Programa doutoral em Engenharia CivilO colapso de pontes que tiveram lugar em todo o mundo nos últimos 50 anos destacou o erro humano
como a principal causa do colapso de pontes. Dadas as implicações financeiras, sociais e psicológicas
de tais eventos indesejados, a contribuição do erro humano no colapso de pontes deve ser investigada
com o objetivo de compreender como é que a robustez e a segurança estrutural das pontes são afetadas
pelos mesmos. A deterioração das pontes, leva à redução das margens de segurança, expondo muitas
vezes deficiências causadas por erros de projeto e construção, realçando a importância do
desenvolvimento de procedimentos de avaliação estrutural mais abrangentes, tendo em conta
numerosas fontes de incertezas.
Apesar destes factos conhecidos existem poucos trabalhos disponíveis investigando questões tão
relevantes. Neste sentido este trabalho aborda a identificação dos erros humanos em suas inúmeras
formas, ou seja, erros de projeto e erros de construção, de acordo com opiniões de especialistas e
eventos de colapso de pontes registados. Diferentes erros representam diferentes ameaças à segurança
estrutural; como tal o risco relativo dos erros também é investigado. O real impacto dos erros humanos
na segurança estrutural é investigado através de três pontes de betão armado, considerando a
probabilidade de falha perante um conjunto de incertezas como principal indicador de desempenho. Tal
investigação é realizada em duas etapas, uma onde os erros de projeto e construção são introduzidos
em cenários onde se entende que eles estão presentes e outra onde a possibilidade de ocorrência de
erros de construção é investigada considerando a probabilidade do erro humano e a magnitude do erro.
Ocorrências únicas e múltiplas de erros também são discutidas.
Modelos de elementos finitos, considerada para fins de análise estrutural não linear, e modelos
substitutos são introduzidos como a base das múltiplas análises de fiabilidade estrutural realizadas.
Finalmente, a previsão da vida útil de pontes considerando a corrosão induzida por carbonatação e a
redução da vida útil das pontes causada por erros de construção são questões também abordadas.The collapse of bridges that have taken place worldwide in the last 50 years has highlighted human error
as the main cause of the collapse of bridges. Given the financial, social and phycological implications of
such hazardous events, human errors' contribution to the collapse of bridges must be investigated, aiming
to understand how their robustness and structural safety are affected. The ageing of bridges leads to
safety margin reductions that often expose deficiencies caused by design and construction errors,
underling the importance of developing more comprehensive frameworks that consider numerous
sources of uncertainty for structural safety assessment purposes.
Despite these facts and known needs, few works facing such relevant concerns are available.
Accordingly, human errors are identified in their numerous forms, i.e., design errors and construction
errors, according to expert opinions and real-world bridge collapse events. Different errors represent
different threats to structural safety; thus, their relative risk is also investigated. The actual impact of
human errors on structural safety is investigated through one reinforced and two prestressed concrete
bridges, using their probability of failure, given a group of uncertainties, as the main performance
indicator. Such investigation is performed on two fronts, one where design and construction errors are
introduced under scenarios where they are understood to be present, and another where the possibility
of occurrence of construction errors is investigated considering probabilistic models to describe human
error probabilities and error magnitudes. Single and multiple occurrences of errors are also discussed.
Finite element modelling, considered for non-linear structural analysis purposes, and surrogate
models are introduced as the backbone of the multiple structural reliability analysis performed. Finally,
the service life prediction of bridges considering carbonation-induced corrosion and the service life
reduction of bridges due to construction errors are carefully addressed.This work was partially financed by (i) national funds through FCT - Foundation for Science and
Technology, under grant agreement “PD/ BD/143003/2018” attributed to the PhD Candidate through
the iRail Doctoral program; and (ii) FCT/MCTES through national funds (PIDDAC) under the R&D Unit
Institute for Sustainability and Innovation in Structural Engineering (ISISE), under reference
UIDB/04029/2020
