AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO ESTRUTURAL E DA QUALIDADE DO VIADUTO MT-040

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1 AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO ESTRUTURAL E DA QUALIDADE DO VIADUTO MT-040 LSE RELATÓRIO TÉCNICO 28 de Novembro de 2014

2 SUMÁRIO EXECUTIVO Relatório da avaliação de desempenho estrutural e da qualidade do viaduto MT-040 realizada ao abrigo do contrato, nº 038/2014/SECOPA, firmado entre a Secretaria Extraordinária da Copa do Mundo FIFA SECOPA e o LSE Laboratório de Sistemas Estruturais Ltda. A avaliação da segurança estrutural e da qualidade do viaduto MT-040 foi realizada com análise do projeto executivo, contemplando os memoriais de cálculo, seguida de inspeções detalhadas da obra visando a identificação de defeitos de construção que possam comprometer a durabilidade da obra ou que comprometam a segurança dos usuários durante o uso normal do viaduto. Conclui-se da avaliação da segurança estrutural do viaduto MT-040 que as respostas estruturais são satisfatórias o que habilita a utilização normal para as finalidades projetadas, com garantia da segurança dos usuários. Dessa forma, conclui-se que a durabilidade do viaduto para uma vida útil de 100 anos somente pode ser garantida se houver a realização dos serviços de mitigação dos defeitos de construção. Além da mitigação imediata dos defeitos recomenda-se também que sejam realizadas inspeções visuais periódicas e avaliação da rigidez do tabuleiro, seguidas de manutenção preventiva ou substituição de partes se necessário. ii

3 EQUIPE TÉCNICA Pedro Afonso de Oliveira Almeida Dr. Engenharia Civil, Especialidade em Estruturas, Professor da Escola Politécnica da USP,Diretor LSE José Fernando Sousa Rodrigues Dr. em Engenharia Civil pela Escola Politécnica da USP, LSE Maitê Almeida Bemerguy Engenheira Civil, LSE Cecília Teodoro Menezes Arquiteta, LSE Maria Carolina Alves de Paula Bianchi Assistente de Engenharia Civil pela Escola Politécnica da USP, LSE Pedro Henrique do Amaral Zuza Técnico em mecatrônica, LSE Wesley Gomes Técnico em eletrotécnica, LSE iii

4 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO AVALIAÇÃO DO PROJETO EXECUTIVO Critérios de avaliação Análise das verificações da estrutura (memorial de cálculo) INSPEÇÕES Inspeção Visual Aspectos relevantes da construção do Viaduto MT Extração de corpo de prova para determinação da propriedade de materiais (fc e Ec) Avaliação da qualidade do concreto moldado (ensaio de esclerometria) Ensaio dinâmico com veículo para identificação estrutural Aspectos gerais dos ensaios dinâmicos Características do veículo de prova Instrumentação da estrutura Procedimentos dos ensaios Resultados DIAGNÓSTICO E RECOMENDAÇÕES Diagnóstico estrutural Arranjo estrutural Recomendações Manual de manutenção Conceitos de durabilidade das estruturas de concreto Atividades de inspeção visando a manutenção em serviço CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS Anexo A1 Protocolos de inspeções realizadas no Anexo A2 Manual de manutenção Anexo A3 Fluxo de atividades desenvolvidas na avaliação iv

5 1 INTRODUÇÃO Relatório da avaliação de desempenho estrutural e da qualidade do viaduto MT-040 realizada ao abrigo do contrato, nº 038/2014/SECOPA, firmado entre a Secretaria Extraordinária da Copa do Mundo FIFA SECOPA e o LSE Laboratório de Sistemas Estruturais Ltda. A avaliação da segurança estrutural e da qualidade do viaduto MT-040 foi realizada com análise do projeto executivo, contemplando o memorial de cálculo, seguida de inspeções detalhadas na obra visando a identificação de defeitos de construção que possam comprometer a durabilidade da obra ou que comprometam a segurança dos usuários durante o uso normal do viaduto. As atividades de avaliação do projeto estrutural foram realizadas, inicialmente, para identificar situações que comprometessem a qualidade da construção. Em seguida as equipes de inspeção realizaram sistemáticas investigações na construção, com emprego de esclerometria, de monitoração das vibrações induzidas pelo tráfego ambiente (aleatório) e de levantamento geométrico das principais seções do viaduto. Para a avaliação da qualidade do concreto foram extraídas amostras dos elementos estruturais de maior interesse, quando também foi possível avaliar as espessuras das peças correspondentes. A investigação das respostas dinâmicas da estrutura do viaduto foi realizada a partir de ensaios dinâmicos, com emprego de um veículo de prova instrumentado, carregado de acordo com critérios estabelecidos para pontes da classe 45 da ABNT. Toda essa investigação foi realizada com procedimentos específicos para a avaliação direta de estruturas de grande porte, que já vem sendo praticados pelo LSE nos últimos 12 anos. Os resultados dessa investigação estão detalhados a seguir. 1

6 2 AVALIAÇÃO DO PROJETO EXECUTIVO 2.1 Critérios de avaliação O projeto de um sistema estrutural deve contemplar todas as ações previstas para atuarem durante a construção. Para isso, o Método Probabilístico do Estados Limites considera as situações de projeto que devem ser consideradas no cálculo: as situações duradouras; as situações transitórias e as situações excepcionais. As situações duradouras são aquelas que podem ter duração igual ao período de referencia (vida útil) da estrutura e devem ser consideradas no projeto de todas as estruturas. As situações transitórias são as que têm duração muito menor que a vida útil da construção, normalmente é considerada apenas a verificação relativa aos estados limites últimos. Em geral são consideradas nas estruturas de construções que podem estar sujeitas a algum carregamento especial. As situações excepcionais tem duração extremamente curta e são consideradas somente em relação aos estados limites últimos. Essas situações devem ser explicitamente especificadas para o projeto das construções. Portanto, a qualidade de um sistema estrutural está relacionada às premissas que estabelecem os requisitos do projeto estrutural, levando a uma concepção adequada que atenda às ações de uso normal e aquelas oriundas de situações especiais, com desempenho estrutural proporcional às intensidades das ações. O projeto de estruturas civis são conduzidos de acordo com as normas e códigos regionais. Deve-se manter em mente que os códigos e as normas são destinados a todos os tipos de construção, assim representam as demandas da sociedade por qualidade dos sistemas materiais. Portanto, esses documentos representam a mínima qualidade aceitável para as estruturas. Dessa forma, a avaliação do projeto executivo deverá contemplar as interrelações dos diferentes estágios de materialização da estrutura, tal como mostrado na Figura 2.1.1, ou seja, respondendo a pergunta como fazer?. Durante a construção muitas interfaces entre as diferentes partes da obra são realizadas, iniciando-se com a relação solo-estrutura na fundação até o estágio de montagem das peças pré-moldadas, quando ocorrem a moldagem das estruturas de 2

7 solidarização (lajes de capa dos tabuleiros). Essas interfaces são complexas para serem consideradas integralmente no projeto, onde são contempladas com critérios padronizados de projeto e detalhadas com regras normalizadas. Após a finalização da construção (quando ocorre a materialização das idéias) o desempenho estrutural deverá ser avaliado através da comparação das respostas da estrutura com os requisitos estabelecidos para o projeto. Nesse estágio, para a avaliação das respostas da estrutura deve-se empregar métodos não destrutivos de ensaios tais como o ensaio dinâmico, quando se identificam as propriedades de rigidez que expressam o comportamento global da estrutura, contemplando toda suas partes já solidarizadas e suas respectivas interações, como por exemplo, interação solo-estrutura. Em se tratando de estruturas de pontes ou de cortinas, sendo esta última com permanente interação solo-estrutura, também se pode empregar métodos de avaliação das vibrações induzidas pela atividade do ambiente onde estão inseridas, por exemplo, vibrações oriundas de veículos transitando nas vizinhanças da estrutura. A comparação do desempenho estrutural teórico-experimental deverá se realizar em variáveis estruturais indicadoras de desempenho estrutural como as frequências naturais (f ou ω) e as deformadas modais (ψ). Essas propriedades da estrutura são determinadas a partir da análise das acelerações medidas diretamente na estrutura e registradas em séries temporais. A comparação dessas grandezas determinadas experimentalmente com as estimadas do modelo de projeto possibilita determinar a rigidez do sistema estrutural contemplando todas as interfaces e também identificar as suas efetivas condições de contorno. 3

8 Requisitos Estruturais Comparação Projeto - seleção de materiais - variáveis ambientais - arranjo, analise - dimensionamento, códigos e normas - detalhamento - apresentação (desenhos especificações e memorial) Construção - resistências - geometrias - compactação - cobrimento - cura - controle qualidade - erros de construção Resposta estrutural Utilização (manutenção) ensaios ações ambientais, veiculo de prova Figura Diagrama de atividade para homologação de estruturas de concreto novas Nessa avaliação do projeto executivo são verificadas as questões relativas aos esforços e ao detalhamento do projeto, normalmente, informadas no memorial de cálculo e nos desenhos do projeto executivo. Em se tratando do a estrutura foi idealizada em 3 partes distintas caracterizadas por: superestrutura; mesoestrutura e infraestrutura, conforme o memorial de cálculo memória de cálculo MC.6/55.V6.H

9 2.2 Análise das verificações da estrutura (memorial de cálculo) A avaliação do projeto executivo da estrutura do viaduto MT-040 foi realizada com a análise do memorial de cálculo e dos 35 desenhos do projeto executivo fornecido pela Engenharia da SECOPA. Trata-se de um projeto desenvolvido com o Método Probabilistico dos Estados Limites, tomando como referência básica a NBR 6118 e normalização correlata. O memorial de cáculo foi desenvolvido em 5 capitulos: 1. SUPERESTRUTURA; 2. TRANSVERSINAS; 3. MESO ESTRUTURA; 4. INFRAESTRUTURA e 5. POSTES DE ILUMINAÇÃO SOBRE AS OBRAS DE ARTES. No capitulo 1 são considerados os critérios adotados no cálculo do viaduto, assim como o arranjo estrutural básico da superestrutura composta de vigas I, prémoldadas, solidarizadas por uma laje contínua com 17cm, moldada sobre as mesas das longarinas e as pré-laje de 5cm, que ligam as mesas das vigas longarinas prémoldadas. Para considerar a seção transversal composta com concretos de diferentes resistências, vigas pré-moldadas, e as lajes moldadas in loco, foi considerado com um coeficiente de homogeneização. Em seguida estão relacionadas as normas tomadas como referência na elaboração do projeto do viaduto. Para a superestrutura do viaduto foi estudada apenas a seção transversal para vão de 25m, composta por 14 vigas pré-moldadas com altura de 140cm. Considerou-se apenas essa situação por ser aquela que leva a esforços solicitantes mais desfavoráveis para o cálculo. Dessa forma, essa seção foi adotada para os vãos de 20m e 25m do viaduto. Os carregamentos considerados nos cálculos da superestrutura foram: peso próprio dos elementos estruturais; pavimentação; guarda-rodas; guarda-corpo; cargas móveis devido a ação do trem-tipo classe 45 da NBR-7188/82 para o trecho rodoviário e veículo modelo CITADIS402 para o trecho ferroviário. Para o cálculo da meso e infraestrutura, foram consideradas além do peso próprio dos elementos estruturais, as cargas de frenagem, variações térmicas, vento com velocidade básica de 30m/s e a deformação lenta. 5

