A importância dos guarda-rodas na modelagem computacional para o estudo da aerodinâmica das pontes estaiadas.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Godoy, Breno Tavares de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Cable-stayed bridges; Computational Fuid Dynamics; Concrete barrier; Dinâmica dos fluidos computacional; Guarda-rodas; Pontes estaiadas
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-08072025-110427/

O desenvolvimento da engenharia civil possibilitou a construção de estruturas notáveis, como a Ponte Pênsil Çanakkale 1915 e o Viaduto Estaiado de Millau, ambas pontes suspensas por cabos. Entre as análises essenciais para a viabilização dessas construções, o estudo da interação vento-estrutura é especialmente importante. Além das normas específicas que regulamentam o tema, os ensaios em túnel de vento e as simulações em Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) são outros recursos usados para avaliar a resistência da estrutura à ação do vento. Recentemente, o uso da CFD ganhou impulso devido ao aumento da capacidade computacional, aos menores custos em comparação com ensaios em túnel de vento e à agilidade na execução das simulações. Assim, a motivação deste trabalho foi empregar uma ferramenta de CFD para estudar o comportamento aerodinâmico de tabuleiros de pontes, buscando entender as limitações e as potencialidades dessa abordagem. A contribuição desta pesquisa foi evidenciar que, antes de executar análises dinâmicas de maior complexidade, é preciso estudar criteriosamente quais os elementos que serão considerados na geometria dos modelos, sendo que a inclusão ou não de determinados detalhes tem impactos significativos nos resultados obtidos. Ressalta-se que as simulações em CFD e os ensaios em túnel de vento são abordagens complementares, sendo que as simulações computacionais não substituem os ensaios em túnel de vento. Posto isto, na primeira etapa desta pesquisa, o objetivo foi verificar a aderência entre os resultados obtidos por meio de ensaios seccionais em túnel de vento e por meio de simulações computacionais bidimensionais estáticas de CFD. Na segunda etapa investigou-se a importância da inclusão do guarda-rodas nos modelos. A metodologia consistiu em realizar simulações computacionais para diferentes seções de pontes que já possuíam resultados de ensaios de túnel de vento, e posteriormente comparar os valores dos coeficientes aerodinâmicos, do número de Strouhal (St) e dos campos de velocidade e pressão. Os resultados demostraram uma boa aderência dos coeficientes aerodinâmicos entre os ensaios em túnel de vento e as simulações computacionais, além de evidenciar que a presença de guarda-rodas tem impacto relevante no comportamento aerodinâmico, concluindo-se que sua consideração é indispensável.