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PONTES E GRANDES ESTRUTURAS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM > Definir os principais métodos construtivos de pontes em geral. > Identificar os métodos executivos de pontes com cimbramento fixo e móvel. > Reconhecer as técnicas de execução de balanços e deslocamentos sucessivos. Introdução As pontes são empreendimentos que têm muitas especificidades e as suas cons- truções exigem conhecimento aprofundado nesse tipo de estrutura. Para garantir que o projeto de uma ponte seja executável, já em sua concepção, é preciso decidir pelo processo executivo ou delimitação entre processos possíveis. Depen- dendo da extensão da ponte e das características da região onde será construída, os processos executivos podem ser bastante diferentes. Por exemplo, as soluções possíveis para um pontilhão sobre um pequeno córrego serão muito distintas daquelas de uma ponte que atravessa um braço de mar ou um viaduto que passa sobre uma movimentada rodovia. Neste capítulo, você estudará os tipos de execução mais comuns para pontes e viadutos. Em seguida, verá como é o processo que utiliza cimbramentos fixo e móvel. Por fim, conhecerá técnicas para a execução de métodos mais complexos, que são os balanços sucessivos e o deslocamento progressivo. Processos construtivos de pontes Rebeca Jéssica Schmitz Métodos executivos: um panorama geral Os métodos executivos têm grande influência na decisão pela seção trans- versal da ponte e na escolha do sistema estrutural adequado, e, por isso, é importante conhecê-los bem. Segundo Vitório (2002), o sistema de pontes em viga simplesmente apoiadas, normalmente, leva à facilidade de execução e à economia quando as vigas forem pré-fabricadas. Mas quais são os métodos executivos mais recorrentes para a construção das pontes? Leonhardt (1979) apresenta os processos executivos de pontes fazendo uma divisão entre pontes moldadas in loco e com elementos pré-moldados. Entre os processos para pontes moldadas in loco estão formas com escoramentos fixos, formas com escoramentos deslizantes e balanços sucessivos. Já para as pontes com elementos pré-moldados, o autor indica, para elementos únicos, método de balanços sucessivos para peças segmentadas e, por fim, método de deslocamento progressivo. Pinho (2005) apresenta métodos executivos como montagem com guin- dastes feita pelo solo, montagem com guindastes por balsa, montagem por lançamento (deslocamento progressivo) e montagem por balanços sucessivos. Com base nos exemplos dos autores citados, nesta seção, você estudará os seguintes processos: � moldagem in loco (cimbramentos fixo e móvel); � montagem com guindastes (pontes com elementos pré-moldados); � método dos balanços sucessivos (moldagem in loco ou elementos pré-moldados); � método de deslocamento progressivo. Elementos em concreto armado pré-moldado têm se restringido a compo- nentes da superestrutura. Entretanto, com a evolução constante na execução das obras de arte, tem-se exemplos em que a pré-fabricação foi a base para boa parte dos elementos estruturais. Um exemplo disso é a pré-fabricação utilizada na construção da nova ponte sobre o Rio Guaíba, em Porto Alegre, no Rio Grande do Sul. Com extensão de 7,3 quilômetros, o projeto contou com soluções diversificadas para trechos no solo e trechos sobre o Guaíba e seus braços. Entre os elementos pré-fabricados tem-se: � estacas em concreto (centrifugada protendida e de seção quadrada); � estacas metálicas; � paredes dos blocos de coroamento; Processos construtivos de pontes2 � pilares fora da região do vão central (seção circular e retangular em trechos encaixáveis); � vigas travessa; vigas longarinas com variadas seções; � aduelas pré-fabricadas para o vão central em processo de balanços sucessivos; � mãos francesas para o vão central; � lajes com toda a altura pré-fabricada e apenas concretagem das emen- das e conexões; � guarda-rodas. Na Figura 