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1 CLASSIFICAÇÃO ENGENHARIA CIVIL Prof. M. Sc. Alba Cesanna Coutinho Rocha E-mail: eng.albarocha@hotmail.com Disciplina: Pontes e Grandes Estruturas 2Pontes: Conceitos Gerais 1.1 PONTE “São estruturas destinadas a transpor obstáculos naturais como cursos d’água, vales profundos, baias ou obstáculos criados pelo homem como, por exemplo, um centro urbano ou uma via expressa”. Ponte Newton Navarro (Natal – RN) 3Pontes: Conceitos Gerais ATENÇÃO! a) Quando o obstáculo não tem água (centro ou uma via expressa) a ponte é chamada de viaduto. Viaduto da Recife (Manaus – AM) 4Pontes: Conceitos Gerais ATENÇÃO! a) Quando o obstáculo não tem água (centro ou uma via expressa) a ponte é chamada de viaduto. Viaduto de meia costa Viaduto de acesso 5Pontes: Conceitos Gerais ATENÇÃO! a) Quando o obstáculo não tem água (centro ou uma via expressa) a ponte é chamada de viaduto. Viaduto de meia costa 6Pontes: Conceitos Gerais 1.2 VIADUTO DE ACESSO “Parte em seco construída quando o curso d’água tem grandes dimensões, fazendo a ponte necessitar de uma parte externa antes de atravessá-los”. Acesso da Ponte Newton Navarro (Natal – RN) 7Pontes: Conceitos Gerais ATENÇÃO! a) Quando o obstáculo não tem água (centro ou uma via expressa) a ponte é chamada de viaduto. b) Tecnicamente, as pontes e os viadutos são classificados como Obras de Arte Especiais. c) Quando a ponte permite somente a passagem de pedestre ela é chamada de passarela 8Pontes: Conceitos Gerais 1.3 GALERIA “Comunicações escavadas ou subterrâneas que em determinadas situações, pode ser enquadrado na categoria de pontes”. 9Pontes: Conceitos Gerais 2. CARACTERÍSTICAS: Pontes X Edifícios Ao se comparar as pontes com os edifícios, pode-se estabelecer certas particularidades das pontes em relação aos edifícios: Ações • Cargas • Efeitos dinâmicos • Envoltória dos esforços • Fadiga Processos Construtivos • Adversidade do local Composição Estrutural • Cargas e geometria Análise Estrutural • Hipóteses simplificadoras 10Pontes: Conceitos Gerais ATENÇÃO! Nas construções, de uma maneira geral deve-se atender os seguintes quesitos: Segurança Economia Funcionalidade Estética 11Pontes: Conceitos Gerais 3. ELEMENTOS CONSTITUINTES DAS PONTES 12Pontes: Conceitos Gerais 3. ELEMENTOS CONSTITUINTES DAS PONTES 13Pontes: Conceitos Gerais 3.1 Superestrutura A superestrutura é parte da ponte destinada a vencer o obstáculo e receber diretamente as cargas de tráfego. Ela é composta por, basicamente: Lajes ou tabuleiro Vigas principais Vigas secundárias 14Pontes: Conceitos Gerais 3.2 Mesoestrutura A Mesoestrutura recebe os esforços da superestrutura transmitindo para a infraestrutura, sendo normalmente composta por, basicamente: Pilares Aparelho de apoio Vigas de contraventamentos dos pilares 15Pontes: Conceitos Gerais 3.3 Infraestrutura A Infraestrutura é a parte com a função de transmitir ao terreno os esforços provenientes da Mesoestrutura. Ela é composta por, basicamente: Blocos Sapatas Estacas Tubulões 16Pontes: Conceitos Gerais 3.4 Elementos Complementares Os elementos acessórios que não enquadram na classificação anterior, mas que integram a ponte. Entre eles, podem ser citados: Encontros Placas de transição Dolphins 17Pontes: Conceitos Gerais Encontros: Elementos situados na extremidade das pontes. Tem a função de receber o empuxo dos aterros de acesso e impedir que se transmitam aos outros pilares. 18Pontes: Conceitos Gerais Placas de transição: Tem a função de acompanhar o assentamento do terreno quando este for muito recalcável. 