo caso o controlador omisso por exemplo no pr prio actuador Um exemplo deste tipo de controladores s o os amortecedores de massas activas AMD usados no controlo de vibra es Este segundo caso pressup e uma Estrat gia de Controlo associado a um Algoritmo de Controlo sem necessidade de computa o A efici ncia dos controladores nos sistemas de controlo activo depende da qualidade e robustez do computador mas tamb m do desempenho dos sensores da efic cia do sistema electr nico de comunica o computador sensor e computador actuador da fiabilidade da estrat gia de controlo PACHECO 1999 3 2 2 4 Actuador O actuador o elemento do sistema de controlo activo encarregue de alterar o estado da estrutura mediante a informa o recolhida pelos sensores e tratada pelo controlador segundo o algoritmo ou formula o da estrat gia de controlo adoptada Existe uma grande diversidade de mecanismos actuadores propostos para a realiza o de sistemas de controlo activo tendo alguns um campo de aplica o muito restrito e outros m ltiplas aplica es As principais caracter sticas que definem a aplicabilidade e efici ncia do actuador s o forma e volume for a m xima actuante per odos de actua o e a frequ ncia m xima actuante Os actuadores hidr ulicos constituem
159. penas algumas fun es s o asseguradas por energia fornecida do exterior Neste sistema os actuadores de controlo n o aplicam energia mec nica directamente estrutura garantindo um intervalo de estabilidade para a excita o e a resposta Os dispositivos de Controlo Semi Activo s o muitas vezes considerados como dispositivos passivos control veis SPENCER et al 1999 Sensores Controlador Sensores PED Figura 4 Diagrama esquem tico de uma estrutura com Controlo Semi Activo A designa o de Controlo H brido refere se geralmente a uma combina o de Sistemas Activos e Passivos Figura 4 aproveitando as propriedades de cada um dos sistemas Como uma parte do objectivo de controlo realizado pelo Sistema Passivo requerido menos capacidade ao Controlo Activo o que implica uma diminui o de energia necess ria ao funcionamento do sistema HI 4 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte Sensores Controlador Sensores Estrutura Figura 5 Diagrama esquem tico de uma estrutura com Controlo H brido Os Sistemas H bridos e Semi Activos s o particularmente vantajosos em rela o aos Sistemas Activos nos casos em que ocorram falhas de fornecimento de energia Nestas situa es os componentes passivos do Sistema garantem algum grau de protec o estrutura SPENCER et al 1999 Os Sistemas de Controlo Activo H brido ou Semi
160. perficial do a o FARINHA 1992 2 2001 Dependendo do projectista e dos seus crit rios de dimensionamento assim varia o valor adoptado em projecto para o coeficiente de atrito Julga se que conservativamente pode ser considerado um coeficiente de atrito de 0 3 para as situa es em que a resist ncia ao corte totalmente efectuada por atrito e 0 4 para situa es em que outros elementos contribuam para a resist ncia ao corte 2 4 1 3 Estado limite de servi o No dimensionamento de uma estrutura corrente para al m das verifica es de seguran a resist ncia em Estado Limite ltimo s o avaliados os Estados Limites de Servi o ELS que no caso de uma estrutura em a o se traduz apenas no estado limite de deforma o As vigas de lan amento n o t m obrigatoriamente de ser dimensionadas de forma a verificarem um limite regulamentar de deforma es porque a sua compensa o feita atrav s de contra flechas aplicadas na cofragem Por motivos de funcionalidade alguns projectistas limitam as flechas a valores da ordem de 1 400 STRUKTURAS 2001 No Manual de Instru es do CA ver 2 2 8 o projectista apresenta um plano de contra flechas a aplicar em fun o da varia o de comprimento dos elementos de suporte O plano considera a compensa o da deforma o para os seguintes factores peso pr prio do bet o o alongamento dos var es de suspens o da cofragem e a deforma o dos apoios p rticos ou con
161. perimentais obtidos o ensaio 13 65 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Flecha mm 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Tempo 5 Figura IV 71 Compara o cronol gica de valores num ricos e experimentais obtidos o ensaio 14 Para o carregamento do modelo sem controlo ensaio 14 Figura IV 71 estimou se uma diferen a nos valores da deforma o a gt v o de 2 9 Para avaliar o aumento da capacidade de carga perante o carregamento das 8 caixas centrais do simulador de carga do modelo pela aplica o de OPS analisam se a evolu o das tens es nos banzos Numericamente determinou se um aumento da capacidade de carga de 59 4 considerando que colapso da estrutura acontece por compress o nas barras do banzo superior Refira se que foram analisadas as varia es de tens es n o tendo sido por isso contabilizadas as tens es instaladas devido s cargas permanentes e posicionamento no ensaio 13 e devido apenas s cargas permanentes no ensaio 14 100 0 banzo inferior 80 0 5005 num 3 num 60 0 40 0 20 0 S s gt 0 0 20 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Tempo s Figura IV 72 Evolu o da tens o no banzo inferior Valores num ricos experimentais para os ensaios 13 e 14 18
162. pr esfor o Como referido anteriormente os cabos de pr esfor o s o elementos fundamentais no sistema de controlo OPS No modelo experimental utilizaram se dois cabos auto embainhados da TESIT com di metro nominal de 1 524 0 6 e quatro extrus es definitivas do mesmo fabricante 4 4 2 1 Comprimento dos cabos de pr esfor o O comprimento dos cabos foi medido com uma fita m trica Para al m das incertezas intr nsecas ao instrumento de medi o utilizado admite se que possa existir um erro na medi o efectuada devido inacessibilidade causada pelas extrus es aos pontos de deslocamento nulo IV 49 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido L 14 69 0 01 m Admitiu se pois como v lido modela o o comprimento do modelo te rico original de 14 69 m 4 4 2 2 Factor de rigidez dos cabos de pr esfor o O M dulo de Elasticidade Ep e rea Ap de a o dos cabos s o dois par metros relevantes para a quantifica o da rigidez do conjunto viga cabos N o se dispuseram de meios adequados para realizar um ensaio de trac o espec fico ao a o de pr esfor o constituinte dos cabos Assim sendo optou se por tratar este par metro conjuntamente com a rea de a o dos cabos Desta forma o par metro a ser caracterizado passou a ser o factor de rigidez E Dados do fabricante E 195 10 GPa A 21 4 cm 2
163. r baseada no funcionamento de estruturas org nicas existentes na natureza as bio estruturas ANDR et al 2003 O mundo das bio estruturas apresenta um vasto n mero de solu es estruturais Algumas s o simples sendo outras muito sofisticadas Todas foram e continuam a ser motivo para fecundos trabalhos de pesquisa Na verdade neste dom nio os Engenheiros de Estruturas encontraram v rias solu es bem conhecidas Em todo o caso a realiza o de alguns c lculos simples torna claro que os crit rios de dimensionamento das bio estruturas s o significativamente diferentes dos que s o usados na Engenharia Civil PACHECO 1999 Cartilagem E Ossos Ligamentos Tend es M sculos articular Escoras tirantes vigas pilares Conectores Aparelhos de apoio Tirantes e cabos Sistemas efectores e cascas Figura 1 17 Principais elementos estruturais nas bio estruturas animais PACHECO 2002 19 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte Na Figura 17 apresentam se cinco elementos bio estruturais semelhantes a elementos estruturais bem conhecidos Apesar desta semelhan a desconhece se qualquer elemento na Engenharia Estrutural at agora que fosse concebido com a fun o de m sculo De facto existem certos atributos de alguns sistemas de controlo activo que os relacionam com m sculos mas estes ltimos s o eles pr prios elementos estruturais