10 Nesta avaliação foram destacadas apenas aquelas verificações relevantes para a segurança estrutural e dos usuários. - Tabuleiro do vão de 25 m No ítem Superestrutura verifica-se que o dimensionamento da laje foi realizado utilizando-se um modelo de elementos finitos desenvolvido no programa SAP Bridge. Neste caso, os esforços solicitantes determinados para a longarina do vão de 25m estão apresentados na página 33 da Memória de Cálculo. Para analisar o modelo de cálculo utilizado e os esforços solicitantes determinados no projeto, foi desenvolvido um modelo do tabuleiro composto pelas vigas prémoldadas solidarizadas por laje moldada in loco, que foi submetido a ensaios dinâmicos, utilizando-se um veículo de prova, instrumentado, Figura A primeira deformada modal experimental do tabuleiro no vão de 25m resultou em flexão do tabuleiro, na frequência de 3,59 Hz. Nesse modelo de projeto as propriedades geométricas e dos materiais foram consideradas de acordo com o especificado em projeto, ou seja espessura da laje igual a 24,5cm e espessura de asfalto de 7cm nas faixas do veículo rodoviário. O módulo de elasticidade do concreto foi considerado, inicialmente, com o valor de E cs =28,2 GPa, correspondente a um f ck = 35 MPa (considerando a expressão da NBR-6118/2003), tomando o valor médio do f ck especificado para a laje e para a viga. Nesse modelo preliminar, adotou-se a hipótese simplificadora de uma seção homogênea, formada por um único material, mesmo da seção resistente das vigas pré-moldadas, solidarizadas por laje. A frequência natural teórica, do primeiro modo de vibração, determinado por esta hipótese foi de 4,37Hz, correspondente à flexão do tabuleiro.essa frequência é superior àquela determinada experimentalmente, 3,59Hz, ou seja, o produto de rigidez efetivo é da ordem de 0,82 EI teórico,82% do produto de rigidez teórico, Figura

11 Figura Modelo do tabuleiro no vão de 25m, para verificação das deformadas modais 7

12 Largura colaborante da laje B (cm) Em seguida procedeu-se uma calibração desse modelo, considerando-se a redução da largura colaborante da laje na rigidez do tabuleiro de concreto, no intuito de aproximar os valores numéricos dos experimentais. O diagrama da Figura apresenta a convergência das frequências naturais numéricas e experimentais considerando a variação da largura colaborante da laje. Nas simulações realizadas considerou-se o asfalto (espessura de 7cm) como massa distribuída no conjunto. Essa hipotética redução da mesa colaborante na verdade está considerando a intermintência das ligações entre a mesa da viga pré-moldada e a laje moldada in loco. Da mesma forma, a mesa colaborante reduzida está também conrrelacionada às descontinuidades das pré-lajes empregadas nas composições de espessura da laje, valor nominal. Frequências naturais em função da largura colaborante da laje - B numericos experimental Frequência natural (Hz) Figura Convergência das frequências naturais em função da largura colaborante da laje Na Figura 2.2.2, observa-se que a frequência natural calculada no modelo numérico converge para o valor experimental quando considera-se uma largura colaborante da laje de 55cm, portanto menor do que a mesa superior da viga pré-moldada. 8

13 Figura Primeira deformada modal do modelo de projeto, com seção homogênea representando a laje e a viga pré-moldada do tabuleiro, 4,37Hz Para avaliar os esforços do memorial de cálculo foi desenvolvido um modelo isolado da viga pré-moldada e da laje de concreto. Nesse modelo foi considerado, inicialmente, uma largura colaborante da mesa de 140cm, igual à distância entre eixos das vigas pré-moldadas no trecho rodoviário. Nesse modelo foi mantida uma espessura da laje como 24,5cm e o módulo de elasticidade de 28,2GPa, valores estes considerados no modelo numérico do tabuleiro. Nesse caso, foi considerada a ação do veículo classe 45 no trecho rodoviário e do veículo CITADIS402 no trecho ferroviário do viaduto. As ações decorrentes dos veículos foram consideradas com o coeficiente de impacto =1,23. Os esforços solicitantes, determinados no modelo, estão relacionados na Tabela Esses esforços podem ser comparados com os valores mostrados no memorial de cálculo para a avaliação do projeto. 9

14 Figura Modelo da viga pré-moldada e laje com largura colaborante de 140cm, para cálculo dos esforços solicitantes 10

15 Tabela Valores calculados no modelo de projeto, seção homogênia Carregamento Seção Peso próprio dos elementos estruturais de concreto Memoria de calculo Modelo de verificação - SAP Esforço solicitante posição em relação ao apoio Soma das tabelas da pag. 10 DEAD considerando espessura da laje 35cm Momento fletor (kn*m) 12,5m 1.657, ,0 Esforço cortante (kn) 0m Esforço solicitante posição em relação ao apoio Memoria de calculo Pavimentação +Guarda-rodas Modelo de verificação - SAP 1a. Tabela da pag. 11 Pav. 7cm + GR Momento fletor (kn*m) 12,5m Esforço cortante (kn) 0m Esforço solicitante posição em relação ao apoio Memoria de calculo 2a. Tabela da pag. 11 Carga móvel - TT45 Modelo de verificação - SAP Momento fletor (kn*m) 12,5m 1.236, ,2 Esforço cortante (kn) 0m Verifica-se na Tabela que os esforços solicitantes calculados no modelo de projeto, são aderentes aos valores do memorial de cálculo. Durante essas simulações, também foram comparados os esforços solicitantes decorrentes do veículo classe 45 da ABNT em uma viga da faixa rodoviária e do veículo CITADIS402 em uma viga da faixa ferroviária do viaduto. Vale ressaltar que na memória de cálculo apenas estão mostrados os resultados para vigas da faixa rodoviária, ou seja, aquelas submetidas à ação do veículo classe 45 da ABNT. Os resultados estão relacionados na Tabela

16 Tabela Comparativo de esforços solicitantes para cargas móveis rodoviárias e ferroviárias Seção Modelo de verificação - SAP Esforço solicitante posição em relação ao apoio Veiculo CITADIS402 Veículo classe45 Momento fletor (kn*m) 12,5m 1.069, ,2 Esforço cortante (kn) 0,0m 208,0 215,0 Verifica-se na Tabela que os esforços calculados para o trem tipo classe 45 da ABNT são mais desfavoráveis para o veículo CITADIS402. Isso explica o motivo pelo qual na memória de cálculo estão considerados apenas os esforços decorrentes do veículo rodoviário. 12

17 2.3 Resultados da análise Das investigações experimentais conclui-se que a frequência natural da estrutura à flexão foi menor que a frequência teórica declarada em projeto. Essa diferença é originária do método construtivo considerado, onde a formação do tabuleiro é moldada posteriormente sobre as pré-lajes que estão apoiadas sobre as mesas da longarina pré-moldadas. Entretanto, no cálculo do ELU essa situação foi contemplada como se reforçou na comparação dos esforços solicitantes mostrados nas Tabelas e

18 3 INSPEÇÕES 3.1 Inspeção Visual O fica localizado na Av. Fernando Correa da Costa, no acesso à Rodovia MT-040, com extensão total de 235,90m. O viaduto é composto por vigas do tipo I em concreto armado com protensão aderente e cordoalhas de 12,7mm de diâmetro. O viaduto é estaticamente composto por vigas biapoiadas, de altura de 140cm, completadas com uma laje de espessura total 22cm (17cm+5cm da pré-laje) e ligadas entre si por uma transversina de espessura 40cm em cada extremidade. As cargas móveis previstas pela NBR 7188/82 (Carga Móvel em Ponte Rodoviaria e Passa-rela de Pedestres), são repartidas transversalmente na superestrutura mediante um modelo de grelha de vigas, baseado no método dos elementos finitos. Os parâmetros flexionais e torcionais dos elementos que compõem a superestrutura foram calculados tendo como referência as características estático-geométricas da seção de concreto não homogenizada com a laje colaborante. As verificações de estabilidade que se desenvolveram na viga partiram das seções mais solicitadas, que determinaram as armadutas, consideradas iguais para todas as outras vigas. Leva-se em conta a diferente classe de resistência do concreto entre as vigas e a laje por meio de um coeficiente de homogeneidade. A descrição do viaduto apresentada anteriormente foi feita com base no projeto executivo da estrutura e no memorial de cálculo. O objetivo da inspeção visual realizada foi o levantamento dos danos estruturais e as suas relações com o desempenho e a durabilidade da estrutura do Viaduto MT A inspeção visual foi realizada observando as prescrições do Manual de Inspeções de Pontes Rodoviárias, 2ª. edição e da norma DNIT 010/2004-PRO Inspeções em Pontes e Viadutos de Concreto Armado e Protendido Procedimento. Além disso, também foram consultadas as normas DNIT relacionadas à elementos específicos da ponte, tais como aparelhos de apoio e juntas de dilatação, normas DNIT 091 (2006) e 092 (2006), respectivamente. 14

19 O levantamento das fissuras e dos danos aparentes da estrutura foi realizado a partir de observações visuais, registros fotográficos e layouts. Os principais danos identificados no viaduto MT-040 durante a inspeção visual estão no Anexo A1 e relacionados a seguir: a) danificação da aba superior da longarina pelo furo do dreno, Figura 3.1.1; b) danificação das pré-lajes, com fissuras e armadura exposta, Figura e 3.1.5; c) infiltrações nos apoios, Figuras e 3.1.4; d) defeito de construção da viga longarina, com armadura exposta e segregação das pré-lajes, Figuras 3.1.6; Figura Danificação da aba superior da longarina pelo furo do dreno 15

20 Fissura na laje pré-moldada Figura Danificação da pré-lajes com fissuras 16

21 Infiltrações no apoio P1 Figura Infiltrações no apoio P1 17

22 Infiltrações nas juntas do P6 Figura Infiltração pela junta do P6 18

23 Armadura exposta na laje pré-moldada Figura Danificação da pré-laje, com arqmadura exposta 19

24 Segregação do concreto e armadura exposta Figura Defeito de construção da viga longarina, com armadura exposta e segregação das pré-lajes 20