1, observe o vão sobre o Guaíba ainda durante o processo executivo. Figura 1. Ponte sobre o Guaíba em fase de execução. Fonte: Consórcio Ponte do Guaíba ([2015], documento on-line). Para o processo de moldagem in loco com uso de escoramento fixo, pode- -se utilizar madeira para o escoramento, porém há maior tendência para o uso de escoras metálicas. Uma questão importante é verificar a oferta de materiais na região de construção da ponte, pois, caso seja escolhida uma tecnologia que não está disponível nas proximidades, os custos de transporte Processos construtivos de pontes 3 devem ser embutidos no cômputo geral. Apesar de esse processo parecer mais simples, é importante destacar que o dimensionamento das formas de escoramento bem como a sua retirada são questões críticas e que merecem atenção especial (LEONHARDT, 1979). Ainda, existe a possibilidade do uso de cimbramento móvel. Para esse caso, Leonhardt (1979) destaca como opção o escoramento deslizante apoiado no terreno, porém isso só é viável quando o terreno for plano, o solo for resistente e a ponte não estiver muito acima do nível do terreno. Alternativamente, ainda dentro da metodologia de cimbramento móvel, pode-se usar treliça de escoramento, conforme ilustrado na Figura 2. Os processos de moldagem in loco com cimbramentos fixo e móvel serão discutidos com mais detalhes na próxima seção. Figura 2. Concretagem in loco com uso de treliça para escoramento. Fonte: Adaptada de Leonhardt (1979). Por ocasião do avanço Trecho pronto Treliça metálica de escoramento Conforme Pinho (2005), a montagem por guindastes pode ser feita tanto em solo quanto sobre balsa. É importante destacar que esses processos são possíveis para elementos que não sejam moldados no local, podendo-se ter elementos pré-moldados em concreto, seção mista ou perfil em aço e laje pré-fabricada em concreto. A montagem em solo se aplica a viadutos, pas- sarelas e trechos secos nas cabeceiras das pontes ou até mesmo em pontes de pequeno vão. Neste último caso, Gadelho (2008) comenta que a distância entre o ponto de posicionamento do guindaste e das vigas está limitada à capacidade e ao comprimento da lança do guindaste. Na Figura 3, observe o caso de um viaduto (ou travessia elevada) com múltiplos vãos, utilizando diversas gruas. O uso de gruas não é tão comum em pontes, pois normalmente a movimentação das cargas ocorre em um curto período; assim, é preferível o uso de guindastes, entretanto a premissa do processo é a mesma. Processos construtivos de pontes4 Figura 3. Montagem de viaduto por meio de gruas. Fonte: Robert Cernohlavek/Shutterstock.com. Conforme Gadelho (2008), a opção por uso de guindastes é interessante para pontes de pequeno porte e viadutos com as seguintes restrições: impos- sibilidade de fazer escoramento porque isso interrompe o tráfego na parte inferior do futuro viaduto; impossibilidade de se trabalhar na superestrutura com o tráfego fluindo na parte inferior do viaduto devido à segurança; caso não tenha disponibilidade de guindaste; caso haja possibilidade de interromper o fluxo de veículos sob o futuro viaduto apenas em um curto período de tempo. Opta-se pela montagem por balsa quando a estrutura estiver sobre um corpo d’água, caso em que se usa o guindaste sobre a balsa. Ainda, pode ser necessária mais de uma balsa, pois, em determinados casos, o guindaste ocupa uma balsa enquanto as peças são transportadas em outra. Nesse sentido, Pinho (2005, documento on-line) adverte: A montagem por balsa quase sempre se faz em locais onde há ondas ou correnteza. Nesta situação as balsas devem ser ancoradas às margens ou à base da ponte para manter em a posição e a estabilidade, principalmente quando a peça da ponte estiver para ser de positada sobre os pilares. Qualquer movimen to imprevisto neste momento pode representar grave risco para os montadores. Processos construtivos de pontes 5 Em situações em que o escoramento não pode ser realizado e é