164. ra o c lculo de perdas por atrito em singularidades foi obtida para bainhas fixas nas selas de desvio ou seja um caso semelhante ao do pr esfor o exterior em pontes de bet o armado No cimbre em estudo as bainhas n o se encontram fixas podendo ajustar o seu posicionamento de forma a reduzir a energia dispendida pelo sistema ou seja coincidindo o alinhamento do eixo dos cabos Assim sendo considera se os desvios angulares adicionais nulos em todos os tro os Analisando os resultados experimentais atr s obtidos acredita se que o coeficiente de atrito dos cabos seja pr ximo do extremo inferior do intervalo de valores apresentados no Quadro 16 i e 4 0 05 Recorrendo f rmula adaptada de Cooley para interac o localizada determinou se a perda total por atrito nos pontos de desvio dos cabos 2 83 P atrito Total kN P of KN 1 0000 0 9925 0 9828 0 0076 0 0097 0 0111 0 02834 Quadro 16 Perdas de pr esfor o pontuais considerando ju 0 05 Para avaliar os valores apresentados no Quadro IV 16 mediu se experimentalmente a for a instalada em cada extremidade dos cabos ensaio 10 utilizando uma c lula de carga A diferen a de for a entre extremidades do mesmo cabo igual s perdas por atrito pontuais Das v rias s ries de ensaios realizados estimaram se perdas por atrito m dias em 1 57 Desta forma conclui se que o valor do coeficiente de atrito ju consideravelm
165. ram cumpridos Tal facto confirma a exequibilidade t cnica do sistema em tempo til O autor acredita que com a realiza o deste estudo foi dado um passo fulcral para a aplica o do OPS escala real 5 2 Notas para Trabalhos Futuros Considera se pertinente o desenvolvimento dos seguintes itens para uma primeira aplica o do OPS num cimbre autolan vel escala real Estudo rigoroso dos aspectos cinem ticos dum cimbre refor ado com a tecnologia de pr esfor o org nico entre os quais poss veis incompatibilidades relativas localiza o dos actuadores e poss veis conflitos entre selas de desvio pilares da estrutura Monitoriza o de um cimbre autolan vel em funcionamento que permita avaliar a evolu o dos deslocamentos e esfor os instalados na sec o de controlo durante v rios ciclos de execu o de tramos Garantia da estabilidade do sistema perante consider veis amplitudes t rmicas atrav s de especifica es de isolamentos t rmicos Concep o das selas de desvio adequadas ao raio m nimo de curvatura dos cabos de pr esfor o aplicados de forma a diminuir o atrito e o desgaste das bainhas V 3 BIBLIOGRAFIA Abreu A Evolu o da constru o de pontes na JAE alguns cuidados a ter na sua conserva o corrente Minist rio das Obras P blicas 1953 Abcassis T Especifica o E 04 001 estruturas met licas cimbre m vel para constru o do
166. ram que o sistema de controlo activo deve ser parte integrante da estrutura desde a fase de concep o e dimensionamento Desta forma poss vel dimensionar estruturas conceptualmente inteligentes que aproveitam integralmente a exist ncia do sistema de controlo Uma estrutura org nica concebida e desenvolvida atrav s da conjuga o de uma estrutura base e um sistema de controlo activo sistema efector para al m de oferecer resist ncia mec nica ac o de solicita es exteriores capaz de mudar a sua atitude estrutural conforme as solicita es em causa estrutura adaptativa com um comportamento inteligente 11 17 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte As duas designa es estrutura org nica e estrutura inteligente aparecem assim com significados semelhantes Excita o Sistema Estrutura Efector Base W Sinal de Controlo Informa o Sensores Informa o Controlador Figura III 14 Circuito de controlo de uma Estrutura Org nica PACHECO 1999 Um exemplo simples e concreto pode ser retirado do corpo humano ele pr prio uma estrutura org nica o bra o Um bra o constitu do pela estrutura base estrutura ssea articula es tend es e ligamentos e pelo sistema efector os m sculos Os m sculos reagem por exemplo numa situa o de carga de forma a manter o equil brio est tico m
167. ramo da superstrutura e por raz es econ micas a cofragem deslizante usualmente substitu da por cofragem perdida 1 17 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Cofragem interior do caix o Figura 11 19 Execu o de superstrutura com sec o transversal em caix o Cofragem exterior 6 interior cortesia NRS Em ambos os casos CA s superiores ou inferiores ap s a coloca o da cofragem na posi o de betonagem faz se o acerto de cotas altim tricas recorrendo se a t cnicos de topografia Este controlo de geometria executado a partir das cotas definidas em projecto e de um plano de contra flechas a aplicar cofragens para compensar deforma es do CA 2 2 3 Coloca o da armadura A armadura da superstrutura normalmente pr fabricada em estaleiro ou sobre os tramos j executados sendo colocada na cofragem por interm dio de meios de eleva o do pr prio cimbre ou exteriores ao mesmo Os var es de a o s s o armados directamente sobre a cofragem numa situa o de recurso em que n o seja poss vel o transporte e coloca o de armadura pr fabricada Este factor de extrema import ncia na progress o dos trabalhos de execu o da obra Figura 11 20 Armadura dum tabuleiro em caix o sobre cofragem suspensa cortesia Mota Engil 18 Capitulo 2 Cimbres autolan veis No caso dos CA s superiores a estrutura do pr prio cimbre pode conter uma ponte rolante para movi
168. ran a do CA a liberta o de graus de liberdade efectuada atrav s de meios mec nicos e sistemas est ticos de travamento Durante a fase de betonagem os graus de liberdade t m de ser travados de forma a garantir a estaticidade da estrutura As inclina es longitudinais e transversais dos traineis de pontes e viadutos em geral n o permitem que o travamento do CA seja efectuado apenas pelo atrito entre viga de sustenta o e viga de lan amento como referido no par grafo anterior Assim utilizam se tirantes cabos ou var es de a o ligados aos pilares para realizar o travamento longitudinal da estrutura ficando a 11 24 Capitulo 2 Cimbres autolan veis estabilidade transversal assegurada por dois contraventamentos transversais um em cada apoio e z Ny A Ny VA viga de Lg tirante de lan amento travamento consola 4 pilar Figura 11 30 Elementos de apoio movimenta o e travamento do CA 2 2 7 Dura o das diversas actividades Na constru o tramo a tramo de uma ponte ou viaduto com recurso CAs tempo de refer ncia para a execu o de um tramo de sete a oito dias Uma sequ ncia l gica do andamento dos trabalhos de execu o in situ MACHADO 1993 1 Dia Aplica o do pr esfor o no tramo betonado ap s dois dias de endurecimento do bet o 2 Dia Abertura das cofragens e avan o do cimbre Pos
