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Pontes e Estruturas Especiais
Processos Construtivos Elementos para Elaboração de Projetos Solicitações nas Pontes Superestrutura de pontes
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PROCESSOS CONSTRUTIVOS
• Construção com concreto moldado no local, com cimbramento fixo;
• Construção com elementos pré-moldados;
• Construção com balanços sucessivos;
• Construção com deslocamentos progressivos.
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Construção com concreto moldado no
local, com cimbramento fixo
• Necessita de escoramento para sua execução;
• Local da construção do viaduto ou ponte deve ter espaço
e condições para montagem do escoramento.
Não é recomendado para:
• Altura de escoramento elevada (pilar com altura maior que
15 metros);
• Leitos de água profundos e largos, sem regimes bem
definidos e com correnteza forte (velocidade da água acima
de 3 metros por segundo);
• Obras de grande comprimento (acima de 400 metros);
• Execução lenta e, portando, não é recomendada para
cronogramas apertados.
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Construção com concreto moldado no
local, com cimbramento fixo
Escoramento metálico:
• Pequena mão-de-obra de montagem e desmontagem;
• Grande capacidade portante, permitindo a execução
de vãos grandes, torres elevadas etc.;
• Possibilidade de repetidas utilizações mediante
padronização dos elementos;
• O preço da madeira subiu mais que o dos outros
materiais tornando-a menos competitiva;
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Construção com concreto moldado no
local, com cimbramento fixo
Cuidados:
• A retirada do escoramento deve ser
realizada de tal modo a não produzir
solicitações prejudiciais à estrutura da
ponte;
• Cuidados durante a concretagem com
relação aos possíveis recalques e
deformações;
• Após a desmontagem do escoramento,
realizar a desforma do centro para os
apoios de cada vão;
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Construção com elementos pré-
moldados
A construção com elementos
pré-moldados consiste no
lançamento de vigas pré-
moldadas por meio de
dispositivo adequado, seguido
da aplicação de parcela
adicional de concreto moldado
no local, eliminando ou
reduzindo o cimbramento.
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Construção com elementos pré-moldados
Características:
• Recomendado para vãos entre 25 e 45 metros;
• Rápida execução da obra, pois, a superestrutura
e mesoestrutura podem ser executadas
simultaneamente;
• Altura de escoramento elevada;
• Recomendado em casos de viadutos sobre vias
movimentadas em que não é possível ser feito o
escoramento das vigas;
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Construção com elementos pré-moldados
Lançamento com auxílio de treliças
Possível para vãos de até 45 metros e vigas com até 120 toneladas.
Em casos de trechos curvos e rampas máximas de até 5% este
processo também é possível de ser executado.
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Construção com elementos pré-moldados
Lançamento com guindaste
• Este processo é aplicável para peso de vigas até 300 toneladas;
• É necessário que se tenha espaço suficiente no local da obra
para seu posicionamento e resistência no terreno para sustentar
o guindaste;
• O greide da obra deve ser compatível com o comprimento e
altura da lança do guindaste.
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Construção com balanços sucessivos • A construção das pontes em balanços sucessivos é feita a partir
dos lados dos pilares, em segmentos;
• A fôrma para a moldagem de cada segmento é sustentada pelo
segmento anterior, sendo, portanto necessário que o concreto
desse segmento anterior esteja com a resistência adequada.
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Construção com balanços sucessivos
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Construção com deslocamentos progressivos
• A construção com deslocamentos progressivos consiste na
execução da ponte em segmentos, em local apropriado junto à
cabeceira da ponte;
• à medida que o concreto de cada segmento vai adquirindo a
resistência adequada, a ponte é progressivamente deslocada
para o local definitivo, também eliminando ou reduzindo o
cimbramento.
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Construção com deslocamentos progressivos
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ELEMENTOS PARA ELABORAÇÃO DE PROJETOS
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Elementos para elaboração de projetos
• Informações sobre a geometria;
• Informações topográficas;
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Elementos para elaboração de projetos
• Informações hidráulicas/hidrológicas;
• Informações geotécnicas;
• Informações das condições locais.
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Elementos para elaboração de projetos
O projeto das pontes deve incluir também:
a)Dispositivos de proteção (defensas, guarda-
corpos, etc.);
b)Dispositivos de transição (laje de transição,
encontros, alas, cortinas, etc.);
c)Juntas de dilatação (quando for o caso);
d)Drenagem (elementos de captação, drenagem
internas, pingadeiras, etc.);
e)Pavimentação;
f)Plano de manutenção e programa de inspeção.
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SOLICITAÇÕES NAS PONTES
• Solicitações provocadas pelo peso da estrutura (carga permanente);
• Solicitações produzidas pelos elementos naturais;
• Solicitações produzidas por deformações internas
• Solicitações provocadas pelas cargas úteis;
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Carga Permanente
• Pavimentação;
• Guarda-corpo;
• Guarda-rodas;
• Postes;
• Canalizações, etc;
Concreto armado 2,50 t/m3
Concreto simples 2,20 t/m3
Pavimento asfáltico 2,40 t/m3
Aço 7,85 t/m3
Brita compactada com rolo 1,90 t/m3
Madeira 0,80 t/m3
Alvenaria de pedra 2,70 t/m3
Ferro fundido 7,80 t/m3
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Solicitações produzidas pelos
elementos naturais
Os elementos naturais em contato com a ponte (ar, água,
terra) exercem pressões sobre a estrutura:
• Em pontes com pilares de grande altura (por exemplo, 50
m a 100 m), as solicitações provocadas pelo vento têm
grande importância no dimensionamento dos pilares.
