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CCE 1644 Pontes Vanessa Silva Unidade 1 Aula 02 Unidade 1: Histórico e Definições 1.1 Classificação das Pontes 1.2 Sistemas Estruturais e Seções Transversais 1.3 Métodos Construtivos 1.4 Dados Necessários para o projeto 1.5 Solicitações em Pontes PROFESSORA VANESSA SILVA 2 Aula 01 Classificação das Pontes; Sistemas Estruturais e Seções Transversais Aula 02 Métodos Construtivos; Dados Necessários para o Projeto Aula 03 Solicitações em Pontes CCE 1644 – Pontes PROFESSORA VANESSA SILVA 3 Particularidades das PONTES no BRASIL Ao analisar as atuais condições das pontes no Brasil, em 2009 foi realizado um levantamento das características gerais das pontes em operação no país. O estudo foi importante para selecionar a estrutura que mais se enquadrava com as características observadas. Tais características utilizadas estão elencadas abaixo: • 94% das pontes foram concebidas em concreto armado ou protendido; • 79% das pontes possuem largura total inferior a 12 m, sendo enquadradas como estreitas; • 50% das pontes possuem apenas um vão ou um vão com dois balanços; • 63% das pontes possuem extensão inferior a 50 m; Com o resultado do levantamento, foi endossada a necessidade da realização de inspeções sistemáticas e de ensaios para a obtenção de dados que possibilitassem a confecção de modelos de determinação e previsão das condições futuras de seus elementos e componentes em termos de durabilidade, de capacidade de carga e de condições de tráfego, que pudessem servir como instrumentos de gestão desse valioso patrimônio brasileiro. PROFESSORA VANESSA SILVA 4 Métodos Construtivos Pela importância, tanto como processo construtivo, como pela influência no arranjo estrutural e na avaliação dos esforços solicitantes durante a fase construtiva, o assunto recebe um tratamento de destaque dentro da tecnologia da construção das pontes. Os métodos construtivos das pontes podem ser classificados da seguinte forma: • Moldagem no local: ❖com cimbramento fixo; ❖com cimbramento móvel para todo o tabuleiro; ❖com cimbramento móvel para vigas isoladas; ❖com balanços sucessivos; • Pré-moldados (parcial ou total): ❖com elementos que vencem todo o vão; ❖com elementos menores que os vãos; ❖com balanços sucessivos; ❖com aduelas montadas sobre cimbramento; ❖com deslocamentos sucessivos. PROFESSORA VANESSA SILVA 5 Métodos Construtivos - Cimbramento PROFESSORA VANESSA SILVA 6 Métodos Construtivos - Cimbramento PROFESSORA VANESSA SILVA 7 Métodos Construtivos - Cimbramento PROFESSORA VANESSA SILVA 8 Métodos Construtivos - Cimbramento PROFESSORA VANESSA SILVA 9 Métodos Construtivos – Balanço Sucessivo PROFESSORA VANESSA SILVA 10 Métodos Construtivos – Balanço Sucessivo PROFESSORA VANESSA SILVA 11 Métodos Construtivos – Balanço Sucessivo PROFESSORA VANESSA SILVA 12 Métodos Construtivos – Deslocamento Sucessivo O método dos deslocamentos sucessivos é um método construtivo de pontes e viadutos que pode ser aplicado em estruturas em viga contínua, em arco de tabuleiro superior ou inferior, suspensas ou atirantadas. Este método consiste na construção da superstrutura por segmentos atrás de um dos encontros e na sua sucessiva translação longitudinal de uma distância igual ao comprimento de um segmento. PROFESSORA VANESSA SILVA 13 Métodos Construtivos – Deslocamento Sucessivo PROFESSORA VANESSA SILVA 14 Métodos Construtivos – Deslocamento Sucessivo PROFESSORA VANESSA SILVA 15 Métodos Construtivos – Pré-Fabricados de Concreto PROFESSORA VANESSA SILVA 16 Métodos Construtivos PROFESSORA VANESSA SILVA 17 Métodos Construtivos – Concretagem Submersa Quando usado em obras submersas, o concreto não pode se misturar à água ou ao solo, portanto, deve ser bastante