169. rcado em cada curso compat vel com o controlo de IV 4 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico em Modelo Reduzido deforma es pretendido e for a m xima total compat vel com o carregamento m ximo admitido Fen menos de encurvadura avaliada a possibilidade de ocorr ncia de encurvadura local e global A frequ ncia do actuador foi definida de forma a ser suficientemente distante da frequ ncia fundamental da estrutura Coloca o em laborat rio dimens es e peso compat vel com meios de transporte no exterior e interior do laborat rio O principal objectivo da aplica o experimental duma estrutura controlada por OPS validar a tecnologia necess ria materializa o do sistema e validar qualitativamente os resultados num ricos obtidos Por isso e de forma a n o limitar aspectos funcionais fundamentais do OPS a concep o do modelo n o foi condicionada pelas regras cl ssicas da Teoria da Semelhan a 1 sem estabelecimento de uma rela o entre a escala dum cimbre utilizado em obra a escala do modelo laboratorial Por simplifica o e inspira o noutras estruturas met licas largamente divulgadas gruas fixas torres de alta tens o etc optou se por utilizar cantoneiras de abas iguais Utilizaram se cantoneiras com a menor sec o dispon vel no mercado as L20x20x3 mm para o banzo inferior traccionado e as L30x30x3 mm para o ba
170. rmina o dos coeficientes de for a efectuada a partir das regras de quantifica o dos mesmos em perfis de sec o angulosa e tubulares estruturas reticuladas e factores de protec o dos elementos ao vento No Quadro II 1 apresentam se os valores da press o din mica e press o sobre elementos de cofragem verticais um mesmo coeficiente de forma segundo DIN 1055 R S A e Euroc digo 1 DOKA 2003 Press o din mi Press o sobre elementos ress o din mica Altura ao Velocidade do vento m s si de cofragem verticais m solo m kN m Cr 1 3 DIN RSA 1 DIN RSA 1 DIN RSA 1 14 0 12 3 0 86 1 12 0 8 28 3 0 5 0 90 0 65 1 17 37 9 35 6 1 06 1 38 37 9 35 6 0 90 1 06 1 17 1 38 8 20 35 8 0 8 1 04 42 7 40 4 1 12 1 35 1 46 1 75 42 7 40 4 1 12 1 35 1 46 1 75 20 100 42 0 1 1 1 43 53 6 49 0 1 76 1 92 2 29 2 5 gt 100 45 6 55 1 51 2 1 3 1 86 1 99 1 69 2 42 2 59 Quadro II 1 Compara o da quantifica o da ac o do vento segundo Norma DIN 1055 RSA e 1 Nas mem rias descritivas s o geralmente indicados valores da velocidade m xima admiss vel do vento para as quais n o posto em causa a operacionalidade do cimbre em ambas as fases RATAY 1984 Em STRUKTURAS 2001 a velocidade limite de 15 m s para a fase de avan o e de 22 m s para a betonagem Para velocidades 11 34
171. rregamento v o do cimbre com 0 392 kN halteres com 40 kg de massa no ensaio 8 e 0 785 halteres com 80 kg de massa no ensaio 9 A medi o do deslocamento vertical da sec o de v o foi efectuada com o recurso a um comparador mec nico de engrenagem e leitura anal gica A 7 Ensaio 10 No ensaio 10 avaliaram se as perdas por atrito pontuais nas selas de desvio Assim sendo colocou se uma c lula de carga entre as extrus es dos cabos e as pe as de ancoragem Utilizou se o modo manual pulsado para aplicar for as de pr esfor o constantes ao cimbre A diferen a dos valores medidos entre as duas extremidades do mesmo cabo corresponde s perdas por atrito Avaliaram se os resultados de tr s s ries de ensaio para cada uma das extremidades Os valores apresentados foram estimados a partir das m dias de cada s rie Disp s se apenas de uma c lula de carga Para cada extremidade realizaram se tr s s ries de ensaios 8 Ensaio 11 Este ensaio foi realizado com o intuito de caracterizar a actua o do OPS movimento do mbolo do cilindro e contra flecha introduzida a meio v o em cada curso do OPS Colocaram se dois comparadores mec nicos de engrenagem com precis o 10 m um entre o cimbre a placa de reac o qual o cilindro encosta e outro a 2 v o Teve se em aten o aspectos como a verticalidade do comparador no caso do meio v o e de orienta o segundo o eixo do cilindro no caso do seg
172. s 50 0 Tens es MPa 100 0 150 0 200 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Tempo 5 Sup Esquerdo Banzo Inf Esquerdo PBanzo Inf Direito Banzo Sup Direito Figura 91 Evolu o das tens es nos banzos da sec o de controlo ensaio 24 IV 78 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido O ensaio 24 consistiu em avaliar a evolu o das tens es em cada uma das cantoneiras que constituem a sec o transversal do modelo Para tal foram efectuadas leituras desde o in cio do posicionamento e durante o modo autom tico de carga Da an lise da Figura IV 91 conclui se que uma diferen a entre comprimentos dos cabos que representa 0 6 do comprimento real de cada um introduz durante posicionamento uma diferen a de tens es de 48 7 MPa entre elementos do banzo inferior e de 40 2 MPa entre elementos do banzo superior Estimou se ainda que em cada curso do actuador o acr scimo de tens o nas fibras inferiores difere em 12 5 e nas fibras superiores de 10 2 4 5 2 2 3 Ensaio de temperatura A temperatura uma ac o ambiental que deve ser atendida principalmente em situa es ambientais potencialmente desfavor veis Como o sensor utilizado para efectuar a medi o de controlo deforma o um transdutor de press o realizou se o ensaio 25 para averiguar o
173. s force balance As v rias categorias diferem na forma como s o medidos e amortecidos os movimentos da massa s smica originando diferentes n veis de desempenho no dom nio da frequ ncia CAETANO 2000 Fibra ptica Um sensor de fibra ptica consiste genericamente numa fonte de luz um comprimento de sensoriza o e transmiss o e um foto detector As fibras pticas s o estruturas cil ndricas longas e finas que favorecem a propaga o da luz devido total reflex o interna As principais vantagens deste tipo de sensor s o imunidade a interfer ncias electro magn ticas largura de banda elevada compacidade versatilidade geom trica resist ncia a elevadas temperaturas e alta sensibilidade quando comparada com outros tipos de sensores SELVARAJAN 2003 Num futuro pr ximo prev se a utiliza o em larga escala de micro sensores constitu dos por materiais electro mec nicos piezoel ctricos pol meros org nicos e de silicone os quais t m um enorme potencial como sensores inteligentes SELVARAJAN 2003 HIL7 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte 3 2 2 3 Controlador Os controladores podem ser do tipo expl citos ou impl citos caso sejam concretiz veis por elementos f sicos hardware ou por elementos fisicamente omissos na estrutura org nica sendo a sua fun o realizada pelos restantes objectos constituintes do algoritmo de controlo por exemplo
174. s metros c lula de carga Ivdt s e liga o ao sistema de aquisi o de dados Coloca o do grupo bomba Liga o do cilindro ao grupo e do grupo ao sistema de hidr ulica no laborat rio aquisi o de dados controlador Rever todas as liga es e soldaduras nos cabos de conec o entre os v rios dispositivos Sensoriza o Feup Feup Liga es sensoriza o controlador Feup Coloca o de gua no simulador e Coloca o e verifica o da estanqueidade da mangueira e do ensaio do sistema de drenagem sistema de drenagem E Reuni o de coordena o Avalia o multidisciplinar das ac es desenvolvidas Quadro IV 22 Ac es a desenvolver durante a S rie 0 Feup 1 Montagem da sobre o ia i i cimbre Coloca o do simulador de carga reservat rios ao cimbre 1 Feup Engil Montagem do sistema hidr ulico do Montagem do cilindro hidr ulico e pe a de ancoragem no 1 1 Feup Engil O planeamento dos ensaios permite aos intervenientes controlarem os objectivos e a calendariza o predefinida 62 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 4 5 2 Ensaios Os ensaios experimentais realizados foram definidos de forma a contemplar o funcionamento est tico dum CA durante a constru o de um tabuleiro betonagem e aplica o de pr esfor o Os resultados obtidos foram validados atrav s de simula es num ri
