Modelos matemáticos simples para análise aeroelástica de pontes estaiadas e de pontes pênseis: desprendimento de vórtices e drapejamento

• Ano de defesa: 1999
• Autor(a) principal: Ramos, Irani Braga
• 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; Elasticidade das estruturas; Elasticity of structures; Pontes estaiadas; Pontes pênseis; Suspension bridges
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-21022025-085441/

Os fenômenos aeroelásticos induziram o colapso de várias pontes, sendo o caso da ponte pênsil de Tacoma Narrows o mais conhecido. Dentre esses fenômenos, destacam-se o de drapejamento (flutter) e o de desprendimento cadenciado de vórtices(vortexshedding) como capazes de comprometer a segurança, a durabilidade e o conforto das pontes pênseis e das pontes estaiadas. O projeto dessas pontes exige a verificação de sua suscetibilidade a esses fenômenos e, para isso, a existência deprocedimentos de simples aplicação é de grande importância. São apresentadas e discutidas duas abordagens para o cálculo da velocidade crítica do vento que conduz o tabuleiro da ponte à instabilidade por drapejamento e uma para o cálculo dosdeslocamentos provocados pelos vórtices de Kármán. As três abordagens partem de uma análise modal feita pelo Método dos Elementos Finitos e de uma seleção dos modos de vibração relevantes: dois para o drapejamento e um para o desprendimentocadenciado de vórtices. Dois casos são estudados: uma ponte estaiada com dois vãos de 127.5 m e a ponte pênsil de Tacoma Narrows. As velocidades críticas de drapejamento, encontradas pela aplicação das diferentes abordagens, são comparadas ecritérios para seleção dos modos de vibração são discutidos. Os resultados calculados para a ponte de Tacoma são confrontados com os registros da época do desastre e com os valores encontrados em ensaios de túnel de vento, confirmando asqualidades e explicitando as limitações dos procedimentos.