CCE1644_Aula 03

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CCE 1644 
Pontes
Vanessa Silva
Unidade 1
Aula 03
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
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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
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Solicitações em Pontes
Definidos os elementos de uma ponte, podem-se estimar as ações que ocorrerão sobre a estrutura e as
solicitações, para que posteriormente analisados os estados limites (ELS e ELU). Segundo a ABNT NBR
8681:2003, as ações são divididas em três grandes grupos: permanentes, variáveis e excepcionais.
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Solicitações em Pontes
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Solicitações em Pontes
De acordo com a ABNT NBR 8681:2003, as ações variáveis são as ações que ocorrem com valores que
apresentam variações significativas em torno de sua média, durante a vida de construção. Estas ações
são representadas por cargas acidentais, que são ações variáveis que atuam nas construções em função
de seu uso (pessoas, mobiliário, veículos, materiais diversos, etc).
No caso das PONTES, as cargas acidentais ou cargas móveis, são representadas pelas produzidas por
meio dos veículos que circulam sobre a mesma. Este tipo de carregamento é chamado de carga móvel
rodoviária.
As normas técnicas que regem o dimensionamento de Pontes são:
• ABNT NBR 7188:2013 – Carga móvel rodoviária e de pedestres em pontes, viadutos, passarelas e
outras estruturas
• ABNT NBR 7187:2021 Versão Corrigida:2022 – Projeto de pontes, viadutos e passarelas de concreto.
(Correção em vigor a partir de 02.08.2022).
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Solicitações em Pontes
Quanto às ações permanentes em pontes, a ABNT NBR 7187 especifica para o projeto de pontes em
concreto armado e protendido uma lista de cargas permanentes oriundas de elementos estruturais
(cargas provenientes do peso próprio dos elementos estruturais) e não estruturais (cargas provenientes
do peso da pavimentação, dos trilhos, dos dormentes, dos lastros, dos revestimentos, das barreiras
rígidas, dos guarda-rodas, dos guarda-corpos e de dispositivos de sinalização), de empuxos de terra e
água, forças de protensão ou de deslocamentos impostos (provocadas por fluência e do concreto, e por
deslocamentos de apoios).
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Solicitações em Pontes
No que tange ao peso dos elementos estruturais e não estruturais, são apresentados os pesos
específicos de materiais frequentes em pontes. Sobre a pavimentação, é importante destacar que, além
de se considerar o peso e a espessura inicial do pavimento, deve ser adicionada uma carga de 2 kN/m2,
prevendo-se possíveis recapeamentos. A consideração desta carga adicional pode ser dispensada, a
critério do proprietário da obra.
A avaliação do empuxo de terra atuante sobre as estruturas deve ser determinado de acordo com os
princípios da mecânica dos solos, em função de sua natureza (ativo, passivo ou de repouso), das
características geomecânicas e geométricas do maciço (aterro, solo natural ou sobrecarga), da presença
do nível d’água, assim como da rigidez dos paramentos.
Como simplificação, pode ser suposto que o solo não tenha coesão e que não haja atrito entre o
terreno e a estrutura, desde que as solicitações assim determinadas estejam a favor da segurança. O
peso específico do solo úmido deve ser definido de acordo com as características do material natural ou
do material a ser utilizado no corpo do aterro, não sendo inferior a 18 kN/m³ e o ângulo de atrito interno
no máximo igual a 30°.
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Solicitações em Pontes
Os empuxos ativo e de repouso devem ser considerados nas situações mais desfavoráveis. A
atuação do empuxo passivo só pode ser considerada quando os deslocamentos relativos à sua plena
mobilização não prejudicarem o desempenho da estrutura e sua ocorrência puder ser garantida ao longo
de toda a vida útil da obra.
Pode ser prescindida a consideração da ação do empuxo de terra sobre os elementos estruturais
implantados em terraplenos horizontais de aterros previamente executados e estabilizados, desde que
sejam adotadas precauções especiais no projeto e na execução como: compactação adequada,
inclinações convenientes dos taludes, distâncias mínimas dos elementos às bordas do aterro, terreno de
fundação com suficiente capacidade de suporte, entre outras.