175. s autolan veis O avan o do CA quando realizado recorrendo a cilindros hidr ulicos efectuado em movimentos sucessivos com amplitude definida pela dimens o do mbolo do cilindro Os cilindros hidr ulicos s o dimensionados para as ac es referidas nos pontos anteriores e o seu curso definido de forma a permitir o correcto funcionamento do CA durante as fases de betonagem e avan o A sua localiza o criteriosamente definida e as suas for as de reac o contabilizadas nos dispositivos de liga o dos cilindros estrutura 2 4 1 6 Dados para o projectista de estruturas Apresentam se na tabela seguinte regulamentos e normas nacionais e internacionais aplic veis no dimensionamento dos diversos elementos met licos e cofragens constituintes dum CA Norma C d N Origem Designa o RSA Portugal Regul de seguran a e ac es em pontes e edif cios Portugal Regul de estruturas de a o para edif cios ENV 1991 1 Bases de projecto e ac es em estruturas Parte 1 ENV 1991 2 Bases de projecto e ac es em estruturas Parte 2 ENV 1993 Projecto de estruturas de a o ACI 347R 88 E U A Guia de cofragem para bet o DIN 1045 Alemanha Classifica o da consist ncia do bet o fresco DIN 1052 Alemanha Uso de madeira em estruturas DIN 1055 Alemanha Ac es de dimensionamento para edificios DIN 4420 Alemanha Esc
176. s de controlo activo que t m vindo a ser utilizados s o exclusivamente vocacionados para o controlo din mico e dentro deste em especial para o controlo de vibra es o dimensionamento da estrutura acaba por ser um processo independente do dimensionamento dos sistemas de controlo activo PACHECO 1999 SPENCER 1999 No dimensionamento de estruturas controladas por um Sistema Activo a correcta modela o da estrutura base assume contornos de grande relev ncia Diferen as consider veis na modela o num rica em rela o estrutura real poder o originar um controlo pouco eficaz ou eventualmente ser prejudicial PACHECO 1999 3 2 2 2 Sensores Os sensores s o instrumentos capazes de avaliar os par metros que caracterizam os v rios estados da estrutura base est tico evolutivo ou din mico Dependendo do tipo de aplica o s o escolhidos os sensores que melhor se adaptam s necessidades Os mais utilizados s o os extens metros e aceler metros cujo grau de precis o perfeitamente aceit vel quando comparado com a precis o existente na modela o de uma estrutura PACHECO 1999 Outros sensores com graus de precis o ligeiramente inferiores t m sido utilizados em menor escala nomeadamente transdutores indutivos de deslocamento c lulas de carga transdutores de press o comparadores mec nicos etc Nos desenvolvimentos tecnol gicos mais recentes os sensores de fibra ptica t m se assumido como uma tecnologia
177. s finitos de barra bi articuladas e incompress veis De forma a garantir que a for a instalada em ambos os cabos F aproximadamente igual lt abol 9 59 foram colocadas bielas bi articuladas p 8 cabo incompress veis com 1 cm de comprimento entre as selas de desvio e os cabos com a direc o da bissectriz Este artif cio permite que as for as instaladas em ambos os tro os dos cabos Frro oi Ftro o sejam aproximadamente iguais Figura 7 Bissectriz de Sela de x desvio Biela Cabo de 5 Pr esfor o e Y Tro o 1 Tro o 2 Frro o1 Frro o 2 Figura 7 Representa o esquem tica da localiza o das bielas no modelo num rico IV 11 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico Cimbre em Modelo Reduzido As caracter sticas din micas do cimbre foram avaliadas ao longo da evolu o do modelo num rico Desta forma garantiu se que o cilindro hidr ulico colocado no modelo experimental compat vel com as funcionalidades exigidas a um actuador de um Sistema de Controlo Est tico ver 3 2 2 6 Modelo Num rico Estrutura base Estrutura com cabos de pr esfor o Frequ ncia Hz 3 14 4 35 Modo de an lise 1 5 Quadro IV 4 Caracter sticas din micas da estrutura com e sem cabos de pr esfor o As primeiras simula es num ricas efectuadas para aferi o do algoritmo de contr
178. s mais correntes distinguem se pela estrutura das vigas principais em Estruturas em caix o de alma cheia Estruturas em caix o de almas treli adas As estruturas em caix o de almas cheias Figuras 12 e 11 13 s o correntes quer em cimbres inferiores quer em superiores As vigas s o constitu das por chapas met licas 10 a 25 mm de espessura em geral refor adas com chapas transversais colocadas interiormente para aumentar a resist ncia ao enfunamento O contraventamento do caix o realizado por escoras met licas colocadas na diagonal Figura 11 13 CA inferior Estruturas das vigas principais em caix o de alma cheia cortesia NRS 12 Capitulo 2 Cimbres autolan veis As estruturas em caix o de almas treli adas Figura 11 11 mais usuais em cimbres superiores s o constitu das tipicamente por perfis laminados comercias e ou reconstitu dos Em ambos os casos quer seja um CA superior ou inferior de vigas caix o de alma cheia ou treli ada por uma quest o de economia as vigas principais s o acrescentadas por vigas treli adas mais esbeltas narizes para possibilitar a sua movimenta o A estrutura principal suporta treli as transversais que servem de apoio s cofragens do tabuleiro Figura 11 14 Figura 14 Superior com estrutura em caix o de almas treli adas Perspectiva geral esquerda e vista do interior do caix o direita
179. saios a realizar posteriormente No Quadro IV 21 apresentam se os par metros calibrados que constituem o modelo num rico corrigido 4 E m 003 OK m 00 OK m 00 OK Cimbre ha s 046 m oo OK cs 5 55 LI 3 595 m 0 001 OK Do j e jis 00 o 00 OK m 001 OK Ds m 0 ok Avalia o Num rica 27892 Carga P Medi o Experimental 0 784 kN 0005 Ok Quadro IV 21 Resumo da caracteriza o dos principais par metros do sistema cimbre cabos IV 61 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido 4 5 Estudo Experimental 4 5 1 Planeamento dos ensaios laboratoriais Antes de se dar in cio aos trabalhos laboratoriais elaborou se um plano de ensaios para estruturar os objectivos a alcan ar na realiza o de cada um dos ensaios O plano de ensaios constitu do por quatro s ries de trabalhos devidamente discriminadas S rie 0 Prepara o S rie I Calibra o Serie Carregamentos sem ac o de controlo e S rie Carregamentos com ac o de controlo Para cada s rie tra aram se objectivos curta descri o do ensaio dura o interveniente e material necess rio Apresenta se a t tulo de exemplo a S rie O Quadro 22 S rie 0 Prepara o dos ensaios Dura o Objectivo Parcial
180. sfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido n vel de carga aplicado no ensaio 19 n o era ultrapassado o limite el stico da estrutura Assim sendo atribui se este erro ao desempenho dos extens metros 4 5 2 2 Estudo de Fiabilidade do Sistema de Controlo O estudo de fiabilidade dum sistema exige um trabalho profundo de investiga o que sustente experimentalmente aplica es futuras escala real No mbito desta disserta o realizou se uma sint tica an lise a alguns aspectos fundamentais para a fiabilidade do OPS Realizaram se ensaios de vibra o ensaios 20 a 23 ensaios de tor o ensaio 24 ensaio de temperatura ensaio 25 e ensaio ao deslizamento dos cabos nas selas 4 5 2 2 1 Ensaio de vibra es Os ensaios de vibra es realizados tiveram como principal objectivo verificar a sensibilidade do OPS a oscila es provocadas por ac es do tipo ambientais c clicas e continuas ou do tipo acidental pontuais Ensaio 20 ac o horizontal pontual Ensaio 21 ac o horizontal cont nua 150 0 150 0 ws 1001 100 0 E 5005 50 0 E 00 00 F E 500 A 500 100 0 100 0 0 2 80 100 120 140 160 2 40 6 8 100 120 140 10 Tempo s Tempo s Ensaio 22 ac o vertical pontual Ensaio 23 ac o vertical cont nua 150 0 4 E E 1007 S gt E E 500 v E E 8 s E S 04 5 A A
