2 AÃÃes em pontes e viadutos (Superestrutura)

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PONTES
2. Ações em pontes e viadutos (Superestrutura)
Sander David Cardoso
M.Sc., Eng. Civil - Prof. Instituto Mauá de Tecnologia - Sócio da EGT Engenharia
2. Ação em pontes e viadutos
Normas técnicas aplicáveis:
Ações permanentes são aquelas cuja variação no tempo é desprezível em relação
ao tempo médio de vida da estrutura, como por exemplo:
➢ ABNT NBR 7187 (2003): Projeto de pontes de concreto armado e de concreto
protendido – Procedimento;
➢ ABNT NBR 7188 (2013): Carga móvel rodoviária e de pedestres em pontes,
viadutos, passarelas e outras estruturas;
➢ ABNT NBR 7189 (1985): Cargas móveis para projeto estrutural de obras
ferroviárias; (Cancelada)
➢ ABNT NBR 9452 (2019): Inspeção de pontes, viadutos e passarelas de
concreto – Procedimento.
➢ ABNT NBR 16694 (2020): Projeto de pontes rodoviárias de aço e mistas de aço
e concreto.
2. Ação em pontes e viadutos
Ações são as causas que provocam o aparecimento de esforços e
deformações nas estruturas. As ações são classificadas segundo a sua
variabilidade no tempo em três categorias:
• Permanentes (G);
• Variáveis (Q);
• Excepcionais (E).
2. Ação em pontes e viadutos
Ações permanentes:
Ações permanentes são aquelas cuja variação no tempo é desprezível em
relação ao tempo médio de vida da estrutura, como por exemplo:
a) Ações permanentes diretas:
- pesos próprios dos elementos da construção;
- peso da pavimentação, revestimentos, guarda-rodas e
guarda-corpo;
- lastro e trilhos (pontes ferroviárias);
- Empuxos de solo.
b) Ações permanentes indiretas:
- protensão;
- recalques de apoio;
- retração dos materiais.
2.1 Ações permanentes
Peso próprio dos elementos estruturais:
Esboça-se um ante projeto da ponte fixando as dimensões com
base na observação de estruturas anteriormente projetadas,
calculando-se a carga permanente a partir do volume de cada peça.
Pavimentação:
Deve ser adotado para o peso específico do material empregado o
valor mínimo de 24 kN/m³, prevendo-se carga adicional de 2 kN/m²
para atender a um eventual recapeamento. A consideração desta
carga pode ser dispensada, a critério do proprietário da obra, no
caso de grades vãos.
2.1 Ações permanentes
Lastro Ferroviário, trilhos e dormentes:
Deve ser adotado para o peso específico do material empregado o
valor de 18 kN/m³. Deve ser suposto que o lastro atinja o nível
superior dos dormentes e preencha completamente o espaço
limitado pelos guarda-lastros, até o seu bordo superior, mesmo se
na seção transversal do projeto assim não for indicado.
Na ausência de indicações precisas, a carga referente aos
dormentes, trilhos e acessórios deve ser considerada, no mínimo,
igual a 8 kN/m por via.
Ações variáveis:
Ações que ocorrem com valores que apresentam variações
significativas em torno de sua média, durante a vida da construção:
- Cargas móveis: (Pontes rodoviárias ou ferroviárias);
- Sobrecargas construtivas;
- Variação de temperatura;
- Carregamentos devido ao vento;
- Empuxos de solo provocados por sobrecarga;
- Movimento de água.
2.1 Ações permanentes
Carga móvel em pontes rodoviárias:
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Trem-tipo NBR7188 (2013):
Sistema de cargas representativo dos valores característicos dos
carregamentos provenientes do tráfego a que a estrutura está
submetida.
Q = P x CIV x CNF x CIA
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
(¹) p’ = 5 kN/m² para o dimensionamento 
do elemento estrutural do passeio.
Classe TB240 TB450 Un.
Peso total do veículo 240 450 kN
Peso por roda (P) 40 75 kN
Sobrecarga pista (p) 4 5 kN/m²
Sobrecarga passeio (p')¹ 3 3 kN/m²
Aplicação da carga móvel:
• O veículo-tipo, sempre orientado na direção do tráfego, é
colocado na posição mais desfavorável para o cálculo de cada
elemento;
• A carga distribuída de intensidade p é aplicada em toda a pista
de rolamento, nesta incluídas as faixas de tráfego, os
acostamento e os afastamentos, sendo descontada a área
ocupada pelo veículo e não se considera a porção do
carregamento que provoque redução das solicitações;
• Os passeios, independentemente de largura ou altura, são
carregados com a carga distribuída de intensidade p’, não
majorada de impacto.
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Coeficiente de impacto vertical (CIV):
Pelo fato das cargas atuarem com certa velocidade, o efeito das mesmas
é maior do que se fossem aplicadas estaticamente. Estes efeitos
dinâmicos podem ser considerados multiplicando o valor da carga
estática por um fator CIV, dado pela seguinte expressão:
Com Liv é o vão teórico do elemento analisado, dado em metros:
Liv é o comprimento do próprio vão para estruturas isostáticas;
Liv é a média aritmética dos vão nos casos de estrutura contínua;
Liv é o comprimento do próprio balanço para estruturas em balanço;
Liv é o menor vão para lajes com vínculos os quatro bordos.
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
m 200,0 m 10,0 para 
50 L
20
1,06 1 CIV
m; 10,0 para 1,35 CIV
iv






+
+=
=
 
 


