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CONCRETO PROTENDIDCONCRETO PROTENDIDO EO E PPONTESONTES PONTESPONTES Au to r ( a ) : M a . M a r i a n a A l ve s K i rc h n e r R ev i s o r : Fa b r i c i o A l o n s o R i c h m o n d N ava r ro Tempo de leitura do conteúdo estimado em 1 hora e 20 minutos. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vztU… 1/52 Introdução Prezado(a) estudante, as pontes estão presentes no contexto arquitetônico pelo mundo desde os tempos remotos. Elas surgem diante de diferentes contextos, mas o principal deles é o da necessidade. Isso porque a ponte tem uma função primordial: vencer um obstáculo, como a água, por exemplo. Con�gurando assim um importante elemento da construção civil que requer estudo e dedicação no momento do projeto. Assim, o estudo de pontes envolve diferentes vertentes, desde compreender os tipos de ponte e as metodologias construtivas, assim como os materiais disponíveis para sua incorporação, bem como as características de cálculo e projeto que garantirão que uma ponte seja e�ciente, durável, econômica e possua um aspecto agradável. Características essas que iremos detalhar no estudo a seguir. Introdução ao estudo de pontes: 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vztU… 2/52 As pontes são elementos de ligação e transposição sobre a água. Seu objetivo é proporcionar continuidade a rodovias, ferrovias ou vias de simples �uxo. Muitas vezes, as pontes são confundidas com os viadutos. A diferença entre eles está no fato de que uma ponte requer a presença de um rio, lago, mar ou qualquer fonte de água logo abaixo dela, enquanto o viaduto transpõe vales, terrenos íngremes e outras vias (MARCHETTI, 2018). Em alguns casos, os viadutos também servem como acesso às pontes quando estas estão localizadas em áreas irregulares de vales e água. As pontes são elementos estruturais da engenharia civil bastante complexos. Elas são constituídas por diferentes elementos que têm como objetivo formar uma estrutura estável e e�caz, de modo a cumprir seu principal objetivo de conectar extremidades antes separadas e ainda suportar as cargas que incidem sobre a pista de rolamento, descarregando-as no solo de forma adequada. Marchetti (2018) complementa ainda a necessidade de uma ponte ser também durável, econômica e estética. tipos de pontes de concreto armado S A I B A M A I S As pontes são elementos construtivos muitas vezes pagos com recursos públicos, uma vez que são construídas por meio de obras municipais, estaduais e até 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vztU… 3/52 Na Figura 4.1, é possível visualizar a ponte e os elementos que a compõem. Na imagem, há uma ponta que tem acesso à via por meio de um viaduto de acesso, seguido de um aterro de acesso. Essas partes são bem divididas e delimitadas. Além disso, é perceptível que, assim como em uma estrutura residencial, por exemplo, a ponte é composta por partes como a superestrutura, que constitui a parte superior, o topo da mesma; a mesoestrutura, que conecta a superestrutura à infraestrutura, distribuindo e direcionando as cargas; e, por �m, a infraestrutura, que tem a função de distribuir as cargas para o solo. mesmo federais. Diante disso, elas devem possuir um custo-benefício atrativo, de modo que não haja custos desnecessários para os cofres públicos. No texto a seguir, o autor faz um comparativo orçamentário entre dois tipos diferentes de pontes, a �m de elucidar o leitor sobre o aspecto monetário envolvido nessa estrutura da construção civil. Para saber mais, acesse a seguir: https://shre.ink/aGoR 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vztU… 4/52 https://shre.ink/aGoR Figura 4.1 — Ponte e seus elementos Fonte: Adaptada de Marchetti (2018). #PraCegoVer: a imagem apresenta um desenho que simula um corte de um terreno com um vale, onde há um rio na parte mais baixa. Sobre esse terreno, temos a infraestrutura cravada ao solo por meio de duas sapatas, ligadas a dois pilares, que por sua vez são conectados a dois consoles e vigas, con�gurando a mesoestrutura. Logo acima, temos uma viga horizontal que constitui a ponte, a qual é dividida em cinco partes. Da esquerda para a direita, temos o aterro de acesso, o viaduto de acesso, a superestrutura, outro viaduto de acesso e, por �m, o aterro de acesso. As pontes, como as conhecemos, podem ser executadas por meio de diferentes metodologias construtivas e tipologias. Dessa forma, existe um amplo leque de tipos de pontes pelo mundo, cada uma com suas especi�cidades, de modo a atender a diferentes funções. Podemos classi�car as pontes diantes de diferentes aspectos: 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vztU… 5/52 material; dimensões; tráfego; planimétrico; altimétrico; metodologia estrutural; corte; tabuleiro; execução; mobilidade. Para cada um desses tipos, temos uma diversidade de pontes, que podemos classi�car de acordo com o material utilizado, como de madeira, aço, concreto e alvenaria. No caso das pontes de concreto, elas podem ser classi�cadas ainda como de concreto armado ou concreto protendido. Além disso, as pontes também podem ser construídas com materiais mistos, unindo dois ou mais dos materiais mencionados anteriormente, como vemos a seguir. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vztU… 6/52 Quanto à classi�cação de acordo com as dimensões, além das pontes, existem diferentes estruturas que são categorizadas com base em seu tamanho. Entre elas, temos as galerias ou bueiros, que são utilizadas em obras hidro sanitárias, por exemplo, e possuem até 2 metros de comprimento. As pontes podem ser agrupadas de acordo com o tamanho, sendo os pontilhões aqueles que variam de 2 a 10 metros de comprimento, e as pontes propriamente ditas são aquelas cujo comprimento é superior a 10 metros. Essas, por sua vez, podem ser classi�cadas como pequenas, com até 30 metros; médias, de 30 a 60 ou 80 metros; e grandes, de 60 a 80 metros de comprimento (MARCHETTI, 2018). Podemos classi�car as pontes ainda de acordo com o tráfego principal para o qual se destinam. É possível classi�cá-las da seguinte forma: pontes ferroviárias, destinadas a trens; pontes rodoviárias, destinadas a utilitários como carros, motos, caminhões e ônibus; aquedutos, projetados para conduzir água; passarelas, destinadas a pedestres e até mesmo pessoas em bicicletas, patins e skate; pontes aeroviárias; pontes mistas. Fonte: Frank Schulenburg / Wikimedia Commons. Aço a ponte Golden Gate, nos Estados Unidos, é totalmente construída em aço. Ela foi construída por meio da metodologia pênsil, na qual os cabos de aço formam um "M" ao longo da ponte. < > 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vztU… 7/52 Outra forma de classi�car as pontes é de acordo com sua alocação planialtimétrica, que se refere às medidas em um plano horizontal e vertical. Na Figura 4.2, podemos visualizar exemplos de pontes retas, em curva e em escosa. Figura 4.2 — Pontes segundo a planialtimetria Fonte: Adaptada de Marchetti (2018). #PraCegoVer: na imagem, temos três desenhos. O primeiro representa as pontes retas ortogonais, nas quais é possível ver um retângulo com dois eixos, formando um ângulo de 90 graus entre o eixo da ponte e o eixo do obstáculo. Na segunda �gura, localizada na linha superior à direita, temos um desenho de uma ponte reta esconsa. Nesse desenho, é possível observar uma ponte retangular queforma um ângulo de 90 graus entre o eixo da ponte e o eixo do obstáculo, porém com uma angulação alfa. Na terceira imagem, temos as pontes curvas. Nesse desenho, podemos ver um triângulo cortado por três linhas, com formato semelhante ao de uma pizza, em que a curva da ponte é formada sobre o eixo da mesma. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vztU… 8/52 As pontes podem ser classi�cadas ainda de acordo com a altimetria, que considera as medidas na direção horizontal. Na Figura 4.3, é possível visualizar três diferentes tipos de ponte de acordo com a altimetria: uma em nível, outra em rampa e outra curvilínea. Observe: Figura 4.3 — Pontes segundo a planialtimetria Fonte: Adaptada de Marchetti (2018). #PraCegoVer: na imagem, temos três desenhos. O primeiro deles, na parte superior, representa uma ponte horizontal ou em nível, na qual vemos dois pilares engastados em uma viga por meio de dentes. Na segunda �gura, localizada abaixo, temos uma ponte em rampa retilínea, na qual vemos uma viga conectada a uma fundação mais baixa e um pilar mais alto, todos conectados por dentes. No terceiro desenho, vemos uma ponte curvilínea, onde uma viga curvada para cima está conectada a duas bases por meio de dentes na estrutura. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vztU… 9/52 Quanto à sua forma estrutural, essa pode ser bastante ampla, podendo ser executada em viga, pênsil, estaiada ou em arco, como podemos observar na Figura 4.4. Cada forma é pensada de acordo com as especi�cidades exigidas pela obra e também alinhada à disponibilidade de material e mão de obra. Essas formas estruturais serão exploradas e explicadas mais adiante. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 10/52 Figura 4.4 — Pontes com diferentes estruturas Fonte: Adaptada de Leonhardt (1979). #PraCegoVer: na �gura, temos cinco desenhos. O primeiro deles é o desenho de uma viga biapoiada, com apoios em duas bases triangulares. No segundo desenho, temos uma viga apoiada sobre um arco. No terceiro desenho, temos uma ponte pênsil, na qual uma viga é apoiada nas extremidades e cortada por dois mastros. Uma linha em forma de "M" passa sobre os mastros e se conecta à ponte por meio de linhas retas. No quarto desenho, temos uma ponte estaiada, na qual uma viga é apoiada nas extremidades e cortada por dois mastros. Cada mastro se conecta individualmente à viga por meio de linhas retas na diagonal. No quinto desenho, temos uma ponte em arco, na qual uma viga é apoiada sobre dois pilares. Sobre a viga, há um arco que se conecta à viga por meio de linhas retas. Uma ponte também pode ser classi�cada de acordo com o formato de sua seção transversal, ou seja, seu corte. Temos as pontes de laje, que podem ser 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 11/52 maciças ou vazadas, e as pontes de viga, que são formadas pela mesa da viga, podendo ser em T ou celular, do tipo caixão. As pontes classi�cadas de acordo com o tabuleiro relacionam-se à posição deste. Assim, o tabuleiro, que é o topo da ponte e a área de rolamento, pode encontrar-se em diferentes locais em relação à estrutura de apoio e descarga de carregamento, que são as vigas. Sendo assim, são classi�cadas em tabuleiro superior, tabuleiro inferior e tabuleiro intermediário. Quanto à forma de execução, temos aquelas moldadas in loco, que é quando a mesma é executada toda no local �nal da obra, podendo ser de diferentes metodologias construtivas, como protendida, armada, em madeira, aço, etc. Outra modalidade é a pré-moldada, na qual a mesma é executada em outra localidade e transportada até o local �nal da obra. Essa modalidade executiva muitas vezes não se dá de forma exclusivamente pré-moldada, pois em muitos casos é necessário realizar certas estruturas em conjunto no local. Outra modalidade são as pontes com balanços sucessivos, que são aquelas em que a superestrutura é realizada de forma gradativa, vão a vão. Constrói- se o pilar e já se realiza a superestrutura, podendo essa ser executada em duas frentes, uma em cada extremidade da ponte, que irão se encontrar ao meio. Quanto à mobilidade da estrutura, essa característica está associada à tecnologia atual, que possibilita a existência de pontes móveis, como as basculantes, levadiças, corrediças e giratórias. Estudante, com o exercício proposto a seguir, você poderá sistematizar e �xar os conhecimentos construídos ao longo deste estudo. Vamos lá? Conhecimento 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 12/52 Teste seus Conhecimentos (Atividade não pontuada) Uma ponte pode apresentar diferentes características, pois possui atributos complexos e adaptáveis a cada projeto e situação especí�ca. Assim, temos pontes espalhadas pelo mundo inteiro, construídas com diversas metodologias e con�gurando diferentes tipologias. Sobre a classi�cação das pontes e as características de enquadramento de cada tipologia, assinale a alternativa correta. a) Tanto as pontes quanto os viadutos são construídos sobre percursos de água. A diferença entre eles está na localização, sendo as pontes construídas em contexto urbano e os viadutos em contexto rural. b) As pontes, pontilhões e passarelas possuem funções semelhantes, pois permitem a passagem de veículos, como carros, motos e bicicletas, bem como de pedestres. c) As pontes podem diferir devido à planialtimetria, que se refere às medidas em um plano horizontal e vertical. Essas pontes podem ser retas, escosas ou curvas. d) As pontes são elementos complexos construídos sobre cursos de água. Elas são projetadas de forma estática, pois não possuem mobilidade, ou seja, não são projetadas para se moverem ou serem deslocadas. e) Uma ponte é constituída por duas partes distintas, sendo essas partes a infraestrutura (que é a fundação) e a cobertura (que é a pista de rolamento). 