181. soante seja um CA inferior ou superior Como j foi referido o apoio dos CA s inferiores feito nos pilares atrav s de consolas met licas fixas em an is de atrito Figura 11 27 Estes s o elementos em a o corrente onde est o ancorados var es em a o de alta resist ncia pr esfor ados Existem leos descofrantes minerais e vegetais Normalmente por raz es econ micas e de divulga o utilizam se leos minerais 7 Os an is de atrito s o tamb m referenciados como colares de atrito 1 29 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Figura 11 27 CA inferior apoiado em consolas cortesia NRS Os CAs superiores apoiam se na face superior da parte do tabuleiro executada num p rtico em a o corrente colocado no pilar seguinte A fixa o do p rtico ao pilar geralmente efectuada atrav s de liga es aparafusadas pr esfor adas ao pilar podendo em certos casos recorrer se aplica o de pr esfor o para mobiliza o de for a de atrito Figura 11 28 Figura 11 28 P rticos de apoio a vigas de lan amento superiores Fixa o com liga es aparafusadas e mobiliza o de atrito com aplica o de pr esfor o cortesia Mota Engil 2 3 5 Mesas de deslocamento ou bogies Os bogies s o constitu dos por duas partes distintas aparafusadas entre si e sobrepostas verticalmente A parte superior cont m as rodas sobre as quais se faz a movimenta o
182. solas A deforma o para o peso pr prio da estrutura met lica 11 37 Capitulo 2 Cimbres autolan veis cofragem equipamento etc geralmente n o est inclu da no plano Deste modo ap s a montagem do CA a linha te rica de deforma o nula deve ser determinada em obra pela topografia STRUKTURAS 2001 PERI 2002 2 4 1 4 Liga es Como foi referido em 2 2 1 os CA s s o constitu dos por m dulos conectados entre si com dimens es que permitam o seu transporte A conex o entre m dulos e com outros elementos executada em obra utilizando parafusos de alta resist ncia pr esfor ados Em cada reutiliza o s o utilizados novos parafusos aplicados com chaves dinamom tricas que garantem o momento de aperto equivalente de pr esfor o definido em projecto Figura 11 33 Liga o aparafusada pr esfor ada entre elementos que constituem o banzo inferior do cimbre As liga es entre elementos do mesmo m dulo podem ser soldadas aparafusadas e por encaixes travados com cavilhas dependendo do projectista do CA As liga es aparafusadas podem ser correntes ou pr esfor adas dependendo da menor ou maior necessidade de evitar o deslizamento entre elementos de liga o e devem ser dimensionadas cumprindo os crit rios de dimensionamento e disposi es geom tricas apresentadas nos v rios c digos por ex Parte 1 8 do Euroc digo 3 referente ao dimensionamento de liga es e
183. stente na aplica o do pr esfor o convencional em estruturas met licas o seu reduzido peso pr prio que impossibilita a aplica o de uma vez s de todo o pr esfor o necess rio Seria necess rio introduzir contra flechas elevad ssimas correndo o risco de problemas graves de instabilidade devidos a tens es de compress o elevadas em banzos dimensionados para tens es de trac o Ou seja levanta se a hip tese do cimbre poder quebrar ao contr rio ANDR et al 2003 Como foi referido em 3 2 5 para que possa ser explorada na sua plenitude a estrutura base cimbre dever ser concebida especialmente para o efeito neste caso tanto na defini o da sec o transversal os banzos comprimidos pelo pr esfor o dever o ser mais robustos como na defini o da constitui o longitudinal a estrutura dever ser modular de forma a poder variar facilmente o seu comprimento Dever tamb m contemplar os elementos necess rios ao optimizado desempenho do sistema tais como a coloca o e funcionamento do actuador transmiss o de for as entre os cabos de pr esfor o e a estrutura do cimbre ANDR et al 2003 11 22 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte ancoragem org nica actuador Figura 11 19 Esquema da localiza o do actuador na estrutura do cimbre PACHECO et al 2004 Assim comprovando se experimentalmente os promissores resultados num ricos obt
184. t gias de controlo semelhantes como por exemplo o controlo por realimenta o negativa os SCE t m algoritmos de controlo muito mais simples necessitando de meios computacionais pouco potentes Os SCE permitem apenas o controlo de estruturas sujeitas a ac es de evolu o lenta considerando se que dentro de cada intervalo de tempo de an lise a estrutura est sujeita a uma ac o est tica regendo se por isso pelas Leis da Est tica A frequ ncia da ac o de controlo do sistema definida de forma a mesma ficar suficientemente afastada da frequ ncia pr pria da estrutura garantindo se deste modo uma ac o com caracter sticas est ticas Num SCE convenientemente dimensionado a frequ ncia dos actuadores deve ser pelo menos dez vezes superior frequ ncia da estrutura Esta caracter stica particularmente interessante na aplica o dos SCE a estruturas de Engenharia Civil nas quais os fen menos de vibra o excessiva t m um impacto nocivo sobre a estrutura PACHECO 1999 HELDUSER et al 2000 At data n o s o conhecidas aplica es pr ticas escala real de SCE na Engenharia Estrutural 3 2 3 Exemplos de sistemas de controlo em estruturas Como referido em 3 2 2 1 existem algumas aplica es de Sistemas de Controlo em estruturas escala real na sua grande maioria Sistemas Passivos Semi Activos H bridos Nos quadros 1 e 2 apresentam se alguns exemplos de sistemas de controlo instalados
185. te em arco em bet o armado com cimbre em madeira TROY ANO 2003 3 Capitulo 2 Cimbres autolan veis O bet o armado com resist ncia flex o superior da pedra potenciou o desenvolvimento de novas geometrias e solu es estruturais em pontes ou viadutos As primeiras obras de arte de grande envergadura constru das em bet o armado acabaram por ser influenciadas pelas estruturas constru das em pedra em arco tirando partido das boas caracter sticas do bet o compress o S com a introdu o de pr esfor o nas estruturas d cadas de 40 50 do sec aumentando a capacidade resistente passou a construir se em larga escala estruturas em p rtico e estruturas n o monol ticas A execu o de estruturas porticadas mais ou menos rectil neas come ou por ser atrav s de cimbre cavalete ao solo apoiando se o escoramento directamente sobre o solo A constru o com cimbre escorado ao solo embora sendo um processo antigo continua a ser muito utilizado na constru o de pontes de pequeno e m dio v o at 40 a 50 m com rasante baixa lt 20 m por raz es econ micas e de facilidade de execu o O sistema de cimbre apoiado sobre o terreno pode ser total em pontes pouco extensas ex passagens superiores ou pode ser parcial com montagens e desmontagens sucessivas por fases de betonagem nas pontes de maior extens o Esta ltima solu o permite um melhor aproveitamento do cimbre devendo os p
