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23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis Molhes e Quebra-Mares 1 Fonte: Notas de Aula STT-403 – Portos e Vias Navegáveis. Autor: Antônio Nélson Rodrigues da Silva Portos e Vias Navegáveis • Conteúdo: – Obra de Paramento Vertical – Obra de Paramento Inclinado 2 1 2 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis Introdução 3 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Proteção Portuárias – Obras que protejam adequadamente os portos dos efeitos das ondas e correntes e forma a garantir uma agitação tolerável das águas na região portuária. – Não são necessárias se o porto estiver em região de costa já protegidas por obstáculos naturais – Considerações básicas de projeto: • Nível de agitação das águas após a implantação • Estabilidade da obra. – Em obras de grande porte: modelos reduzidos. 4 3 4 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Proteção Portuárias – Podem ser: • Molhe – apresenta uma das extremidades ligada à costa • Quebra-mar - não tem nenhuma ligação com a costa • Dique – ambas as extremidades ligadas à costa 5 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Proteção Portuárias – Podem ser: Molhe 6 5 6 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Proteção Portuárias – Podem ser: Quebra-Mar 7 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Proteção Portuárias – Segundo sua seção transversal • Vertical – provocam reflexão das ondas progressivas incidentes, gerando ondas estacionárias (clapotis). São em geral de concreto simples ou armado, com fundações sobre enrocamentos. 8 7 8 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Proteção Portuárias – Segundo sua seção transversal • De paramento inclinado ou talude – provocam a ruptura das ondas. São construídos de pedras naturais ou elementos artificiais de concreto. 9 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Proteção Portuárias – A forma da seção transversal define o processo de cálculo a ser utilizado no projeto de cada obra, pois os esforços que irão ocorrer são função do perfil da estrutura e da ação das ondas. 10 9 10 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis Obras de Paramento Vertical 11 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Vertical – Obras em que o paramento voltado para as ondas é vertical (ou próximo disso) • A inclinação pode avançar até um limite – talude limite – que separa os fenômenos da reflexão e da ruptura de ondas • Se a inclinação aumentar, a onda reflete, se diminuir a onda se rompe 12 11 12 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Vertical – Efeitos a serem considerados no dimensionamento • Pressão das ondas estacionárias (clapotis) • Subpressão na base e preso submerso dos diversos componentes da construção • Profundidades mínimas do fundo e da base de enrocamento • Elevação mínima da crista da obra, acima do nível máximo da água 13 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Vertical – Altura recomendada para não haver ruptura da onda: • H1 > 4 x a, sendo “a” a amplitude da onda. – Profundidade mínima acima do enrocamento da base: • H2 > 3 x a 14 13 14 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Vertical – Elevação da crista acima da obra: • H3 – acima do nível máximo – deverá ser suficiente para impedir a passagem das ondas. 15 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Vertical – Método construtivo: • Ensecadeiras e concretagem submersa • Blocos justapostos (caixões), com enchimento por lastro de enrocamento – Em geral, são de construção mais econômica • Consomem menor volume de material 16 15 16 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis Obras de Paramento Inclinado 17 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Inclinado – Criam zonas abrigadas ao forçar a arrebentação (ou ruptura) da onda de um lado da obra, mantendo o lado oposto calmo. • O fenômeno é semelhante ao da ruptura de uma onda em um fundo de profundidade decrescente, em condições naturais. • Considera a rugosidade do enrocamento – faz com que parte da energia da onda seja dissipada por atrito ou turbulência. 18 17 18 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Inclinado – Dimensionamento - Iribarren 19 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Inclinado – Dimensionamento – Iribarren – Os elementos não precisam ter as mesmas dimensões em toda a seção do talude. No núcleo e possível a utilização de pedras ou blocos menores, pois não estarão sujeitos à ação direta das ondas. 20 19 20 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Inclinado – Dimensionamento – Iribarren – A espessura da camada de proteção sujeita ao ataque das ondas deve incluir pelo menos três camadas dos elementos de peso P, anteriormente calculados, e deve ser, aproximadamente: 21 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Inclinado – Dimensionamento – Iribarren • A espessura pode ser variável ao longo do talude, pois é possível diminuir a dimensão da camada de proteção para maiores profundidades, uma vez que a ação das ondas também diminui com a profundidade. 22 21 22 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Inclinado – Características gerais • As obras de paramento inclinado, ao provocarem a ruptura das ondas, recebem pressões que podem atingir até 70 ton/m2, o que exige das mesmas grande robustez para suportá-las. • As alturas das obras de paramento inclinado podem ser menores que as obras verticais. • A grande largura das obras inclinadas pode causar problemas à navegação, limitando a largura do canal de acesso. • Utilização das obras de paramento inclinado é bastante difundida, sendo mais empregadas do que as paredes verticais 23 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Inclinado – Características gerais • Os taludes de pedra devem utilizar tamanhos variados, seja para aproveitar de forma mais completa a produção das pedreiras, seja para minimizar os vazios e a consequente transmissão de energia para o lado interno. • A obra de talude pode necessitar de pedras muito grandes para suportar a ação intensa das ondas. Se o tamanho for tal que seja difícil a sua obtenção nas pedreiras locais, é possível construir blocos artificiais de concreto (com peso até mesmo acima de 300 ton), com fo1mas especiais, tais como o QUADRÍPODE 24 23 24 23/10/2022 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Inclinado – Dimensões Básicas – ALTURA • A cota de coroamento do talude: > 5/4 de A (sendo A a altura total da onda) acima do nível de repouso da preamar máxima • Pois ao romper, a onda encontra-se com cerca de 3/4 de A acima do nível de repouso e cerca de ¼ de A abaixo deste nível. • O valor proposto não permite, portanto, que as ondas passem sobre a obra • A altura determinada em projeto deve ser sempre acrescida de 10% no momento da construção, para compensar os efeitos de recalque e abatimento que costumam ocorrer. Os problemas de abatimento, decorrentes de pedras que se deslocam permanentemente, provocam um custo anual de manutenção da ordem de 2% do valor total de construção, nas obras de paramento inclinado. 25 Portos e Vias Navegáveis • Obras de Paramento Inclinado – Dimensões Básicas – INCLINAÇÃO DOS TALUDES – Lado MAR • Baixas profundidades (H < 2A) - 5:1 ou 10:1 • Médias profundidades (H = 2A) - 3:1 ou 3,5:1 • Altas profundidades (H > 2A)- 2:1 ou 1,5:1 – INCLINAÇÃO DOS TALUDES – Lado PORTO • No lado do porto, o talude pode ser da ordem de 1: 1 26 25 26
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