Comparative numerical analysis between integral and conventional reinforced concrete bridges subjected to indirect effect of temperature

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5216/reec.v21i1.77221

Keywords:

Thermal effect, Integral bridges, Temperature variation

Abstract

ABSTRACT: This article presents a comparative analysis between the structural behavior of integral, semi-integral abutment and conventional bridges to verify the variation of bending moments resulting from the indirect action of a thermal gradient. For this, a numerical analysis was performed using the finite element method (FEM), considering the three different structural systems mentioned. Moreover, soil deformability was considered through soil-structure interaction (SSI), using p-y curves, in which the soil adjacent to the foundations was represented by a set of horizontal springs, with non-linear behavior, and, in the case of landfill soil adjacent to the abutment, by linear springs. Then, a comparison was made between the results obtained through the different structural systems, as well as the comparison of the results obtained through the FEM, with the analytical models. The results showed that, for integral bridges and semi-integral abutment bridges, the effects of the thermal gradient caused significant increases in internal forces, representing an unfavorable effect that must be considered on the design of these structural systems. Additionally, for the conventional bridges, the effects of the gradient provoked negative moments in the isostatic spans, characterizing a favorable behavior, however inferior when compared to the effects on integral systems.

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Author Biographies

  • Pedro Mitzcun Coutinho, Federal University of Rio Grande do Norte. Natal, Rio Grande do Norte, Brazil - pedromitzcun@gmail.com

    Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (2007) e Mestrado em Engenharia Civil na Área de Estruturas pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (2019). Atualmente é engenheiro civil da Universidade Federal Fluminense (servidor público). Também exerce o cargo de sócio-cotista na empresa Concetto Engenharia Estrutural. 

  • Karen Andreza Marcelino, Department of Civil, Construction, and Environmental Engineering - North Carolina State University (NCSU), North Carolina - EUA - karen.marcelino.106@ufrn.edu.br

    Doutoranda no CCEE (Department of Civil, Construction, and Environmental Engineering), na North Carolina State University (NCSU). Possui curso técnico em Geologia pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN), é graduada em Engenheira Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), com bolsa de Iniciação Científica do CNPq, e Mestre em Engenharia Civil e Ambiental pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental da UFRN (PPCivAm/UFRN), com ênfase na área de Estruturas

  • José Neres da Silva Filho, epartment of Civil and Environmental Engineering of the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN). Natal, Rio Grande do Norte - Brazil. jneres@ect.ufrn.br

    Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Viçosa - UFV (1996), Mestrado em Estruturas e Construção Civil pela Universidade de Brasília - UnB (2002), Doutorado em Estruturas e Construção Civil pela Universidade de Brasília - UnB (2005) com parte do doutoramento realizado na North Carolina State University NCSU - USA (2002/2003) e MBA EXECUTIVO em Gerência e Controle de Projetos pela Universidade Gama Filho - UGF (2007). Foi consultor do DNIT em Obras de Arte Especiais - Convênio SISCON (Pontes, Estruturas de Contenção e Viadutos). Foi Professor Adjunto e Diretor de Planejamento e Infraestrutura da Universidade Federal de Roraima - UFRR, atuando na coordenação do planejamento e construção das obras de Reestruturação Universitária (REUNI) e na presidência de comissões de licitações (CPL-UFRR). Foi Consultor do Conselho de Trânsito do Estado de Roraima (CETRAN-RR). Foi Professor Adjunto da Escola de Ciências e Tecnologia da UFRN e da Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFRN. Atualmente é Professor Titular do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da UFRN e Professor Convidado do curso de Formação de Especialista em Estruturas de Concreto Armado da Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP.

  • Daniel Nelson Maciel, Department of Civil and Environmental Engineering of the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN). Natal, Rio Grande do Norte - Brazil. daniel.maciel@ufrn.br

    Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (2000), mestrado em Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (2003) e doutorado em Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (2008) com estágio de doutorado na Universidade de Cambridge, Reino Unido.Atuou como engenheiro de Estruturas Aeronáuticas (Stress Engineer) nas empresas Akaer Engenharia, Aernnova Engeneering e Boeing Company. Atualmente é Professor Associado do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da UFRN.

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Published

2026-06-28

Issue

Vol. 21 No. 1 (2026): [REEC] Revista Eletrônica de Engenharia Civil - Vol. 21, n° 1, 2026

Section

Estruturas

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How to Cite

COUTINHO, P. M. et al. Comparative numerical analysis between integral and conventional reinforced concrete bridges subjected to indirect effect of temperature. REEC - Revista Eletrônica de Engenharia Civil, v. 21, n. 1, p. 13–30, 28 Jun.2026.