19Pontes: Conceitos Gerais Dolphins: São cortinas de estacas-pranchas que tem a função de dar proteção aos pilares quanto aos choques de embarcações. 20Pontes: Conceitos Gerais Dolphins: Ausência de dolphins na ponte Newton Navarro (2011) 21Pontes: Conceitos Gerais 4. CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES a) Segundo a natureza do tráfego ou finalidade • Rodoviárias; • Ferroviárias; • Passarelas (pontes para pedestres); • Pontes Mistas (Rodo-Ferroviária); • Pontes Aquedutos; • Pontes Canal (vias navegáveis) • Pontes Aeroviárias 22Pontes: Conceitos Gerais 4. CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES a) Segundo a natureza do tráfego ou finalidade • Rodoviárias; 23Pontes: Conceitos Gerais 4. CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES a) Segundo a natureza do tráfego ou finalidade • Ferroviárias; 24Pontes: Conceitos Gerais 4. CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES a) Segundo a natureza do tráfego ou finalidade • Passarelas (pontes para pedestres); 25Pontes: Conceitos Gerais 4. CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES a) Segundo a natureza do tráfego ou finalidade • Rodoferroviária; 26Pontes: Conceitos Gerais 4. CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES a) Segundo a natureza do tráfego ou finalidade • Pontes Aquedutos; 27Pontes: Conceitos Gerais 4. CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES a) Segundo a natureza do tráfego ou finalidade • Pontes Canal 28Pontes: Conceitos Gerais 4. CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES a) Segundo a natureza do tráfego ou finalidade • Pontes Aeroviárias 29Pontes: Conceitos Gerais 4. CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES b) Segundo a extensão do vão • Vão de até 2 metros (Bueiros); • Vão de 2m a 3m (Galerias); • Vão de 3m a 10m (Pontilhões); • Vão maior do que 10m (Pontes). c) Segundo o tipo de material empregado: • Pontes em Madeira; • Pontes Metálicas; • Pontes em C.A.; • Pontes em C.P.; • Pontes em Alvenaria de Pedra. 30Pontes: Conceitos Gerais c) Segundo o sistema estrutural: • Pontes em Lajes “As pontes em laje possuem a seção transversal desprovida de qualquer vigamento, podendo ter um sistema estrutural simplesmente apoiado ou contínuo”. 31Pontes: Conceitos Gerais c) Segundo o sistema estrutural: • Pontes em Viga de Alma Cheia “Este sistema estrutural possui vigamentos suportando o tabuleiro. As vigas principais são denominadas de longarinas e normalmente são introduzidas transversinas para aumentar a rigidez do conjunto”. 32Pontes: Conceitos Gerais c) Segundo o sistema estrutural: • Pontes em Viga Reta de Alma Vazada (Treliças) “Nestas pontes, o tabuleiro com a pista de rolamento pode estar na parte superior ou inferior da treliça. São comumente feitas de aço e de madeira, possuindo a característica de ser uma estrutura leve e de rápida execução”. 33Pontes: Conceitos Gerais c) Segundo o sistema estrutural: • Pontes em Quadro Rígido (Pórtico) “Nestas pontes a superestrutura e a Mesoestrutura estão monoliticamente ligadas, eliminando-se o uso de aparelhos de apoio.”. 34Pontes: Conceitos Gerais c) Segundo o sistema estrutural: • Pontes em Arco “As estruturas em arco permitem o uso do concreto armado convencional em pontes com grandes vãos com pequeno consumo de material.”. 35Pontes: Conceitos Gerais c) Segundo o sistema estrutural: • Pontes Pênsil “O tabuleiro contínuo é sustentado por vários cabos metálicos atirantados ligados a dois cabos maiores que, por sua vez, ligam-se as torres de sustentação. Neste caso, a transferência das principais cargas as torres e as ancoragens em forma de pendurais é feita simplesmente por tração”. 