186. tencial aplica o ao OPS O Cap tulo dedicado aplica o experimental de OPS a um modelo reduzido de um CA Apresentam se os trabalhos desenvolvidos na concep o dimensionamento e calibra o do modelo sendo paralelamente explorada para aplica o de OPS a elabora o de um modelo num rico com caracter sticas semelhantes Descrevem se as actividades envolvidas na aplica o do OPS e os resultados dos ensaios realizados O Cap tulo V trata das principais conclus es obtidas na compara o dos resultados experimentais e nas simula es num ricas realizadas Referem se por fim alguns aspectos para desenvolver em trabalhos futuros que se julga serem relevantes para uma posterior aplica o do OPS a um cimbre escala real CAP TULO 2 CIMBRES AUTOLAN VEIS NDICE 2 1 GENERALIDADES LJ uuu uu ama dual 2 2 11 DOM NIO DE APLICA O 8 2 1 1 1 Tabuleiros executados in situ 8 2 1 1 2 Tabuleiros pr fabricados 8 CLASSIFICA O DE CIMBRES aa ir pras ia A aI 9 2 1 2 1 Solu es estruturais correntes nos CA 3 12 2 1 2 2 Cimbres autolan veis com articula es 14 2 2 PROCESSO CONSTRUTIVO FUNCI
187. tes ao longo de todo o ensaio As diferen as observadas s o justificadas pela oscila o dos valores experimentais bem como velocidade diferente do carregamento Avaliaram se tamb m para os ensaios 15 e 16 a evolu o das tens es nos banzos da sec o de controlo Figuras IV 79 e IV 80 60 0 s OPS num Eu c OPS num 2 40 0 c OPS exp s OPS exp amp 200 0 0 gt gz 20 0 gt 40 0 0 200 400 600 800 1000 Tempo 5 Figura 79 1 da tens o no banzo inferior da sec o de controlo Valores num ricos e experimentais obtidos nos ensaios 15 e 16 IV 70 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico Cimbre em Modelo Reduzido 30 0 banzo superior E 100 g gt 10 0 c 1 a gt 30 0 c OPS 5 c OPS exp s OPS ex 50 0 0 200 400 600 800 1000 5 Figura 80 Evolu o da tens o banzo superior da sec o de controlo Valores num ricos e experimentais obtidos nos ensaios 15 e 16 O ensaio 15 apresenta algumas perturba es que tal como referido em 4 5 2 requeriam a realiza o de mais s ries de ensaios Identifica se um paralelismo entre curvas experimentais e num ricas para o mesmo ensaio Processo de execu o do tipo A Par metro Ensaio 15 Ensaio 16 Num Exp Num Exp Um x posit mm 0 00
188. tica de resist ncia compress o O processo de execu o destas estruturas era geralmente de cimbre ao solo com estrutura em alvenaria de pedra at cota do tabuleiro Figura 1 Constru o de ponte em arco com cimbre ao solo em madeira TROY ANO 2003 A cofragem evoluiu no sentido de libertar o mais poss vel a rea sob o tabuleiro das pontes lt A NH E AEE KZ s Figura II 2 Cofragens de pontes em pedra em arco GRINAN 1991 2 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Ao longo dos tempos acompanhando a necessidade de construir estruturas em locais de dif cil acesso ou com condicionantes excepcionais deu se uma grande evolu o nos processos construtivos de pontes e viadutos aparecendo os primeiros sistemas de cofragem autoportante permitindo vencer o v o a cofrar sem apoios interm dios utilizando materiais como a madeira e o a o em perfil em cabo ou em chapa Figura 3 Constru o da Ponte Duarte Pacheco em alvenaria de granito com cimbre autoportante em madeira e tirantes de a o Entre os Rios 1941 ABREU 1953 Nas primeiras d cadas do s culo XX o aparecimento do bet o armado e a descoberta das suas potencialidades na execu o de obras de arte impulsionaram o desenvolvimento dos processos construtivos utilizando este novo material Figura 4 Constru o de pon
189. tm tica da deforma o na sec o de controlo est a variar entre o intervalo limitado pelos desvios positivo e negativo e a m dia absoluta superior ao desvio positivo 0 sistema emite um sinal intermitente para a l mpada de sinaliza o vermelha instalada no compartimento do controlador O sistema continua em funcionamento e a l mpada apaga se quando o operador assumir que tomou conhecimento da oscila o accionar interruptor validar M dia aritm tica CE desvio negativo desvio positivo A M dia absoluta gt desvio positivo Oscila o Sinaliza o torre vermelho intermitente 6 gt gt lt 0 muTr Z gt Figura 50 Diagrama da an lise de oscila o no algoritmo de controlo OLIVEIRA 2003 Na Figura IV 51 ilustra se t tulo exemplificativo uma situa o de oscila o Encontram se representadas as leituras efectuadas durante um ciclo de an lise e o c lculo das respectivas m dias aritm ticas e absolutas IV 42 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido cimbre em oscila o 5 m E e EN Desvio Positivo a 3 S 0 x gt S 5 N 1 i s Desvio Negativo E 8 Tempo e Leituras M dia aritm tica x M dia absoluta Figura IV 51 Ilustra o da ocorr ncia de um
190. tmo de controlo concebido alterado num computador PC e depois transmitido para o PLC Terminada a concep o ou altera o do algoritmo o PC torna se dispens vel PLC Programmabale Logical Controller nomenclatura utilizada para designar Aut mato program vel permitindo receber processar e enviar informa o para o sistema IV 28 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido Figura 34 PLC utilizado no Sistema de Controlo OPS OLIVEIRA 2003 O operador do sistema assim o entenda pode utilizar o PC para acompanhar gr fica e numericamente o decorrer dos ensaios in loco ou a partir do exterior utilizando um sistema com conex o via telefone por interm dio de um modem Figura IV 35 SISTEMA Leituras Actua es PLC PROGRAMA Leituras Actua es Comunica o Comunica o Y 2 ra Tdefone mi lt PC Programa de Programa de Di logo comando do PLC Monitoriza o Supervis o Selec o de modos de funcionamento Figura IV 35 Interac o do PLC no Sistema de Controlo OLIVEIRA 2003 4 3 5 Actuador cilindro hidr ulico O actuador instalado no modelo experimental foi um cilindro hidr ulico de duplo efeito e dimensionado respeitando os
191. tnis ber schleudernte Ger ste systematisiert Die Perspektiven von Rechnung Benutzung von Betrieb und auch die Perspektiven von Bef rderung und Aufstellung dieser Ausr stung werden umfasst Der Zustand der Kunst von Kontrollsystemen in Aufbauen wird k rzlich beschrieben aber die Systeme von aktiver Kontrolle werden auch hervorgetreten Die organische Vorspannung nimmt sich auf als ein System von aktiver statischer Kontrolle Der Entwurf und das Kaliber der verkleinerten Modells des Ger stes geplant f r die experimentelle Arbeit werden beschrieben Sogleich man die erzielten Ergebnisse analysiert stellt man fest diese best tigen dad dieses Kontollsystem nicht nur den Ger sten eine bedeutende Erh hung der Belastigungsf higkeit verleiht sondern auch gleichzeitig die notwendigen Durchbiegungen vermindert Die technische Durchf hrbarkeit des Systems wird auch versichert Richtlinien f r zukunftige Forschungsarbeit die zur Begrundung der ersten Verwendungen dieser neuen Technologie mit wirklichem Madstab beitragen mud werden bezeichnet HOM
192. to semelhante aos 11 20 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte cl ssicos on off baseia se na varia o de tens es medidas na sec o de controlo Basicamente se na sec o de controlo a compress o reduzida o sistema OPS produz contrac es as for as de pr esfor o s o ampliadas por afastamento das ancoragens em rela o estrutura contrariamente se as compress es s o elevadas o sistema OPS produz descontrac es as for as de pr esfor o s o reduzidas por encurtamento das ancoragens Esse algoritmo tem a seguinte tradu o matem tica 1 PACHECO 1999 A H gt j sa 6 j s Q j gt RE H AC E 5 s j s I j H 1 1 aO j uQ gt H nc nc 1 Onde Usci G a tens o na fibra relevante da sec o de controlo 1 devido carga permanente Use a tens o na fibra relevante da sec o de controlo i devido carga vari vel no instante t o incremento de tens o na fibra relevante da sec o de controlo 1 produzido pelo sistema OPS numa contrac o nc Dncert s o um n mero de contrac es activas nos instantes t t Ft nc a tens o na fibra relevante da sec o de controlo i devido a ac o do sistema OPS no instante t Fa OF S o as margens de compress o e de actividade do sistema org nico s o os n veis de tens