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 13/52 Uma ponte pode ser construída ainda em pedra natural, material esse muito utilizado antigamente, quando as técnicas construtivas e acesso a diferentes materiais eram limitados. Entretanto, atualmente, devido ao custo elevado dessas, as mesmas são pouco utilizadas. As pedras naturais são caracterizadas por serem materiais resistentes, não sofrendo corrosão com o passar do tempo, de forma a manterem-se íntegras e preservarem a estrutura da ponte. Entretanto, esse material atualmente somente é utilizado como revestimento, visto que, como um elemento estrutural, traz uma problemática relacionada à heterogeneidade do material que di�culta o cálculo de transferência de tensões. Outro material que pode ser utilizado nas pontes como forma de revestimento são as pedras arti�ciais. Esse material pode ser empregado no Introdução ao estudo de pontes: materiais e sistemas de construção de pontes 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 14/52 revestimento de diferentes partes da estrutura, como vigas e pilares. O concreto, material amplamente utilizado nas pontes, é bastante conhecido. No entanto, possui diferentes especi�cidades, dependendo do uso para o qual é destinado. Dessa forma, Leonhardt (1979, p. 20) coloca que: Para as superestruturas de pontes, devem-se adotar as classes de resistência B 25 a B 55; para as fundações, pilares e encontros revestidos, as classes B15 a B 35. No caso de grandes vãos, pode ser vantajoso o empregode concreto leve de alta resistência (LB 35 a LB 45), devido ao seu baixo peso especí�co. Em peças estruturais espessas, o emprego de cimento da classe L (pega retardada) e quantidades moderadas de cimento causam um baixo calor de hidratação e, através de uma cura de vários dias, mantém o calor impedindo a evaporação da água. Apesar do concreto ser um material muito utilizado e que supre as necessidades estruturais da ponte, o mesmo possui algumas limitações no que tange à estética, uma vez que o concreto aparente tende a sofrer ações do tempo. Para isso, diversas estruturas passam por um tratamento cuidadoso, que visa tratar e manter o concreto, de modo que as vigas e pilares se apresentem de forma menos porosa, sejam impermeáveis e de bom acabamento. Já o tabuleiro de concreto deve ser pensado de forma a manter sua rugosidade e preservar as características estéticas. Quanto à cor, o mesmo pode ser pigmentado de acordo com as características do projeto. A madeira é um material que sempre foi muito utilizado na construção de pontes, devido à disponibilidade e facilidade que esse material sempre representou. No entanto, com o aumento da tecnologia na construção civil, em conjunto com a baixa disponibilidade de madeiras adequadas para construção disponíveis no mercado, esse material foi deixado de lado. Uma desvantagem da madeira está associada à sua baixa resistência à oscilação de umidade e ao contato com meios agressivos (MINÁ; DIAS, 2008). No entanto, esse material apresenta um custo reduzido quando comparado ao concreto. Diante disso, atualmente é possível encontrar diversos estudos que 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 15/52 abordam o uso de madeira de boa qualidade em pontes, como forma de reduzir o custo e manter a qualidade igualada à do concreto, de forma a associar as características da madeira ao meio, de forma adequada para elevar a resistência e durabilidade. O ferro é um material muito utilizado em pontes e tem sido empregado em diversos momentos ao longo da história. Esse material foi utilizado de formas diferentes na construção de pontes ao redor do mundo. Primeiramente, utilizou-se o ferro fundido para a execução de pontes, e com o avanço da tecnologia, passou-se a utilizar o ferro pudlado, que é uma forma aprimorada do ferro fundido. Com o passar do tempo, o ferro deu espaço ao aço, que passou a ser utilizado com mais frequência na construção de pontes treliçadas, proporcionando um melhor desempenho da estrutura e melhorando o custo e o desempenho. Esse tipo de material também pode ser utilizado em conjunto com a madeira e o concreto, formando estruturas mistas. Cada um desses materiais utilizados na construção de pontes pode ser empregado em diferentes tipologias de pontes. O concreto pode ser utilizado em pontes executadas por meio de concreto armado, protendido, em pontes estaiadas, entre outros. O mesmo ocorre com o aço e a madeira. A seguir, veremos os sistemas de construção utilizados na construção de pontes. As pontes em concreto armado são usualmente moldadas in loco, sendo atualmente uma das formas mais tradicionais de construção de pontes, caracterizando uma metodologia bastante difundida. Essas pontes consistem em uma estrutura composta por armadura de aço preenchida com concreto. Para isso, utiliza-se formas apoiadas e �xadas por meio de acabamento. Essas pontes con�guram uma tipologia mais acessível, tanto em termos de mão de obra quanto de materiais, levando em consideração que são executadas de forma simples e com materiais disponíveis no mercado. Entretanto, é necessário monitorar essa facilidade, garantindo que os 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 16/52 materiais e a mão de obra utilizados cumpram com os rigorosos padrões metodológicos que toda estrutura de concreto deve ter. As pontes de concreto protendido, por sua vez, con�guram uma metodologia construtiva mais avançada, uma vez que empregam materiais e mão de obra especí�cos. Utilizam-se aços especiais e materiais como macacos de protensão, dispositivos de ancoragem e bainhas. Essa metodologia é utilizada em casos em que a ponte precisa vencer grandes vãos de estrutura e está localizada em locais com atmosfera agressiva. Essa metodologia con�gura uma das mais caras e de execução mais sensível, uma vez que requer materiais e equipamentos especiais. No entanto, o desempenho dessa metodologia é muito satisfatório, suportando grandes dimensões, tensões e momentos. Estudante, vimos que as pontes podem ser executadas por meio de diferentes materiais, como aço, concreto, madeira ou pedra. Também vimos a variedade de aplicações desses materiais, que podem ser combinados de forma mista, como concreto e aço, aço e madeira, ou por meio de diferentes tecnologias construtivas, como o concreto armado e protendido. Agora vamos analisar algumas particularidades das tipologias das pontes e as respectivas metodologias construtivas de cada uma delas. A ponte estaiada está cada vez mais presente nas grandes cidades, pois con�gura uma forma e�ciente de vencer grandes vãos, sendo executada sobre rios e lagos de extensões consideráveis. Essa tipologia permite vãos de até 700 metros para �uxos rodoviários e até 500 metros para trânsito ferroviário. Além disso, o tempo de execução desse tipo de ponte é favorável, pois pode ser construída de maneira mais rápida do que outros tipos de ponte. A ponte estaiada alia beleza