Determinação e análise de taxas de deterioração de pontes rodoviárias do Brasil
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Hermes Carvalho
Sebastião Salvador Real Pereira
Túlio Nogueira Bittencourt
Luiz Carlos Pinto da Silva Filho
Sebastião Salvador Real Pereira
Túlio Nogueira Bittencourt
Luiz Carlos Pinto da Silva Filho
Resumo
Colapsos, rupturas e danos estruturais de pontes rodoviárias são constantemente associados às
falhas na gestão de manutenção dessas obras e têm sido divulgados com maior frequência,
pressionando a engenharia em todo o mundo para oferecer respostas que permitam um controle
adequado do comportamento dessas estruturas. No entanto, a realização de inspeções e de obras
necessárias estão constantemente restringidas por orçamentos limitados, fato que impulsiona as
pesquisas do setor para a investigação de metodologias mais analíticas e eficazes de gestão,
especialmente na administração de grandes parques de obras. Nesse contexto, após a ciência da
condição das pontes através da sua inventariança e de inspeções de rotina, é especialmente
importante estimar a deterioração dessas estruturas no tempo, contribuindo para a percepção
dos riscos envolvidos, sendo indispensável para um planejamento adequado dos serviços de
restauração, reabilitação e de substituição de curto, médio e longo prazo. A pesquisa realizada
na presente tese contribui para o conhecimento das taxas de deterioração de pontes de concreto
brasileiras pertencentes a trechos rodoviários federais. Foram reunidos numerosos relatórios de
inspeções em pontes produzidos por diferentes empresas administradoras de rodovias no Brasil,
totalizando na análise de 1.707 obras vistoriadas em um período médio de sete anos. Através
de estudo de pesquisas internacionais e a partir das características próprias das metodologias de
inspeção de pontes adotadas no Brasil, a pesquisa apresenta os resultados de taxas de
deterioração de obras em 16 trechos rodoviários analisados, baseando-se em uma metodologia
original que se utiliza do método das Cadeias de Markov. Estabelecem-se assim critérios
particulares de filtragem dos dados, rotinas para lançamento e registro das informações e
definições de verificação e validação dos resultados. Após a análise verificou-se a acurácia do
procedimento para previsões das condições de grupos de pontes - prognóstico básico para o
gerenciamento dessas obras na abordagem “top-down” - obtendo maior precisão para os
conjuntos com maior número de registros históricos de inspeções. Ao reunir e avaliar a
documentação existente no país, a pesquisa, além de verificar as taxas de deterioração de
significativo volume de obras e sua relação com os possíveis agentes de degradação, também
contribui para o conhecimento das práticas de inspeção realizadas no Brasil e da eficácia da sua
utilização para a administração das pontes rodoviárias nacionais, evidenciando os próximos
desafios para o desenvolvimento do setor.
Abstract
Collapses, cracks, and structural damages are usually associated with an inadequate maintenance
strategies and they have been occurred more often, enforcing the engineering to understand these
structures performance to provide a more suitable management. In order to guarantee bridges in
service is required regular inspections and a routine repair work - usually restricted by limited
resources. This scenario encourages researches in the area to provide more analytical and efficient
management methodologies, especially important in large stocks administration. In this context,
predict the future condition of the bridge stock is the most crucial knowledge to develop reliable
management programs. This could assist to estimate cost and activities of maintenance, repair and
reinforcement (MR&R actions) required in short, medium and long term, also, it is basilar in risk
assessment. This research collected and registered inspection reports performed by Brazilian road
owners sum up to 1.707 bridges over seven years in 16 road segments. These reports were dispersed
and were not registered on a common base or on specific bridge management software (BMS). The
data was suited to enable stochastic simulations based in Markov Chains method with particular
approaches in order to estimate Brazilian bridges deterioration rates. To this end, a specific data
filtering criteria was created and were established specific routine for data entry and information
recording using the “R” – a statistical computing language. Finally, this thesis proposed a method
to compare the results of diverse rates results and to determine the deterioration model accuracy.
The results demonstrated good predictions for short-term, although the limited data and it was
confirmed its highly dependence to the number of inspection history data cycles. In addition, the
results were compared with possible degradation agents not related in data. The collection of Brazil
bridge inspections contributed to promote the inventory of these structures and enables to identify
these most basilar characteristics. Further, the thesis presents the current management practices and
its diversity in Brazil, the efficacy of their utilization and suggests future challenges to provide
efficient management of national bridges.
Assunto
Engenharia de estruturas, Markov, Processos de, Pontes
Palavras-chave
Pontes, Gestão, Modelos de Deterioração, Cadeias de Markov