36Pontes: Conceitos Gerais c) Segundo o sistema estrutural: • Pontes Estaiada “As pontes estaiadas diferem das pontem pênseis principalmente na maneira como os cabos são conectados as torres. Nas pontes pênseis os cabos passam livremente através das torres e, nas pontes estaiadas os cabos são ancorados nas torres”. 37Pontes: Conceitos Gerais d) Segundo o Tipo Construtivo da Superestrutura: • “In Loco” • “Pré-Moldada” • Em Balanços Sucessivos • Em Empurramentos Sucessivos (Aduelas ou Segmentos) 38Pontes: Conceitos Gerais • “In Loco” (in situ, no local) 39Pontes: Conceitos Gerais • “In Loco” (in situ, no local) 40Pontes: Conceitos Gerais • “Pré-Moldada” 41Pontes: Conceitos Gerais • “Pré-Moldada” 42Pontes: Conceitos Gerais • “Pré-Moldada” 43Pontes: Conceitos Gerais • “Pré-Moldada”44Pontes: Conceitos Gerais 45Pontes: Conceitos Gerais • Balanços Sucessivos 46Pontes: Conceitos Gerais • Balanços Sucessivos 47Pontes: Conceitos Gerais 48Pontes: Conceitos Gerais • Balanços Sucessivos 49Pontes: Conceitos Gerais 50Pontes: Conceitos Gerais • Empurramentos Sucessivos 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 drasticamente - o cimbramento. 51Pontes: Conceitos Gerais • Empurramentos Sucessivos 52Pontes: Conceitos Gerais 53Pontes: Conceitos Gerais e) Pontes provisórias: • Quando as pontes são construídas para serem utilizadas por um período de tempo relativamente curto, chamam-se, naturalmente, provisórias e o material mais empregado em sua construção é a madeira. Nos últimos anos, vem aumentando o emprego de pontes provisórias com superestruturas de vigas de aço, em treliça, que são de custo mais elevado que as de madeira, mas que podem ser desmontadas e empregadas sucessivas vezes. 54Pontes: Conceitos Gerais f) Pontes flutuantes: • São utilizadas com frequência pontes provisórias apoiadas em flutuadores, constituídos por barcos ou tambores metálicos. Podem também ser construídas pontes flutuantes não provisórias, cujos apoios são constituídos de flutuantes de aço ou de concreto armado. 55Pontes: Conceitos Gerais g) Pontes com estrado móvel: • Quando, na transposição de uma via navegável, o greide de uma estrada não pode ser elevado a uma altura suficiente para não obstruir o gabarito de navegação, torna-se necessária a construção de uma ponte com estrado móvel. • Se tais pontes possuem diversos vãos, geralmente só um ou dois vãos apresentam estado móvel. As pontes móveis podem possuir dispositivos para movimentos de translação ou de rotação; no primeiro grupo incluem-se as pontes corrediças e levadiças e, no último, as pontes basculantes e giratórias. 56Pontes: Conceitos Gerais g) Pontes com estrado móvel: • As pontes corrediças ou deslizantes são as que possuem deslocamento horizontal na direção do eixo longitudinal. 57Pontes: Conceitos Gerais g) Pontes com estrado móvel: • As pontes levadiças são as que apresentam estrado com movimento de translação no plano vertical. Como exemplo brasileiro, pode citar-se a ponte sobre o rio Guaíba em Porto Alegre. 