Comunicação
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Long-term performance of prestressed concrete bridges
This article provides an overview regarding the SHM and assessment of prestressed concretebridges is performed, mainly focussing on the identification of performance indicators (PI) associated with the long-term performance. The critical aspects related to the monitoring plan as well as the structural assessment based on updated structural models are outlined, being the latter considered as the bottom line of any further considerations. Although the definition of PI devoted to the long-term behaviour of prestressed concrete bridges is not straightforward, two definitions of PI are suggested by taking into account the two main components of the bridge: (i) bearing and expansion joints and (ii) the prestressed concrete structure. Finally, two examples - Lezíria Bridge and Miguel Torga Bridge - are presented in order to illustrate the benefit in using SHM in the assessment of the long-term performance due to creep and shrinkage effects. It is showed that a reduction in the associated uncertainty is achieved and consequently, costs associated with bridge management can be potentially optimized.
Year: 2016
Number Pages:
10.
Author(s): Sousa, H.; Oliveira Santos, L.
Editor: NDT net
Keywords: Long-term performance; Performance indicators; Concrete; Bridges
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Modal identification of bridges based on continuous dynamic monitoring
The identification of modal parameters of bridges based on ambient vibration measurements has motivated an increased interest as a tool for detection and diagnosis of small changes in vibratory characteristics and, thus, provides important information to support an efficient maintenance policy. However, the large volume of data continuously produced by a dynamic monitoring system requires an automatic data processing to extract the modal parameters. This paper presents an integrated system developed for this purpose and its application to the data collected from a large cable-stayed bridge.
Year: 2016
Number Pages:
10p.
Author(s): Xu, Min; Vieira,T.; Oliveira Santos, L.
Editor: Alfredo Güemes; Gerardo Aranguren; Fernando Martinez
Keywords: Cable-stayed bridge; SSI-COV; Dynamic monitoring; Ambient vibration; Modal identification
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Monitorização da integridade estrutural do Viaduto Salah Bey em Constantine, na Argélia
O Viaduto Salah Bey em Constantine, na Argélia, é uma estrutura de betão armado pré-esforçado, composta por duas torres e nove tramos, três dos quais suspensos através de tirantes dispostos em semi-harpa. O comprimento total do viaduto é de 756 m, possuindo os tramos atirantados vãos de 119 m, 259 m e 105 m. As torres, constituídas por um fuste único e monolíticas com o tabuleiro, têm uma altura total de cerca de 130 m, metade da qual acima do tabuleiro. A secção transversal do tabuleiro, com uma largura de 27,2 m, é constituída por um caixão com duas almas inclinadas e um banzo inferior com geometria côncava, que é dotado de diafragmas afastados entre si de 7,0 m.A monitorização do viaduto visou a preservação da sua segurança estrutural e durabilidade, constituindo um importante auxiliar na gestão da infraestrutura. Na sequência dos exigentes requisitos de projeto, o sistema de monitorização instalado inclui diversas vertentes: condições meteorológicas; comportamento estrutural estático, dinâmico e sísmico; durabilidade; e o estudo do comportamento diferido do betão. No final da construção o viaduto foi sujeito a ensaios estáticos e dinâmicos.Nesta comunicação descreve-se o sistema de monitorização instalado, que compreende mais de 200 sensores, destacando-se os aspetos menos comuns, tanto ao nível dos sensores, como do sistema de aquisição, gestão e transmissão de dados. São também apresentados alguns resultados mais relevantes.
Year: 2016
Number Pages:
11p.
Author(s): Oliveira Santos, L.; Xu, Min; Santos, Carlos; Vieira,T.; Roma, J.
Editor: GPBE
Keywords: Comportamento térmico de ponte; Análise modal operacional; Monitorização de integridade estrutural; Ponte atirantada
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Monitorização das medidas de mitigação das reações expansivas do betão na Ponte do rio Sabor na N315
O crescente número de estruturas de betão afetadas por reações expansivas, em particular com reação álcalis-sílica (RAS) e reação sulfática interna (RSI), tem motivado numerosos estudos visando a prevenção, o diagnóstico e a mitigação deste fenómeno.O presente trabalho apresenta um caso de estudo de uma ponte sobre o rio Sabor, no Norte de Portugal, cujos pilares principais foram submersos devido à construção de uma barragem a jusante. Nestas circunstâncias, foi realizada uma campanha de ensaios para avaliar a condição atual do betão e o potencial de expansão futuro devido à RAS e RSI. Os resultados obtidos mostraram existir uma forte possibilidade de desenvolvimento desses fenómenos, pelo que foi recomendado, como medida mitigadora, a aplicação de um sistema de impermeabilização do betão dos pilares da ponte, antes do enchimento da albufeira, uma vez que o aumento do grau de saturação do betão tem influência significativa no desenvolvimento destas reações.Para avaliar o desempenho do sistema de impermeabilização e detetar precocemente os efeitos estruturais resultantes duma eventual ocorrência de reações expansivas no betão, foi instalado um sistema de monitorização que inclui a medição da humidade no interior do betão de um pilar, tendo-se utilizado, para esse efeito, dois tipos distintos de sensores.Depois de uma breve descrição da ponte e do processo adotado para mitigar o desenvolvimento das reações expansivas internas no betão, o foco desta comunicação é a apresentação do sistema de monitorização concebido e dos principais resultados obtidos.