O empuxo d´água e a subpressão devem ser considerados nas situações mais desfavoráveis para a
verificação dos estados-limites, sendo dada especial atenção ao estudo dos níveis máximo e mínimo dos
cursos d’água e do lençol freático.
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Solicitações em Pontes
O carregamento permanente devido às forças de protensão e respectivas perdas devem ser
consideradas conforme disposto na ABNT NBR 6118. Em estruturas protendidas hiperestáticas deve ser
considerada a ação indireta da protensão que gera os esforços hiperestáticos de protensão.
No caso de estruturas hiperestáticas, que têm sua condição estrutural modificada durante os
estágios de construção (por exemplo, obras construídas pelo método dos balanços sucessivos e obras
estaiadas), devem ser considerados os esforços hiperestáticos de protensão gerados pelo efeito do
tempo (deformação lenta).
Sobre os deslocamentos impostos, são listados como causadores: fluência,retração, variação
térmica e recalques das fundações. Os efeitos de fluência, retração e variação térmica devem ser
estudados com bastante cuidado, pois são fenômenos que possuem modelos aproximados. Nesse caso,
pode-se consultar a ABNT NBR 6118.
A possibilidade de recalque nas fundações existe devido à deformabilidade do solo, por isso, para
que se tenha um projeto geotécnico de fundações bem elaborado, que preveja com acurácia os possíveis
recalques, deve ser feita uma investigação geotécnica detalhada do solo onde será implantada a ponte.
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Solicitações em Pontes
Quanto às ações variáveis em pontes, a ABNT NBR 7187 especifica que ações de caráter transitório
compreendem, entre outras, cargas móveis; cargas de construção; cargas de vento; empuxo de terra
provocado por cargas móveis; pressão da água em movimento; efeito dinâmico do movimento das
águas; e variações de temperatura.
Devem ser considerados os valores característicos das cargas móveis rodoviárias, incluindo cargas
verticais, efeito dinâmico, força centrífuga, efeitos da frenação e da aceleração, fixados na ABNT NBR
7188. Para outros usos específicos onde as cargas móveis não são abrangidas pela ABNT NBR 7188, estes
valores devem ser definidos pelo proprietário da obra.
No projeto e no cálculo estrutural, devem ser consideradas as ações (estáticas e dinâmicas) passíveis
de ocorrerem durante o período da construção, notadamente aquelas devidas a equipamentos e
estruturas auxiliares de montagem e de lançamento de elementos estruturais e seus efeitos em cada
etapa executiva da obra.
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Solicitações em Pontes - OBSERVAÇÕES
• A carga de vento deve ser avaliada de acordo com a ABNT NBR 6123. Pode haver ainda a combinação
de ação do vento com ações das cargas móveis.
• O empuxo de terra provocado por cargas móveis deve ser calculado, transformando as cargas móveis
no terrapleno em altura de terra equivalente. Quando a superestrutura funcionar como arrimo dos
aterros de acesso, a ação deve ser considerada em apenas uma das extremidades, a menos que seja
mais desfavorável considerá-la simultaneamente nas duas extremidades, como nos casos de
tabuleiros em curva horizontal ou esconsos.
• Os detritos carregados pela água em movimento (como troncos flutuantes, raízes e outros) podem
se acumular nos pilares da ponte e, bloqueando partes do leito do rio, aumentar a pressão da água
nos apoios da ponte. Esse acúmulo é função da disponibilidade destesdetritos e do nível de esforços
de manutenção para sua remoção. A possível ocorrência de carreamento de detritos deve ser
informada ao engenheiro responsável pelo projeto pela autoridade competente sobre a ponte,
devendo a pressão da água também ser aplicada no acúmulo de detritos alojado contra os apoios.