25 3.2 Aspectos relevantes da construção do Viaduto MT-40 Foi encaminhado ao LSE pela Engenharia da SECOPA os diários da obra no período entre 01/08/2013 a 30/06/2014, de autoria do Consórcio VLT Cuiabá-Várzea Grande. Esses diários referem-se, além do, a outras obras do Consórcio, como por exemplo, Viadutos Aeroporto, Sefaz, UFMT, Ponte Júlio Muller e Trincheira km0. Nesses documentos não estão apresentadas fotografias da obra, nem controle de qualidade dos materiais empregados. As principais ocorrências registradas no durante sua construção estão apresentadas na Tabela Essas ocorrências estão apresentadas como comentários do Consórcio Gerenciamento VLT Cuiabá. Tabela Ocorrências registradas nos diários de obra do, relacionadas a aspectos da estrutura do viaduto Data Ocorrência registrada 01/08/2013 Durante execução de preparação do desvio na lateral esquerda do viaduto uma adutora de 200mm foi rompida, equipe da CAB foi acionada para realizar o reparo. 05/08/2013 As escamas da terra armada estão sendo desmoldadas 4 horas após a concretagem, as placas estão apresentando fissuras. Após desforma, os calços do Encontro 1 apresentam superfícies irregulares para acomodação dos aparelhos de apoio. 07/08/2013 Após vistoria realizada no Encontro 1 notou-se a presença de fissuras. Após desforma, os calços do Apoio 9 apresentam superfícies irregulares para acomodação dos aparelhos de apoio. Foi injetado uma nata composta por graute para regularização da superfície dos calços do Encontro 1. 08/08/2013 Foi injetado uma nata composta por graute para regularização da superfície dos calços do Apoio 9. 09/08/2013 Foi injetado uma nata composta por graute para regularização da superfície dos calços do Encontro 2. 20/08/2013 A equipe disponível é insuficiente para o número de frentes de serviço em andamento no canteiro. 22/08/2013 As pré-lajes estão sendo posicionadas antes das longarinas danificadas serem reparadas. 21

26 Tabela (cont) Ocorrências registradas nos diários de obra do Viaduto MT-040, relacionadas a aspectos da estrutura do viaduto 23/08/2013 As pré-lajes estão sendo posicionadas antes das longarinas danificadas serem reparadas. Várias placas das pré-lajes estão com armadura exposta na face inferior. 27/08/2013 Várias placas das pré-lajes estão com armadura exposta na face inferior. A viga longarina 059 foi reparada com uso de graute. 28/08/2013 Várias placas das pré-lajes estão com armadura exposta na face inferior. 02/09/2013 As placas das pré-lajes apresentam fissuras na face inferior e cobrimento da armação < que o especificado no projeto executivo. 03/09/2013 As placas das pré-lajes apresentam fissuras na face inferior e cobrimento da armação < que o especificado no projeto executivo. 05/09/2013 A concretagem da Laje entre vão E1 - P1 foi executada da cota mais alta (P1) para a cota mais baixa (E1), notou-se de imediato o surgimento de fissuras transversais mesmo com início da cura úmida. 17/09/2013 Mesmo com a execução da cura química as fissuras nas lajes estão aparecendo pouco tempo após o adensamento, a equipe insiste em executar a concretagem da cota mais alta para a cota mais baixa. 18/09/2013 Devido a falta de caminhão pipa o consórcio construtor não está realizando a cura do concreto adequadamente. 21/09/2013 Após mudança no procedimento da concretagem solicitado pela Engª Viviane Furtado (cota mais baixa para a cota mais alta), as fissuras na laje tiveram uma diminuição de cerca de 90%. 28/09/2013 Após desforma das transversinas do apoio P6 notou-se falhas no adensamento causando segregação e vazios no elemento. 01/10/2013 As barreiras New Jersey estão sendo executadas com armações diferentes das especificadas no projeto executivo. 02/10/2013 As barreiras New Jersey estão sendo concretadas com armações diferentes das especificadas no projeto executivo. 04/10/2013 Não está sendo realizada uma conferência final das armações das estruturas por parte do consórcio construtor, somente é tomada alguma medida quando há a comunicação por parte da gerenciadora. 05/10/2013 A concretagem da laje entre vão P6 e P7 foi executada sem os ajustes finais nas armações identificadas e comunicadas pela gerenciadora, essas armações não atendem a especificação quanto ao posicionamento indicado no projeto executivo. 07/10/2013 A Cortina e Alas do Encontro E1 foram concretadas com cobrimento menor que o especificado no projeto executivo. 22

27 Tabela (cont) Ocorrências registradas nos diários de obra do Viaduto MT-040, relacionadas a aspectos da estrutura do viaduto 09/10/2013 Após vistoria realizada na transversina concretada na noite do dia 08/10/2013 (PD) notou-se falhas construtivas na execução, pois as armações e os isopores usados na junta de dilatação ficaram desalinhados comprometendo assim o cobrimento mínimo de projeto. O consórcio construtor não possui lona disponível nos canteiros para casos de emergência, como a chuva que caiu nessa tarde lavando todo o material fino da laje recém concretada, podendo essa vir a sofrer alteração na obtenção da resistência desejada. 10/10/2013 O consórcio construtor até o presente momento não possui lona disponível nos canteiros para casos de emergência, como a chuva que caiu nessa tarde novamente lavando todo o material fino da laje recém concretada, podendo essa vir a sofrer alteração na obtenção da resistência desejada. 14/10/2013 As armações da Cortina do Encontro E-2 foram totalmente retorcidas para fixação das fôrmas das transversinas. 15/10/2013 Após desforma das transversinas do apoio P9 notou-se falhas na execução da concretagem, adensamento ineficiente causando exposição da armadura e pontos com vazios. 17/10/2013 O consórcio construtor não está executando a cura úmida dos elementos estruturais devido falta de equipamento pipa. 22/10/2013 O consórcio construtor não está executando a cura úmida dos elementos estruturais devido falta de equipamento pipa. 23/10/2013 O consórcio construtor realizou concretagem da laje durante chuva o que ocasionou a formação de uma lâmina de água na superfície durante a concretagem. 24/10/2013 Foi realizado aplicação de nata de bianco para selar as fissuras nas lajes, também foi realizado reparos nas transversinas do apoio P9 cobrindo assim as armações expostas. 04/11/2013 Após desforma da cortina do Encontro 2 notou-se falta de alinhamento vertical e horizontal do elemento. 06/11/2013 A cortina e Alas do Encontro 2 foram concretadas sem a devida limpeza dos resíduos no interior das fôrmas, o concreto usado apresentou slump acima do máximo especificado na nota e mesmo assim a equipe responsável pelo controle tecnológico autorizou o lançamento a pedido do Encarregado da obra. A armação da cortina não atende o cobrimento mínimo especificado na NBR 6118 item /11/2013 Após desforma final da cortina e Alas do Encontro 2 notou-se falta de alinhamento vertical e horizontal total da estrutura. 23

28 Tabela (cont) Ocorrências registradas nos diários de obra do Viaduto MT- 040, relacionadas a aspectos da estrutura do viaduto 08/11/2013 Foi solicitado ao Consórcio Construtor a remoção do solo instável na execução da terra armada Encontro 2 (E - F), antes da colocação das fitas metálicas nas escamas. 12/11/2013 Devido a forte chuva as atividades foram comprometidas. 22/11/2013 Foi solicitada pela Gerenciadora e Secopa a substituição das escamas danificadas por ação de equipamento no Encontro 1 (C - D), e reposicionamento das escamas desalinhadas nesse ponto. 26/11/2013 As Lajes de transição do Encontro 2 divergem das especificações do projeto executivo quanto a armação e dimensões. 29/11/2013 Após compactação da massa asfáltica lançada na pista rodoviária esquerda entre Apoio 8 e Encontro 2 (Faixa direita), notou-se início de Exsudação da 1ª camada, fato esse foi comunicado ao Engenheiro responsável Orlando. 30/11/2013 Após compactação da massa asfáltica com polímero lançada na pista rodoviária direita notou-se início de exsudação da 2ª camada, o serviço foi paralisado para averiguação da usina. 03/12/2013 As barreiras New Jersey das pistas sobre a terra armada estão sendo executadas sem a apresentação do projeto executivo; A concordância das escamas do Encontros 1 e 2 foram alteradas. 04/12/2013 Eng. Roseny da Secopa solicitou a substituição dos tubos de concreto danificados na ponta e bolsa da drenagem das pistas da terra armada do Encontro 2 e adequação das dimensões das BL's simples, pois estas estão divergentes ao projeto executivo. 05/12/2013 Continua execução da drenagem da terra armada do Encontro 2, sem a substituição dos tubos de concreto solicitado pela Eng. Roseny da Secopa. As BL's improvisadas não atendem ao projeto executivo de drenagem. 12/12/2013 Laje da barreira da Pista Direita (E1) foi concretada sob base saturada. 16/12/2013 Realizada a substituição dos tubos de concreto da drenagem da pista direita (E2) por tubos metálicos envelopados. 19/12/2013 Devido a forte chuva e falta de drenagem definitiva, próximo ao Encontro 2, a água penetrou nas camadas de pedra de mão da base das pistas direita e esquerda. 21/12/2013 Foi solicitado aos responsáveis pela terraplenagem, a regularização de pontos com material pulverulento na base acabada e imprimada para, desta forma, continuar o serviço de pavimentação. 24

29 Tabela (cont) Ocorrências registradas nos diários de obra do Viaduto MT- 040, relacionadas a aspectos da estrutura do viaduto 27/12/2013 Executado pavimento asfático em CBUQ faixa "C" nas pistas direita e esquerda dos Encontros 1 e 2 (terra armada), entretanto o agregado utilizado para a usinagem do concreto asfáltico não se enquadra na granulometria da faixa C, especificada em projeto e detalhado na identificação de problema CT_00_0_000_13_12_ /12/2013 Após aplicação da massa asfática nas pistas direita e esquerda do Encontro 2, surgiram pontos com afundamento plástico (borrachudos), o Consórcio VLT Cuiabá Várzea Grande inicio o tratamento nos pontos com problema. O responsável pela execução do tratamento é um operador de equipamento e não um encarregado. 09/01/2014 Guarda corpos que apresentam imperfeições estão sendo demolidos e refeitos em vários pontos. 12/02/2014 Viaduto inaugurado sem a conclusão dos reparos. 13/02/2014 Após a inauguração, na noite do dia 12/02/2014, foi observado o não funcionamento da iluminação. 14/02/2014 Serviços de acabamento seguem em ritmo lento e apresentam resultados insatisfatórios. Nos diários de obra de março a junho de 2014, estão apresentadas apenas as etapas da obra, sem nenhum comentário do Consórcio. Em relação à montagem das pré-lajes, observa-se nos diários de obra o relato dos danos nas longarinas e das pré-lajes defeituosas, com armadura exposta e cobrimento de armação menor que o especificado em projeto. Esses danos foram identificados durante a inspeção visual, ver Anexo 1. Os danos nas longarinas relatados no diário de obras referem-se a irregularidades nas suas abas, provocadas por choque durante o transporte, armazenamento e lançamento dessas peças. Verificou-se nos diários de obras a ocorrência de superfícies irregulares para acomodação dos aparelhos de apoio nos encontros 1 e 2, e no apoio 9. Para corrigir essas irregularidades, relatou-se a injeção de graute para regularizar essas superfícies. Entretanto, deve-se ressaltar que, durante a inspeção visual, foi observado no encontro 1 que na superfície de acomodação do aparelho de apoio da face inferior da longarina, não foi executada a regularização adequada, o que ocasiona a solicitação desigual do aparelho de apoio, mais carregado de um lado do que do outro, provocando redução da vida útil desse elemento. 25