Year: 2016
Number Pages:
13.
Author(s): Oliveira Santos, L.; Pereira, E. V.; Santos Silva, A.; Ribeiro, A. C.; Xu, Min
Editor: LNEC
Keywords: Monitorização; Mitigação; Ponte de betão; Reações expansivas
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Observação e análise do comportamento dinâmico da Ponte Ferroviária de São João, sobre o rio Douro
A ponte ferroviária de S. João, sobre o rio Douro, na cidade do Porto, é uma estrutura de betão armadopré-esforçado, contínua com os viadutos de acesso, com uma extensão total de 1028,8m. Projetadapelo Prof. Edgar Cardoso, esta obra de arte foi inaugurada em 1991.A ponte foi instrumentada durante a construção tendo em vista a caracterização experimental do seucomportamento estrutural estático, com base em campanhas periódicas. Em 2007 foi efetuada amodernização do sistema instalado, visando fundamentalmente a automatização das medições, apossibilidade de acesso remoto aos dados obtidos bem como o seu processamento em tempo real.Posteriormente foi instalado o equipamento necessário à monitorização do comportamento dinâmicoda ponte, através da medição de acelerações verticais e transversais no tramo central do tabuleiro.Tendo em vista o processamento automático da informação assim recolhida, foi desenvolvido umprocedimento para extrair as características dinâmicas da estrutura a partir das acelerações medidas,com base no método de identificação estocástica em subespaços com base nas funções de correlação(SSI-COV) e na análise de clusters.Nesta comunicação será apresentada a metodologia utilizada para o processamento de dados e aidentificação de características dinâmicas da estrutura em tempo real, bem como uma análise dosresultados obtidos durante um ano e meio de observação.
Year: 2016
Number Pages:
12p.
Author(s): Xu, Min; Oliveira Santos, L.; Suleyman, Naim
Editor: GPBE
Keywords: Ensaios de vibração ambiental; Análise modal operacional; Monitorização dinâmica contínua; Ponte ferroviária
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SHM of the new bridge over the River Sado in Portugal during construction
The new railway crossing over the River Sado is a 2,7 km long bridge, including two approach viaducts and a main bridge. The main bridge, with a continuous deck over 480 m, consists of three continuous bowstrings with a single plane of hangers on the bridge axis. The bridge is located in an environmentally sensitive area which conditioned the design and the construction methods used.The bridge importance, its structural complexity and the innovative constructions methods used were the main constraints and motivations for the development of the implemented structural monitoring system, which is described herein. The motivation of this paper is to present the structural monitoring system and the experimental bridge behaviour during the deck incremental launching and the hoisting of the arches.
Year: 2016
Number Pages:
8p.
Author(s): Oliveira Santos, L.; Xu, Min; Santos, J.
Editor: IABSE - International Association for Bridges and Structural Engineering
Keywords: incremental launching; bridge construction; bowstring arch bridge; structural health monitoring
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The role of in-situ specimen measurements in appraising creep and shrinkage model predictions
Although the majority of shrinkage and creep models are relative recent and comprehensive, there is a lack of consensus in their utilisation due to substantial scatter in their predictions, even when comparisons are made under relatively well controlled conditions. On one hand, creep and shrinkage are complex phenomena that depend on several factors such as concrete composition and mechanical properties, shape and geometric parameters, curing and environmental conditions, etc. On the other hand, models are typically assessed on a deterministic basis without incorporating information related to input variability.In addition, the scarcity of long-term measurements has been a major impediment in validating creep and shrinkage models over substantial periods of typical design lives, i.e. over decades rather than years. It is worth noting that although most large prestressed concrete bridges are designed for a lifetime of at least 100 years, only a small fraction of the publicly available data sets cover more than a few years. This type of information is even rarer for measurements from in-situ specimens exposed to realistic environmental conditions. In this paper, a selection of creep and shrinkage models is assessed by considering measurements from concrete specimens located on actual bridges and, in view of the above remarks, a probabilistic approach is implemented. The suitability of the selected models in producing deformation-time profiles based on in-situ measurements and the influence of case-specific input variability is investigated via sensitivity analysis and Monte Carlo simulation. The work is supported by two well-documented testbeds offering extensive field data - the Lezíria Bridge and São João Bridge, for which a set of creep and shrinkage measurements at specimen level are available with a comprehensive characterization of the employed concrete and good understanding of the prevailing environment.
Year: 2016
Number Pages:
10p.
Author(s): Sousa, H. M.; Oliveira Santos, L.; Chryssanthopoulos, M.
Editor: RILEM
Keywords: in-situ specimen; Monte Carlo simulation; Experimental data; Time-dependent behaviour of concrete
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Avaliação experimental da força em cabos
A crescente utilização estrutural de cabos torna relevante a avaliação experimental da força suportada por estes elementos. Nesta comunicação é apresentada uma metodologia para essa medição através do método da vibração, visando a otimização e automatização da determinação das forças instaladas. Por fim, apresentam-se três casos de estudo com diferentes características.