e funcionalidade, por isso está presente em diversas paisagens urbanas. Essa tipologia de ponte é composta por elementos como: mastro; 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 17/52 tabuleiro; fundação; cabos. O tabuleiro da ponte, que é a parte de rolamento, é suspenso por cabos �xados às torres. Essa estrutura é classi�cada como uma ponte em viga, com tabuleiro intermediário. O número de cabos dispostos nesse tipo de viga está relacionado à sua esbeltez, ou seja, quanto mais esbelta a viga, maior a quantidade de cabos necessários. Os cabos que saem do mastro são ancorados diretamente no tabuleiro, em nichos de ancoragem. Quanto à disposição dos cabos e à vista lateral dos mesmos, Leonhardt (1979, p. 20) menciona o seguinte: Os cabos inclinados, em vista lateral, podem ser dispostos na forma de leque ou de harpa, em feixes radiantes ou paralelos . A disposição em leque é mais e�ciente do ponto de vista técnico e mais econômica do que a em forma de harpa, a qual, no entanto, dá uma melhor aparência estética no caso de poucos cabos (sem interseções na vista lateral inclinada. Pode-se, evidentemente, adotar uma disposição para os cabos intermediária entre o leque e a harpa. Assim, na Figura 4.5 podemos visualizar a distribuição e o desenho formado pelos cabos em pontes, que podem estar dispostos em forma de harpa ou leque. Na imagem superior, temos uma ponte com os cabos posicionados em forma de harpa, enquanto na imagem inferior, logo abaixo da primeira, os cabos estão dispostos em forma de leque. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 18/52 Figura 4.5 — Pontes estaiada em harpa e leque Fonte: Adaptada de Leonhardt (1979). #PraCegoVer: na �gura, temos dois desenhos. O primeiro é uma ponte em forma de harpa, onde uma viga é ligada ao solo nas extremidades e cortada por um mastro. Nesse mastro, estão conectadas linhas retas ao longo dele, espaçadas de forma uniforme e �xadas ao longo da ponte. No segundo desenho, temos uma ponte em forma de leque, representada por uma viga apoiada nas extremidades e cortada por um mastro que possui linhas telas �xadas no topo e ao longo da viga da ponte, formando assim um feixe. A ponte pênsil é bastante parecida coma ponte estaiada, muitos até mesmo confundem essas duas tipologias. Entretanto, são modelos construtivos diferentes. A ponte pênsil também é constituída por: mastro; tabuleiro; 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 19/52 fundação; cabos; viga. Nesse tipo de estrutura, existe um cabo de aço principal e outros cabos secundários, estes são conectados de forma perpendicular ao tabuleiro. Assim, o cabo principal passa de uma ponta até outra, �xado por mastros, formando assim uma letra M no traçado do cabo, que tem partes �xadas na extremidade do mastro e parte pesando para baixo, como vemos na Figura 4.6. Essa ponte possui ainda uma viga de rigidez que evita oscilações provocadas na área de rolamento e devido à carga de vento, de modo a tornar a estrutura rígida e impedir oscilações que a façam entrar em estado de ressonância. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 20/52 Figura 4.6 — Ponte pênsil Fonte: Martin St-Amant / Wikimedia Commons. #PraCegoVer: a �gura apresenta uma fotogra�a colorida de uma cidade à noite, que mostra uma ponte iluminada e prédios e edifícios iluminados ao fundo. A ponte possui dois mastros principais ligados ao tabuleiro por onde os carros passam. Essa pista é suportada pelos mastros por meio de cabos de aço que formam um M sobre a ponte e são cruzados verticalmente por cabos auxiliares. A ponte em arco é um tipo de ponte bastante antiga, visto que os arcos eram amplamente utilizados desde as épocas mais remotas, como as pontes do antigo Império Romano de 62 A.C, que estão em funcionamento até os dias atuais (CUNHA, 2014). Entretanto, com o passar do tempo, essa tipologia foi sendo aperfeiçoada e adaptada aos novos materiais construtivos, de modo a tornar essa forma construtiva cada vez mais e�ciente e vantajosa. Esse tipo de ponte é indicado também para grandes vãos, sendo aplicável a intervalos 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 21/52 de 100m a 300m. Essa pode ser construída em ferro, concreto armado e materiais mistos. Esse tipo de estrutura pode variar de acordo com a seção transversal do arco (caixão, retangular maciça, tubular, fechada oca, treliça), ou de acordo com a seção transversal do tabuleiro (caixão, π, fechada, maciça, vigada), e ainda de acordo com a geometria do arco, que pode ser contínuo ou poligonal. A construção desse arco pode ser realizada das seguintes formas: cimbre ao solo; avanços sucessivos; basculação vertical; içamento de pré-fabricados. Entretanto, essas metodologias construtivas podem também ser utilizadas em outros tipos de ponte, não necessariamente somente para pontes curvas. Dentre as formas de execução da ponte de arco, a metodologia de cimbre ao solo é a mais fácil de ser executada. Entretanto, essa metodologia é indicada somente para vãos menores, em média de 40 metros. Dessa forma, devido aos avanços na tecnologia construtiva atual, essa metodologia acaba caindo em desuso. A mesma é caracterizada pelo uso de cavaletes, que escoram o topo da ponte e as ligam ao solo, como visto na Figura 4.7. Após a �nalização da ponte, esse escoramento é retirado, permanecendo somente o arco. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 22/52 Figura 4.7 — Ponte de ferro fundido sobre o Rio Wear, em Sunderland, Inglaterra Fonte: Ra�eld, J. / Wikimedia Commons. #PraCegoVer: a imagem apresenta uma fotogra�a antiga em preto e branco da ponte de ferro fundido sobre o Rio Wear, na Inglaterra. Na imagem, é possível observar a construção de uma ponte de arco sobre o rio, com trabalhadores e maquinários na extremidade da ponte. Abaixo da ponte, é visível o escoramento da estrutura até o solo A ponte de avanço sucessivo é uma metodologia bastante atualizada, que ainda é bastante presente no mercado da construção civil e vem se modernizando com o passar dos anos. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 23/52 Fonte: Luca.s / Wikimedia Commons. O avanço sucessivo é indicado quando a altura da ponte em relação ao solo é grande e quando ela está localizada sobre locais com correnteza e instabilidade no curso da água, além de haver trânsito de navegação. Essa metodologia é utilizada em pontes pré-moldadas, de concreto armado, em arco e em várias outras tipologias. Ela é caracterizada por uma execução bastante acelerada. As pontes construídas por meio de basculação vertical são executadas por partes com carro de avanço de progressão, como visto na Figura 4.8. As partes da ponte são acopladas de forma articulada e provisória na base para 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 24/52 torná-la basculante. Em seguida, é feito um estiramento para promover a descida dessa peça. Portanto, é possível apontar essa metodologia como algo complexo e arriscado, uma vez que a peça �ca pendurada e presa à estrutura, sendo utilizada somente quando a mão de obra é quali�cada e há controle dos materiais construtivos. Figura 4.8 — Ponte construída por basculação vertical Fonte: Adaptada de Cunha (2014). #PraCegoVer: na �gura, temos um desenho que representa a vista lateral de uma ponte. Nela, podemos observar metade da ponte sendo posicionada no local por meio de um guindaste, de modo a colocá-la de forma basculante. As pontes construídas por meio do içamento das peças pré-moldadas consistem em utilizar um sistema de atirantamento, que monta uma base de içamento provisória. Essa base pode ser instalada nas torres provisórias sobre o solo ou por triangulação na base do tabuleiro. As gruas são responsáveis pelo transporte e descida das peças. Dessa forma, esse 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 25/52 sistema sustenta a peça pré-moldada e vai montando a ponte como um todo, conforme ilustrado na Figura 4.9. Figura 4.9 — Ponte construída por içamento de peça Fonte: Rogério Melo / Wikimedia Commons. #PraCegoVer: na imagem, podemos observar uma foto colorida de um rio, onde uma ponte está sendo construída à esquerda. No lado direito, há uma plataforma com guindastes de içamento posicionados sobre ela. Olá, estudante! Chegou o momento de realizarmos uma atividade sobre os assuntos estudados nesta seção. Então, mãos à obra! 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 26/52 Conhecimento Teste seus Conhecimentos (Atividade não pontuada) As pontes podem ser construídas usando diferentes metodologias construtivas e também podem assumir diferentes formatos e tipologias. Entre esses formatos, temos dois exemplos bastante parecidos: a ponte pênsil e a ponte estaiada. Esses dois tipos de ponte são frequentemente confundidos, mas possuem características únicas e distintas. Sobre as características que diferem a ponte pênsil da estaiada, assinale a alternativa correta. a) Tanto a ponte pênsil como a ponte estaiada são formadas por cabos, porém a ponte pênsil possui mastros, enquanto a ponte estaiada não possui. b) A ponte pênsil diferencia-se da ponte estaiada pela disposição dos cabos, sendo os da ponte pênsil dispostos em leque e os da ponte estaiada em forma de harpa. c) A principal diferença entre a ponte pênsil e a ponte estaiada está na ausência da estrutura de fundação, uma vez que a ponte estaiada é �xa somente nas laterais do solo. d) A principal diferença entre a ponte pênsile a ponte estaiada está na viga de rigidez que a ponte pênsil necessita, ao contrário da ponte estaiada. e) A principal característica visível que diferencia a ponte estaiada da pênsil é o formato em M da ponte estaiada, a qual possui um cabo de aço principal nesse formato. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 27/52 Estudante, vimos que as pontes podem ser construídas por meio de diferentes materiais e também podem assumir diferentes modelos, de acordo com a estética exigida, o orçamento disponível e o cenário em que são projetadas. Após a de�nição da tipologia e dos materiais a serem utilizados, chega o momento de compreender as ações e cargas que atuam sobre uma ponte, a �m de dimensioná-la. Ações e distribuições de carregamentos em pontes Para abordarmos as ações que podem interferir no estudo e dimensionamento de uma ponte, iremos nos basear na NBR 7187 — projeto e execução de pontes de concreto armado e protendido (ABNT, 2003), que determina o agrupamento das ações atuantes, sendo elas permanentes, de ação direta e indireta, ou variáveis de ação normal ou especial. Ações e trem tipo em pontes 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 28/52 Estudante, veremos as questões de carga que incidem sobre as pontes de acordo com a NBR 7187 e também de acordo com a NBR 7188 — carga móvel em ponte rodoviária e passarela de pedestre (ABNT, 1984). O peso próprio dos elementos estruturais pode ser calculado de acordo com as características da obra ou por meio de um anteprojeto de pré- dimensionamento, estimando elemento por elemento de acordo com a volumetria. Para esses cálculos, utiliza-se os seguintes pesos especí�cos: do concreto simples: 24 kN/m³; do concreto armado ou protendido: 25 kN/m³, e para demais materiais pode variar de acordo com o tipo de madeira, por exemplo, ou o tipo de ferro. A pavimentação deve prever a pavimentação e futuros recapeamentos. Sugere-se 24 kN/m³ para a pavimentação e 2 kN/m² de recapeamento. O lastro considera-se peso especí�co de 18 kN/m³. Quando não houver indicações precisas dos tipos de dormentes e trilhos que deveriam ser fornecidos pelo fabricante, a carga referente a esses dormentes, trilhos e acessórios é 8 kN/m por via. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 29/52 O empuxo da terra e da água deve ser calculado de acordo com o tipo de solo especí�co do local estudado. No entanto, pode-se adotar um peso especí�co mínimo de solo úmido de 18 kN/m³, com um ângulo de atrito interno máximo de 30°. O empuxo causado pela água deve ser considerado na situação mais desfavorável. Dentre as deformações impostas que atuam sobre as pontes, temos a deformação devido à �uência, que afeta as pontes de concreto protendido e armado, e deve ser considerada de acordo com a NBR 6118 — projetos de estruturas de concreto (ABNT, 2014), de modo que as deformações nas estruturas analisadas ocorram conforme o cálculo dos estados limite considerados. A deformação por retração também afeta as pontes de concreto protendido, podendo resultar na perda de protensão. O deslocamento dos apoios deve ser veri�cado e o cálculo deve levar em conta a possibilidade de recalques excessivos da fundação. As ações relacionadas à força de protensão atuam nas estruturas protendidas. Para essas estruturas, utiliza-se a NBR 6118 e a NBR 7179 — cálculo e execução de obras de concreto protendido — procedimento (ABNT, 2003). Essas ações a serem consideradas decorrem das perdas de protensão e das propriedades mecânicas do concreto e do aço que compõem esse tipo de estrutura. Portanto, para as pontes que utilizam esse material, deve-se considerar essas perdas de modo que a ponte seja projetada para resistir às cargas, mesmo diante das ações de perda. As cargas móveis serão calculadas com base na circulação de veículos na ponte, sendo essa carga responsável pela determinação do trem tipo, que é a carga do veículo distribuída ao longo do trecho. Para isso, são considerados os valores de distribuição do Quadro 4.1 para o cálculo do trem tipo, bem como os valores do Quadro 4.2 que associam a carga projetada por um automóvel aos tipos de eixos presentes no veículo. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 30/52 Classe da ponte Veículo Carga uniformemente distribuída Peso total q (em toda pista) q’ (nos passeios) kN kN/m2 kN/m2 45 450 5 3 30 300 5 3 12 120 4 3 Quadro 4.1 — Valores de distribuição de carga Fonte: Adaptado de ABNT (1984). #PraCegoVer: no quadro, temos uma tabela. Na primeira coluna, lê-se “classe da ponte” que são 45, 30 e 12. Para a classe de ponte 45, temos o peso total do veículo igual a 450 KN, a carga uniformemente distribuída (em toda pista) igual a 5 KN/m², e a carga uniformemente distribuída q’ (nos passeios) igual a 3 kN.m². Para a classe de ponte 30, temos o peso total do veículo igual a 300 KN, e a carga uniformemente distribuída (em toda pista) igual a 5 KN/m², e a carga uniformemente distribuída q’ (nos passeios) igual a 3 kN.m². Para a classe de ponte 12, temos o peso total do veículo igual a 120 KN, e a carga uniformemente distribuída q (em toda pista) igual a 4 KN/m², e a carga uniformemente distribuída q’ (nos passeios) igual a 3 kN.m². 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 31/52 Item Unidades Tipo 45 Tipo 30 Tipo 12 Quantidade de eixos Eixo 3 2 2 Peso total do veículo kN 450 300 120 Peso de cada roda dianteira kN 75 50 20 Peso de cada roda intermediária kN 75 50 - Peso de cada roda traseira kN 75 50 40 Largura de contato b1 — roda dianteira m 0,50 0,40 0,20 Largura de contato b2 — roda intermediária m 0,50 0,40 - Largura de contato b3 — roda traseira m 0,50 0,40 0,30 Comprimento de contato da roda m 0,20 0,20 0,20 Área de contato da roda m2 0,20 . b1 0,20 . b1 0,20 . b1 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 32/52 Distância entre os eixos m 1,50 1,50 3,00 Distância entre centros das rodas de cada eixo m 2,00 2,00 2,00 Quadro 4.2 — Carga projetada por um veículo a partir dos tipos de eixo que ele possui Fonte: Adaptado de ABNT (1984). #PraCegoVer: temos um quadro que aborda as características de cada tipo de veículo, assim temos o item do veículo, a unidade e cada característica para um tipo, sendo eles 45, 30, 12. Para o tipo 45, temos quantidade de eixos igual a 3 eixo, peso total do veículo igual a 450 KN, peso de cada roda dianteira igual a 75 KN, peso de cada roda intermediária igual a 75 KN, peso de cada roda traseira igual a 75 KN, largura de contato b1 — roda dianteira igual a 0,50 m, largura de contato b2 — roda intermediária igual a 0,50 m, largura de contato b3 — roda traseira igual a 0,50 m, área de contato da roda igual a 0,20 b1 m2, distância dos eixos igual a 1,50 m, distância entre centros das rodas de cada eixo igual a 2,0 m. Para o tipo 30, temos quantidade de eixos igual a 2 eixo, peso total do veículo igual a 300 KN, peso de cada roda dianteira igual a 50 KN, peso de cada roda intermediária igual a 50 KN, peso de cada roda traseira igual a 50 KN, largura de contato b1 — roda dianteira igual a 0,40 m, largura de contato b2 — roda intermediária igual a 0,40 m, largura de contato b3 — roda traseira igual a 0,40 m, comprimento de contato da roda igual a 0,20, área de contato da roda igual a 0,20 b1 m2, distância dos eixos igual a 1,50 m, distância entre centros das rodas de cada eixo igual a 2,0 m. Para o tipo 12, temos quantidade de eixos igual a 2 eixo, peso total do veículoigual a 120 KN, peso de cada roda dianteira igual a 20 KN, peso de cada roda intermediária nulo, peso de cada roda traseira igual a 40 KN, largura de contato b1 — roda dianteira igual a 0,20 m, largura de contato b2 — roda intermediária nulo, largura de contato b3 — roda traseira igual a 0,30 m, comprimento de contato da roda igual a 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 33/52 0,20, área de contato da roda igual a 0,20 b1 m2, distância dos eixos igual a 3,00 m, distância entre centros das rodas de cada eixo igual a 2,0 m. Temos ainda alguns critérios importantes a serem veri�cados e considerados, dentre eles, a força centrífuga que se manifesta em pontes curvas. Para curvaturas R, tem-se C, que é a fração da carga. E, para ponte rodoviárias, tem-se: C = 0,25 do peso do veículo-tipo para R ≤ 300 m C = 75/R do peso do veículo-tipo para R > 300 m O efeito de frenagem e aceleração dos veículos nas pontes pode produzir forças de �exão na infraestrutura. Para as pontes rodoviárias, utiliza-se os valores de p: 5% do valor do carregamento na pista de cargas distribuídas, excluídos os passeios; 30% do peso do veículo-tipo. A variação de temperatura na ponte ocorre de três maneiras: variação uniforme, variação linear e uma parte que corresponde à temperatura igual nas faces opostas, variando no interior da seção. Cálculo do trem-tipo em pontes Conhecer o trem-tipo de uma ponte é importante para determinar e compreender as forças atuantes sobre a laje da mesma. Assim, diferentes forças podem ser consideradas, como mencionado anteriormente, incluindo o próprio peso dos automóveis, de pessoas, a carga da estrutura e ações de choque, empuxo, entre várias outras forças atuantes. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 34/52 Cada projeto atenderá a uma realidade especí�ca, cabendo assim ao projetista entender o contexto de cada obra a ser executada. Conhecendo as forças, será possível veri�car a ação dessas forças sobre a laje da ponte, de modo que essas ações aplicadas são conhecidas como trem-tipo. Conforme mencionado, diferentes tipos de força podem agir, concentrando-se em espaços distintos e variando de acordo com o tipo de ponte, seja mais larga, mais estreita e assim por diante. Assim: Para o cálculo de elementos da ponte, as cargas dos veículos e da multidão são utilizadas em conjunto, formando os chamados "trens- tipo". O trem-tipo da ponte é sempre colocado no sentido longitudinal da parte e a sua ação, uma determinada seção do elemento a calcular, é obtida por meio do carregamento da correspondente "linha de in�uência" (MARCHETTI, 2018, p. 29). Para calcularmos o trem-tipo de uma ponte, vamos seguir o seguinte passo a passo: Agora, veri�que: Carga centrada: Q = P . CIV . CNF . CIA (kN) Carga distribuída: q = p . CIV . CNF . CIA (kN/m2) Em que: analisar a geometria da ponte, de forma longitudinal e transversal; 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 35/52 CIV: coe�ciente de impacto vertical CNF: coe�ciente de número de faixas CIA: coe�ciente de impacto adicional P = peso da roda Assim, até 10 metros consideramos CIV igual a 1,35. De 10 metros até 200 metros. , em que Liv é o vão em metros. CFN = 1- 0,05(n-2), em que n é número de faixasde rolamento a serem carregadas sobre o tabuleiro/laje transversal