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Cálculo de forças em superestruturas: o caso do quebra-mar do Porto da Ericeira
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Um quebra-mar de talude é uma estrutura marítima que possui como principal objetivo proporcionar proteção face à agitação marítima. A funcionalidade deste tipo de estruturas é garantida, essencial-mente, através da diminuição da passagem de água sobre o seu coroamento (galgamento). De forma a maximizar a sua funcionalidade e viabilizar o processo construtivo, os quebra-mares de talude pos-suem no seu coroamento uma superestrutura. Para o correto dimensionamento e manutenção de uma superestrutura de um quebra-mar de talude importa conhecer quais as forças atuantes, que se devem essencialmente à ação das ondas.
No âmbito da presente dissertação foram calculadas as forças atuantes na superestrutura do quebra-mar do Porto da Ericeira com base numa série de dados de agitação e níveis de mar ao longo de dez anos, com o objetivo de analisar e comparar a estabilidade ao longo do tempo para três cenários dis-tintos: situação atual, subida de nível do mar de 5 mm/ano e o efeito de danos no manto do quebra-mar que leve a um decréscimo da zona da superestrutura protegida pelo manto principal exterior (di-minuição da altura da berma do manto exterior).
Para a realização do presente estudo foram consideradas as formulações empíricas e semi-empíricas presentes na literatura para o cálculo de forças neste tipo de estruturas, tendo em conta os seus crité-rios de aplicação e de validade. De forma a viabilizar a aplicação das formulações ao total da série de dados e cenários considerados, foram elaboradas e validadas, com casos da literatura, rotinas de cál-culo no software Matlab™ para cada formulação, que permitem o cálculo e comparação de forças e coeficientes de segurança para os diferentes cenários descritos, realizando-se dessa forma a análise da estabilidade.
Da aplicação das fórmulas foi possível verificar que a resposta varia consoante a formulação, sendo as fórmulas de Jensen e Bradbury (1988) e Nrgaard et al. (2013) as que levaram a valores de força superiores, embora sejam as que têm em conta o efeito de menos parâmetros no cálculo. As fórmulas de Martín et al. (1999) e Berenguer e Baonza (2006), que consideram o efeito de mais parâmetros no cálculo, apresentaram resultados inferiores, mas têm uma resposta mais clara à ação direta das ondas na superestrutura.
O efeito da subida do nível do mar levou a um aumento das forças atuantes na superestrutura inferior a 4 kN/m, enquanto o efeito de uma redução da zona da superestrutura protegida pelo manto levou a um aumento de forças considerável, atingindo o valor máximo de 390 kN/m. Ou seja, o efeito isolado da subida do nível do mar praticamente não altera a estabilidade da estrutura, mas se este efeito se traduzir na perda de estabilidade do manto exterior, levando a que haja uma ação direta das ondas na superestrutura, leva a uma redução considerável da sua estabilidade.
Descrição
Palavras-chave
Quebra-mar de talude Superestrutura Formulações Forças Estabilidade