30 Estão relatadas constantes falhas durante a concretagem das lajes e transversinas, o que refletiu na observação de fissuras ainda nas etapas construtivas da obra. Para a injeção dessas fissuras durante a execução da obra foi utilizada nata de bianco. Durante a inspeção visual realizada em outubro de 2014, não foram identificadas fissuras nos elementos moldados in loco. Também observa-se relatos de não conformidade geométrica e nas armaduras das lajes de transição e barreiras New Jersey. Entretanto, não estão especificados exatamente quais irregularidades geométricas ocorreram, nem qual foi a não conformidade da armadura, o que dificulta uma avaliação da alteração no desempenho da estrutura decorrente dessas ocorrências. Em janeiro de 2014 relatase a demolição dos guarda-corpos para corrigir as imperfeições geométricas. De acordo com os registros nos diários de obra, durante a construção do viaduto foram identificadas não conformidades durante a concretagem das lajes e transversinas, que ocasionaram o aparecimento de fissuras, injetadas ainda durante a construção do viaduto. As pré-lajes, que foram instaladas já defeituosas, permanecem com os defeitos, ou seja, armadura exposta e cobrimento insuficiente. 26

31 3.3 Extração de corpo de prova para determinação da propriedade de materiais (fc e Ec) Para avaliar as estruturas existentes foram extraídas amostras de concreto para a determinação das propriedades mecânicas f c e E c. Essas amostras foram extraídas dos pilares do viaduto, Figura a No total, foram extraídos 2 testemunhos de concreto sendo 1 do apoio P2 e outro do P8, descritos a seguir: MT-01, extraído do apoio P8, com 292 mm de altura e 104 mm de diâmetro; MT-02, extraído do apoio P2, com 260 mm de altura e 104 mm de diâmetro; As amostras de concreto foram extraídas com diâmetro de 100 mm, obedecendo os critérios da NBR-7680 (1983). Figura Extração de testemunho do pilar do apoio P2, MT-02, para caracterização das propriedades estruturais do concreto 27

32 Figura Testemunho extraído do apoio do viaduto MT-040, MT-01, para caracterização das propriedades estruturais do concreto 28

33 Figura Testemunho extraído do apoio do viaduto MT-040, MT-02, para caracterização das propriedades estruturais do concreto 29

34 Após a extração dos testemunhos, esses foram acondicionados em tubos cilíndricos, que foram lacrados e transportados para o LSE em Osasco-SP. No Hall Tecnológico do LSE não foram observadas alterações significativas no concreto extraído dos apoios do viaduto MT-040, sendo observada uma baixa porosidade no concreto, Figuras e 3.3.5, Tabela Tabela Geometria e alterações observadas nos testemunhos extraídos do Elemento CP L (cm) Alteração observada MT Baixa porosidade Pilares MT Baixa porosidade Figura Geometria dos testemunhos extraídos do 30

35 Armadura poro Figura Poros no concreto identificados no corpo-de-prova MT-02 31

36 Os ensaios para determinação do módulo de elasticidade e da resistência à compressão do concreto foram realizados conforme especificações da NBR-8522 (2008) e da NBR-5739 (2007). Esses ensaios foram realizados na máquina de ensaios MED, com capacidade de 5000 kn, de propriedade do LSE. A leitura das deformações foram medidas com extensômetros tipo clip-gage, com base de 100mm e curso de 3 mm, com resolução de 0,0001 mm. Esses equipamentos são certificados Dinateste n DNTT/527c/08 de 04/06/14 (válido até 04/06/15) e DNTT/526c/08 de 30/03/14 (válido até 30/03/15). Figura Figura Ensaio de compressão simples para a determinação do módulo de elasticidade Para a determinação do módulo de elasticidade do concreto à compressão, estimouse para os primeiros corpos-de-prova ensaiados a resistência do concreto tomandose como base os resultados dos ensaios realizados nas outras obras objeto do presente trabalho. Dessa forma, o valor estimado para a primeira amostra foi de 35 MPa. 32

37 Foram realizados ensaios de ruptura à compressão e determinação do módulo de elasticidade do concreto nas 2 amostras de concreto extraídas do viaduto. Os resultados estão apresentados no Anexo 1 e na Tabelas Tabela Resistência e módulo de elasticidade medidos nas amostras de concreto extraídas do Elemento Pilar CP Módulo de elasticidade do concreto E c (GPa) Ruptura à compressão do concreto f c (MPa) MT-01 34,7 46,6 MT-02 39,7 37,3 Utilizando-se o estimador de f ck especificado pela NBR para amostras moldadas durante construções de pontes e viadutos, calcula-se f ck igual a 27,7 MPa considerando-se as 2 amostras extraídas da cortina do viaduto. Verifica-se que esse valor é superior ao valor especificado no projeto do viaduto, que é de 25MPa. 33

38 3.4 Avaliação da qualidade do concreto moldado (ensaio de esclerometria) Para avaliar a qualidade do concreto moldado ao longo do viaduto foram realizados ensaios de esclerometria, na qual se selecionou pontos distribuídos, seguindo um plano estatístico de amostragem. Buscou-se realizar ensaios no entorno das regiões de onde serão extraídos testemunhos de concreto, no intuito de realizar a correlação entre valores de resistência medidos diretamente nas amostras extraídas e estimadas a partir da esclerometria. Nesses ensaios foi utilizado um esclerômetro Schmidt, marca Proceq, modelo N-34, Figura Os procedimentos adotados nesses ensaios seguiram as especificações da NBR-7584 (1995). Figura Ensaio de esclerometria realizado nos pilares do viaduto 34

39 Resistência caarcterística estimada para o concreto, fck (MPa) Os ensaios de esclerometria realizados indicaram que os valores de f ck estimados estão entre 41MPa e 51,7MPa. A esclerometria realizada no viaduto buscou avaliar a homogeneidade do concreto utilizado nos apoios. Para isso os ensaios foram realizados em diferentes faces dos pilares de cada apoio, Figura O resultado desses ensaios está na Figura Resistência característica estimada para o concreto a partir da esclerometria, valores médios P-1 P-2 P-3 P-4 P-5 P-6 P-7 P-8 P-9 Apoio do viaduto Figura Resistência característica estimada para o concreto dos apoios do viaduto a partir da esclerometria, valores médios 35

40 Figura Faces dos apoios onde foram realizados ensaios de esclerometria para avaliar homogeneidade desse elemento estrutural 36

41 Resistência característica estimada para o concreto, fck (MPa) 60 Resistência característica estimada para o concreto a partir da esclerometria realizada em diferentes faces dos pilares dos apoios Lado A Lado B Lado C 0 P-1 P-2 P-3 P-4 P-5 P-6 P-7 P-8 P-9 Apoio do viaduto Figura Resistência característica estimada para o concreto dos apoios a partir da esclerometria, valores medidos em diferentes faces desse elemento estrutural Verifica-se na Figura que não foram identificadas diferenças significativas entre o concreto das diferentes faces dos apoios do viaduto. Em relação aos valores medidos em cada apoio, verifica-se que o concreto dos apoios P4 e P9 são os que possuem maior resistência e os do P1 e P8 a menor resistência, estando todos, entretanto, acima do valor especificado para o projeto. 37

42 3.5 Ensaio dinâmico com veículo para identificação estrutural Aspectos gerais dos ensaios dinâmicos O objetivo dos ensaios dinâmicos é a identificação do comportamento estrutural do viaduto MT-040 para diferentes estados de solicitação, determinando-se as freqüências naturais e as deformadas modais da estrutura. Os parâmetros determinados nestes ensaios são utilizados para calibrar o modelo numérico da estrutura na configuração atual e formular um juízo sobre o estado atual da estrutura. Nos ensaios dinâmicos realizados no viaduto MT-040, utilizou-se um veículo de prova, instrumentado, em todos os seus eixos, que passou em diferentes velocidades pelos tabuleiro do viaduto. Durante essas passagens, as respostas da estrutura foram medidas, simultaneamente, com as forças do veículo, utilizando-se uma instrumentação composta, com sensores do tipo acelerômetros. Um sistema de sincronismo entre os sensores da pista e os do veículo garantiu a simultaneidade dessas leituras, o que possibilitou a obtenção das funções de transferência entre a excitação e as respostas da estrutura. Com a função de transferência foram determinadas as freqüências naturais e as deformadas modais da estrutura, respectivamente. Os procedimentos adotados nesses ensaios estão apresentados em PENNER (2001) e publicados em revistas internacionais, como por exemplo em RODRIGUES et al (2011) Características do veículo de prova O veículo de prova (VP) utilizado foi composto por um caminhão trator marca MERCEDES BENZ, modelo 1938, e um reboque convencional, Figura Todos os eixos do VP foram instrumentados com extensômetros elétricos da marca KYOWA. 38

43 Figura Veículo de prova (VP) empregado nos ensaios dinâmicos As principais características do VP são as seguintes: a) distância transversal entre rodas dianteiras: 2,00 m; b) distância transversal entre rodas traseiras: 1,87 m; c) distância longitudinal entre primeiro e segundo eixo: 3,70m; d) distância longitudinal entre segundo e terceiro eixo: 1,30m; e) distância longitudinal entre terceiro e quarto eixo: 2,80m; f) distância longitudinal entre quarto e quinto eixo: 1,25m; g) peso do veículo carregado: 459,7 kn; h) peso do veículo vazio: 142,7 kn. 39

44 Figura Veículo de prova (VP) sendo carregado com areia Instrumentação da estrutura Para a determinação das deformadas modais do viaduto, foram instrumentados os maiores vãos do trecho central do viaduto, conforme arranjos mostrados nas Figuras e A posição de cada sensor foi definida tomando-se como base o comportamento apresentado no modelo de projeto. O perfil modal do viaduto completo foi determinado a partir de 5 acelerômetros, sendo 3 acelerômetros triaxiais e 2 acelerômetros uniaxiais, devidamente posicionados na face superior do tabuleiro, Figura Nos ensaios dinâmicos foram empregados três sistemas de aquisição de dados Quantum de fabricação da HBM, sendo dois para os sensores da pista, e outro no veículo de prova, todos eles conectados de forma a sincronizar os sinais entre os módulos instalados na pista e no veículo de prova, Figuras e Os sistemas Quantum instalados na pista foram posicionado em veículo móvel do LSE, estacionado na seção do apoio P5. Cada um desses sistemas é constituído por condicionadores de sinais, controlados por um microcomputador tipo notebook na plataforma TCP-IP. 40

45 Figura Arranjo de instrumentação A1 empregado nos ensaios dinâmicos, Viaduto MT040 41

46 Figura Arranjo de instrumentação A2 empregado nos ensaios dinâmicos, Viaduto MT040 42

47 A seguir estão especificados os equipamentos e sensores empregados nos ensaios dinâmicos da ponte, com uma descrição das características básicas de cada um: a) acelerações: as acelerações em estruturas civis induzidas por tráfego são de baixa amplitude (intensidade), da ordem de 0,1 m/s² e ocorrem também em frequências baixas, neste caso de aproximadamente 1,0 Hz a 8 Hz, foram medidas por sensores do tipo acelerômetros com capacidades de 1g, 2g e 5g, em escala de 10-6 g, marca SILICON DESIGN, modelos , e ; b) temperaturas: os efeitos estruturais foram medidos simultaneamente com a temperatura, podendo assim realizar a correção dos efeitos induzidos pela temperatura, com a medida realizada por transdutores de temperatura tipo Pt100 de fabricação da Equipe; c) sistema de aquisição de dados: as medidas dos efeitos e ações de interesse foram realizadas por meio do Sistema de aquisição de dados Quantum, de fabricação da HBM Hottinger Baldwin Messtechnik, que condiciona A/D, armazena dados em disco magnético gerenciado pelo programa de computador CatManEasy V e interliga a outros sistemas tipo Quantum por meio de interface com padrão TCP/IP; nos ensaios foram utilizados 3 modelos de Quantum, MX840, MX1601 e MX1615B. Nos sistemas de aquisição de dados Quantum instalados na pista e no veículo de prova foram registradas de forma contínua e simultânea as acelerações no tabuleiro e as forças induzidas pelo veículo na pista. 43

