Dissertação

{pt_PT=Dynamic analysis of a beam under moving loads - Várzeas bridge case study} {} EVALUATED

{pt=A degradação dos componentes de uma ponte irá ocorrer com o passar do tempo através de fadiga (a causa principal de falhas de estruturas metálicas), e os defeitos não detetados aumentam a respetiva taxa de degradação. É imperativo que esta degradação seja estimada regularmente e de forma precisa, utilizando sistemas de monitorização sofisticados. Idealmente, os modelos computacionais deveriam conseguir calcular o impacto de um veículo ao atravessar uma ponte. Assim sendo, o objetivo desta tese consiste em desenvolver um modelo computacional que prevê com precisão o comportamento dinâmico causado numa ponte, com certas propriedades e geometrias, por um veículo com certos parâmetros. Este modelo é então testado e aplicado a um caso de estudo (a estrutura da ponte de Várzeas), calculando os sinais (ou ciclos) produzidos nesta estrutura e comparando estes sinais com os sinais reais medidos por sensores. Ao executar esta comparação, chega-se à conclusão que os sinais computacionais são bastante diferentes dos sinais reais. No entanto, ao ajustar os sinais reais aos sinais computacionais correspondentes, os parâmetros físicos otimizados (propriedades e geometrias) do modelo são obtidos. Por um lado, o modelo aparenta ser válido, visto que a precisão dos sinais computacionais pode ser controlada ao ajustar a rigidez à flexão da estrutura, mas por outro lado o controlo da precisão é bastante complicado sem uma quantidade significativa de dados sobre o trânsito. Por fim, este trabalho fornece um procedimento computacional, o qual necessita ainda de incorporar um procedimento de otimização dos parâmetros físicos no trabalho futuro., en=Over time, degradation of bridge components through fatigue (the main cause of failures of metallic structures) will take place, and undetected defects increase the rate at which the bridge degrades. This degradation needs to be estimated regularly and accurately using sophisticated monitoring systems. Ideally, computational models would be able to compute the impact of a vehicle crossing a bridge. Therefore, the aim of this thesis is to develop a computational model that accurately predicts the dynamic behavior caused on a bridge, with certain properties and geometries, by a vehicle with certain parameters. This model is then tested and applied to a case study (the Várzeas bridge structure), by computing the signals (or cycles) produced on this structure and comparing these signals with real signals measured by sensors. When this comparison is performed, the computational signals are very different from the real signals. However, by fitting the computational signals to the corresponding real signals, the optimized physical parameters (properties and geometries) for the model are obtained. On the one hand, the model appears to be valid, seeing that the accuracy of the computational signals can be controlled by fitting the bending stiffness of the structure, but on the other hand controlling the accuracy is very difficult without a significant amount of traffic data. Finally, this work provides a computational procedure, which needs to include an optimization procedure of the physical parameters in future work.}
{pt=estruturas de pontes, viga Euler-Bernoulli, modelo dinâmico, MATLAB, modelo computacional, fadiga, en=bridge structures, Euler-Bernoulli beam, dynamic model, MATLAB, computational model, fatigue}

Novembro 7, 2018, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

António Ramos Andrade

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Rui Emanuel Figueiredo dos Santos

VESAM group

Especialista