Exemplo de Ponte
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Exemplo de Ponte


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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL
Projeto de ponte em concreto armado com duas
longarinas
Daniel de Lima Araújo
Apostila da disciplina Pontes do curso de
Engenharia Civil da Universidade Federal de
Goiás.
Goiânia
Março de 1999
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APRESENTAÇÃO
Este texto foi elaborado para servir como material didático aos alunos da
disciplina de pontes, ministrada no 5o ano do curso de engenharia civil. Ele tem por
objetivo detalhar, de forma didática, o projeto estrutural de uma ponte em concreto
armado com duas longarinas.
Foi escolhido para análise um dos projetos de ponte realizados pelo autor quando
de sua atuação como projetista em escritórios de cálculo em Goiânia. O projeto escolhido
foi o da ponte sobre o rio Pau Seco, localizado na TO-373 no trecho entre Alvorada (TO)
e Araguaçu (TO), o qual foi encomendado pela Secretaria de Estado da Infraestrutura do
estado do Tocantins e foi desenvolvido pela GEOSERV - Serviços de Geotecnia e
Construção Ltda - sob a responsabilidade do autor. Esta ponte possui um comprimento
total de 64 m, distribuído em um vão central de 20 m, dois vãos adjacentes de 18 m e
dois balanços de 4 m. A estrutura é simétrica, com duas vigas principais, e o tabuleiro
tem uma largura total de 9 m. Os aparelhos de apoio são constituídos por rótulas de
concreto e a fundação é constituída por tubulões encamisados executados com auxílio
de ar comprimido.
No primeiro capítulo são abordados os elementos necessários para a elaboração
de um projeto de ponte. No segundo capítulo são realizados o dimensionamento e o
detalhamento da superestrutura, e no terceiro capítulo são realizados o dimensionamento
e o detalhamento da mesoestrutura (pilares e aparelhos de apoio).
Espera-se com este texto contribuir na formação dos alunos do curso de
engenharia civil da UFG, na medida em que eles adquiram conhecimentos suficientes
para o projeto de uma das mais simples pontes em concreto armado e também da mais
corriqueira em nossa região.
Goiânia, março de 1999
Daniel de Lima Araújo
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1. ELEMENTOS PARA ELEBORAÇÃO DO PROJETO
1.1 Introdução
O projeto de uma ponte inicia-se, naturalmente, pelo conhecimento de sua
finalidade, da qual decorrem os elementos geométricos definidores do estrado, como, por
exemplo, a seção transversal e o carregamento a partir do qual será realizado o
dimensionamento da estrutura. Além dessas informações, a execução do projeto de uma
ponte exige, ainda, levantamentos topográficos, hidrológicos e geotécnicos. Outras
informações acessórias, tais como processo construtivo, capacidade técnica das
empresas responsáveis pela execução e aspectos econômicos podem influir na escolha
do tipo de obra, contudo não serão abordados neste texto.
O objetivo deste capítulo é apresentar alguns dos elementos indispensáveis para
a elaboração de um projeto de ponte e que devem estar disponíveis antes do início do
projeto definitivo da estrutura.
1.2 Elementos geométricos
Os elementos geométricos aos quais o projeto de uma ponte deve atender
derivam das características da via e de seu próprio estrado. Os elementos geométricos
das vias dependem de condições técnicas especificadas pelos órgãos públicos
responsáveis pela construção e manutenção dessas vias. No caso das rodovias federais,
o Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER) estabelece as condições
técnicas para o projeto geométrico das estradas e das pontes enquanto que no estado
as rodovias estão sob a responsabilidade do Departamento de Estradas de Rodagem de
Goiás (DERGO). Segundo o DNER, as estradas federais são divididas em:
· classe I
· classe II
· classe III
As velocidades diretrizes, utilizadas para a determinação das características do
projeto de uma estrada, são definidas em função da classe da rodovia e do relevo da
região (Tabela 1.1)
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Tabela 1.1 - Velocidades diretrizes (Km/h) em rodovias federais.