193. trolo Activo de vibra es em pontes de tirantes por aplica o de tirantes activos Ao abrigo do projecto ACE desenvolvido no centro de pesquisa da Uni o Europeia JRC em Ispra It lia foi implementado um SCE num modelo f sico escala 1 10 de uma ponte de tirantes para controlo de cargas de tr fego rodovi rio O controlo da deforma o a meio v o efectuado por tirantes activos que variam a tens o instalada atrav s de actuadores electro hidr ulicos com acumuladores de energia implementados nas ancoragens Figura 13 Os ensaios realizados revelaram resultados promissores que objectivamente justificam a sua aplica o em futuras estruturas BOSSENS 2001 16 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte RR sS 4 s S S A A excita o tabuleiro T sensores gt controlador a 4 actuador c lula de 7 hidr ulico carga A Figura 13 Sistema de Controlo Est tico em pontes atirantadas com aplica o de tirantes activos BOSSENS 2001 3 2 5 Estruturas inteligentes Estruturas org nicas Na Engenharia de Estruturas os sistemas de controlo t m sido geralmente aplicados a estruturas j constru das ou j dimensionadas que n o cumprem requisitos de utiliza o ou de resist ncia ltima sob certas ac es de forma a repor esses mesmos requisitos Preumont Spencer e outros conside
194. trolo activo de rigidez vari vel rea de a o de um cabo de pr esfor o modelo experimental rea de a o dos cabos de pr esfor o dado do fabricante Amortecedor de massa sintonizada Coeficiente de dilata o t rmica do a o do cilindro Carregamento que simula a evolu o da betonagem de um tramo ao longo do tempo Largura da cantoneira Largura da sec o sobre o apoio Largura da sec o de v o ngulo de desvio entre os pontos de abcissa O e x Desvios angulares adicionais devidos a defeitos geom tricos na coloca o das bainhas Tempo de an lise considerado no algoritmo de controlo Atraso na resposta do sistema de controlo Deforma o medida Margem de actividade do sistema org nico Limite predefinido para a deforma o meio v o Margem de compress o do sistema org nico Varia o de deforma o Varia o de comprimento da haste do cilindro equivalente a um curso do OPS Varia o de comprimento dos cabos de pr esfor o determinada a partir de valores de experimentais e num ricos A perda por atrito em cada ponto de conex o x dada por Varia o de tens o MPa a deforma o a meio v o no instante t lx lyy L W Ly lxx lyy L exp er p 0 Varia o t rmica Varia o t rmica que provoca no elemento barra um alongamento final semelhante a um curso do OPS Varia o t rmica que provoca no elem
195. tura evolu o das solicita es pressup e a exist ncia impl cita ou expl cita de informa o sobre esse mesmo estado Tal informa o implica a implanta o de sistemas de monitoriza o a exist ncia de elementos que provoquem altera es pretendidas e por ltimo pressup e a exist ncia de estrat gias de controlo PACHECO 1999 Apresentam se os v rios elementos constituintes do sistema de controlo activo OPS referentes primeira aplica o experimental 4 3 2 Estrutura A estrutura do modelo experimental foi concebida utilizando o processo de dimensionamento apresentado em 3 2 5 referente a estruturas org nicas Assim sendo a sua concep o foi simult nea ao do sistema de controlo maximizando a funcionalidade pretendida Do dimensionamento resultou uma viga caix o em treli a com banzos desiguais rea do banzo comprimido superior do banzo tensionado e suficientemente flex vel para permitir o funcionamento do sistema sob as solicita es simuladoras dos v rios cen rios de execu o de um tramo de tabuleiro IV 18 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido L30x3 130 3 E 23 5 EI 8 L20x3 1001 L20x3 L20x3 L20x3 L20x3 Figura IV 17 Sec o tipo do modelo experimental O dimensionamento dum modelo dum cimbre com OPS inclui par
196. uma torre de telecomunica es no Canad Canadian National Tower Toronto PACHECO 1999 2 ATMD Active Tuned Mass Dumpers PTMD Passive Tuned Mass Dumpers 14 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte Sistema de controlo activo sismico com elementos de for a vari vel ABS aplica o de for as bilaterais trac es ou compress es com uma frequ ncia muito elevada a elementos r gidos ligados estrutura Embora os resultados experimentais tenham sido muito positivos n o se conhecem exemplos pr ticos de aplica o SPENCER et al 1995 Sistema de controlo activo s smico com elementos de rigidez vari vel A VS os mecanismos incorporados nos actuadores VSD fazem variar o grau de rigidez das liga es de barras geralmente inactivas estrutura Esta altera o de rigidez modifica a frequ ncia pr pria da estrutura o que ponderadamente controlado poder minorar efeitos din micos sob solicita es din micas Este sistema encontra se instalado e monitorizado num edif cio de 3 pisos em Chofu no Jap o desde 1989 tendo sido testado durante a ocorr ncia de um sismo em 1991 TAKAHASHI et al 1998 sensores controlador actuador VSD gt aceler metro unidade de energia de reserva Figura 10 Representa o esquem tica do sistema AVS aplicado num edifico em Chofu Jap o Nos E U A a primeira aplica o do sistema AVS fo
197. undo comparador Ap s posicionado o OPS foi colocado no modo manual pulsado efectuaram se leituras por observa o visual simult neas nos comparadores A 9 Ensaio 12 O ensaio 12 foi efectuado para identificar experimentalmente as frequ ncias naturais mais relevantes da estrutura Para tal aplicaram se de forma aleat ria pequenos impulsos ao longo do seu desenvolvimento longitudinal tendo se obtido estimativas espectrais m dias da acelera o vertical medida numa extremidade Esta medi o foi efectuada atrav s de um aceler metro piezoel ctrico de alta sensibilidade cujo sinal el ctrico devidamente amplificado foi adquirido e analisado por um analisador de Fourier A 10 Ensaios 13 e 14 Os ensaios de carga 13 e 14 foram efectuados para avaliar o desempenho do sistema perante um carregamento consider vel face resist ncia da estrutura Ent o carregaram se as 8 caixas colocadas simetricamente em rela o ao 7 v o com 0 35 de gua para duas situa es o cimbre posicionado e com o sistema em modo de carga autom tico ensaio 13 e o cimbre sem OPS sem cabos nas selas de desvio ensaio 14 O carregamento foi efectuado atrav s da utiliza o de uma mangueira e iniciado numa das caixas de extremidade em direc o outra extremidade Os deslocamentos foram medidos a v o pelo transdutor de press o sensor de controlo e no actuador por um potenci metro As medi es foram armazenadas no PLC