48 Figura Acelerometro instalado no tabuleiro do Viaduto MT040, para registrar respostas do viaduto durante passagens do VP 44

49 Figura Sistema de aquisição de dados instalado na cabine do veículo de prova (VP) 45

50 Figura Sistema de aquisição de dados instalado na unidade móvel da LSE, estacionado no viaduto 46

51 As passagens do VP foram registradas por meio de detectores laser instalados nos dois acessos do viaduto, do lado Rondonópolis e do lado Centro, Figura Figura Detector de passagem laser instalado no acesso do lado Centro para registrar as passagens do VP no Viaduto MT040 47

52 3.5.4 Procedimentos dos ensaios O procedimento utilizado nos ensaios dinâmicos da ponte está descrito a seguir: a) instrumentação do veículo de prova com extensômetros em todos os seus eixos, Figura ; b) instrumentação do tabuleiro conforme arranjos das Figuras e ; c) instalação de três condicionadores de sinais com capacidade de aquisição de até 5.000Hz, sendo um na cabine do veículo de prova e dois na unidade móvel para registro das respostas da ponte, Figuras e ; d) monitoração da passagem do VP carregado a 5 km/h, 20 km/h, 40km/h e 65 km/h na faixa de rolamento (FR) lateral, configuração da pista conforme arranjo 1,Tabela e Figura e) monitoração da passagem do VP carregado a 5 km/h, 20 km/h, 40km/h e 65 km/h na faixa de rolamento (FR) lateral, configuração da pista conforme arranjo 2,Tabela

53 Figura Detalhe da instrumentação do eixo do veículo de prova (VP) com extensômetros elétricos 49

54 Tabela Eventos do ensaio com característica de cada passagem do VP Evento V (km/h) Faixa de rolamento Sentido Arranjo Passagem VP carregado 5 Lateral Rondonópolis-Centro A1 Passagem VP carregado 20 Lateral Rondonópolis-Centro A1 Passagem VP carregado 40 Lateral Rondonópolis-Centro A1 Passagem VP carregado 65 Lateral Rondonópolis-Centro A1 Passagem VP carregado 5 Lateral Centro-Rondonópolis A2 Passagem VP carregado 10 Lateral Centro-Rondonópolis A2 Passagem VP carregado 35 Lateral Centro-Rondonópolis A2 Figura Faixa de rolamento do VP no Viaduto MT040, sentido Rondonópolis-Centro 50

55 3.5.5 Resultados Acelerações As acelerações medidas para cada passagem do veículo de prova ao longo do Viaduto MT040 estão apresentadas nas Tabelas a As séries temporais de acelerações estão apresentadas nas Figuras a Tabela Acelerações (em mg) durante as passagens do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 5 km/h na FR lateral, arranjo A1 VP a 5km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A1 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max -38,83-89, ,53-110,36-51,36 995,22 Min -46,00-95, ,10-114,59-58,25 979,37 Max-Min 7,17 6,10 22,43 4,22 6,89 15,85 VP a 5km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A1 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max 91,86 17, , , ,93 Min 83,93-6, , , ,06 Max-Min 7,92 24,22 3,30 47,33 19,88 Tabela Acelerações (em mg) durante as passagens do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 20 km/h na FR lateral, arranjo A1 VP a 20km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A1 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max -39,89-89, ,56-110,20-52,26 995,24 Min -44,43-94, ,38-114,42-57,61 978,54 Max-Min 4,53 4,67 12,18 4,23 5,35 16,70 VP a 20km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A1 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max 90,97 16, , , ,07 Min 86,42-4, , , ,64 Max-Min 4,55 20,74 2,35 17,82 26,43 51

56 Tabela Acelerações (em mg) durante as passagens do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 40 km/h na FR lateral, arranjo A1 VP a 40km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A1 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max -36,30-86, ,65-109,26-47, ,85 Min -47,10-96, ,09-115,19-60,47 962,98 Max-Min 10,80 9,94 34,57 5,94 12,84 47,87 VP a 40km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A1 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max 94,68 34, , , ,86 Min 82,32-23, , , ,57 Max-Min 12,37 58,21 5,70 34,83 63,29 Tabela Acelerações (em mg) durante as passagens do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 65 km/h na FR lateral, arranjo A1 VP a 65km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A1 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max -34,16-82, ,19-107,84-45, ,64 Min -51,43-101, ,05-117,04-66,11 957,01 Max-Min 17,27 19,27 54,13 9,20 20,75 53,64 VP a 65km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A1 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max 99,82 37, , , ,80 Min 82,21-16, , , ,10 Max-Min 17,61 54,33 9,82 48,18 86,70 52

57 Tabela Acelerações (em mg) durante as passagens do VP no sentido Centro-Rondonópolis a 5 km/h na FR lateral, arranjo A2 VP a 5km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A2 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max -16,35-74, ,68-94,25-88,62 993,30 Min -19,55-78, ,66-97,05-91,99 983,74 Max-Min 3,21 3,96 7,02 2,80 3,37 9,56 VP a 5km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A2 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max 103,04 9, , , ,16 Min 100,20 0, , , ,64 Max-Min 2,85 8,56 1,52 6,64 9,53 Tabela Acelerações (em mg) durante as passagens do VP no sentido Centro-Rondonópolis a 10 km/h na FR lateral, arranjo A2 VP a 10km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A2 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max -15,92-73, ,35-93,75-88,09 997,19 Min -19,64-77, ,80-97,51-92,19 978,91 Max-Min 3,71 3,96 10,55 3,76 4,10 18,28 VP a 10km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A2 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max 103,45 9, , , ,96 Min 99,26-0, , , ,52 Max-Min 4,19 10,07 1,85 15,08 12,44 53

58 Tabela Acelerações (em mg) durante as passagens do VP no sentido Centro-Rondonópolis a 35 km/h na FR lateral, arranjo A2 VP a 35km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A2 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max -13,72-70, ,28-91,87-86, ,48 Min -22,66-80, ,71-100,63-93,87 975,53 Max-Min 8,93 9,85 19,57 8,76 7,79 24,95 VP a 35km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A2 (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Max 105,27 17, , , ,84 Min 97,17-7, , , ,28 Max-Min 8,10 24,33 3,61 41,48 30,57 54

59 Figura Séries temporais de acelerações medidas durante a passagem do VP a 5 km/h pela FR lateral no sentido Rondonópolis-Centro, arranjo A1 55

67 Figura Séries temporais de acelerações medidas durante a passagem do VP a 5 km/h pela FR lateral no sentido Centro-Rondonópolis, arranjo A2 63

73 Deslocamentos Os deslocamentos no meio dos vãos foram determinados a partir da integração das séries temporais de acelerações medidas durante os ensaios dinâmicos, Tabelas a As séries temporais de deslocamentos estão apresentadas nos diagramas das Figuras a Tabela Deslocamentos (em mm) durante a passagem do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 5 km/h na FR lateral, arranjo A1 VP a 5km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,05 0,02 0,06 0,04 0,00 0,06 Min -0,04-0,01-0,08-0,04-0,03-0,08 Max-Min 0,09 0,03 0,14 0,07 0,03 0,14 VP a 5km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,06 0,15 0,01 0,01 0,17 Min -0,03-0,07-0,02-0,12-0,25 Max-Min 0,08 0,23 0,02 0,12 0,41 Tabela Deslocamentos (em mm) durante a passagem do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 20km/h na FR lateral, arranjo A1 VP a 20km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,02 0,02 0,04 0,03 0,02 0,12 Min -0,04-0,02-0,04-0,03-0,02-0,11 Max-Min 0,06 0,05 0,09 0,06 0,04 0,23 VP a 20km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,02 0,05 0,01 0,05 0,08 Min -0,04-0,07-0,01-0,06-0,08 Max-Min 0,06 0,12 0,02 0,11 0,16 69

74 Tabela Deslocamentos (em mm) durante a passagem do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 40km/h na FR lateral, arranjo A1 VP a 40km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,03 0,03 0,09 0,02 0,02 0,13 Min -0,03-0,02-0,11-0,03-0,04-0,16 Max-Min 0,06 0,05 0,20 0,05 0,06 0,29 VP a 40km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,03 0,19 0,02 0,10 0,23 Min -0,03-0,23-0,02-0,09-0,16 Max-Min 0,05 0,42 0,04 0,19 0,39 Tabela Deslocamentos (em mm) durante a passagem do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 65km/h na FR lateral, arranjo A1 VP a 65km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,05 0,02 0,09 0,05 0,04 0,12 Min -0,05-0,03-0,09-0,04-0,07-0,38 Max-Min 0,10 0,05 0,18 0,09 0,11 0,50 VP a 65km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,06 0,10 0,01 0,06 0,26 Min -0,04-0,04-0,01-0,13-0,33 Max-Min 0,10 0,14 0,02 0,19 0,59 70

75 Tabela Deslocamentos (em mm) durante a passagem do VP no sentido Centro-Rondonópolis a 5km/h na FR lateral, arranjo A2 VP a 5km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A2 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,01 0,01 0,03 0,02 0,01 0,02 Min -0,02-0,01-0,04-0,02-0,01 0,00 Max-Min 0,03 0,03 0,07 0,04 0,02 0,03 VP a 5km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A2 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,02 0,13 0,01 0,07 0,11 Min -0,02-0,09-0,01-0,10-0,16 Max-Min 0,04 0,22 0,02 0,17 0,27 Tabela Deslocamentos (em mm) durante a passagem do VP no sentido Centro-Rondonópolis a 10km/h na FR lateral, arranjo A2 VP a 10km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A2 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,05 0,02 0,13 0,03 0,02 0,08 Min -0,03-0,03-0,07-0,04-0,02-0,09 Max-Min 0,08 0,05 0,21 0,07 0,05 0,17 VP a 10km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A2 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,04 0,03 0,02 0,09 0,11 Min -0,04-0,07-0,01-0,14-0,06 Max-Min 0,08 0,10 0,03 0,22 0,17 71

76 Tabela Deslocamentos (em mm) durante a passagem do VP no sentido Centro-Rondonópolis a 35km/h na FR lateral, arranjo A2 VP a 35km/h AC1x AC1y AC1z AC3x AC3y AC3z Arranjo A2 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,03 0,02 0,05 0,02 0,02 0,11 Min -0,05-0,02-0,10-0,04-0,03-0,23 Max-Min 0,07 0,04 0,15 0,06 0,04 0,34 VP a 35km/h AC5x AC5y AC5z AC6z AC7z Arranjo A2 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Max 0,03 0,11 0,02 0,18 0,17 Min -0,04-0,07-0,01-0,15-0,19 Max-Min 0,07 0,18 0,03 0,33 0,37 72