Região Classe I Classe II Classe III
plana 100 80 70
ondulada 80 70 60
montanhosa 60 50 40
O desenvolvimento planimétrico e altimétrico de uma ponte é, na maior parte dos
casos, definido pelo projeto da estrada. Isso é verdade principalmente quando os cursos
de água a serem transpostos são pequenos. No caso de grandes rios, o projeto da
estrada deve ser elaborado já levando em consideração a melhor localização da ponte.
Dessa forma, deve-se procurar cruzar o eixo dos cursos de águas segundo um ângulo
reto com o eixo da rodovia. Além disso, deve-se procurar cruzar na seção mais estreita
do rio de forma a minimizar o comprimento da ponte.
Para as rodovias federais, os raios mínimos de curvatura horizontal são fixados
com a finalidade de limitar a força centrífuga que atuará no veículo viajando com a
velocidade diretriz (Tabela 1.2).
Tabela 1.2 - Raios mínimos de curvatura horizontal (m) em rodovias federais.
Região Classe I Classe II Classe III
plana 345 200 110
ondulada 210 110 50
montanhosa 115 50 30
As rampas máximas admissíveis, até a altitude de 1000 metros acima do nível do
mar, são mostradas na Tabela 1.3. Esses valores poderão ser acrescidos de 1% para
extensões até 900 metros em regiões planas, 300 metros em regiões onduladas e 150
metros em regiões montanhosas, e deverão ser reduzidas de 0,5% para altitudes
superiores a 1000 metros.
No caso corrente de estradas com pista de duas faixas de tráfego, as normas do
DNER adotam as seguintes larguras de pista:
· classe I : 7,20 m
· classes II e III: 6,00 m a 7,20 m
Nas estradas com duas pistas independentes com duas faixas de tráfego cada
uma, a largura da pista utilizada é de 7,00 m. Os acostamentos têm largura mínima
variável conforme a classe da estrada e a região atravessada. Nas estradas de classe I,
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em geral adotam-se acostamentos de 2,50 m de largura, resultando a largura total do
terrapleno igual a 2,50 + 7,00 +2,50 = 12 m.
Tabela 1.3 - Rampas máximas (%) em rodovias federais.
Região Classe I Classe II Classe III
plana 3 3 3
ondulada 4,5 5 5
montanhosa 6 7 7
1.2.1 Elementos geométricos das pontes
1.2.1.1 Largura das pontes rodoviárias
As pontes rodoviárias podem ser divididas quanto à localização em urbanas e
rurais. As pontes urbanas possuem pistas de rolamento com largura igual a da via e
passeios com largura igual a das calçadas. As pontes rurais são constituídas com
finalidade de escoar o tráfego nas rodovias e possuem pistas de rolamento e
acostamentos.
Durante muitos anos, as pontes rodoviárias federais de classe I foram construídas
com pista de 8,20 m e guarda-rodas laterais de 0,90 m de largura, perfazendo a largura
total de 10 m (Figura 1.1.a). Havia, portanto, um estrangulamento da plataforma da
estrada que provocava uma obstrução psicológica nos motoristas que causava
acidentes. Nos últimos anos, o DNER passou a adotar para a largura das pontes rurais a
largura total da estrada (pista + acostamento) e guarda-rodas mais eficientes (Figura
1.1.b).
Em regiões com pouco tráfego, alguns órgãos públicos ainda recomendam a
redução da largura da ponte. Dessa forma, o Departamento de Estradas de Rodagem do
Tocantins ainda adota a largura de 9,00 m para as pontes, conforme mostrado na Figura
1.2.
9
8,20 m
10,0 m
0,90 0,90
12,2 m
13,0 m
0,4 0,4
a)
b)
Figura 1.1 - Exemplos de seções transversais de pontes rodoviárias federais.
8,2 m
9,0 m
0,4 0,4
Figura 1.2 - Exemplo de seção transversal de ponte rodoviária empregada no estado do
Tocantins.
1.2.1.2 Gabarito das pontes
Denomina-se gabarito o conjunto de espaços livres que deve apresentar o projeto
de uma ponte de modo a permitir o escoamento do fluxo. A largura das pontes indicadas
nas figuras 1 e 2 é um exemplo de gabarito das pistas de pontes de modo a permitir o
fluxo