Qual é o efeito dos diafragmas nas forças / deflexões protendidas da viga?

Estou encerrando as extremidades dos pilares das vigas de concreto protendido antes que o convés se derrame. (Para estabilidade lateral e para evitar que o solo se espalhe.)

A discussão de diafragmas intermediários para vigas protendidas abunda, mas não encontrei informações sobre o comportamento estrutural dos diafragmas finais.

Para fins de um engenheiro consultor

Meu julgamento do intestino / engenharia está me dizendo que o efeito é insignificante, mas prefiro entender o que realmente está acontecendo antes de fazer suposições simplificadoras.

Conceitualmente (versus uma viga sem os diafragmas):

1. Isso muda as deflexões durante o vazamento do baralho? E as deflexões a longo prazo?
2. Isso muda os momentos de carga ativa e / ou tesouras?
3. Existe alguma lógica pela qual o comprimento envolvido deve ser uma função da profundidade da viga ou do comprimento do vão?

Fiz um esboço abaixo, já que a terminologia e as configurações típicas de pontes variam em todo o mundo.

Não tenho recursos para apontar em relação a isso, mas tenho quase certeza de que seu pressentimento está correto. De fato, os diafragmas finais existem nas pontes principalmente para reter o solo na aproximação. Eles também podem ser úteis para a estabilidade lateral temporária das vigas, mas se esse fosse o único motivo, o reforço metálico temporário seria muito mais fácil e barato. A instabilidade lateral (flambagem) na estrutura final geralmente não é um fator de controle, especialmente considerando a órtese (parcial) que é a laje.

Os diafragmas de extensão intermediária ajudam na distribuição de carga transversal e impedem que as vigas primárias "se abram" junto com a deflexão da laje. O mesmo se aplica, em certa medida, ao final dos diafragmas, mas em uma extensão muito menor, pois a carga é transmitida quase que imediatamente aos mancais. Os rolamentos também ajudam a impedir que as vigas "se abram". Provavelmente é por isso que você não encontrou recursos em relação aos diafragmas finais: ninguém se preocupou em pensar muito sobre eles.

Agora, respondendo suas perguntas específicas:

1. Isso mudaria um pouco as deflexões, uma vez que o diafragma final alteraria as distribuições de carga da sua laje para as vigas. Isso será mais relevante se a sua ponte tiver uma pequena distância entre os diafragmas (menos do dobro da distância entre as vigas primárias, de acordo com os métodos clássicos de lajes, como a Rüsch). Se os diafragmas estiverem mais espalhados, eles quase não terão influência na distribuição da carga e, portanto, não influenciarão as deflexões. Isso também se aplica a desvios de longo prazo.

   As deflexões de longo prazo são, no entanto, influenciadas por mais um fator, e essas são as perdas diferenciadas do pré-esforço. Com o tempo, as vigas primárias vão tentar encolher. Isso se deve não apenas ao encolhimento natural do concreto, mas também à fluência compressiva do pré-esforço. Se todas as vigas fossem exatamente iguais, a fluência e o encolhimento deveriam progredir de maneira semelhante ao longo de todas elas. Nesse caso, o diafragma final não teria efeito, uma vez que todos os feixes o "puxariam" pela mesma quantidade, implicando em uma simples translação do corpo rígido, sem nenhuma deformação no diafragma.

   Isso, no entanto, seria no mundo perfeito, e isso não é nosso. A fluência e o encolhimento são misteriosos e instáveis, com muita dispersão. Portanto, mesmo vigas exatamente iguais provavelmente resultariam em diferentes fluências e retrações, o que significa que os diafragmas finais seriam deformados. As deformações dos diafragmas (que apareceriam como forças de cisalhamento horizontal no diafragma) criarão forças de tração nas vigas primárias ao longo do tempo e essas forças de tração influenciarão o comportamento de fluência das vigas ao longo do tempo, levando a um efeito recursivo.

   Além disso, as vigas nunca seriam exatamente iguais, porque a carga em cada viga é diferente (talvez as vigas centrais tenham cargas semelhantes, mas certamente não serão semelhantes às das extremidades transversais da ponte), o que é suficiente para gerar (ligeiramente) diferentes comportamentos de fluência nas vigas.

2. Conforme mencionado no início do item 1, isso alterará as tensões sofridas nas vigas, uma vez que a distribuição de carga da laje para as vigas é modificada pela existência dos diafragmas finais. Se os diafragmas estiverem suficientemente afastados, o efeito é quase certamente insignificante.

3. Aqui tenho um pouco menos para continuar. No entanto, posso dizer que, na empresa em que trabalho, geralmente incorporamos o feixe primário apenas alguns centímetros (3-5 cm, geralmente) nos diafragmas finais. Isso permite que o reforço de controle de rachaduras dos diafragmas finais passe sem muito barulho. As vigas primárias são projetadas com todo o seu reforço destacado nas duas extremidades para ancorar nos diafragmas. Obviamente, se o seu feixe for incomum ou se for um feixe profundo, o comportamento poderá ser diferente.