77 Figura Deslocamentos em (mm) durante a passagem do VP no sentido Rondonópolis- Centro a 5 km/h na FR lateral, arranjo A1 73

85 Figura Deslocamentos em (mm) durante a passagem do VP no sentido Centro- Rondonópolis a 5 km/h na FR lateral, arranjo A2 81

91 Fatores de amplificação dinâmica (DAF s) A resposta dinâmica da ponte pode também ser avaliada por meio dos fatores de amplificação dinâmica (DAF = E D /E S ), determinados a partir da relação entre os deslocamentos de pico dinâmico e estático, relacionados nas Tabelas a e apresentados nas Figuras e O método utilizado para a determinação do DAF encontra-se apresentado em PAULTRE et al (1992) e exemplificado em ALMEIDA et al (1999). Tabela Fatores de amplificação dinâmica durante a passagem do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 5 km/h na FR lateral, arranjo A1 Acelerômetro Deslocamentos máxmos Dinâmicos Estálicos DAF AC1x,sn1292 0, , ,00 AC1y,sn1292 0, , ,09 AC3x,sn1505-0, , ,03 AC3y,sn1505-0, , ,15 AC3z,sn1505 0, , ,31 AC5x,sn1507 0, , ,09 AC5y,sn1507 0, , ,05 AC5z,sn1507-0, , ,93 AC6,sn1989-0, , ,05 AC7,sn1987-0, , ,15 Tabela Fatores de amplificação dinâmica durante a passagem do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 20 km/h na FR lateral, arranjo A1 Acelerômetro Deslocamentos máxmos Dinâmicos Estálicos DAF AC1x,sn1292-0, , ,22 AC1y,sn1292 0, , ,08 AC1z,sn1292 0, , ,05 AC3x,sn1505 0, , ,15 AC3y,sn1505 0, , ,05 AC3z,sn1505 0, , ,01 AC5x,sn1507 0, , ,00 AC5y,sn1507-0, , ,18 AC5z,sn1507 0, , ,06 AC6,sn1989 0, , ,06 AC7,sn1987 0, , ,35 87

92 Tabela Fatores de amplificação dinâmica durante a passagem do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 40 km/h na FR lateral, arranjo A1 Acelerômetro Deslocamentos máxmos Dinâmicos Estálicos DAF AC1x,sn1292 0, , ,44 AC1y,sn1292 0, , ,10 AC1z,sn1292 0, , ,13 AC3x,sn1505 0, , ,04 AC3y,sn1505 0, , ,07 AC3z,sn1505 0, , ,23 AC5x,sn1507 0, , ,05 AC5y,sn1507 0, , ,03 AC5z,sn1507 0, , ,00 AC6,sn1989 0, , ,05 AC7,sn1987 0, , ,09 Tabela Fatores de amplificação dinâmica durante a passagem do VP no sentido Rondonópolis-Centro a 65 km/h na FR lateral, arranjo A1 Acelerômetro Deslocamentos máxmos Dinâmicos Estálicos DAF AC1x,sn1292-0, , ,64 AC1y,sn1292-0, , ,04 AC1z,sn1292-0, , ,06 AC3x,sn1505 0, , ,07 AC3y,sn1505 0, , ,12 AC3z,sn1505 0, , ,31 AC5x,sn1507 0, , ,15 AC5y,sn1507 0, , ,03 AC5z,sn1507 0, , ,49 AC6,sn1989 0, , ,31 AC7,sn1987-0, , ,52 88

93 Tabela Fatores de amplificação dinâmica durante a passagem do VP no sentido Centro-Rondonópolis a 5 km/h na FR lateral, arranjo A2 Acelerômetro Deslocamentos máxmos Dinâmicos Estálicos DAF AC1x,sn AC1y,sn AC1z,sn AC3x,sn AC3y,sn AC3z,sn AC5x,sn AC5y,sn AC5z,sn AC6,sn AC7,sn Tabela Fatores de amplificação dinâmica durante a passagem do VP no sentido Centro-Rondonópolis a 10 km/h na FR lateral, arranjo A2 Acelerômetro Deslocamentos máxmos Dinâmicos Estálicos DAF AC1x,sn1292 0, , ,13 AC1y,sn1292 0, , ,28 AC1z,sn1292-0, , ,03 AC3y,sn1505 0, , ,00 AC3z,sn1505 0, , ,01 AC5x,sn1507 0, , ,33 AC5y,sn1507 0, , ,10 AC5z,sn1507 0, , ,20 AC6,sn1989 0, , ,06 AC7,sn1987-0, , ,00 89

94 Tabela Fatores de amplificação dinâmica durante a passagem do VP no sentido Centro-Rondonópolis a 35 km/h na FR lateral, arranjo A2 Acelerômetro Deslocamentos máxmos Dinâmicos Estálicos DAF AC1x,sn1292-0, , ,06 AC1y,sn1292 0, , ,02 AC1z,sn1292-0, , ,78 AC3x,sn1505-0, , ,03 AC3y,sn1505 0, , ,09 AC3z,sn1505 0, , ,02 AC5x,sn1507 0, , ,04 AC5y,sn1507 0, , ,13 AC5z,sn1507 0, , ,10 AC6,sn1989 0, , ,51 AC7,sn1987 0, , ,30 90

95 Figura Determinacao do DAF no acelerômetro AC1z, durante a passagem do VP a 10 km/h sentido Rondonópolis-Centro, FR lateral, arranjo A1 91

96 Figura Determinacao do DAF no acelerômetro AC6, durante a passagem do VP a 10 km/h sentido Rondonópolis-Centro, FR lateral, arranjo A1 92

97 Coeficientes de impacto A flutuação dinâmica do carregamento foi determinada parcialmente pela relação entre a força dinâmica de pico e a força estática do veículo, =Fd/Fs, denominado coeficiente de impacto. As séries temporais de forças nos eixos do VP durante as passagens realizadas estão apresentadas nas Figuras a Neste caso os valores determinados para cada roda do veículo estão apresentados nas Tabelas a A nomenclatura dos eixos instrumentados do VP está relacionada na Tabela Tabela Eixos instrumentados do VP 1 eixo esquerdo (E1-E) 1 eixo direito (E1-D) 2 eixo esquerdo (E2-E) 2 eixo direito (E2-D) Eixos VP 3 eixo esquerdo (E3-E) 3 eixo direito (E3-D) 4 eixo esquerdo (E4-E) 4 eixo direito (E4-D) 5 eixo esquerdo (E5-E) 5 eixo direito (E5-D) 93

98 Tabela Coeficientes de impacto medidos durante a passagem do VP a 5 km/h no sentido Rondonópolis-Centro, FR lateral, arranjo A1 Passagem do VP a 5km/h, A1 E1-E E1-D E2-E E2-D E3-E E3-D E4-E E4-D E5-E E5-D 1,04 1,04 1,14 1,16 1,21 1,28 1,12 1,12 1,11 1,14 Tabela Coeficientes de impacto medidos durante a passagem do VP a 20 km/h no sentido Rondonópolis-Centro, FR lateral, arranjo A1 Passagem do VP a 20km/h, A1 E1-E E1-D E2-E E2-D E3-E E3-D E4-E E4-D E5-E E5-D 1,04 1,05 1,12 1,17 1,16 1,25 1,13 1,11 1,09 1,11 Tabela Coeficientes de impacto medidos durante a passagem do VP a 40 km/h no sentido Rondonópolis-Centro, FR lateral, arranjo A1 Passagem do VP a 40km/h, A1 E1-E E1-D E2-E E2-D E3-E E3-D E4-E E4-D E5-E E5-D 1,05 1,05 1,16 1,24 1,20 1,37 1,13 1,20 1,12 1,18 Tabela Coeficientes de impacto medidos durante a passagem do VP a 5 km/h no sentido Várzea Grande-Cuiabá, FR central Passagem do VP a 65km/h, A1 E1-E E1-D E2-E E2-D E3-E E3-D E4-E E4-D E5-E E5-D 1,08 1,10 1,25 1,18 1,46 1,36 1,30 1,28 1,32 1,28 Tabela Coeficientes de impacto medidos durante a passagem do VP a 5 km/h no sentido Centro-Rondonópolis, FR lateral, arranjo A2 Passagem do VP a 5km/h, A2 E1-E E1-D E2-E E2-D E3-E E3-D E4-E E4-D E5-E E5-D 1,04 1,04 1,11 1,19 1,17 1,17 1,10 1,13 1,11 1,08 Tabela Coeficientes de impacto medidos durante a passagem do VP a 10 km/h no sentido Centro-Rondonópolis, FR lateral, arranjo A2 Passagem do VP a 10km/h, A2 E1-E E1-D E2-E E2-D E3-E E3-D E4-E E4-D E5-E E5-D 1,05 1,05 1,15 1,16 1,13 1,21 1,08 1,11 1,09 1,10 Tabela Coeficientes de impacto medidos durante a passagem do VP a 35 km/h no sentido Centro-Rondonópolis, FR lateral, arranjo A2 Passagem do VP a 35km/h, A2 E1-E E1-D E2-E E2-D E3-E E3-D E4-E E4-D E5-E E5-D 1,03 1,03 1,11 1,12 1,16 1,26 1,14 1,15 1,13 1,12 94

99 Figura Séries temporais de forças medidas nos eixos do VP durante a passagem a 5km/h no sentido Rondonópolis-Centro, FR lateral, arranjo A1 95

103 Figura Séries temporais de forças medidas nos eixos do VP durante a passagem a 5km/h no sentido Centro-Rondonópolis, FR lateral, arranjo A2 99

106 Frequências de resposta da estrutura Para a determinação das freqüências de resposta da estrutura, as séries temporais de acelerações foram transformadas para o domínio da freqüência, empregando-se espectros em RMS de onde foram extraídos os valores das freqüências de interesse, Figuras a As Tabelas a apresentam os valores de freqüência de resposta com maior energia do, determinados experimentalmente para as diferentes velocidades de passagem do VP. Tabela Frequência de resposta do viaduto para a passagem do VP a 5km/h, arranjo A1 Sensor Passagem do VP a 5km/h, arranjo A1 AC1x 2,49 2,64 AC1y 2,64 4,19 AC1z 2,64 AC3x 2,49 2,64 6,39 7,12 9,02 AC3y 2,64 4,19 5,68 6,39 9,02 AC3z 2,64 5,68 6,39 7,12 9,02 AC5x 2,49 2,64 5,68 8,55 AC5y 2,64 8,55 9,35 AC5z 2,64 4,19 8,55 9,35 AC6 2,64 8,55 9,35 AC7 2,64 8,55 9,35 Tabela Frequência de resposta do viaduto para a passagem do VP a 20km/h, arranjo A1 Sensor Passagem do VP a 20km/h, arranjo A1 AC1x 2,49 AC1y 3,55 3,7 AC1z 8,5 AC3x 2,49 5,42 7,76 7,95 AC3y 3,55 3,7 5,42 5,68 AC3z 3,7 5,42 5,68 AC5x 2,49 8,5 AC5y 8,5 AC5z 3,55 3,7 8,5 AC6 8,39 AC7 8,5 102