• O efeito dinâmico das ondas e das águas em movimento deve ser determinado através de métodos
baseados na hidrodinâmica. Em obras costeiras devem ser elaborados estudos específicos
considerando os efeitos conjuntos de ondas, marés, correntes, conformação da costa e vento.
• As variações uniformes de temperatura devem ser consideradas de acordo com a ABNT NBR 6118.
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As cargas móveis são representadas pelas produzidas por meio dos veículos que circulam sobre a ponte.
Em se tratando da carga vertical, esta se divide em carga de veículo-tipo (representada por uma carga
estática concentrada P, aplicada no nível do pavimento, com valor característico e sem qualquer majoração)
e carga de multidão (representada por uma a carga uniformemente distribuída p, aplicada no nível do
pavimento, com valor característico e sem qualquer majoração). A carga de multidão representa o tráfego
de veículos de pequeno porte que pode acompanhar a passagem do veículo-tipo.
Os trens-tipo compõem-se de um veículo-tipo e de cargas uniformemente distribuídas como um
conjunto único, e possuem uma definição padrão estabelecida por norma.
O trem-tipo da ponte é sempre colocado no sentido longitudinal da ponte. Sua ação a uma determinada
seção do elemento a ser calculado, é obtida por meio do carregamento da correspondente Linha de
Influência.
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Cargas Móveis – ABNT NBR 7188
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Cargas Móveis – ABNT NBR 7188
A carga móvel assume posição qualquer 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. Admite-se a distribuição
espacial da carga concentrada no elemento
estrutural a partir da sua superfície de contato em
um ângulo de 45°.
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Cargas Móvel Rodoviária
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Cargas Móvel Rodoviária
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Cargas Móveis – ABNT NBR 7188
O esquemático representa a carga de veículo-tipo de
450 kN, dividida em 6 cargas concentradas de 75 kN,
que são as rodas. O veículo de 3,0 metros x 6,0
metros possui três eixos, sendo eles espaçados a cada
1,5 metros. As rodas de um eixo estão espaçadas 2,0
metros. A carga de multidão é a que circunda o
veículo e tem valor de 5 kN/m2, sendo considerada
em toda a região do tabuleiro (faixas de
acostamentos).
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As cargas móveis geradas pelos veículos provocam efeitos dinâmicos, pois são cargas elevadas que
variam seu valor em um curto período de tempo.
Uma análise dinâmica requer conhecimentos avançados de mecânica estrutural, além de exigir
softwares específicos. Alternativamente, a norma sugere que, dentro de uma análise estática, se
considere a carga estática com coeficientes de majoração, devido ao efeito dinâmico.
• CIV – Coeficiente de Impacto Vertical
• CNF – Coeficiente de Número de Faixas
• CIA – Coeficiente de Impacto Adicional
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Cargas Móveis – ABNT NBR 7188
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Linha de influência
O procedimento geral e objetivo para determinar as posições de cargas móveis e acidentais que
provocam valores extremos de um determinado esforço em uma seção de uma estrutura é feito com
auxílio de Linhas de Influência.
Linhas de Influência (LI) descrevem a variação de um determinado efeito (por exemplo, uma reação
de apoio, um esforço cortante ou um momento fletor em uma seção) em função da posição de uma carga
vertical unitária que passeia sobre a estrutura.
Assim, a LI de momento fletor em uma seção é a representação gráfica ou analítica do momento
fletor, na seção de estudo, produzida por uma carga concentrada vertical unitária, geralmente de cima
para baixo, que percorre a estrutura.
Para uma LI de momento fletor em uma seção S qualquer, a posição da carga unitária P = 1 é dada
pelo parâmetro x , e uma ordenada genérica da LI representa o valor do momento fletor em S em função
de x , isto é, LIM M (x) S = S . Em geral, os valores positivos dos esforços nas linhas de influência são
desenhados para baixo e os valores negativos para cima.
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Linha de influência
Com base no traçados de LI's , é possível obter as chamadas envoltórias limites de esforços que são
necessárias para o dimensionamento de estruturas submetidas a cargas móveis ou acidentais.