Uncertainty quantification and reliability analysis of existing concrete bridges using real and updated traffic loads

Abstract

Este trabalho propõe um método para analisar trens-tipo utilizados em pontes de concreto, comparando-os com o tráfego real, baseado na quantificação da incerteza e na confiabilidade estrutural. Como estudo de caso, foram utilizados os trens-tipo brasileiro e americano, e para tanto, foi considerada a verificação da segurança estrutural através do índice de confiabilidade β. As análises foram aplicadas a pontes com vãos de 20, 30 e 40 metros, e foram estudados os momentos fletores últimos. Para representar o tráfego real, foi admitido um banco de dados conhecido de veículos, que faz uso da identificação de caminhões pesados de acordo com o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte (DNIT), assumindo que os momentos fletores provenientes destes veículos seguem a mesma função de densidade de probabilidade dos respectivos pesos. Além da análise no momento T=0 quando a pesagem foi realizada, também foram expostas verificações para os pesos extrapolados dos veículos para um período de retorno (T) de 15, 50 e 75 anos. Uma metodologia de extrapolação e simulações Monte Carlo foram utilizadas para obter os pesos extrapolados dos veículos e os respectivos momentos fletores. Os resultados indicam que os índices de confiabilidade obtidos são inferiores ao mínimo exigido por normas internacionais, incluindo valor para o índice de confiabilidade estipulado pela AASHTO LRFD e que foi utilizado nas especificações da referida norma para fins de sua calibração. Incentiva-se assim, melhores práticas de inspeção no que diz respeito ao peso dos veículos e à necessidade de melhorias das normas relativas às cargas de trânsito e/ou pontes. Além disso, no que diz respeito apenas às cargas de tráfego, uma porcentagem maior dos valores característicos das ações variáveis foi excedida na direção desfavorável, se comparada com a recomendação da norma da ABNT dentro do período de retorno estipulado de 50 anos.