107 Tabela Frequência de resposta do viaduto para a passagem do VP a 65km/h, arranjo A1 Sensor Passagem do VP a 65km/h, arranjo A1 AC1x 2,52 AC1y AC1z AC3x 2,52 7,88 8,12 8,32 AC3y 3,25 5,71 7,88 8,12 8,32 8,53 AC3z 5,71 AC5x 2,52 AC5y AC5z 3,25 5,71 7,88 8,23 AC6 8,41 AC7 8,41 Tabela Frequência de resposta do viaduto para a passagem do VP a 10km/h, arranjo A2 Sensor Passagem do VP a 10km/h, arranjo A2 AC1x 2,49 2,58 AC1y 2,7 3,34 3,49 5,86 AC1z 2,7 AC3x 2,49 2,58 AC3y 2,58 3,34 3,49 AC3z 2,58 5,63 AC5x 2,49 2,58 AC5y AC5z 1,38 2,7 3,34 3,87 AC6 AC7 103

108 Tabela Frequência de resposta do viaduto para a passagem do VP a 35km/h, arranjo A2 Sensor Passagem do VP a 35km/h, arranjo A2 AC1x 2,49 AC1y 5,76 8,28 8,76 AC1z 8,28 AC3x 2,49 AC3y 3,47 5,76 8,28 AC3z 5,59 AC5x 2,49 AC5y 8,23 8,76 9,25 AC5z 3,47 8,76 AC6 8,23 AC7 7,54 8,23 9,25 104

109 Figura Espectros de acelerações medidos durante a passagem do VP a 5 km/h no sentido Rondonópolis-Centro Arranjo A1, AC01 e AC03 105

110 Figura Espectros de acelerações medidos durante a passagem do VP a 5 km/h no sentido Rondonópolis-Centro Arranjo A1, AC05, AC06 e AC07 106

111 Figura Espectros de acelerações medidos durante a passagem do VP a 20 km/h no sentido Rondonópolis-Centro Arranjo A1, AC01 e AC03 107

112 Figura Espectros de acelerações medidos durante a passagem do VP a 20 km/h no sentido Rondonópolis-Centro Arranjo A1, AC05, AC06 e AC07 108

113 Figura Espectros de acelerações medidos durante a passagem do VP a 10 km/h no sentido Centro-Rondonópolis Arranjo A2, AC01 e AC03 109

114 Figura Espectros de acelerações medidos durante a passagem do VP a 10 km/h no sentido Centro-Rondonópolis Arranjo A2, AC05, AC06 e AC07 110

115 Figura Espectros de acelerações medidos durante a passagem do VP a 35 km/h no sentido Centro-Rondonópolis Arranjo A2, AC01 e AC03 111

116 Figura Espectros de acelerações medidos durante a passagem do VP a 35 km/h no sentido Centro-Rondonópolis Arranjo A2, AC05, AC06 e AC07 112

117 Frequências naturais e deformadas modais Para a determinação das deformadas modais, foram obtidas as funções de transferência FRF s para as passagens do VP instrumentado, em espectros complexos que estão apresentados nas Figuras a As deformadas modais obtidas com base nos sinais da passagem do VP carregado (valores normalizados) estão apresentados nas Figuras a

118 Figura Função de transferência determinada para a passagem do VP a 20 km/h no sentido Rondonópolis-Centro Arranjo A1, AC05, AC06 e AC07 114

119 Figura Função de transferência determinada para a passagem do VP a 65 km/h no sentido Rondonópolis-Centro Arranjo A1, AC01 e AC03 115

120 Figura Função de transferência determinada para a passagem do VP a 10 km/h no sentido Centro-Rondonópolis Arranjo A2, AC01 e AC03 116

121 Figura Função de transferência determinada para a passagem do VP a 10 km/h no sentido Centro-Rondonópolis Arranjo A2, AC03, AC05, AC06 e AC07 117

122 Figura Deformada modal experimental determinadas na frequência de 3,59Hz, flexão no tabuleiro, vão entre apoios P4-P5, P3-P4 e P2-P3 118

123 Figura Deformada modal experimental determinadas na frequência de 4,35Hz, flexão no tabuleiro, vão entre apoios P4-P5, P3-P4 e P2-P3 119

124 Figura Deformada modal experimental determinadas na frequência de 4,83Hz, flexão no tabuleiro, vão entre apoios P4-P5 120

125 Figura Deformada modal experimental determinadas na frequência de 5,57Hz, flexão no tabuleiro, vão entre apoios P4-P5 121

126 4 DIAGNÓSTICO E RECOMENDAÇÕES 4.1 Diagnóstico estrutural Arranjo estrutural O viaduto MT-040 é formado por um tabuleiro composto por vigas longarinas prémoldadas, solidarizadas entre si, por uma laje armada moldado in loco. O tabuleiro é segmentado em dez vãos com diferentes comprimentos. A seção transversal do tabuleiro é formada por 14 vigas longarinas, com altura de 140cm, em todos os vãos. O tabuleiro é suportado por pórticos estruturais, formados por quatro pilares, travados por uma travessa no topo. Trata-se de um sistema estrutural de uso misto de veículos rodoviários e ferroviários (VLT) sobre o tabuleiro. Ressalta-se, entretanto, que neste arranjo as cargas dinâmicas dos veículos devem, necessariamente, ser transmitidas transversalmente pela rigidez das lajes pois não há transversinas ao longo do comprimento das longarinas. Dessa forma, o comportamento estrutural identificado pelos ensaios dinâmicos demostrou o comportamento de placa do tabuleiro, indicando a solidarização parcial das longarinas à laje moldada in loco. 4.2 Recomendações Após avaliação do projeto executivo e das inspeções realizadas na estrutura são recomendadas as seguintes ações Inspeção e limpeza dos aparelhos de apoio das vigas pré-moldadas do tabuleiro do viaduto Revisão e correção de juntas de dilatação entre os tabuleiros e no acesso à ponte, para garantir a estanqueidade da água no topo das longarinas, evitando, com isso, a infiltração observada nos apoios da estrutura e a ação acelerada da corrosão nas armaduras Reabilitação das pré-lajes, para garantir a durabilidade do tabuleiro, com injeção das fissuras nos meios dos vãos e recuperação da geometria nas regiões onde observa-se armadura exposta, garantindo-se o cobrimento das armaduras. 122

127 Reabilitação das vigas longarinas protendidas, com recuperação da geometria nas regiões onde foram observados danos e armadura exposta, garantindo-se o cobrimento das armaduras Construção de pavimento flexível com boa regularidade para reduzir os efeitos dinâmicos e, com isso, aumentar a durabilidade das interfaces entre vigas, lajes e aparelhos e apoio, visto que no arranjo estrutural básico a distribuição transversal de cargas é realizada apenas pela laje de capeamento do tabuleiro. Isso ocorre em função da ausência de transversinas nos vão menores que 40 metros Realizar inspeção visual em todas as partes da estrutura a cada dois (2) anos, visando identificar aspectos de segurança dos usuários e da durabilidade da estrutura e, com isso, fornecendo informações complementares ao Manual de Manutenção da obra. Os procedimentos da inspeção visual estão definidos no Manual de Manutenção do Anexo Em decorreência da singularidade da formação do tabuleiro para uso conjunto de tráfego rodoviário e ferroviário, recomenda-se acompanhamento da estacionaridade da rigidez medida por meio da frequência natural de flexão, tomando como referência a frequência determinada nesta avaliação. Essa inspeção deverá ocorrer a cada 4 anos de vida útil do viaduto. Diante da redução da rigidez, medidas emergiais devem ser tomadas para garantir a durabilidade da estrutura. 123

128 4.3 Manual de manutenção Conceitos de durabilidade das estruturas de concreto Por muitos anos a durabilidade das construções de concreto armado foi considerada sem qualquer programa de manutenção ou substituição de partes importantes. A partir do final do século passado essa situação começou a ser reconsiderada, principalmente, por questões relacionadas à corrosão de armaduras, ataques na matriz de cimento e com degradação dos agregados, responsáveis pela redução de desempenho estrutural, o que vem ocorrendo em idades de 40 anos, no caso do Brasil. Nos países já desenvolvidos, que aplicam a manutenção com regularidade, as obras alcançam vida útil entre 50 e 70 anos, boletim fib 71, antes de sofrerem manutenção ou substituição de partes do sistema estrutural, representando um custo elevado. Portanto, na maioria da vezes a durabilidade pode ser mantida até a vida útil estimada diante de atividades de manutenção periódica, associadas a um programa de inspeção sistemática que forneça dados para o plano de manutenção. Nesse caso, a manutenção minimiza os efeitos da maioria dos mecanismos de degradação que requerem um período de pelo menos vinte anos (20) anos antes do dano tornar-se visível a olho nu. Essa situação é esquematicamente ilustrada no desenho da Figura

129 Figura Representação esquemática da qualidade da estrutura durante a vida útil diante de reparos peíodicos, Geert De Schutter, Damage to concrete Strutuctures. CRC Press - Taylor & Francis Group, Boca Raton, 2013 O é uma obra de grande envergadura, formada por um sistema estrutural em concreto (armado e protendido), projetado pelo método dos estados limites e tem sua durabilidade relacionada pela ISO 2394, que especifica vida útil para projeto de novas estruturas, Tabela Neste caso, a vida útil do Viaduto MT040 é estimada em, pelo menos, 100 anos, o que demanda sistemáticas atividades de manutenção. 125

130 Tabela Exemplos de vida útil especificadas para projeto de novas estruturas, ISO 2394, apud bulletin 55, draft model code 2010, volume 1, 2010 Tipos de estruturas Estruturas temporárias Substituição de componentes de estrutura, exemplo vigas de guindastes, aparelhos de apoio Estruturas de prédios e outras estrutura de importância média Estruturas de grade relevância por exemplo: prédios públicos monumentais, pontes de grande vãos, obras estrutura especias ou importantes social e economicamente Vida útil especificada (projeto) 1 a 5 anos 25 anos 50 anos 100 anos Atividades de inspeção visando a manutenção em serviço Aspectos gerais das atividades de manutenção, previstas neste relatório são periódicas para os primeiros dois (2) anos de vida útil do viaduto, podendo ser ampliadas ou minimizadas diante de convergência dos valores para os primeiros 2 anos. Em seguida, deve-se manter a periodicidade a cada quatro (4) anos até os dez (10) anos de vida útil, quando novamente o manual deverá ser revisado para contemplar os danos remanescentes ou aqueles inerentes ao tipo de uso do sistema estrutural. Entretanto, a inspeção visual deverá ser realizada a cada dois (2) anos ao longo de toda a vida útil da obra Inspeção visual do, dando-se ênfase aos aspectos de fissuração das vigas, indícios de corrosão das armaduras de protensão, deformações exageradas dos aparelhos de apoio e outras indicações de possíveis interfaces de degradação do concreto ou aço Os aparelhos de apoio elastoméricos deverão ser avaliados periodicamente com substituição prevista em vinte e cinco anos (25) anos A cada 4 anos deverão ser realizados ensaios dinâmicos na estrutura visando avaliar a rigidez e o desempenho estrutural do viaduto. 126

