Contribuição ao projeto estrutural de galerias de concreto pré-moldado com seções transversais não usuais

Resumo

As galerias são estruturas utilizadas em obras de infraestrutura rodoviária e ferroviária como passagens inferiores ou para transposição de talvegues. Embora existam várias formas de seções transversais, a seção transversal retangular (box culvert) é a mais empregada. No entanto, à medida que esta estrutura é instalada em elevadas alturas de terra, a forma retangular apresenta altos valores de momento fletor e força cortante. Este efeito tende a ser ampliado com o arqueamento do solo em grandes alturas de aterro. Neste artigo apresenta-se um estudo de galeria de seção com cobertura em arco, chamada modificada, e de seção definida por três arcos, com uma base plana. Com estas formas de seções transversais têm-se a diminuição dos esforços de flexão, devido à geometria. Além disto, pode-se reduzir ainda mais esses esforços com o emprego de espessuras reduzidas considerando os mecanismos de interação solo-estrutura. Para considerar a interação solo-estrutura foram realizadas análises no estado plano de deformação com elementos finitos. Os resultados comprovaram a influência significativa do formato das geometrias no comportamento da interação solo-galeria. Além disso, a análise comparativa do índice de custo de material (ICM) foi utilizada para estimar a viabilidade econômica de cada galeria não-usual. Os valores índice de custos de material foram analisados para 25 geometrias (12 galerias modificadas, 12 galerias definidas por três arcos e 1 galeria retangular), para as situações representativas preestabelecidas, os resultados mostram que a maior economia com material é de 29 e 54% para modificada e definida por três arcos, respectivamente, em comparação com a seção retangular.

Palavras-chave:
concreto pré-moldado; galeria enterrada; seção transversal não usual; interação solo-estrutura