necessário vãos maiores do que aqueles possíveis para vigas pré-moldadasem concreto protendido, Gadelha (2009) recomenda o sistema de balanços sucessivos. Nesse método, tem-se o avanço da execução em pequenos trechos (aduelas), sendo iniciado a partir dos pilares, evoluindo na direção do centro do vão de forma que se tenha pelo menos duas frentes de trabalho. Ao final, as duas frentes se encontram com a aduela de fechamento, finalizando o vão. Na Figura 4, veja uma situação característica desse processo, em que uma frente de trabalho está se aproximando da outra. Figura 4. Ponte sendo executada em balanços sucessivos. Fonte: Sergieiev/Shutterstock.com. Por fim, o processo de deslocamento progressivo se trata da concretagem da superestrutura em formas fixas, em segmentos de 10 a 30 m de exten- são. Nessa superestrutura, é feita a montagem de armaduras, concretagem, a protensão de parte dos cabos e, depois da protensão, são retiradas as formas. Após esse processo inicial, a parcela que estiver pronta é empurrada por meio de macacos hidráulicos para a posição final (LEONHARDT, 1979). Processos construtivos de pontes6 Segundo Leonhardt (1979), também são utilizados apoios deslizantes com Teflon sobre os pilares e apoios em que se tem o acoplamento de uma treliça na frente do trecho empurrado, a fim de reduzir o comprimento de estrutura em balanço durante o processo. Para melhor entendimento do processo, observe na Figura 5 os pilares e a estrutura na parte superior sendo empurrada com o avanço da esquerda para a direita. Figura 5. Viaduto de Millau com parte da estrutura sendo empurrada. Fonte: Millau Viaduct (2005, documento on-line). Na próxima seção deste capítulo, serão abordados com mais detalhes os processos de balanços sucessivos e de deslocamento progressivo. Métodos com uso de cimbramentos fixo e móvel A adoção de cimbramento fixo ou de cimbramento móvel está relacionada às condições do terreno. Segundo Leonhardt (1979), para situações em que se utiliza cimbramento fixo, é necessário apoiá-lo de forma segura e firme no terreno. Nesse contexto, deve-se evitar a compressão de juntas previstas na estrutura e, para isso, pode-se utilizar o preenchimento com argamassa, que depois pode ser facilmente removida. Processos construtivos de pontes 7 Uma etapa muito importante é o dimensionamento das formas e escora- mentos para garantir segurança durante a concretagem, sendo que a dimensão dos elementos estruturais deve estar de acordo com o que está previsto no projeto. Ainda conforme Leonhartdt (1979, p. 41-42): Os escoramentos, na maioria dos casos, são dimensionados economicamente, aproveitando-se integralmente sua capacidade resistente e, consequentemente, deformam-se bastante sob a ação do pesado carregamento ocasionado pelo concreto. O concreto, porém, durante seu endurecimento, é muito sensível a estas deformações e fissura-se facilmente. Para evitar que ocorram deformações indesejadas nas formas e nas dimen- sões e para que os formatos dos elementos estruturais fiquem de acordo com o projeto, recomendam-se alguns cuidados, tanto durante a fase de projeto do cimbramento quanto durante a execução, sendo eles: � cálculo da deformação esperada para o cimbramento; � divisão da concretagem em etapas; � definição de uma sequência de concretagem considerando a deforma- ção esperada para o cimbramento; � atenção à exposição solar excessiva do cimbramento, que pode vir a se deformar por variação de temperatura; � controle do escoramento em vistas a recalques. Pode ser necessário prever contraflecha no cimbramento a fim de garantir que ele assuma a forma desejada quando receber o peso do concreto fresco, propiciando a planicidade dos elementos estruturais. Exemplo 1 A ponte Ernesto Dornelles, localizada no Rio das Antas, entre os municípios de Bento Gonçalves e Veranópolis, no Rio Grande do Sul, é um exemplo de uma ponte em arco que foi executada com o uso de cimbramento fixo. Na Figura 