Monitorização da Integridade Estrutural de um Viaduto Ferroviário

Abstract

A Monitorização da Integridade Estrutural (MIE) é normalmente definida como um meio de implementação de técnicas de identificação de dano em sistemas estruturais. Estas técnicas têm como finalidade a identificação de comportamentos anómalos criados por alterações estruturais ou condições estruturais novas/desconhecidas antes que estas originem dano na estrutura, o que pode provocar perdas humanas, económicas ou sociais. Deste modo, estas técnicas devem fundamentar-se na aquisição contínua de dados e serem capazes de identificar alterações estruturais em tempo real. A presente dissertação aborda a MIE, tendo como objetivo a identificação das propriedades dinâmicas do Viaduto de Santana do Cartaxo, concelho do Cartaxo, distrito de Santarém, com vista à deteção de dano. Para tal, o trabalho foi dividido em três partes: (1) comparação das propriedades dinâmicas adquiridas pelo processamento de sinais de acelerações, medidas in situ, pelo sistema de monitorização, com os valores obtidos pela modelação de um modelo de elementos finitos tridimensional, utilizando programa de cálculo automático SAP2000TM; (2) comparação dos valores das propriedades dinâmicas adquiridas pelo processamento das acelerações obtidas pela simulação da passagem de comboios no modelo de elementos finitos com as propriedades obtidas pela análise modal numérica; (3) introdução de dano na estrutura, através da modelação de assentamentos na base de diferentes pilares, e comparação das propriedades dinâmicas obtidas com as apresentadas pela mesma estrutura sem dano. O processamento de sinal, feito nas duas primeiras partes, foi elaborado no programa RStudioTM, onde se programaram técnicas de tratamento de dados aos ficheiros de acelerações após as quais se aplicaram modelos de identificação modal estocásticos no domínio da frequência. A cada um dos ficheiros de medições, correspondente à passagem de um comboio, eliminou-se os dados associados à vibração forçada, observada durante a passagem das composições, uma vez que o estudo incide na vibração livre, regime obtido imediatamente após a passagem das mesmas. A comparação das frequências modais foi feita através do cálculo da diferença e os modos de vibração pela matriz dos coeficientes MAC.