Situações em que não se aplica o coeficiente CIV:
• Empuxo de terra provocado por cargas móveis;
• Cálculo das fundações;
• Efeitos da frenagem e da aceleração;
• Passeios;
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Coeficiente de número de faixas (CNF):
As cargas móveis devem ser multiplicadas pelo coeficiente de número de
faixas do tabuleiro, dados por:
CNF = 1 – 0,05(n-2) ≥ 0,9
onde:
n: número (inteiro) da razão b/3,5;
b: largura do tabuleiro rodoviário transversalmente contínuo em
metros, a ser carregado para uma determinada hipótese de carga.
Este coeficiente não se aplica ao dimensionamento de elementos
estruturais transversais ao sentido do tráfego (lajes, transversinas, etc.).
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Coeficiente de impacto adicional (CIA):
As cargas móveis devem ser majoradas por CIA para o dimensionamento
de lajes e transversinas em regiões com uma distância horizontal inferior
a 5,0 m de juntas estruturais e extremidades da obra. Sendo este
coeficiente dado por:
CIA = 1,25, para obras em concreto ou mistas;
CIA = 1,15, para obras em aço.
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Elementos estruturais adjacentes às juntas de dilatação:
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Ações excepcionais (NBR7188:2013):
Ações excepcionais são as que têm duração extremamente curta e
muito baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da
construção, mas que devem ser consideradas nos projetos de
determinadas estruturas.
Consideram-se como excepcionais as ações decorrentes de causas
tais como explosões, choques de veículos, incêndios, enchentes ou
sismos excepcionais.
De uma forma global, exigem verificações somente no estado limite
último e de estabilidade global de forma isolada, concomitante
apenas com as cargas móveis verticais.
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Dispositivo de contenção (ex. guarda-rodas):
O elemento deve ser dimensionado para uma carga horizontal
perpendicular à direção do tráfego de 100kN e carga vertical
concomitante de 100kN.
A ação é aplicada num comprimento de 50cm, no topo do elemento
admitindo-se distribuição espacial a 45°.
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Ações em estruturas de garagem (NBR7188:2013):
• Altura livre ≤ 2,5 m: q = 3 kN/m² (com alternância e sem impacto)
• 2,5 m < Altura livre ≤ 3,5 m: q = 3 kN/m² (com alternância e sem impacto)
Ou passagem isolada do veículo
da figura ao lado, sem impacto.
• 3,5 m < Altura livre: q = 4 kN/m²
(com alternância e sem impacto)
Ou passagem isolada do veículo
TB240, sem impacto.
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Cargas de veículos especiais:
As pontes podem ser verificadas para o transporte de carga especial a
partir do veículo tipo apresentado no anexo A da NBR 6188.
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Cargas de veículos especiais:
Esta verificação é feita a critério do órgão com jurisdição sobre a rodovia,
e devem seguir as seguintes prescrições de operação:
- A ponte deve estar interditada aos demais veículos;
- O veículo de trafegarem eixo predefinido (em princípio o eixo da
estrutura);
- O veículo deve trafegar com velocidade constante inferior a 5 km/h;
- Não realizar a operação na ocorrência de ventos com velocidade acima
de 20 m/s.
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Tráfego atual:
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Tráfego atual:
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Tráfego atual:
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Carga móvel em pontes ferroviárias:
2.2.1 Cargas móveis: Pontes rodoviárias
Carga móvel em pontes ferroviárias:
O trem-tipo brasileiro ferroviário (TB) deve ser escolhido de acordo com o
carregamento que a via estiver sujeita:
a) TB-360: para ferrovias sujeitas a transporte de minério de ferro ou
outros carregamentos equivalentes;
b) TB-270: para ferrovias sujeitas a transporte de carga geral;
c) TB-240: para ser adotado somente na verificação de estabilidade e
projeto de reforço de obras existentes;
d) TB-170: para vias sujeitas exclusivamente ao transporte de passageiros
em regiões metropolitanas ou suburbanas.
2.2.2 Cargas móveis: Pontes ferroviárias
Características geométricas e cargas dos tens-tipo:
2.2.2 Cargas móveis: Pontes ferroviárias
Q é carga por eixo;
q e q’ são cargas distribuídas na via, simulando respectivamente vagões
carregados e descarregados.
TB Q (kN) q (kN/m) q' (kN/m) a (m) b (m) c (m)
360 360 120 20 1.00 2.00 2.00
270 270 90 15 1.00 2.00 2.00
240 240 80 15 1.00 2.00 2.00
170 170 25 15 11.00 2.50 5.00
Obras com três ou mais vias:
Nestes casos, a consideração da simultaneidade do carregamento nas
vias para o projeto estrutural é feita a partir da mais desfavorável entre
as seguintes situações:
a) duas vias carregadas com o TB em sua posição mais crítica e as demais
vias descarregadas;
b) todas as vias carregadas com o TB em sua posição mais crítica, com
suas cargas afetadas de um fator de redução.
2.2.2 Cargas móveis: Pontes ferroviárias
 é o f fator de redução;
n é o número de vias, nunca maior que 5.
n 
3 0.73
4 0.66
5 0.59
Coeficiente de impacto vertical (φ):
Para as pontes ferroviárias, a NBR 7187:2003 fixa a expressão abaixo:
 é o vão teórico do elemento analisado, dado em metros. Sendo que:
Para o caso de vão contínuos desiguais, o vão ideal equivalente à média
aritmética dos vãos teóricos, desde que o menor vão seja igual ou
superior a 70% do maior vão;
Para balanços,  é tomado igual a duas vezes o seu comprimento.
2.2.2 Cargas móveis: Pontes ferroviárias
( ) 1,2 25,260-16000,001 += 