6, observe a imagem da fase de construção da ponte. Nela, pode-se observar quatro apoios centrais com base em alvenaria, seguidos de estrutura em madeira construída exclusivamente para a ponte. Processos construtivos de pontes8 Figura 6. Construção da ponte Ernesto Dornelles com uso de cimbramento fixo. Fonte: Detogni (2006, documento on-line). Na Figura 7, observe a ponte executada, sem apoios intermediários, com um vão de 287,7 m. A execução dessa ponte ocorreu entre os anos de 1942 e 1952, e, durante esse intervalo, uma cheia no Rio das Antas acabou levando ao desabamento da construção, vitimando inúmeros operários. Figura 7. Vista da ponte Ernesto Dornelles. Fonte: Detogni (2006, documento on-line). Processos construtivos de pontes 9 O uso de cimbramento móvel apoiado sobre o terreno normalmente se mostra vantajoso quando se tem mais do que três vãos de ponte com a mesma seção transversal. Na Figura 8, observe essa metodologia, que é utilizada quando o terreno é resistente, pouco acidentado e está a uma distância vertical relativamente pequena da ponte. Figura 8. Metodologia de cimbramento móvel apoiado no terreno. Fonte: Leonhardt (1979, p. 40). Junta de acoplamento Escoramento deslizante Fôrma Pilar individual Uma alternativa ao escoramento apoiado em solo é o escoramento feito com treliças metálicas apoiadas nos pilares da própria estrutura. Nessa metodologia, tem-se a concretagem de um trecho da viga, que fica em uma região central da treliça, com prolongamento adiante e atrás para garantir a estabilidade. Com o endurecimento desse trecho, as formas são desprendidas do concreto por meio de parafusos ou hidraulicamente, e a treliça avança para execução do próximo trecho (LEONHARDT, 1979). Exemplo 2 O método do cimbramento móvel por meio de treliças foi utilizado para a execução do trecho leste do Rodoanel Mário Covas, em São Paulo. A traves- sia tem 43,5 km e passa pelos municípios de Arujá, Itaquaquecetuba, Mauá, Poá, Ribeirão Pires e Suzano, atendendo a 48 mil veículos por dia. Nesse empreendimento, são, ao todo, 16 km de pontes e viadutos (CICHINELLI, 2014). Na Figura 9, observe um trecho sendo executado e a treliça utilizada. Processos construtivos de pontes10 Figura 9. Execução de travessia elevada com uso de cimbramento móvel. Fonte: Cichinelli (2014, documento on-line). Balanços sucessivos e deslocamento progressivo Avaliando de uma forma geral os processos executivos de pontes apresenta- dos até o momento neste capítulo, os balanços sucessivos e o deslocamento progressivo são os processos que envolvem maior complexidade na execução. Portanto, é indispensável que, na elaboração do projeto, sejam analisadas todas as etapas executivas previstas, pois as estruturas estarão sujeitas a esforços expressivos bastante diferentes daqueles esforços da estrutura em uso. Para compreender cada um desses processos, esta seção foi dividida em duas subseções: balanços sucessivos e deslocamento progressivo. Balanços sucessivos A opção por balanços sucessivos abrange três possibilidades: moldada in loco, pré-moldada em concreto protendido e em aço (GADELHA, 2009). Quanto à moldagem in loco, Leonhardt (1979, p. 42) explica: Processos construtivos de pontes 11 A partir de um escoramento e fôrmas executadas em balanço, concreta-se a cada 3 dias, aproximadamente, um trecho de 3 a 5m de extensão. Os cabos de protensão ficam situados na laje superior e são enfiados no perímetro e tensionados nas juntas de concretagem, já que são necessários para absorver o momento do balanço. Leonhardt (1979) também chama atenção para a estabilidade da estrutura durante o processo, sendo essencial o contrabalanço por meio da execução de vãos vizinhos com avanço similar. A Figura 10 demonstra esse princípio: quando se avança para o vão da esquerda, deve-se avançar também para o vão da direita. Além disso, é indispensável o engastamento do balanço no pilar. Pontes construídas nesse processo têm momento negativo