Estudo numérico de vigas curvas para pontes submetidas a esforços cortantes

Abstract

As pontes curvas destacam-se na idealização viária e estética das cidades, pela sinuosidade dos seus componentes. No entanto, o projeto de pontes curvas envolve complexidade, em razão da interação entre curvatura, esbeltez e condições de contraventamento transversal de suas vigas I, que complica os cálculos de resistência ao cisalhamento. As diretrizes das normas vigentes, como a EN 1993-1-5 e a EN 1993-2, derivadas essencialmente de estudos sobre vigas retas, não contemplam de forma satisfatória os efeitos adicionais introduzidos pela curvatura, impondo restrições que podem comprometer a precisão em aplicações práticas de projeto. Neste trabalho, desenvolveu-se uma investigação numérica abrangente, por meio de modelagem não linear com elementos finitos, utilizando o software ABAQUS. O estudo envolveu 180 modelos paramétricos, devidamente calibrados e validados a partir de ensaios experimentais da literatura, e considerou diferentes valores de esbeltez da alma, relações de aspecto, raios de curvatura e duas condições de contraventamento transversal. Foram avaliadas a força cortante crítica elástica e a resistência última ao cisalhamento das vigas, com ênfase na caracterização do comportamento pós-crítico, quando presente. Os resultados mostraram que o aumento da curvatura reduz substancialmente a resistência ao cisalhamento, enquanto maiores índices de esbeltez da alma favorecem o desenvolvimento da capacidade pós-crítica. Além disso, foram verificadas discrepâncias expressivas entre as previsões numéricas e normativas, o que incluiu estimativas conservadoras e não conservadoras, dependendo da geometria e das condições de restrição das vigas I curvas. As conclusões evidenciaram as limitações das formulações de projeto atuais e reforçaram a necessidade de revisões no EUROCODE 3 que incorporem explicitamente os efeitos da curvatura no dimensionamento ao cisalhamento de pontes de aço.