Processos Construtivo de Pontes, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia Civil

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INSTITUTO DE ENSINO SUPERIOR DO ACRE – IESACRE

ENGENHARIA CIVIL

IDELZUITE MAIARA ABDALLAH

PROCESSOS CONSTRUTIVOS DE PONTES

RIO BRANCO-AC

IDELZUITE MAIARA ABDALLAH

PROCESSOS CONSTRUTIVOS DE PONTES

Trabalho apresentado como requisito para obtenção de nota parcial na disciplina Pontes, ministrada pelo professor Arides Rodrigues da faculdade Instituto de Ensino Superior do Acre-IESACRE. RIO BRANCO-ACRE 2019

1 INTRODUÇÃO

A partir da década de 40 a malha rodoviária começou a ser implantada, e nesta mesma época foram editadas as primeiras Normas Brasileiras que se referem ao cálculo e execução de estruturas de concreto armado. Mas foi na década de 70 que o Brasil experimentou um desenvolvimento intenso, em um período chamado “milagre econômico”, onde grandes investimentos estrangeiros proporcionaram a realização das grandes obras no país; entre elas as pontes. Esse crescimento acelerado gerou a necessidade de inovações, dentre elas se destacam as pontes, as quais necessitam de cuidados que vão além de um bom projeto, execução e utilização. Não há qualquer exagero em afirmar que as fundações significam o que existe de mais importante para a garantia da segurança de uma edificação. Por se tratarem de elementos estruturais que trabalham enterrados e/ou submersos, na maioria das vezes não acessíveis às vistorias, as fundações apresentam uma série de fatores dificultadores para a identificação de problemas que, muitas vezes, só são detectados quando já estão repercutindo na estrutura como um todo. No caso das pontes e viadutos, as fundações se revestem de uma importância especial, pela própria natureza e peculiaridades dessas obras que, de modo geral, estão expostas a condições ambientais totalmente adversas, são submetidas a condições de uso para as quais não foram projetadas e são carentes de manutenção ao longo da vida útil.

2 PONTES

2.1 DEFINIÇÃO

Como regra geral, pode-se definir uma ponte como uma construção que possui a finalidade de transpor obstáculos e dar continuidade a uma via, conforme Pfeil (1985). Esta é uma definição bastante generalizada, sendo que na literatura técnica são encontradas algumas classificações das pontes tendo em vista diversos aspectos: traçado da seção transversal, obstáculo transposto, número de vãos, materiais, natureza do tráfego e etc. Quando os obstáculos não são constituídos por água, as pontes são denominadas viadutos. As construções no ambiente aquático são de fundamental importância para a construção civil. Pontes são as principais obras construídas em contato direto com a água e esse tipo de obra necessita de cuidados que garantam a viabilidade da sua construção e a sua durabilidade ao longo do tempo. As fundações de seus pilares são construídas diretamente em contato com a água. 2 .2 ELEMENTOS CONSTITUINTES DAS PONTES A classificação dos elementos constituintes das pontes depende de cada autor. Leonhardt (1979) divide a estrutura da ponte em superestrutura e infra- estrutura. A superestrutura é contida de tabuleiro, vigas principais e secundárias, sendo que pilares, encontros e apoios fazem parte da infra-estrutura. A divisão utilizada neste trabalho é a de Mason (1977) e Pfeil (1985), a qual desmembra os elementos em três grupos: superestrutura, mesoestrutura e infra-estrutura. A superestrutura é dividida em estrutura principal (vigas e longarinas) e secundária (tabuleiro composto por laje, tábuas ou chapas metálicas) que recebe a ação direta das cargas. A mesoestrutura é composta por pilares e encontros, sua função é suportar as cargas advindas da superestrutura e transmiti-las para a fundação. A infra-estrutura são os elementos da fundação (blocos, estacas e tubulões), os quais transmitem as cargas para ao solo. Entre a superestrutura e a mesoestrutura encontram-se os aparelhos de apoio, cuja função é permitir os movimentos da superestrutura e transmitir as cargas para os pilares e encontros.