significativo durante o processo executivo, que provavelmente será menordurante a fase de uso quando a estrutura estiver completa e se tornar uma viga contínua. Figura 10. Contrabalanço para garantia do equilíbrio no processo de balanços sucessivos. Fonte: Leonhardt (1979, p. 43). Estabilidade obtida por engastamento no pilar ou por apoios provisórios Viga em balanço — após o fechamento no meio do vão obtém-se a continuidade A solução por moldagem in loco é atrativa por evitar a mobilização de uma fábrica de pré-moldados e por reduzir a quantidade de equipamentos de apoio. Para o cronograma de obra, quando se opta pelo processo de execução in loco, indica-se a opção com pré-fabricação. No caso de aduelas pré-fabricadas, é possível usar a moldagem dos elementos da superestrutura ao mesmo tempo que são executadas in loco as fundações e a mesoestrutura — o que pode representar uma redução de metade em relação ao processo de moldagem de aduelas in loco (GADELHA, 2009). Processos construtivos de pontes12 Ytza (2009, documento on-line) resume muito bem o processo: As aduelas pré-moldadas são fabricadas no canteiro e transportadas por meio de treliças metálicas até a extremidade do balanço, onde são protendidas lon- gitudinalmente. Entre as aduelas pode-se usar cola à base de resina epóxi, que serve para lubrificar a superfície, diminuir os efeitos das imperfeições das juntas entre as mesmas, impermeabilizar a junta e contribuir para a transmissão das tensões cisalhantes. No caso de superestrutura em aço, tem-se as mesmas vantagens do pro- cesso com uso de elementos pré-moldados em concreto protendido. Porém, apesar de ser possível dispensar a fábrica de pré-moldados, há necessidade de transportar as peças da metalúrgica até a obra. Em pontes de grandes vãos, muitas vezes, se mobiliza uma fábrica de pré-moldados para o canteiro de execução da ponte, no entanto isso não é viável para peças em aço, pois o processo produtivo de elementos em aço necessariamente ocorre em um fábrica de grande porte. A vantagem no uso de peças em aço está na significativa redução de peso, porém o seu custo é um fator negativo. O processo de balanços sucessivos se tornou bastante comum para a execução de pontes estaiadas, pois, normalmente, essas pontes são a opção escolhida para vencer grandes vãos. Leia mais sobre esse assunto na dissertação de Yatza (2009), intitulada “Métodos construtivos de pontes estaiadas — estudo da distribuição de forças nos estais”, disponível na internet. Deslocamento progressivo Ytza (2009, documento on-line) traz uma sucinta e clara definição deste método: “[...] a superestrutura é fabricada nas margens da obra e empurrada para sua posição final ao longo dos vãos. Esta se comporta como um balanço à medida que vai avançando, até encontrar o próximo apoio.” A Figura 11 apresenta um esquema que ilustra o processo, no qual se des- taca a usina de fabricação que irá requerer espaço significativo no canteiro de obras. Na figura, também estão indicados os aparelhos de apoio com Teflon. Cabe lembrar que uma treliça na frente de deslizamento é adotada para reduzir o comprimento do balanço. Processos construtivos de pontes 13 Figura 11. Representação esquemática do processo de deslocamento progressivo. Fonte: Ytza (2009, documento on-line). Usina de fabricação Elemento sendo fabricado Aparelhos de apoio teflon Conforme Leonhardt (1979), esse processo é adequado para pontes com pelo menos 150 m de extensão e, no mínimo, três vãos. Outra restrição citada pelo autor é o fato de os trechos serem retos ou uniformemente curvados, pois, em trechos com curvas acentuadas, a manobra dos elementos se torna complexa. Como vantagens desse processo, destacam-se a redução de custos com mão de obra e equipamentos e a rapidez da execução, sendo possível a execução de dois segmentos por semana. Exemplo 3 Para finalizar este capítulo, será apresentado um exemplo prático. Não é o caso de uma grande obra, mas