Documento | Doutorado |
Área | Estruturas de Concreto e Alvenaria |
Data da defesa | 19/11/1999 |
Autor | BASTOS, Paulo Sérgio dos Santos |
Orientador | PINHEIRO, Libânio Miranda |
Português | |
Título | Análise experimental de dormentes de concreto protendido reforçados com fibra de aço |
Resumo
Este trabalho descreve um dormente monobloco de concreto protendido, o qual foi
projetado para atender as características de uma via ferroviária brasileira. O dormente
apresentou comportamento e resistência semelhantes aos dormentes de concreto
comumente fabricados em vários países. A fim de verificar e aprovar o projeto, o dormente
foi submetido a ensaios estáticos e dinâmicos, segundo as especificações da norma
americana AREMA. Verificado e aprovado o projeto, dezoito dormentes foram fabricados
sem e com fibras de aço, no teor de 60 kg/m3 (aproximadamente 0,75 % por volume).
Ensaios estáticos e dinâmicos foram realizados em dormentes com e sem fibras de aço,
com o objetivo de quantificar o benefício das fibras de aço à resistência estrutural do
dormente. As fibras aumentaram o momento fletor de primeira fissura e o momento último,
aumentaram significativamente a força de início de escorregamento dos fios de protensão
e reduziram o espaçamento e a abertura das fissuras. As fibras também acrescentaram
grande ductilidade aos dormentes e diminuíram a tensão nos fios de protensão, nos
estágios mais avançados do carregamento. Sob ação dinâmica, as fibras reduziram a
tensão nos fios de protensão mais tracionados em aproximadamente 100%, o que elevou
significativamente a resistência do dormente à fadiga. Dormentes fabricados com menor
força de protensão apresentaram excelente comportamento plástico e grande ductilidade,
especialmente o dormente com fibras.
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Palavras-chave | Concreto pré-moldado. Concreto protendido. Dormente de concreto. Dormente monobloco. Ensaio dinâmico. Ensaio estático. Fadiga. Ferrovia. Fibra de aço. Projeto de dormente |
English | |
Title | Resistance of steel fiber prestressed concrete sleepers to static and cyclic loading. |
Abstract
This work describes a prestressed concrete monoblock railway sleeper designed
according to a Brazilian railway track. The sleeper was tested according to the AREMA
Specifications in order to verify the project. The sleeper presented a structural behavior
similar to the concrete railway sleepers used worldwide. After the preliminary tests,
eighteen sleepers were manufactured without and with steel fibers contents of 60 kg/cm3
(about 0.75% by volume) and they were tested under static and dynamic loading to
evaluate the fiber contribution on the resistance. Steel fibers increased the first crack and
ultimate bending moments, reduced the deflection under ultimate load and increased
significantly the slip force of the prestressing tendons. Reinforcing the sleeper with fibers
also reduced the crack width and the spacing between cracks, adding higher ductility to the
sleepers and decreasing the stress in the prestressing tendons under higher loads. The
fibers increased significantly the fatigue strength under cyclic loading, decreasing the
stress in the prestressing tendons in about 100%. The test results showed that sleepers
manufactured with lower prestressed force have higher toughness, especially those
reinforced with steel fibers.
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Keywords | Concrete railroad tie. Design sleeper. Flexural fatigue. Monoblock sleepers. Precast concrete. Prestressed concrete. Railway. Static and dynamic tests. Steel fibers |