AULA 07

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Pontes
Aula 07: Efeito de outros carregamentos nas vigas principais
Apresentação
Nesta aula, aprenderemos que as solicitações atuantes nas vigas principais das pontes causam os esforços ou
deformações incidentes classi�cados como ações permanentes, ações variáveis e ações excepcionais.
Descobriremos que essas solicitações que atuam nas pontes variam de acordo com a dimensão das cargas que são
aplicadas e com a posição de atuação das mesmas, havendo portanto a necessidade de sua identi�cação para a
avaliação dos seus efeitos nas vigas principais.
Objetivos
Enunciar dos esforços sobre as vigas principais das pontes;
Identi�car as ações permanentes nas vigas principais das pontes;
Examinar as ações variáveis e excepcionais sobre as vigas principais das pontes.
Efeito de outros carregamentos nas vigas principais
"Como na superestrutura, para o dimensionamento das vigas
principais é obtido o total conhecimento da área onde a
ponte será implantada, por isso, quanto mais precisos e
detalhados forem os elementos coletados, maior é a
probabilidade de se alcançar uma solução correta,
econômica, durável e de boa estética."
MILLER et al. 2005
A concepção estrutural das vigas principais da ponte exige conhecimento aprofundado sobre os materiais e técnicas
construtivas, assim como dos conceitos teóricos e estruturais. Segundo Stucchi (2006), o comportamento, isto é, a maneira
como as vigas principais trabalham é essencial para o equilíbrio da ponte, destacando-se como essas vigas se deformam
perante a atuação de determinadas solicitações e como elas caminham ao longo da estrutura.
Esse caminhar ao longo das vigas principais pode ser apresentado pelas linhas de in�uência, que descrevem a variação de um
determinado efeito - como a reação de apoio, um esforço cortante ou um momento �etor em uma determinada seção - em
função da posição de uma carga vertical unitária que passeia sobre a estrutura em seções distintas.
 Fonte: TanyaJoy / Shutterstock
Segundo a NBR 8681 (1984), que trata das ações e segurança nas estruturas, e como já visto anteriormente, as solicitações
atuantes nas estruturas são as causas dos esforços ou deformações incidentes, podendo ser classi�cadas como:
Ações Permanentes;
Ações Variáveis;
Ações Excepcionais.
As solicitações atuantes nas pontes não variam apenas com a dimensão das cargas aplicadas, mas também com a posição de
atuação das mesmas e por isso há a necessidade de identi�cá-las.
As solicitações em pontes são uma combinação de ações que devem ser
previstas no projeto de pontes rodoviárias, ferroviárias e passarelas para
garantir que a estrutura seja dimensionada com características favoráveis à
sua perfeita resistência.
Segundo a NBR 6118 (2003), a NBR 7187 (2003) e a NBR 8681 (1984), essas solicitações provocam o surgimento de esforços
e deformações nas vigas principais e podem ser classi�cadas em:
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As ações permanentes diretas são formadas pelo peso próprio dos elementos estruturais e dos elementos construtivos
�xos e outras ações permanentes sobre elas aplicadas. Dentre eles destacam-se os elementos estruturais, os elementos
não estruturais, o empuxo da terra e da água, a força de protensão e as deformações impostas.
Ações permanentes diretas 
As ações permanentes indiretas são aquelas que ocorrem devido a deformações impostas por retração e/ou por
in�uência dos materiais utilizados, assim como recalques e imperfeições geométricas.
Ações permanentes indiretas 
Segundo a NBR 6118 (2003), são consideradas ações variáveis diretas as cargas móveis previstas para o uso da ponte,
sendo as forças verticais, as forças horizontais de frenagem ou aceleração e a força centrífuga. Além das cargas
acidentais para o uso da Ponte, a ação do vento e da água, de�nidas pela NBR 6123 (2003) e pela NBR 7187 (2003),
também são consideradas ações variáveis diretas.
Ações variáveis diretas 
As ações variáveis indiretas ocorrem devido à variação uniforme de temperatura na estrutura que é causada por variações
de temperatura na atmosfera, além da incidência direta do Sol sobre as vigas principais da ponte, ocorrendo até uma
variação não uniforme na temperatura dos seus componentes.
Ações variáveis indiretas 
Segundo Ferreira (2017), as ações excepcionais são todas aquelas que ocorrem em uma curta duração e possuem uma
baixa probabilidade de ocorrência durante toda vida útil da ponte, mesmo assim devem ser previstas no projeto estrutural.
Dentre essas ações excepcionais, destacam-se o choque de objetos móveis como veículos rodoviários, ferroviários e
navios, explosões e desastres naturais como enchentes e terremotos, especi�camente em locais onde haja esses
incidentes.
