Análise da Ponte Luís I com vista à utilização pelo Metro Ligeiro de Porto

Abstract

O presente trabalho resultou do estudo elaborado para a empresa Metro do Porto. S.A. sobre a integração do tabuleiro superior da Ponte Luís I no traçado de uma das linhas do Metro Ligeiro do Porto, estabelecendo a ligação com a cidade de Vila Nova de Gaia. Tratava-se de determinar se, do ponto de vista estrutural, é ou não possível atribuir esta nova função à ponte face às suas solicitações próprias. Com esse objetivo foram feitas análises estruturais da Ponte (estrutura principal e tabuleiros) quer de natureza estática, para várias situações do tabuleiro e do arco e a sua quantificação numérica, bem como a quantificação de acções sísmicas regulamentares e sua combinação com novas acções. Nos estudos dinâmicos foi avaliada a influência da passagem do metro a diferentes velocidades e as amplificações dinâmicas que possam ocorrer, permitindo também avaliar índices de conforto dos passageiros. Igualmente se procedeu à quantificação dos diversos modos, locais e globais, de encurvadura da estrutura da Ponte. Por outro lado, todo este estudo analítico foi acompanhado de uma série de trabalhos experimentais, desenvolvidos pelo INEGI nas oficinas do departamento de Mecânica da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, que permitiram a caracterização das propriedades dos materiais (módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson, resistência, índices de fadiga, etc.) e a quantificação dos valores das tensões admissíveis a usar no dimensionamento e ainda do período de vida útil que seria de esperar para as peças com características semelhantes aquelas que foram extraídas da Ponte. Pode concluir-se que, mesmo que a Ponte não fosse utilizada para o Metro, se torna urgente a realização de diversas obras de manutenção.

This paper has been extracted from a study commissioned by Metro S.A. concerning the integration of the top deck of Luis I Bridge the route of one of the lines of Porto’s light Metro connecting Porto with Gaia. The aim of the study was to establish the structural feasibility of attributing this new function to the bridge. The bridge structure has been analysed both statically, for various load cases, and dynamically, with the determination of the eigenfrequencies of the arch and decks and consideration of seismic loads. The dynamic studies have investigated the effect of train speed on dynamic amplification and on passenger comfort. Various global and local buckling modes of the bridge structure have been determined. This structural investigation has been combined with an experimental study, carried out by INEGI at DEMEGI-FEUP, of the material properties (Young’s modulus, Poisson ratio, yield stress, fatigue properties, etc), which has established the design stress and the fatigue life of the bridge steel. It has been concluded that the bridge is in urgent need of maintenance work even for Its current use.