contínuo. CIA = 1,25 para obras de concreto ou mista e1,15 para obras de aço. Ainda, deve-se veri�car o efeito dinâmico dascargas em movimento. Para isso, nos elementos estruturais de obras rodoviárias,utilizaremos: Já nos elementos estruturais de obrasferroviárias: Em que: I é o comprimento do vão teórico doelemento carregado estudado. CIV = 1 + 1, 06( )20 Liv +50 φ = 1, 4 − 0, 007.I ≥ φ = 0, 001. (1600 − 60. I + 2, 25.I) ≥ 1, 2 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 36/52 Estudante, sabendo disso, vamos praticar com um exemplo, de forma a tornar essas fórmulas e esses conceitos aplicáveis? Por meio da NBR 7188 (ABNT, 2013), temos algumas padronizações, uma delas é para os tipos de veículos em que a ponte tem um eixo principal transversal de 5 metros de largura e dois metros de passeio nas extremidades, totalizando uma ponte de 9 metros de largura. O veículo TB-450, de 450 kN, possui seis rodas, cada roda com carga P = 75 kN, alinhadas em três eixos de carga, cada um distanciado entre si com 1,5 m de eixo a eixo, com um comprimento total de 2 m. O veículo tem dimensões de 3 m de largura e 6 m de comprimento, com uma área de 18 m², e uma carga uniforme de p = 5 kN/m². Consideramos o veículo alocado rente ao meio-�o da ponte. Assim, o eixo do veículo está localizado a 2 m da borda da ponte, e o eixo das rodas a 1,25 metros da borda, como visto nas Figuras 4.10 e 4.11, na vista da largura da ponte, com o veículo sobre ela. Observe: 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 37/52 Figura 4.10 — Medidas no eixo y da ponte Fonte: Elaborada pela autora. #PraCegoVer: a imagem apresenta um desenho esquemático da vista aérea de uma ponte, com as medidas do eixo y. A ponte é representada por linhas azuis e possui um quadro no canto inferior direito que representa um carro com 6 rodas em três eixos. A roda do carro está localizada a 25 cm da pista de passeio, que se encontra a um metro da linha inferior de limitação da ponte, e o centro do carro está a dois metros da linha azul inferior de limitação da ponte. A pista central de rolamento da ponte possui 5 metros, com duas partes de um metro de passeio em cada extremidade, totalizando 9 metros. O desenho é cortado por duas linhas pontilhadas de vista A e B. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 38/52 Figura 4.11 — Medidas no eixo x da ponte Fonte: Elaborada pela autora. #PraCegoVer: a imagem apresenta um desenho esquemático da vista aérea de uma ponte, com as medidas do eixo x. Na parte superior, temos a largura da ponte de 9 metros, dividida em 5 metros da pista de rolamento e duas partes de um metro à direita e à esquerda da pista de passeio. Logo abaixo, há a representação de um veículo com seis rodas e três eixos. A lateral do veículo está a 0,15 cm da lateral externa da ponte, e o eixo do carro está a dois metros da lateral extrema da ponte. As rodas estão a meio metro da lateral do veículo. Assim, temos: A = 18 m2 P = 75 kN p = 5 Kn/m2 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 39/52 Eixo das três rodas = 1,5 m Eixo na transversal = 2 m I = 25 m (distância) Estando a lateral do carro a 0,6 m da borda da ponte Primeiramente, vamos calcular A1, calculando somente a força das rodas. Dessa forma, consideramos somente P, visto que a ponte não sofre ação de CIV; CNF; CIA. , aplicando… Q = P. φ Q = 1,225 . 75 = 91,87 kN Pelo desenho, podemos determinar que a distância do eixo da roda até o �nal da pista de rolamento da direita é de 3,5. Podemos também veri�car que o eixo do carro encontra-se a um metro. Em que aplicamos por semelhança de triângulo, para um deslocamento unitário: , assim, y1 = 0,75 e y2 = 1,15 Considerando a ação no centro do carro, calcularemos φ = 1, 4 − 0, 007.I ≥ 1 φ = 1, 4 − 0, 007.25 ≥ 1 φ = 1, 225 ≥ 1 = =5 1 3,75 y1 5,75 y2 Ray1 R (1) = Q ( + )ay1 y1 y2 R (1) = 91, 87 (1, 15 + 0, 75)ay1 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt…40/52 174,55 kN Assim, esse valor de será a força que a roda exerce sobre a ponte no eixo onde ela está localizada. Isso moldará e determinará o trem-tipo da ponte para essa força. Olá, estudante! Chegou o momento de realizarmos uma atividade prática para �xarmos os conceitos teóricos estudados! Então, mãos à obra! praticar Vamos Praticar Estudante, vimos como realizar o cálculo das ações despendidas pelas rodas do veículo que atravessa a ponte. A partir do valor de Q, conseguimos determinar Ray1. No exemplo prático que �zemos, veri�camos a força exercida pela roda de um veículo do tipo TB-450 em um determinado tipo de ponte. Calcule o valor de Q e do Ray1 para o mesmo exemplo anterior, porém de um tipo de automóvel diferente, considerando um TB- 300. R (1) =ay1 Ray1 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 41/52 As linhas de in�uência (LI) são utilizadas para indicar e representar a variação que ocorre a partir de um determinado efeito em uma estrutura, como uma reação de apoio, esforço cortante ou momento �etor. Essa variação é marcada conforme a posição de uma carga vertical unitária que percorre a estrutura. Assim, a “Linha de in�uência de um efeito elástico E em uma dada seção S é a apresentação grá�ca ou analítica do valor deste efeito, naquela seção S, produzido por uma carga unitária, de cima pra baixo, que percorre a estrutura” (SÜSSEKIND, 1981, p. 68). A linha de in�uência pode ser obtida considerando a ação de uma carga móvel unitária colocada em um ponto especí�co ao longo do caminho de rolamento no tabuleiro da ponte. Para estruturas isostáticas, a solução para o per�l da linha de in�uência é realizada utilizando apenas as equações de equilíbrio. Por outro lado, para estruturas hiperestáticas, é necessário recorrer à análise de estruturas, utilizando o Método das Forças ou o Método dos Deslocamentos. As pontes sofrem a ação de diferentes tipos de carga, como mencionado anteriormente, algumas estáticas, como o peso próprio, e outras móveis, como os automóveis. Diante disso, os esforços internos pelos quais esse tipo de estrutura passa variam de acordo com a posição de atuação da carga. Introdução à linha de influência em pontes 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 42/52 Por meio da LI, é possível de�nir o envoltório de limite de esforço a ser utilizado no dimensionamento de uma ponte. Cálculo de linha de influência devido a trem-tipo em pontes Para a determinação da LI de uma ponte, deve-se veri�car três situações, acompanhe a seguir. O traçado das linhas de in�uência das reações de apoio é realizado para veri�car a reação de acordo com o tipo de estrutura solicitada, a partir do qual é possível traçar uma LI. Ribeiro et al. (2021) a�rmam que, para uma viga biapoiada sujeita a uma carga unitária e