coeso. Para atingir o nível ideal, é indicada a especificação de elevada quantidade de materiais finos, como fíler calcário, metacaulim, sílica ativa e areia fina. O concreto também precisa ter baixa permeabilidade, característica obtida através da redução da relação água/cimento para valores próximos de 0,4”. O melhor tipo de concreto para ser aproveitado em situações submersas é o autoadensável. Esse produto já apresenta elevado teor de finos e conta com aditivos superplastificantes, tornando-se, assim, a opção sob medida para situações subaquáticas. Foi a partir da utilização do concreto submerso que surgiu o concreto autoadensável. Assim como o elevado teor de finos, a preocupação em relação ao empacotamento granulométrico auxilia na maior coesão dos grãos do concreto, evitando a sua dispersão no contato com a água. Para apresentar boa coesão, os grãos precisam se encaixar – os menores nos espaços livres dos maiores -, melhorando o esqueleto granular e evitando a separação das partículas. Em algumas situações, o concreto submerso deve apresentar elevada resistência a ataques químicos. Uma possível solução é o uso de cimentos resistentes a sulfato, indicados com um RS ao final da nomenclatura técnica de norma. Ele oferece resistência aos meios agressivos sulfatados, como redes de esgotos de águas servidas ou industriais, água do mar e em alguns tipos de solos. PROFESSORA VANESSA SILVA 18 Métodos Construtivos – Concretagem Submersa PROFESSORA VANESSA SILVA 19 Métodos Construtivos – Concretagem Submersa PROFESSORA VANESSA SILVA 20 Métodos Construtivos PROFESSORA VANESSA SILVA 21 Métodos Construtivos – Fôrmas Trepantes PROFESSORA VANESSA SILVA 22 Dados Necessários para o Projeto O processo de construção de uma ponte é complexo e extenso. Há diversas etapas distintas com alto nível de detalhes para chegar ao momento de aplicação do selante asfáltico (acabamento), incluir a sinalização e liberar para o tráfego. Todas estas etapas devem seguir rigorosamente o projeto. Um bom projeto deve buscar a harmonia entre os elementos físicos, as características de operação da ponte e as capacidades dos veículos circulantes. Frenagem, aceleração, condições de segurança e conforto são elementos que devem ser considerados. Seus critérios, portanto, se embasam na geometria, física e nas características operacionais dos veículos, incluindo cálculos teóricos, dados empíricos e análises comportamentais dos motoristas (reações humanas). Toda obra de engenharia, seja ela civil, hidráulica, saneamento, mista, desde seu esboço inicial até sua devida utilização prática, exige a aplicação de quatro fases de serviços interdependentes, de igual importância, que são: • PROJETO; • CONSTRUÇÃO; • OPERAÇÃO; • CONSERVAÇÃO. PROFESSORA VANESSA SILVA 23 Dados Necessários para o Projeto O projeto de engenharia, especificamente para uma ponte, deve ser o mais completo e abrangente possível, de fácil compreensão e perfeitamente exequível para as condições vigentes. Deve ainda antecipar os possíveis problemas na etapa de execução e apresentar as prováveis soluções, observando sempre a padronização e as normas vigentes. Além de apresentar todos os elementos técnicos, sejam eles quantitativos ou qualitativos, com alto nível de detalhamento para a sua perfeita e integral execução. Projetar uma ponte é equilibrar variáveis – como viabilidade técnica, econômica e função social – e lidar com elevado grau de indeterminação de alguns desses elementos. Como todo projeto de engenharia, os projetos de pontes possuem três grandes fases: preliminar, anteprojeto (projeto básico) e executivo. Estas três fases podem conter subdivisões, relacionadas entre si conforme seu plano de necessidades. ESTUDOS DE TRÁFEGO – Coleta de dados de fluxo de veículos e pedestres, seu estudo, análise e tratamento estatístico atual e futuro, para propiciar meios de avaliação da suficiência do sistema de transporte existente, auxiliar na definição de traçado e padrão da futura rodovia, definir a classe, as características técnicas, as características operacionais e fornecer insumos para a análise de viabilidade econômica. PROFESSORA VANESSA SILVA 24 Dados Necessários para o Projeto ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA – Objetiva dar subsídiospara identificação dos traçados mais convenientes, determinar as características técnicas mais adequadas, em função dos estudos de tráfego, e definir a viabilidade econômica do empreendimento. Desenvolvido sempre na fase inicial (preliminar) do projeto, ou melhor, de reconhecimento da área a ser projetada. ESTUDO DE IMPACTO AMBIENTAL (EIA) – Uma equipe multidisciplinar, por meio de rotinas e tarefas técnicas e científicas pré-definidas, analisa sistematicamente as consequências da implantação de uma rodovia (neste caso) ao meio ambiente, prevendo seus impactos e propondo o desenvolvimento de medidas específicas de proteção, recuperação e/ ou melhorias na região, as chamadas medidas mitigadoras. RELATÓRIO DE IMPACTO AMBIENTAL (RIMA) – Documento que apresenta os resultados dos estudos de impacto ambiental; deve conter, em linguagem clara, o esclarecimento de todos os elementos da proposta em estudo, de modo que possam ser divulgados e apreciados pelos grupos sociais interessados e por todas as instituições envolvidas na tomada de decisão. PROFESSORA VANESSA SILVA 25 Dados Necessários para o Projeto PONTE GUARATUBA – PARANÁ Foi lançado edital da construção da ponte sobre a baía de Guaratuba. O edital prevê de contratação integrada dos projetos e da construção da Ponte de Guaratuba e seus acessos. O Estudo de Impacto Ambiental e Relatório de Impacto Ambiental (EIA/RIMA) e ações preliminares de engenharia tomam como base o Estudo de Viabilidade Técnica Econômica e Ambiental (EVTEA). Entre as cinco alternativas de traçado apresentadas no EVTEA, o estudo de impacto ambiental vai validar ou propor alterações para as três mais viáveis, as alternativas 2, 3 e 4, buscando a melhor solução para a obra dos pontos de vista ambiental e técnico. Em comum, as alternativas preveem três faixas de tráfego, faixas de segurança, barreiras de segurança, além de ciclovia/passeio para ciclistas e pedestres. A ponte terá largura total útil de 16,90 m e total, considerando as passarelas de serviço de 20,30 m. Para alternativa de ponte estaiada esta largura deve ser acrescida de 2,30 m (lado esquerdo) e de 1,10 m (lado direito). PROFESSORA VANESSA SILVA 26 Dados Necessários para o Projeto PONTE GUARATUBA – PARANÁ PROFESSORA VANESSA SILVA 27 Dados Necessários para o Projeto ESTUDOS HIDROLÓGICOS – Coleta de dados para processamento e análise, relacionados aos aspectos hidrológicos das diversas fases de projeto. ESTUDOS TOPOGRÁFICOS – Busca do conhecimento total do terreno, utilizando-se processos de levantamento topográfico convencional ou aerofotogramétrico, com formas de trabalho, precisão e tolerância compatíveis à fase de projeto que se desenvolve. ESTUDOS GEOLÓGICOS E GEOTÉCNICOS – Objetiva o conhecimento da constituição da superfície do terreno e do subsolo, através de sondagens e coleta de materiais no campo, para ensaios destes em laboratório e definição de suas características e aplicabilidade na obra. PROJETO GEOMÉTRICO – Definição geométrica da ponte, suas características técnicas, como: traçado em planta, raios de curvaturas, rampas, etc. A precisão deve ser grande, permitindo a conformação espacial, a quantificação e o orçamento. Deve possibilitar um