um caso bastante recorrente em qualquer localidade. A fim de melhorar a mobilidade dentro do município de Lajeado, no Rio Grande do Sul, foi feita a ampliação de um viaduto que interliga bairros e que passa sobre uma rodovia estadual. No entanto, a melhor solução encontrada, nesse caso, foi a construção de um novo viaduto ao lado do viaduto existente. Por tratar-se de uma rodovia de pista simples, o vão do viaduto não ul- trapassa 50 m. A interrupção da rodovia para execução desse novo viaduto não é uma opção possível, e apenas é aceitável que essa interrupção ocorra em dias específicos e por curtos períodos. Logo, a solução apontou para um viaduto com vigas pré-moldadas que, posteriormente, seriam içadas à posição final, sendo necessário reduzir a concretagem no local. Destaca-se que esse município dispõe dos equipamentos e o local da obra é acessível a guindastes. Processos construtivos de pontes14 Nas Figuras 12a e 12b, observe as vigas longarinas sendo içadas. As quatro vigas longarinas e parte das pré-lajes que compõem a superestrutura do viaduto foram içadas e posicionadas em um domingo, quando o tráfego na rodovia abaixo do viaduto pôde ser interrompido durante toda a operação. A saber, para o posicionamento das vigas longarinas (depositadas inicialmente ao lado do viaduto) foram necessários dois guindastes, sendo esse posicio- namento realizado durante o período da manhã. Figura 12. (a) viaduto em execução: içamento de viga longarina (vista da rodovia); (b) viaduto em execução: içamento de viga longarina (vista lateral). a b Quando for possível adotar métodos mais simples, como montagem por guindaste ou uso de escoramentos, estes devem ser escolhidos em detrimento do método dos balanços sucessivos ou do processo de deslo- camento progressivo (GADELHO, 2009). Referências CICHINELLI, G. Rodoanel Leste. Infraestrutura Urbana, v. 4, n. 37, abr. 2014. Disponível em: https://gwa.com.br/cliente/spmar/noticias/noticia-01-04-14.pdf. Acesso em: 8 jun. 2021. CONSÓRCIO PONTE DO GUAÍBA. Porto Alegre: [S. n., 2015]. Disponível em: http://pon- tedoguaiba.com.br/site/. Acesso em: 8 jun. 2021. DETOGNI, G. A. A travessia: a construção da ponte do Rio das Antas 1942-1952. 2006. 130 f. Dissertação (Mestrado em História Regional) – Programa de Pós-graduação em História – Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, 2006. Disponível em: https:// www.livrosgratis.com.br/ler-livro-online-713/a-travessia--a-construcao-da-ponte-do- -rio-das-antas. Acesso em: 8 jun. 2021. Processos construtivos de pontes 15 GADELHO, L. G. da C. Custo e programação de pontes pré-moldadas. Recife: Bagaço, 2008. GADELHO, L. G. da C. Orçamento e programação de pontes em balanços sucessivos. Recife: Bagaço, 2009. LEONHARDT, F. Construções de concreto: princípios básicos da construção de pontes de concreto. Rio de Janeiro: Interciência, 1979. v. 6. MILLAU VIADUCT. In: WIKIMEDIA COMMONS. [S. l.: s. n.], 2005. Disponível em: https:// commons.wikimedia.org/wiki/File:Millau_Viaduct_construction_south.jpg. Acesso em: 8 jun. 2021. PINHO, M. O. Transporte e montagem. Rio de Janeiro: IBS/CBCA, 2005. Disponível em: https://mkestruturasmetalicas.com.br/mk-manuais/Manual_Transporte_Montagem. pdf. Acesso em: 8 jun. 2021. VITÓRIO, J. A. P. Pontes rodoviárias: fundamentos, conservação e gestão. Recife: Crea- -PE, 2002. YTZA, M. F. Q. Métodos construtivos de pontes estaiadas: estudo da distribuição de forças nos estais. 2009. 151 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia de Estruturas e Geotécnica, São Paulo, 2009. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde- 26012009-154659/publico/Maria_Fernanda_Quintana_Ytza.pdf. Acesso em: 8 jun. 2021. Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu funcionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquerresponsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. Processos construtivos de pontes16
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