131 5 CONCLUSÃO Conclui-se da avaliação da segurança estrutural do que as respostas estruturais são satisfatórias, o que habilita a utilização normal para as finalidades projetadas com garantia da segurança dos usuários. Conclui-se das avaliações das inspeções realizadas na obra que para garantir a durabilidade necessária, estimada para 100 anos deve-se realizar os serviços recomendados, de inspeções e de manutenção. Os estudos tomaram como referência a análise dos documentos da obra e os resultados da inspeção visual. Esses dados da construção foram confrontados com as investigações realizadas pelo LSE para a confirmação da segurança estrutural garantida com a manutenção continuada. Finalmente, conclui-se que a durabilidade do viaduto para uma vida útil de 100 anos somente pode ser garantida se houver a manutenção periódica, principalmente na avaliação da rigidez do tabuleiro, nas juntas de dilatação e nos apoios das vigas longarinas. Além da manutenção periódica recomenda-se também que sejam realizadas inspeções visuais regulares a cada dois (2) anos. Osasco, 28 de Novembro de 2014, Prof. Dr. Pedro Afonso de Oliveira Almeida Diretor do LSE Responsável Técnico pelo trabalho 127

132 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR5739 (1994): Concreto Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos Método de ensaio Rio de Janeiro; Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 6122 (1996): Projeto e execução de fundações - Procedimento Rio de Janeiro; Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 7584 (1995): Concreto endurecido Avaliação da dureza superficial - Procedimento Rio de Janeiro; Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 7680 (1983): Extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estruturas de concreto - Procedimento Rio de Janeiro; Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR8522 (2008): Concreto Determinação do módulo estático de elasticidade à compressão Rio de Janeiro; Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR (1989): Execução de obras de arte especiais em concreto armado e protendido - Procedimento Rio de Janeiro; Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR (2003): Execução de estruturas de concreto - Procedimento Rio de Janeiro; Association Française de Génie Civil AFGC (2005): Méthodologie d évaluation non destructive de l état d altération dês ouvrages en béton Presses de l École Nationale dês Ponts et Chaussées - Paris; Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes DNIT (2006): Diretrizes Básicas para Elaboração de Estudos e Projetos Rodoviários Escopos Básicos / Instruções de Serviço. Publicação do Instituto de Pesquisas Rodoviárias IPR-726. Rio de Janeiro; Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes DNIT (2004) - Manual de inspeção de pontes rodoviárias. Coordenação do Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Rio de Janeiro; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem DNER (1996): Manual de Projeto de Obras-de-arte Especiais Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico. Divisão de Capacitação Tecnológica. Rio de Janeiro; Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes Norma DNIT 010 (2004): Inspeções em pontes e viadutos de concreto armado e protendido - Procedimento. Coordenação do Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Rio de Janeiro; Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes Norma DNIT 092 (2006): Juntas de dilatação Especificação de Serviço. Coordenação do Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Rio de Janeiro; Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes Norma DNIT 091 (2006): Tratamentos de aparelho de apoio: concreto, neoprene e metálicos Especificação de Serviço. Coordenação do Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Rio de Janeiro; 128

133 Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes DNIT (2006): Diretrizes Básicas para Elaboração de Estudos e Projetos Rodoviários Escopos Básicos / Instruções de Serviço. Publicação do Instituto de Pesquisas Rodoviárias IPR-726. Rio de Janeiro; European Committee for Standardization ENV (2000): Execution of concrete structures Part 1: Common. Bruxelas; Pfeil, W. (1983) Pontes em Concreto Armado Editora Livros Técnicos São Paulo; 129

134 ANEXO 1 PROTOCOLOS DE INSPEÇÕES REALIZADAS NO VIADUTO MT-040 A1.1

135 VISTAS DO VIADUTO MT-040 Figura A1.1 Vista do viaduto a partir do encontro E1, 23/10/2014 A1.2

136 Figura A1.2 Vista do viaduto a partir do encontro E1, 23/10/2014 A1.3

141 Figura A1.7 Terra armada no acesso a partir do encontro E2, 23/10/2014 A1.8

142 INSPEÇÃO VISUAL ENTRE APOIOS E1 E P1 Superfícies não paralelas Figura A1.8 Aparelho de apoio no encontro E1, onde observa-se o não paralelismo entre as faces de apoio do aparelho de apoio, em razão da não execução de superfície de regularização A1.9

143 Figura A1.9 Aba da viga danificada pelo furo do dreno, 23/10/2014 A1.10

144 Figura A1.10 Aba da viga longarina danificada pelo furo do dreno, 23/10/2014 A1.11

145 Figura A1.11 Vista do trecho entre E1 e P1, 23/10/2014 A1.12

146 Infiltração e fissuras na travessa do apoio P1 Figura A1.12 Infiltração e fissuras na travessa do apoio P1, 23/10/2014 A1.13

147 Infiltrações na travessa do apoio P1 Figura A1.13 Indícios de infiltrações na travessa do apoio P1 A1.14

148 Infiltrações na travessa do encontro E1 Figura A1.14 Infiltração na travessa do encontro E1 A1.15

149 INSPEÇÃO VISUAL ENTRE APOIOS P1 E P2 Segregação do concreto e armadura exposta Figura A1.15 Defeito de construção da viga longarina, com armaduras expostas e segregação das pré-lajes A1.16

150 Fissura na laje prémoldada Figura A1.16 Danificação da pré-laje, com fissuras A1.17

151 Fissura na laje prémoldada Figura A1.17 Danificação da pré-laje, com fissuras A1.18

152 Armadura exposta na laje pré-moldada Figura A1.18 Armadura exposta na laje pré-moldada A1.19

153 Infiltrações na junta do P2 Figura A1.19 Indícios de infiltração de água nas juntas do tabuleiro na seção do apoio P2 A1.20

154 INSPEÇÃO VISUAL ENTRE APOIOS P2 E P3 Figura A1.20 Vista do trecho entre os apoios P2 e P3 A1.21

155 Dano na aba superior da viga, e indícios de infiltração na viga longarina Figura A1.21 Aba da viga longarina danificada pelo furo do dreno, com indícios de infiltração na viga longarina, 23/10/2014 A1.22

156 Dano na aba superior da viga, e indícios de infiltração na viga longarina Figura A1.22 Danificação da aba superior da longarina pela passagem do tubo dreno, com indícios de infiltração na longarina, 23/10/2014 A1.23

157 INSPEÇÃO VISUAL ENTRE APOIOS P3 E P4 P3 P3 P3 P3 Figura A1.23 Vista do pórtico do apoio P3, formado por 4 pilares e uma viga travessa A1.24

158 P4 P4 P4 P4 Figura A1.24 Vista do apoio P4 A1.25

159 Indícios de infiltrações na viga Figura A1.25 Indícios de infiltrações na viga A1.26

160 Dano na aba superior da viga, e indícios de infiltração na viga longarina Figura A1.26 Aba da viga longarina danificada pelo furo do dreno, com indícios de infiltração na viga longarina, 23/10/2014 A1.27

161 INSPEÇÃO VISUAL ENTRE APOIOS P5 E P6 P5 P5 P5 P5 Figura A1.27 Vista do pilar do apoio P5 A1.28

162 P6 P6 P6 P6 Figura A1.28 Vista do pilar do apoio P6 A1.29

163 Armadura exposta na laje prémoldada Figura A1. 29 Defeito da pré-laje, com armadura exposta A1.30

164 Fissura na laje pré-moldada Figura A1. 30 Danificação na pré-laje, com fissura transversal A1.31

165 Infiltrações nas juntas do P6 Figura A1.31 Infiltração na junta do tabuleiro do apoio P6, com fissuração na seção do apoio A1.32

166 Dano na aba superior da viga, e indícios de infiltração na viga Figura A1.32 Aba da viga longarina danificada pelo furo do dreno, com indícios de infiltração na viga longarina, 23/10/2014 A1.33

168 Armadura exposta na laje prémoldada Figura A1.34 Armadura exposta na laje pré-moldada A1.35

169 INSPEÇÃO VISUAL ENTRE APOIOS P6 E P7 P6 P6 P6 P6 Figura A1. 35 Vista do apoio P6 A1.36

170 P7 P7 P7 P7 Figura A1. 36 Vista do apoio P7 A1.37

171 Tubo dreno curto, com umidificação da longarina Figura A1.37 Defeito de drenagem com tubo dreno curto, que permite a umidificação da longarina A1.38

173 Fissuras na laje pré-moldada Figura A1.39 Laje pré-moldada danificada por fissuras A1.40

174 INSPEÇÃO VISUAL ENTRE APOIOS P7 E P8 P7 P7 P7 P7 Figura A1.40 Vista do apoio P7 A1.41

175 P8 P8 P8 P8 Figura A1. 41 Vista do apoio P8 A1.42

176 Armadura exposta nas lajes prémoldadas Figura A1.42 Defeitos nas pré-lajes, com armadura exposta A1.43

177 Armadura exposta em laje prémoldada Figura A1.43 Pré-laje defeituosa, com armadura exposta A1.44

178 INSPEÇÃO VISUAL ENTRE APOIOS P8 E P9 P8 P8 P8 P8 Figura A1.44 Vista do pilar do apoio P8 A1.45

179 P9 P9 P9 P9 Figura A1.45 Vista do pilar do apoio P9 A1.46

180 Defeito de drenagem Figura A1. 46 Defeito de drenagem do tabuleiro com tubo dreno de comprimento modificado com umidificação permanente das mesas e almas da longarina A1.47

181 INSPEÇÃO VISUAL ENTRE APOIOS P9 E E2 P9 P9 P9 Figura A1. 47 Vista do pilar do apoio P9 A1.48

182 Figura A1. 48 Trecho executado com laje moldada in loco A1.49

183 Dano em laje pré-moldada Figura A1.49 Danificação em pré-laje A1.50

184 Infiltrações no pilar P9 Figura A1.50 Infiltrações no apoio do pilar P9 A1.51

185 Armadura exposta em laje pré-moldada Figura A1.51 Pré-laje defeituosa, com armadura exposta A1.52

186 Infiltrações no encontro E2 Figura A1.52 Infiltrações no encontro E2 A1.53

187 Figura A1.53 Guarda-corpo danificado por choque de veículo Essa situação deve ser reprojetada com emprego de defensas, para amortecer impactos e minimizar danos. A1.54

188 Figura A1.54 Levantamento de danos e fissuras do encontro E1 ao pilar P3 A1.55

189 Figura A1.55 Levantamento de danos e fissuras do pilar P3 ao P7 A1.56

190 Figura A1.56 Levantamento de danos e fissuras do piar P7 ao encontro E2 A1.57

191 Figura A1.57 Protocolo de extração de corpos de prova do viaduto MT040 A1.58

192 Figura A1.58 Protocolo de extração de corpos de prova do viaduto MT040 A1.59

193 Figura A1.59 Protocolo para ensaio de esclerometria no pilar P1 do viaduto MT040 A1.60