adequado planejamento para sua perfeita execução / implantação. PROFESSORA VANESSA SILVA 28 Dados Necessários para o Projeto Projeto Geométrico PROFESSORA VANESSA SILVA 29 Dados Necessários para o Projeto PROJETO DE OBRAS DE ARTE ESPECIAIS – Define a escolha das soluções e o cálculo estrutural para execução de pontes e viadutos. Esta etapa é desenvolvida em três fases: preliminar, projeto básico e projeto executivo. PROJETO DE DRENAGEM – Estudo e detalhamento das estruturas de escoamento das águas, definição do tipo de solução, seu dimensionamento, locação e demais informações. PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO – Definição das camadas e capa de rolamento, seleção das ocorrências de materiais e dimensionamento. PROJETO DE INTERSEÇÕES, RETORNOS E ACESSOS – Baseado na classificação funcional e de classe da via, seus conceitos, critérios, métodos de análise e instruções específicas, caracteriza-se pela identificação da necessidade, locação e elaboração do projeto gráfico e seus elementos geométricos, incluindo o detalhamento das soluções. PROFESSORA VANESSA SILVA 30 Dados Necessários para o Projeto – Pavimentação / Interseções PROFESSORA VANESSA SILVA 31 Dados Necessários para o Projeto PROJETO DE OBRAS COMPLEMENTARES – Devido aos demais projetos, geralmente necessitam-se de dispositivos de funcionalidade e/ou segurança, como defensas e refúgios. Deve incluir o detalhamento e locação das soluções escolhidas. PROJETO DE SINALIZAÇÃO – Deve contemplar a sinalização horizontal e vertical, suas interseções e acessos, bem como a sinalização por sinais luminosos, de modo a facilitar a visão dos usuários. PROJETO DE DESAPROPRIAÇÃO – Deve contemplar um levantamento topográfico de toda área envolvida, o custo de desapropriação de cada unidade (lote e/ou propriedade), o registro das informações cadastrais, uma planta cadastral individual das propriedades envolvidas, total ou parcialmente na área e, por fim, um relatório demonstrativo. ORÇAMENTO DOS PROJETOS – Devem abranger pesquisas de mercado referentes a salários, materiais e equipamentos para a composição dos custos unitários dos serviços e estudo dos custos de transportes, finalizando com o orçamento total da obra. PROFESSORA VANESSA SILVA 32 Dados Necessários para o Projeto - Sinalização PROFESSORA VANESSA SILVA 33 Dados Necessários para o Projeto - Sinalização PROFESSORA VANESSA SILVA 34 Dados Necessários para o Projeto Efetivamente, a confecção do projeto geométrico de uma ponte inicia-se por uma das fases mais importantes: o ESTUDO DO TRAÇADO. Seu objetivo, é a delimitação de faixas convenientes e adequadas, por onde atravessará a futura ponte, definidas a partir de dados geomorfológicos da região e das características geométricas da superfície do terreno (relevo), permitindo o desenvolvimento (e um comparativo) de duas ou mais opções de traçado. Desta maneira, os traçados devem ser considerados como entidades tridimensionais contínuas, de fluentes e gradativas mudanças de direção. Para o dimensionamento e disposição das características geométricas espaciais do corpo estradal, as seguintes fases devem ser cumpridas até o projeto definitivo: • Reconhecimento – terrestre ou aerofotogramétrico; • Exploração – terrestre ou aerofotogramétrica; • Projeto da exploração; • Locação; • Projeto da locação. As etapas de reconhecimento e exploração, nos projetos atuais, são executadas em sua maioria sobre trabalhos aerofotogramétricos, ou até mesmo com auxílio de sensoriamento remoto de fotos emitidas por satélites, contudo, alocação ainda é feita por processos topográficos. PROFESSORA VANESSA SILVA 35 Dados Necessários para o Projeto - Estudo do Traçado
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