Análise de vigas protendidas de pontes reforçadas à flexão com polímeros estruturados com fibras de carbono submetidas a carregamentos estático e cíclico

Abstract

Este trabalho investiga o comportamento estrutural de vigas de pontes de concreto protendido reforçadas à flexão com vários tipos de polímeros estruturados com fibras de carbono submetidas a carregamentos estático e cíclico. Foram ensaiadas 12 vigas, retiradas de uma ponte após 40 anos de utilização, sendo 2 vigas de referência e 10 com reforço colado na superfície do concreto ou em entalhes preparados na camada de cobrimento de concreto. Dispositivos complementares de ancoragem, na forma de braçadeiras de tecido de fibra de carbono, foram empregados nas vigas com reforço colado na superfície de concreto. O comportamento estático das vigas foi analisado pelo método dos elementos finitos por meio do programa ANSYS. Foi apresentado modelo analítico para simular o comportamento das vigas de concreto protendido reforçadas à flexão submetidas a carregamentos estático e cíclico. As vigas são comparadas entre si com base nos resultados de carga última; flechas; rigidez; fissuração; deformações no concreto, aço e reforço; resistência à fadiga; variação nas flechas, deformações e tensões com o carregamento cíclico; degradação resultante com carregamento cíclico. Os resultados na carga última foram ainda comparados com os estimados pelas normas: ACI 440.2R (2002), boletim 14 - fib (2001) e NBR 6118 (2003). O reforço resultou em incrementos na capacidade de resistência à flexão conforme projetado. Para cargas de serviço, a influência do reforço só acontece quando este apresenta elevada rigidez axial. A ancoragem complementar na forma de braçadeiras proporcionou um melhor aproveitamento dos reforços colados externamente. Duas vigas romperam prematuramente por fadiga da armadura de protensão em razão da corrosão. O carregamento cíclico resultou em incrementos nas flechas e deformações. As estimativas previstas nas normas ficaram próximas dos resultados experimentais; entretanto, modelos mais refinados de cálculo precisam ser elaborados. Os modelos numérico e analítico apresentaram resultados satisfatórios.