Análise estrutural e análise do custo de ciclo de vida de um viaduto na Cidade do México

Abstract

O presente trabalho foca a análise de um viaduto na Cidade do México através de duas perspetivas, estrutural e económica. A Cidade do México apresenta elevada probabilidade para ocorrência de sismos, os quais são responsáveis por grande parte das fatalidades quando comparados com outros desastres naturais. Além disso, apresenta problemas relacionados com assentamentos do solo que surgem, principalmente, pela extração de água e consequente consolidação das camadas de solo. Deste modo, surge a necessidade de avaliar a segurança do viaduto, com recurso à modelação estrutural em CSiBridge 2016, em relação à ação sísmica e a possíveis assentamentos diferenciais. A análise da capacidade última do tabuleiro em relação aos efeitos de flexão provocados pelo assentamento diferencial máximo é baseada numa análise linear e na verificação da resistência da secção transversal. A abordagem utilizada para avaliar o desempenho sísmico do viaduto na direção longitudinal tem em consideração o comportamento não linear dos materiais. Por fim surge a análise do custo do ciclo de vida e foca, essencialmente, os custos diretos atribuídos ao responsável pela infraestrutura, os custos de construção e os custos de manutenção.

The present work analyses a Mexican viaduct from an economical and structural perspective. Mexico City is located in a high seismicity region. Therefore, the occurrence of earthquakes has led to a high number of fatalities comparing with other natural disasters. Moreover, there are settlement problems caused mainly by the water extraction from the subsoil. For this reason, there is a need to evaluate the safety of the viaduct, by modelling its structural response under seismic actions and differential settlements in CSiBridge software. The evaluation of the ultimate flexural resistance of the deck due to the maximum differential settlements is based in a linear analysis checking the moment-curvature relationship for the existing cross section. The approach used to assess the seismic performance of the viaduct in the longitudinal direction considers the nonlinear materials behavior. Finally, a life cycle cost analysis (LCCA) is developed focusing on the direct costs to the transport agencies, the construction costs and maintenance costs.