Ações excepcionais 
CLASSE 12
Ponte onde o veículo mais pesado permitido para o tráfego não ultrapassa o peso total de 120 kN, o que corresponde a
uma camionete;
CLASSE 30
Ponte onde o veículo mais pesado permitido para o tráfego não ultrapasso o peso total de 300 kN, o que corresponde a
um caminhão de transporte urbano;
CLASSE 45
Ponte onde o veículo mais pesado permitido para o tráfego não ultrapassa o peso total de 450 kN, o que corresponde a
um caminhão de transporte interurbano.
Segundo a NBR 7187 (2003), a concepção estrutural mais e�ciente é aquela que fornece, às cargas provenientes das
solicitações, o percurso mais curto sobre a estrutura desde seus pontos de aplicação até a sua fundação, ou seja, de seu ponto
de aplicação na mesoestrutura chegando até a infraestrutura. Para o seu projeto, faz-se necessário quanti�car a carga
proveniente dessas solicitações sobre as vigas principais.
De acordo com Ferreira (2017), ao se estimar o peso próprio dos elementos estruturais, havendo discrepância maior que 5%
entre os valores de seu peso próprio estimado e a resultante do dimensionamento, é recomendado que sejam refeitos os
cálculos das solicitações dessa ação permanente. Sendo assim, devem ser usados os valores dos pesos especí�cos de 24
kN/m³ para o concreto simples e de 25 kN/m³ para o concreto armado ou protendido.
Desse modo, para estudar os efeitos de outros carregamentos nas vigas principais, deve-se quanti�car as cargas incidentes na
superestrutura para os elementos não estruturais, que são a pavimentação, a camada de regularização em concreto, o guarda-
rodas, guarda-corpo e defensa, adotando-se os seguintes pesos especí�cos:
1
Pavimentação
24kN/m³ com carga adicional de 2kN/m³ quando há
recapeamento.
2
Camada de regularização em concreto
24kN/m³
3
Guarda-rodas, guarda-corpo e defensas
25kN/m³ estando o seu peso próprio em kN/m.
Segundo a NBR 7188 (2003), o peso especí�co das ações variáveis diretas, nesse caso as cargas móveis, respeitam cargas
estimadas para 3 classes diferentes de pontes:
Além das cargas móveis, as solicitações verticais e horizontais atuantes em princípio na superestrutura e posteriormente nas
vigas principais das pontes são:
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A força centrífuga ocorre em pontes com curvas, como a Ponte Rio-Niterói, havendo uma perda de atrito entre as rodas e
o pavimento em pontes rodoviárias e entre as rodas e os frisos dos trilhos em pontes ferroviárias. mais precisamente
quanto à Ponte Rio-Niterói, por ser uma ponte celular, ou seja, as vigas principais são integradas ao tabuleiro, há uma
incidência de cargas sob a superestrutura e a mesoestrutura simultaneamente.
Segundo a NBR 7187 (2003), para pontes rodoviárias, a força centrífuga sob as vigas principais é quanti�cada de acordo
com o tipo de tráfego e o raio de curvatura.
Força centrífuga 
O choque lateral pode ser identi�cado tanto em pontes rodoviárias como em pontes ferroviárias, mas no caso de pontes
rodoviárias ele ocorre em momentos excepcionais como em uma batida lateral de um automóvel no guarda-rodas e
guarda-corpo devido a in�uência da força centrífuga. Por outro lado, no caso de pontes ferroviárias, é um fenômeno
comum onde há uma força normal que é aplicada na altura do topo do trilho, possuindo o equivalentea 20% da carga do
eixo mais pesado.
Para efeito de projeto em pontes curvas, não devem ser somadas as forças normais do choque lateral e da força
centrífuga, devendo utilizar dos dois apenas o que produzir maiores solicitações.
Choque lateral 
A frenagem e a aceleração produzem forças horizontais ao longo do eixo da ponte, sendo solicitações importantes para o
dimensionamento estrutural. Segundo Miller et al. (2005), a NBR 7187 (2003) de�ne que o efeito de aceleração e frenagem
aplicado no tabuleiro da ponte, sendo transferido para as Vigas Principais, deve ser considerado como uma fração da
carga móvel.
Considera-se que para 5% e 30% da relação a/g, tem-se as acelerações 0,5 m/s² e 3 m/s² respectivamente. Assim, deve-se
utilizaro maior valor obtido das relações anteriores de acordo com a NBR 7187 (2003).
Frenagem e aceleração 
A carga de vento e sua in�uência sobre a estrutura deve ser calculada segundo os parâmetros estabelecidos pela NBR
6123 (2003) que de�ne as forças devidas ao vento em edi�cações.