198. ura 10 Constru o de tabuleiros com elementos pr fabricados Da esquerda para a direita CA inferior CA superior cortesia NRS 2 1 2 Classifica o de cimbres Os CA s s o classificados consoante o seu posicionamento em rela o tabuleiro em superiores e inferiores Os CA s superiores s o colocados acima do n vel do tabuleiro em constru o apoiam se na face superior do ltimo tramo betonado apoio traseiro e num p rtico met lico colocado no pilar seguinte apoio dianteiro Os p rticos s o formados por conjuntos de montantes verticais ligados no topo por uma viga reconstitu da e distanciados transversalmente com o mesmo afastamento dos cilindros hidr ulicos que suportam a viga de lan amento na fase de betonagem 9 Capitulo 2 Cimbres autolan veis Os CAs possuem um sistema de movimenta o aut nomo que possibilita a sua deslocaliza o de tramo para tramo Esse sistema pode ser de empurre ou de puxe consoante se utilizem macacos hidr ulicos instalados ao n vel do apoio traseiro ou guinchos mec nicos respectivamente Nos cimbres superiores a cofragem do tabuleiro suspensa a partir da estrutura met lica principal atrav s de tirantes var es de a o de alta resist ncia Figura 1 11 CA superior Execu o dum viaduto na auto estrada A10 cortesia Brisa Os aspectos mais vantajosos da utiliza o deste tipo de cimbre s o o a montagem realizada sobre um dos enc
199. us y 17 ros Conhecidas as caracter sticas geom tricas do cilindro foi necess rio caracterizar dois par metros fundamentais do OPS o movimento do mbolo do cilindro em cada curso e a contra flecha a v o do cimbre introduzida por esse movimento 17 O cilindro hidr ulico foi dimensionado e fornecido pelos colaboradores de Eng Mec nica envolvidos na equipa de investiga o grupo OPS 56 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico num Cimbre em Modelo Reduzido curso do cilindro contra flecha Ps 1 2 v o Figura IV 64 Ilustra o dos pontos monitorizados durante o ensaio 11 Para caracterizar os par metros referidos realizou se uma avalia o experimental Ensaio 11 Local de Medi o Equip de medi o h mm Varia o mm V o Comp Mec nico 1 10 0 02 Cilindro Comp Mec nico 0 61 0 02 Quadro 18 Ensaio 11 Medi o experimental de um curso do OPS 4 4 3 2 Modela o Num rica do OPS Aferido o modelo num rico em 4 4 2 3 simulou se o funcionamento de um curso do OPS A actua o do cilindro hidr ulico simulado por um elemento de barra no modelo num rico foi feita atrav s de uma varia o t rmica determinada ops atrav s das express es IV 8 e 9 Iterativamente determinou se AT 88 46 que provoca uma varia o de comprimento positiva a
200. vido ao acoplamento de fluxo com o prim rio Quando existe movimento relativo entre o n cleo e os enrolamentos existe varia o de tens o em cada um dos secund rios Essa varia o de tens es transmitidas na forma de sinal el ctrico transformada em unidades m tricas mm atrav s de express es introduzidas no software do SAD Quando o n cleo est centrado em rela o aos enrolamentos ent o a medi o nula ou seja o zero da escala de medi o L OL dum LVDT F LIX 2002 Figura IV 30 Localiza o dos LVDT s utilizados na calibra o do sistema v o esquerda na extremidade activa direita Na calibra o do sistema foram utilizados dois LVDT s um para medir a deforma o da estrutura v o e outro para medir os movimentos do actuador 4 3 3 2 3 Extens metros Os extens metros ver 3 2 2 2 foram colocados em cinco sec es Figura IV 27 incluindo a sec o de controlo A fun o dos extens metros aplicados nesta ltima sec o de fornecer informa o directa sobre extens es e indirecta de tens es relevantes na caracteriza o do OPS IV 26 Capitulo 4 Estudo Experimental da Aplica o de Pr esfor o Org nico Cimbre em Modelo Reduzido L30x30x3 L30x30x3 N Y N Extens metro 1 lt sss a Extens metro 2 L20x20x3 al L20x20x3 extens metros 4 no banzo superior extens metros 4 no banzo inferior
201. volume de c lculo em estruturas de grande porte PACHECO 1999 O controlo preditivo como a pr pria designa o o sugere baseado na capacidade de prever em cada instante de um processo o valor de sa da do instante seguinte de tal forma que o sinal definido impondo a igualdade entre os valores de sa da previstos e os de sa da desejados Mais recentemente o modelo preditivo evoluiu 1 matriz de ganho D depende unicamente das caracter sticas da estrutura e o seu produto pelo vector de estado da estrutura representa o vector de for as de controlo HI 10 Capitulo 3 Sistemas de Controlo de Estruturas Estado da Arte no sentido de ampliar o alcance de previs es efectuadas prevendo uma sequ ncia de sa das nos instantes que antecedem o horizonte de previs o PACHECO 1999 O controlo sobre a excita o feedforward control prev a necessidade de conhecer um sinal relacionado com a vari vel de excita o prim ria em tempo real para que o efeito da ac o de controlo sobre a estrutura seja atrav s de uma excita o secund ria anular a prim ria Quando combinado com o controlo por realimenta o negativa usualmente designado por feedback feedforward contro SPENCER et al 1999 PREUMONT 1999 Excita o Secund ria Excita o Prim ria Erro Filtro Adaptativo Sinal de refer ncia Figura 8 Sistema de controlo sobre a excita o feedforward c
202. vre do cimbre sem ser refor ado com OPS Para tal retiraram se os cabos de pr esfor o das selas de desvio e aplicou se a carga sobre os n s da estrutura A deforma o do cimbre foi medida 24 v o com um comparador mec nico de engrenagem e de leitura anal gica A 3 Ensaio 5 Ensaio de carga atrav s da aplica o de halteres com 70 kg de massa 0 687 kN 4 v o do cimbre sem refor o por aplica o de OPS Seguiu se ent o a metodologia do ensaio 4 4 Ensaio 6 Ensaio de carga semelhante aos ensaios 4 e 5 Carregamento de 0 392 kN a v o e de 0 196 kN a 0 40 m simetricamente em rela o carga de v o 5 Ensaio 7 An lise do comportamento linear ou n o linear do conjunto cimbre cabos Iniciou se a aplica o faseada de pr esfor o no cimbre sem carga exterior utilizando o modo manual pulsado Realizaram se leituras dos valores de contra flecha a meio v o medidos com um comparador mec nico e do movimento correspondente do cilindro medido atrav s de um potenci metro ligado ao sistema de aquisi o de dados Com os valores obtidos tra ou se o gr fico Movimento do cilindro Contra flecha a v o apresentado na Figura IV 60 atrav s do qual se definiram intervalos com diferentes comportamentos Ensaios 8 e 9 Nos ensaios 8 e 9 o par metro avaliado foi o factor de rigidez dos cabos de pr esfor o Para tal posicionou se o cimbre e desligou se o OPS Efectuou se o ca
203. wer Academic Publishers Holland 1999 259 p Quinaz Carlos M S Estruturas de a o e mistas pr esfor adas disserta o apresentada Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto para a obten o do grau de Mestre em Estruturas de Engenharia Civil FEUP Porto 1993 Ratay Robert T Handbook of temporary structures in construction engineering standards designs practices amp procedures McGraw Hill Book Company 1984 R E A E Regulamento de estruturas de a o para edif cios Imprensa Nacional Lisboa 1986 Regulamento para estruturas de bet o armado e pr esfor ado Porto Editora 1993 R S A Regulamento de seguran a e ac es para estruturas de edif cios e pontes Imprensa Nacional Lisboa 1983 Rodrigues X Solicita es transmitidas s cofragens pelo bet o armado LNEC Lisboa 1972 Sederat H Kosut R Active control in structures Proceedings of 13th ASCE Engineering Mechanics Divice Conference Baltimore 1999 Selvarajan A Asundi A Photonics fiber optic sensors and their application in smartb structures Hong Kong University Hong Kong 2003 Soong T T Spencer B Jr Supplemental energy dissipation state of the art and state of the practice Engineering Structures 24 2002 Spencer B F Jr Dyke S J Sain Experimental verification of acceleration feedback control strategies for seismic pr

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