Year: 2015
Number Pages:
10p.
Author(s): Caeiro, Bruno; Xu, Min; Oliveira Santos, Luís
Editor: Associação Portuguesa para a Segurança e Conservação de Pontes
Keywords: Pontes suspensas; Método da vibração; Força em cabos
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Ensaios de carga das pontes sobre os rios Curoca e Bentiaba, em Angola
Os ensaios das pontes sobre os rios Curoca e Bentiaba, na província do Namibe, em Angola, foram realizados por equipas dos Laboratórios de Engenharia de Angola (LEA) e de Portugal (LNEC) com o objetivo de avaliar o seu comportamento estrutural e de esclarecer algumas dúvidas suscitadas durante a construção. Neste trabalho descrevem-se os ensaios realizados e de que forma a sua realização permitiu verificar o desempenho das obras e a sua aptidão para entrada em serviço.
Year: 2015
Number Pages:
10p.
Author(s): Oliveira Santos, L.; Fonseca, J.; Rosario, J.; Cabral, P.
: Concepção, conservação e reabilitação de pontes
Editor: Associação Portuguesa para a Segurança e Conservação de Pontes
Volume:
1.
Keywords: Tabuleiro pré-fabricado; Ponte de betão pré-esforçado; Ensaios de carga
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Monitorização dinâmica e análise modal automáticas do viaduto de Santana do Cartaxo
O presente artigo descreve o sistema de monitorização estrutural instalado no viaduto ferroviário de Santana do Cartaxo assim como os procedimentos desenvolvidos para a extração automática de informação com caráter modal e estático ao longo do tempo. Esta monitorização tem como objetivo o controlo da segurança da estrutura em tempo real, tendo para isso sido instalados acelerómetros uniaxiais apartir dos quais é realizada análise modal operacional, para determinar as características dinâmicas da estrutura, e transdutores de deslocamentos, para estudar as variações impostas aos aparelhos de apoio. Dá-se, no presente artigo, maior importância à descrição dos procedimentos de extração automática de informação modal, com base no método de identificação estocástica em subespaços (SSI) e na análise de clusters.
Year: 2015
Number Pages:
11p.
Author(s): Coelho, T.; Santos, J.; Silveira, A. P. C. da; Oliveira, P.
Keywords: Monitorização Integridade estrutural; Monitorização dinâmica
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Tese de Doutoramento
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Retracção do betão em pontes
A retracção tem uma importância significativa na concepção, dimensionamento, processoconstrutivo e comportamento em serviço de grandes estruturas de betão. No entanto, não estãoainda completamente esclarecidos os mecanismos básicos a ela inerentes e o modo comointeragem entre si, além de que os modelos de previsão não consideram de forma adequada ainfluência dos factores que a determinam.Os objectivos desta dissertação prendem-se com o estudo da retracção do betão e suasconsequências estruturais em pontes, aprofundando e desenvolvendo trabalhos anteriormenteefectuados neste domínio.Neste sentido, foi planeada uma extensa campanha de ensaios em provetes tendo em vista, aavaliação da influência da espessura das peças, a quantificação da retracção diferencial que seprocessa na espessura das peças, a avaliação da influência de diferentes condições ambientais,para além da aferição da metodologia experimental utilizada pelo Núcleo do Observação deEstruturas do LNEC.Foi também realizado um conjunto de ensaios com vista a obter um melhor esclarecimento darelação entre a retracção de provetes de betão colocados em obra e a retracção que ocorre nassecções dos tabuleiros em caixão de pontes. Para tal, foram executados e instrumentadospainéis de parede de betão que foram mantidos em condições ambientais semelhantes às dasalmas de um tabuleiro em caixão, isto é, uma das faces sujeita a ambiente interior e a outra aambiente exterior e, simultaneamente, foi também avaliada a retracção do mesmo betão emprovetes colocados nesses diferentes ambientes. Com a informação obtida foi possível, por umlado, avaliar a retracção das peças sujeitas a diferentes ambientes em duas superfícies opostase, por outro lado, esclarecer qual a relação entre a retracção medida em provetes de betão e aretracção que ocorre nos elementos estruturais cujas faces opostas estão sujeitas a essesdiferentes ambientes.Com base nos resultados obtidos nos ensaios realizados, foi proposta uma metodologia para amodelação do comportamento estrutural de pontes que considera a não uniformidade daretracção do betão na secção transversal do tabuleiro. Essa metodologia, que consiste naconsideração integrada de um modelo longitudinal global da estrutura e de modelos locais dasaduelas, tirando partido da informação experimental disponível sobre a retracção, foi aplicada àspontes S. João e Miguel Torga, cujo comportamento estrutural é observado pelo LNEC.Por último, apresentam-se as principais conclusões do trabalho e formulam-se algumasperspectivas sobre o seu desenvolvimento futuro.
Year: 2007
Author(s): Santos, T.
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