58Pontes: Conceitos Gerais g) Pontes com estrado móvel: • As pontes basculantes são aquelas cujo vão móvel gira em torno de um eixo horizontal; quando o vão é pequeno a rotação se faz em torno de um só eixo situado em um dos extremos. É mais comum, entretanto, ser o vão móvel dividido em duas partes iguais que giram em torno de eixos situados nos dois extremos 59Pontes: Conceitos Gerais g) Pontes com estrado móvel: • As pontes giratórias são aquelas cujo estrado possui movimento de rotação em torno de um eixo vertical, sendo o ângulo de rotação, em geral de 90° 60Pontes: Conceitos Gerais 5. FUNÇÕES DOS ELEMENTOS CONSTITUINTES a) Função viária • A função viária da ponte é, por excelência, dar continuidade à estrada na transposição de um obstáculo. As funções viárias são desempenhadas pelos elementos mais ligados ao usuário, tais como: pista de rolamento, com ou sem acostamento, linha férrea, passeios laterais, guarda-corpo, barreiras de proteção etc. 61Pontes: Conceitos Gerais 5. FUNÇÕES DOS ELEMENTOS CONSTITUINTES b) Função Estática • A função estática consiste em conduzir as cargas da posição onde elas se encontram até o solo. As funções estáticas são representadas pelos principais elementos estruturais da obra a saber: lajes, vigamento secundário (longitudinal ou transversal), vigamento principal, pilares, blocos de transição e fundações. • A função da laje é receber diretamente as cargas dos veículos que circulam no tabuleiro. Nas pontes em concreto armado e protendido, as lajes também fazem parte das vigas T, contribuindo para a resistência à flexão das vigas. • O vigamento secundário tem a função de servir de apoio às lajes, conduzindo as reações destas ao vigamento principal. As teorias modernas permitem dimensionar lajes de grandes vãos, reduzindo a importância do vigamento secundário. 62Pontes: Conceitos Gerais 5. FUNÇÕES DOS ELEMENTOS CONSTITUINTES b) Função Estática • O vigamento principal é que vence os obstáculos que determinam o projeto da obra, transferindo as cargas dos vãos para os apoios sobre os pilares. • Os pilares recebem as cargas verticais e horizontais da superestrutura, transferindo- as para as fundações, que por sua vez as transferem ao terreno. • Como a geometria da fundação em geral difere da do pilar, intercala-se um bloco de transição entre esses dois elementos. 63Pontes: Conceitos Gerais EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 1) Com relação às partes principais de uma ponte sob o ponto de vista funcional, analise as afirmativas a seguir, como verdadeiras ou falsas. ( ) A infraestrutura é a parte da ponte por meio da qual são transmitidos ao terreno de implantação da obra, rocha ou solo, somente os esforços recebidos da superestrutura. ( ) A mesoestrutura é a parte da ponte que recebe os esforços da infraestrutura e os transmite à superestrutura. ( ) A superestrutura é a parte da ponte que suporta de imediato os esforços resultante do tráfego rodoviário, ferroviário, cicloviário, etc... 64Pontes: Conceitos Gerais EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 2) Relacione os elementos estruturais com as partes principais da estrutura de uma ponte. ( ) Lajes ( ) Estacas de Fundação ( ) Pilares ( ) Vigas ( ) Encontros ( ) Sapatas ( ) Blocos ( ) Aparelho de apoio ( ) Placas de transição ( 1 ) Infraestrutura ( 2 ) Superestrutura ( 3 ) Mesoestrutura ( 4 ) Elementos complementares 65Pontes: Conceitos Gerais EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 3) Com relação a pontes de vigas estaiadas, analise as afirmativas a seguir, considerando-as verdadeiras ou falsas. ( ) Consistem de um sistema de vigas no tabuleiro, apoiadas nos pilares, e de um sistema suspenso de cabos retos inclinados fixados em torres, garantindo apoios intermediários, de forma a diminuir o vão livre, para efeito de cálculo. ( ) A superestrutura e a mesoestrutura estão monoliticamente ligadas. ( ) Possuem a seção transversal desprovida de qualquer vigamento, tendo um sistema estrutural simplesmente apoiado nos estais.
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