diferentes valores no eixo x, partindo de x = 0 m, o valor da reação é inicialmente igual a, porém esse valor diminui 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 43/52 à medida que a carga percorre a estrutura, chegando a zero. É possível obter um diagrama triangular de reação nesse caso. Já a segunda situação aborda o traçado das linhas de in�uência do esforço cortante. Para isso, consideramos as reações de esforço interno à direita e à esquerda da seção de uma estrutura (RIBEIRO et al., 2021). Dessa forma, são veri�cados os esforços máximos e mínimos atuantes a partir de um carregamento ao longo do comprimento da estrutura. Por �m, a terceira situação a ser veri�cada é o traçado das linhas de in�uência do momento �etor. Esse momento varia de acordo com a localização do automóvel no espaço considerado, gerando momentos positivos e negativos que são absorvidos pela estrutura. Sobre a aplicação dessas três situações postas aqui, Ribeiro et al. (2021, p. 65) colocam que: A aplicação dos traçados construídos é simples, estando relacionada apenas ao tipo de carga das reais atuantes na viga, isto é, se concentradas ou distribuídas. Após construir o seu trem-tipo, você obterá cargas concentradas, com espaçamento entre os eixos de acordo com o preconizado, e uma carga distribuída a considerar na área do veículo e na parte externa. Assim, é possível a�rmar que o traçado da linha de in�uência de uma ponte depende das diferentes ações para as quais ela está sendo projetada. Resumindo, ao conhecer as cargas atuantes sobre uma ponte, conseguimos determinar o trem-tipo correspondente. Em seguida, veri�camos os efeitos e momentos gerados a partir desses esforços, possibilitando traçar a linha de in�uência correspondente. Estudante, vamos a mais uma atividade prática para �xarmos os conceitos teóricos estudados! Então, mãos à obra! 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 44/52 praticar Vamos Praticar No exemplo em que veri�camos as forças atuantes a partir das rodas de um automóvel do tipo TB-450, chegamos ao resultado de Ra (1)= 174,55 kN. Sabendo que a ponte possui 9 metros de largura, com 5 metros de pista de rolamento e 2 metros de passeio de cada lado, e considerando que o automóvel se encontra a 15 cm do início da ponte. Além disso, a ponte possui o seguinte diagrama de forças distribuídas: y1 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 45/52 Fonte: Elaborado pela autora. #PraCegoVer: temos uma �gura com o desenho das forças de ação sobre uma estrutura. Assim, na imagem abaixo, temos o desenho de uma estrutura biapoiada com uma carga central representada por três �echas de 174,6 kN. Acima dessa carga, temos mais três cargas distribuídas representadas por �echas. Da esquerda para a direita, temos 25,33 kN/m, seguido por 8,83 kN/m no centro e 25,33 kN/m à direita. Demonstre como seria o traçado do esforço cortante e do momento para esse diagrama de forças. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 46/52 Material Complementar F I L M E A ponte do Rio Kwai Ano: 1957 Comentário: o �lme conta a história da construção da ponte sobre o Rio Kwai, que liga a Birmânia à Kanchanaburi, na Tailândia. Essa ponte foi construída por prisioneiros em uma época remota, onde a construção era algo desa�ador, exigindo sacrifício e coragem dos envolvidos. Para conhecer mais sobre o �lme, acesse o trailer disponível em: TRA I LER 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 47/52 L I V R O Pontes Autores: Fernanda Dresch; Hudson Goto; Rebeca Jessica Schmitz; Augusto Bopsian Borges Editora: Sagah Capítulo: 2 Ano: 2018 ISBN: 978-85-9502-483-0 Comentário: o livro aborda de forma objetiva e esclarecida o estudo e cálculo de projetos de pontes. Assim, por meio de poucas páginas, é possível ampliar o conhecimento sobre as diferentes tipologias, metodologias e materiais empregados na construção e projeção desse elemento da construção civil. ACESSAR 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 48/52 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 49/52 Conclusão Estudante, nesta unidade vimos que o estudo de pontes pode se mostrar como algo bastante complexo e que requer o estudo de diferentes variáveis que podem mudar diante de cada cenário e situação proposta. Vimos ainda as diferentes ações e forças que atuam sobre umaponte e exempli�camos de forma didática um exemplo para �ns acadêmicos de projeção de ponte. Entretanto, por se tratar de um estudo complexo e amplo, é necessário que o pro�ssional esteja sempre atento e alinhado junto às NBR 7187 (ABNT, 2003) e NBR 7188 (ABNT, 1984), que abordam a estrutura das pontes e as cargas aplicadas sobre a mesma. Diante disso, é possível dizer que, para projetar uma ponte, é preciso conhecer muito bem o contexto no qual o projeto está inserido, de modo a obter o maior número de informações possíveis, para que o projeto seja �dedigno à realidade da execução. Assim, diversos aspectos como tipo de vínculo, tipos de forças, materiais aplicados, carga de vento, temperatura e outras informações podem alterar o resultado �nal do projeto. Referên cias A PONTE Do Rio Kwai (LEG) - Trailer. [S. l.: s. n.], 2013. 1 vídeo (3 min.). Publicado pelo canal SonyPicsHomeEntBR. 07/05/24, 13:42 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RHDuz516oHuwkxf9sfvk%2bA%3d%3d&l=I84gka9Uq8Hyb%2f7rqUqwrg%3d%3d&cd=vzt… 50/52 Disponível em: https://youtu.be/oh3e7Q02C Zs. Acesso em: 17 jul. 2023. ABNT — ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: projeto de estruturas de concreto — procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014. ABNT — ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7187: projeto de pontes de concreto armado e de concreto protendido. Rio de Janeiro: ABNT, 2003. ABNT — ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7188: carga móvel em ponte rodoviária e passarela de pedestre. Rio de Janeiro: ABNT, 1984. CUNHA, J. A. A. Construção de pontes em arco com tirantes provisórios com controlo ativo. 2014. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) — Universidade do Porto, Porto. DRESCH, F. et al. Pontes. Porto Alegre: Sagah, 2018. LEONHARDT, F. Construções de concreto: princípios básicos da construção de pontes de concreto. São Paulo: Interciência,1979. MARCHETTI, O. Pontes de concreto armado. São Paulo: Blucher, 2018. MINÁ, A. J. S.; DIAS, A. A. Estacas de madeira para fundações de pontes de madeira. Cadernos de Engenharia de Estruturas, [S. l.], v. 10, n. 44, p. 129-155, 2008. RIBEIRO, I. J. S. et al. Pontes e grandes estruturas. Porto Alegre: Sagah, 2021. SÜSSEKIND, J. C. Curso de análise estrutural, vol. I: estruturas isostáticas. 6. ed. 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