Tratando da ação do vento, as vigas principais são sujeitas a solicitações devido à ação de vento. O atrito entre o topo dos
pilares e os aparelhos de apoio provocam solicitações horizontais, além disso a força horizontal no aparelho de apoio está
relacionada com a força vertical proveniente do tabuleiro que in�uencia diretamente no efeito dos carregamentos nas
vigas principais.
Carga de vento 
Assim como no caso da carga de vento, a temperatura e sua in�uência sobre as vigas principais devem ser calculadas
segundo os parâmetros estabelecidos pela NBR 6118 (2003) que de�ne o dimensionamento de estruturas de concreto
armado.
Temperatura 
Segundo Miller et al. (2005), tratando especi�camente da dinâmica da água, a NBR 7187 (2003) trabalha sobre a pressão
da água em movimento sobre os blocos de transição e as vigas principais. As vigas principais das pontes construídas em
rios e em corpos hídricos com movimento elevado �cam sujeitas às solicitações horizontais causadas pela atuação da
ação dinâmica das águas.
Sob esta perspectiva, obtém-se: p = k.va²
Onde:
p é a pressão estática equivalente, em kN/m²;
k é o coe�ciente adimensional que varia de acordo com a seção transversal e do ângulo de incidência da água no
bloco de coroamento;
va é a velocidade da água em movimento, em m/s.
Onde 𝑘 é de�nido pelos seguintes ângulos de incidência:
90º = 0,71
45º = 0,54
0º = 0
Movimento das águas 
Atividades
1. De�na as Ações Permanentes que atuam sobre as vigas principais das pontes.
2. De�na, dentre as opções apresentadas abaixo, qual das a�rmativas está relacionada às ações variáveis indiretas.
a) As cargas móveis previstas para o uso da ponte, sendo as forças verticais, as forças horizontais de frenagem ou aceleração e a força
centrífuga.
b) As cargas acidentais para o uso da ponte, a ação do vento e da água, definidas pela NBR 6123 (2003) e pela NBR 7187 (2003).
c) A variação uniforme de temperatura na estrutura que é causada por variações de temperatura na atmosfera, além da incidência direta
do Sol sobre as vigas principais da ponte.
d) As ações de carga que ocorrem em uma curta duração e possuem uma baixa probabilidade de ocorrência durante toda vida útil da
ponte.
e) O choque de objetos móveis como veículos rodoviários, explosões e desastres naturais como enchentes e terremotos.
3. Quais as solicitações verticais e horizontais atuantes em princípio na superestrutura e posteriormente nas vigas principais
das pontes?
4. Qual a diferença entre força centrífuga e choque lateral?
5. Quais são os elementos não estruturais que incidem na superestrutura e in�uenciam diretamente o dimensionamento das
vigas principais das pontes?
Notas
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Dimensionamento de Estruturas de Concreto Armado. Rio de
Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6123: Forças devidas ao vento em edi�cações. Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7187: Projeto de pontes de concreto armado e de concreto
protendido. Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7188: Carga móvel em ponte rodoviária e passarela de pedestre. Rio
de Janeiro, 1982.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8681: Ações e Segurança nas Estruturas. Rio de Janeiro, 1984.
FERREIRA, R. T. L. Ações nas Pontes. Notas de Aula. Universidade do Estado de Mato Grosso, Faculdade de Ciências Exatas e
Tecnológicas. Sinop: UNEMAT, 2017.
MILLER, C. P.; BARBOSA, L. R.; PESANHA, M. C. R. Dimensionamento estrutural de uma ponte em concreto armado. Campos
dos Goytacazes: UENF, 2005.
STUCCHI, F. R. Pontes e Grandes Estruturas. Departamento de Estruturas e Fundações, Escola Politécnica. São Paulo:
USP, 2006.
Próxima aula
Esforços nas lajes do tabuleiro;
Como as estruturas trabalham perante os esforços.
Explore mais
Assista aos vídeos:
• Montagem da maior viga de concreto do Brasil; <https://www.youtube.com/watch?v=APKjnvDXbxM>
• Içamento de viga da maior ponte ferroviária do Brasil; <https://www.youtube.com/watch?v=rJK_KqsiAqI>
• Nova Ponte do Guaíba/RS - fevereiro 2019. <https://www.youtube.com/watch?v=J_Z0mMxGnJE>
https://www.youtube.com/watch?v=APKjnvDXbxM
https://www.youtube.com/watch?v=rJK_KqsiAqI
https://www.youtube.com/watch?v=J_Z0mMxGnJE