• Em pontes com pilares em rios sujeitos a grandes
enchentes, a pressão da água gera solicitações
consideráveis nos pilares.
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Solicitações produzidas pelos
elementos naturais
Os elementos naturais em contato com a ponte (ar, água,
terra) exercem pressões sobre a estrutura:
• Os empuxos de terra são produzidos pelos aterros de
acesso à obra, dando origem a esforços horizontais
absorvidos pelos encontros ou pilares da ponte.
• Os deslocamentos das fundações, provocados por
deformação do terreno, podem produzir solicitações nas
obras com estrutura estaticamente indeterminada.
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Solicitações produzidos por
deformações internas
As deformações internas dos materiais estruturais,
produzidos por variações de temperatura, retração ou
fluência do concreto, originam solicitações horizontais por
vezes importantes, cuja consideração é exigida na análise de
estabilidade das obras.
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Carga Móvel
Cargas rodoviárias de cálculo,
em serviço
A carga móvel rodoviária
padrão TB-450 é definida por
um veículo tipo de 450 kN,
com seis rodas, P = 75 kN,
três eixos de cargas
afastados entre si em 1,5 m,
com área de ocupação de
18,0 m2, circundada por uma
carga uniformemente
distribuída constante p = 5
kN/m2
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Carga Móvel
• A carga móvel assume qualquer posição em toda a pista
rodoviária com as rodas na posição mais desfavorável,
inclusive acostamento e faixas de segurança;
• A carga distribuída deve ser aplicada na posição mais
desfavorável, independentemente das faixas
rodoviárias;
• Para obras em estradas vicinais municipais de uma faixa
e obras particulares, a critério da autoridade
competente, a carga móvel rodoviária é no mínimo igual
ao tipo TB-240;
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Carga Móvel
Cargas nos passeios
• Nos passeios para pedestres das pontes e viadutos,
adotar carga uniformemente distribuída de 3 kN/m2 na
posição mais desfavorável concomitantemente com a
carga móvel rodoviária;
• As ações sobre os elementos estruturais dos passeios
não são ponderadas pelos coeficientes de majoração.
• Todos os passeios de pontes e viadutos devem ser
protegidos por dispositivos de contenção.
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Carga Móvel
Coeficientes de ponderação das cargas verticais
Coeficiente de impacto vertical (φ)
φ = 1,35 para estruturas com vão menor do que 10,0 m
Onde
Liv é o vão em metros para o cálculo de φ, conforme o tipo de estrutura,
Sendo:
• Liv = usado para estruturas de vão isostático. Liv: média aritmética
dos vãos nos casos de vãos contínuos;
• Liv = é o comprimento do próprio balanço para estruturas em
balanço;
• L = é o vão, expresso em metros (m).
50
2006,11
Liv
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Carga Móvel
Coeficientes de ponderação das cargas verticais
Coeficiente de número de faixas (φ1)
Onde
• n = é o número (inteiro) de faixas de tráfego rodoviário a serem
carregadas sobre um tabuleiro transversalmente contínuo.
Coeficiente de impacto adicional (φ2)
• φ2 = 1,25 para obras em concreto ou mistas;
• φ2 = 1,15 para obras em aço.
9,0205,011 n
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SUPERESTRUTURA DAS PONTES
Lajes do tabuleiro;
Vigamento do tabuleiro;
Passeios de pedestres, guarda corpos e barreiras;
Cortinas e alas;
Laje de transição;
Juntas de dilatação;
Sistema de drenagem;
Pista de rolamento dos veículos.
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Superestrutura de pontes
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Superestrutura de pontes
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Superestrutura de pontes
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Superestrutura de pontes
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DIMENSIONAMENTO DAS VIGAS
PRINCIPAIS
Determinação do Trem-tipo
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Determinação do Trem-tipo
Denomina-se trem-tipo de uma longarina o quinhão de
carga produzido nela pelas cargas móveis de cálculo,
colocadas na largura do tabuleiro, na posição mais
desfavorável para a longarina em estudo;
O trem-tipo é o carregamento de cálculo de uma
longarina levando-se em consideração a geometria da
seção transversal da ponte, como, por exemplo, o
número e o espaçamento das longarinas e a posição da
laje do tabuleiro.
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Idealização para o cálculo das
solicitações
Superestrutura decomposta em elementos lineares
(as vigas) e de superfície (as lajes), de modo a
permitir o seu cálculo manual;
Colocam-se as cargas móveis numa seção próxima
ao meio do vão, na posição transversal mais
desfavorável para a viga estudada, e obtém-se o
seu trem-tipo;
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Determinação do Trem-tipo
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Determinação do Trem-tipo
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Determinação do Trem-tipo
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Idealização para o cálculo das
solicitações
As ações em razão do peso próprio para seção
transversal com duas vigas: cada uma recebe metade
do peso próprio da superestrutura;
Os esforços decorrentes do peso próprio e da carga
móvel são calculados em diversas seções de cálculo
ao longo da viga;
O número de seções adotadas em cada tramo varia
com o seu vão, podendo-se adotar cinco seções para
vãos pequenos (da ordem de 10 m a 15 m) e dez
seções para vãos médios (da ordem de 25 m a 30 m).
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Determinação do Trem-tipo
As cargas móveis podem ocupar qualquer
posição sobre o tabuleiro da ponte;
Para cada longarina, é necessário procurar a
posição do carregamento que provoque a
máxima solicitação em cada uma das seções de
cálculo.
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Exemplo Calcular o trem-tipo para a longarina 1 da ponte abaixo.
Dados:
• Ponte classe 45; Pista com duas faixas de tráfego; Ponte em concreto armado