de aço podem ser formadas por perfis laminados, soldados ou de chapa dobrada, simples ou compostos. As estacas de concreto podem ser pré-moldadas ou moldadas no local. As pré-moldadas podem ser em concreto armado ou protendido. As estacas de concreto moldadas no local são normalmente executadas com auxílio de um tubo metálico, que pode ser recuperável ou perdido. 2.2.1.1.2 Tubulões Tubulões são peças cilíndricas, que podem ser executadas a céu aberto ou sob ar comprimido e ter ou não a base alargada. Podem ser executadas sem ou com revestimento, de concreto ou aço, neste caso a camisa pode ser perdida ou recuperada. A fundação por tubulão pode ser classificada como fundação profunda, pois ao longo do fuste pode ocorrer transferência de carga entre o solo e o fuste do tubulão. Porém, como comenta Cinta et al (2003) “na prática profissional brasileira de projeto de fundações, há a tradição de não calcular a parcela de resistência lateral, supondo a nula ou apenas o suficiente para equilibrar o peso próprio do tubulão, mesmo no caso de tubulões a céu-aberto”. A fundação por tubulão é um poço escavado no terreno com auxílio de uma camisa metálica ou de concreto, no qual se faz um alargamento na base, e posteriormente preenchido com concreto. A camisa metálica é um tubo de aço que é cravado no terreno antes de se iniciar a escavação. A camisa de concreto é “cravada” no terreno simultaneamente com a escavação do poço; é executada em segmentos que vão sendo moldados na parte superior, à medida que a camisa desce no poço. Acima do nível d’água, ou em terrenos pouco permeáveis, a escavação pode ser feita a céu aberto. Não sendo possível escavar-se a céu aberto, devido à infiltração de água, fecha-se a parte superior da camisa com uma campânula especial e injetasse ar comprimido no interior. A pressão do ar expulsa a água, permitindo o trabalho a seco. 2.2.1.1. 3 Caixões Elemento de forma prismática, concretado na superfície e instalado por escavação interna, usa-se ou não ar comprimido, podendo ter ou não a base alargada.

É uma fundação de grande porte, formada por uma caixa retangular de aço ou de concreto, dentro da qual o terreno é escavado, a céu aberto ou com auxílio de ar comprimido; o caixão vai penetrando no solo, acompanhado a escavação, até atingir o solo resistente; posteriormente é feita a concretagem do interior do caixão escavado. 2.2. 1. 2 Fundações Diretas Segundo a NBR 6122/96, fundação direta é aquela em que a carga é transmitida ao solo, predominantemente pelas tensões distribuídas sob a base do elemento estrutural de fundação. Na prática, a fundação direta é economicamente viável quando o solo em pequena profundidade é relativamente resistente, com tensão admissível de no mínimo 300 kPa; além disso, é necessário que o terreno não seja sujeito a recalques. Pode ser de dois tipos: sapata rígida e sapata flexível. 2.3 CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES Pode seguir vários critérios conforme apontado por diversos autores como Pfeil (1985), Leonhardt (1979) e El Debs e Takeya (2003). Dentre elas podemos destacar: natureza do tráfego, material da superestrutura, planimetria, altimetria, comprimento, esquema estrutural da superestrutura, posição do tabuleiro, seção transversal, processo construtivo, período de utilização e conforme as cargas móveis.

• Quanto à natureza do tráfego as pontes se classificam em pontes rodoviárias, ferroviárias, passarelas, aeroviárias, canais e mistas. São mistas quando comportam dois tipos de tráfego.
• Quanto ao material da superestrutura, deve-se considerar que cada tipo de material apresentará concepções estruturais particulares, segundo os autores citados acima os mais utilizados são: alvenaria de tijolos; alvenaria de pedra; aço; concreto simples; concreto armado; concreto protendido; mistas (aço/concreto e madeira/concreto); madeira. Nas pontes estudadas, destacam se a utilização do concreto armado e concreto protendido.
• Quanto a planimetria é em função do traçado da via e das condições de interferência no local da obra. Podem ser classificadas em retas: possuem

de Estradas de Rodagem – DNER (1996) classifica em dois grupos: Elementos de campo e elementos básicos de projeto. 2.4.1 Elementos de campo Segundo o manual de projeto de obras-de-arte especiais – DNER (1996), segue abaixo resumidamente os principais elementos de campo necessário para a execução de um projeto de obra-de-arte especial:

• Uma planta de situação mostrando o traçado do trecho da rodovia onde será implantada a obra bem como os obstáculos a serem transpostos;
• Uma seção longitudinal do terreno ao longo do eixo da ponte a ser projetada, juntamente com o perfil da rodovia e os gabaritos ou seções de vazão a serem atendidos;
• As características geotécnicas e geológicas do solo de fundação;
• As condições dos locais de acesso para transporte de equipamentos, materiais e elementos estruturais;
• A disponibilidade de água, energia elétrica e mão-de-obra especializada;
• As características locais principais, como níveis mínimos e máximos das águas, ocorrências de inundações ou secas, e amplitude de variação brusca de temperaturas;
• A topografia geral da área, se a região é plana, ondulada ou montanhosa, as características da vegetação, a proximidade ou não de regiões urbanas;
• As condições de agressividade do meio ambiente, visando estudos de durabilidade. 2.4.2 Ações permanentes Consideradas como ações constantes ao longo da vida útil da obra. Também são consideradas permanentes as que crescem no tempo, tendendo a um valor limite constante. Compreendem algumas ações que podem ser mencionadas entre outras, como:

• as cargas provenientes do peso próprio dos elementos estruturais;
• as cargas provenientes do peso da pavimentação, dos revestimentos, das barreiras, dos guarda rodas, dos guarda corpos e de dispositivos de sinalização;
• os empuxos de solo e de líquidos;
• as forças de protensão;
• as deformações impostas, isto é, provocadas por fluência e retração do concreto, por variações de temperatura e por deslocamentos de apoios. 2.4. 3 Ações variáveis Consideradas como ações inconstantes. Tais como:
• Cargas móveis: em pontes rodoviárias, objeto desse trabalho, é a principal ação a ser considerada, definida na ABNT (NBR-7188/84 – Carga móvel em ponte rodoviária e passarela de pedestres). Estas cargas são provenientes dos impactos dos veículos transmitidos à obra. De acordo com Marchetti (2008), as demais ações variáveis não são consideradas necessariamente em qualquer tipo de ponte. Sendo assim, serão comentadas brevemente.
• Força centrífuga: Todo corpo (carga móvel) de massa m em movimento estará sujeito a uma força centrífuga quando percorrer uma trajetória curva de raio R em uma velocidade v. Deve ser considerada em pontes rodoviárias em curva.
• Efeito da frenação e da aceleração: Segundo Marchetti (2008), devem ser tomadas no centro de cisalhamento da seção transversal para não haver torção nos pilares.
• Cargas de construção: Provenientes de equipamentos e estruturas auxiliares de montagem e de lançamento de elementos estruturais e seus efeitos em cada etapa executiva da obra.
• Carga de vento: Segundo a Norma NBR-2:1961, utilizadas por alguns autores (Takeya e ElDebs (2003) e Marchetti (2008)), ela é considerada uma força horizontal agindo normalmente ao eixo da estrutura e uniformemente distribuído ao longo desse eixo. Comentam ainda que o efeito do vento na

descuido no dimensionamento de tais escoramentos gera acidentes catastróficos.

• Fôrmas sobre escoramento deslizantes: neste processo as formas deslizam de um vão para o outro sendo prático para pontes onde o terreno é plano, solo resistente e mais de três vãos.
• Balanços sucessivos com concreto moldado in sito : neste processo, a partir de um conjunto de fôrmas executadas em balanço, concreta-se a cada 3 dias aproximadamente um tramo de 3 a 5m de extensão. Antes do escoramento ser deslocado para frente os cabos de protensão superior são mobilizados para resistir as cargas. Vãos vizinhos são executados para que haja um contrabalanceamento, sendo que a estabilidade do processo é garantida mediante um engastamento perfeito. Este método pode utilizar também as chamadas treliças de lançamento.

CONCLUSÃO

Pontes são obras de arte especiais, grandes estruturas que necessitam de segurança, zelo e reponsabilidade quanto ao seu projeto e sua execução. Podemos consideram as fundações – sua infraestrutura – como a parte mais importante de toda a sua estrutura. As fundações farão o contato direto e a transmissão de cargas da estrutura para o solo, sendo assim fundamental na sua estabilidade e funcionalidade. O conhecimento sobre os tipos de fundações utilizados para este fim se faz extremamente necessários, pois uma falha nesta fase de projeto e execução pode custar a funcionalidade de toda a estrutura. A importância de um projeto elaborado em princípios sólidos, envolvendo uma equipe técnica em diversas áreas para que os pontos de interferência sejam todos avaliados, resulta na execução de projeto funcional, econômico, estético e ambiental.