TRABALHO Ponte estaiada

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Introdução
Esta pesquisa tem por objetivo esclarecer as principais características da ponte estaiada. Visando o aprofundamento e melhor entendimento do assunto.
Fig. 1 - A ponte estaiada sobre o rio Paranaíba liga os municípios de Alencastro (MS) e Carneirinho (MG)
Definição
Tipo de ponte suspensa por cabos de sustentação que partem diretamente de um mastro e vão até o tabuleiro da ponte. A ponte estaiada é uma alternativa intermediária entre uma ponte pênsil, que requer maior estrutura de cabos, e uma ponte fixa que requer uma estrutura de sustentação mais cara e elaborada. Existem basicamente dois tipos de pontes estaiadas: Tipo harpa: quando os cabos partem paralelos a partir do mastro, de modo que a altura do ponto de fixação do cabo no mastro é proporcional à distância do ponto de fixação deste cabo no tabuleiro. Tipo leque: os cabos de sustentação partem do topo do mastro.
Fig. 2 - Ícone arquitetônico da capital paulista, a ponte Octavio Frias de Oliveira sobre o rio Pinheiros tem 144 estais, que consumiram 500 t de cordoalha de aço, numa extensão de 378 mil m. O projeto da ponte foi o primeiro a possuir duas pistas em curva, sustentadas por um mesmo mastro. Ao todo, a ponte possui 144 estais, cada um com dez a 24 cabos de aço, protegidos por tubos amarelos de polietileno.
Um pouco de história
Uma das primeiras pontes estaiadas do mundo foi erguida em 1784 por um carpinteiro alemão de nome Löscher, na cidade de Fribourg, na Suíça.
No Brasil, este tipo de construção chegou bem mais tarde, devido aos custos elevados e pelas técnicas de construção empregadas neste tipo de obra não terem sido amplamente difundidas no País.
A primeira estaiada Brasileira foi inaugurada em 2002 e recebeu o nome de ponte estação Eng. Jamil Sabino, conhecida como Santo Amaro. Atualmente, as pontes estaiadas são vistas como cartões postais pelos países que as possuem e cada aspecto visual desejado tem uma variação arquitetônica, permitindo dispor os componentes estruturais de diversas maneiras. E para mostrar toda a beleza destas construções, separamos as 5 pontes estaiadas mais imponentes do Brasil para você se maravilhar.
O uso de estruturas estaiadas para transpor obstáculos não é propriamente uma novidade. Pelo menos desde os anos 1940 pontes e passarelas sustentadas por cabos de aço (estais) são erguidas em todo o mundo para vencer médios e grandes vãos. Mas nos últimos anos, esse sistema construtivo vem apontando, no Brasil, como principal tendência para a construção de pontes e viadutos, em detrimento das pontes pênseis e fixas. As razões para isso vão desde a maior preocupação dos administradores públicos com o impacto estético desses grandes elementos na estética das cidades, ao aperfeiçoamento da tecnologia, que culminou em aços de alta resistência, estais e ancoragens mais avançados, bem como softwares que facilitaram e análise das estruturas.
No modelo estaiado, os esforços são absorvidos pela parte superior do tabuleiro, por meio de vários cabos que se concentram em uma torre apoiada em um bloco de fundação. A fixação dos cabos pode ser feita em forma de leque (com um ponto fixo no pilar), em forma de harpa (com cabos paralelos partindo de vários pontos do pilar) ou em forma mista.
O engenheiro Ubirajara Ferreira da Silva, projetista estrutural e vice-presidente da Associação Brasileira de Pontes e Estruturas, conta que, em geral, esse tipo de ponte é eficiente para vãos acima de 200 m, mas não é indicado quando o traçado da rodovia exige curvas acentuadas e rampas íngremes.
Componentes do sistema
As pontes estaiadas são formadas basicamente por: tabuleiro (composto, por sua vez, por vigas e laje), sistema de cabos (que suportam os tabuleiros), torres que suportam os cabos e os blocos ou pilares de ancoragem. Os principais métodos construtivos para viadutos e pontes estaiados são:
1) Cimbramento geral - Fixo ou móvel, o cimbramento é usado quando a ponte está localizada em uma zona de baixo gabarito e com solo resistente.
2) Lançamentos progressivos - Nesse método a superestrutura é fabricada nas margens da obra e empurrada para sua posição final ao longo dos vãos, comportando-se como um balanço. Esta é uma solução competitiva quando se está na presença de rios ou vales profundos e obras de grande extensão, como o Viaduto Millau, no sul da França.
3) Balanços sucessivos - É o sistema mais utilizado e particularmente indicado quando a altura da ponte em relação ao terreno é grande, em locais sujeitos à correnteza forte e onde é necessário obedecer a gabaritos de navegação durante a construção. O método consiste na construção da obra em segmentos (aduelas) formando consolos que avançam sobre o vão a ser vencido. A cada nova aduela os estais correspondentes são protendidos de forma a suportar todo o seu peso.
Etapas de produção
A forma de execução muda de projeto a projeto, mas, em geral, pontes e viadutos estaiados são construídos conforme a seguinte sequência de eventos:
Fig.3 - Execução das fundações.
Fig.4 - Construção dos pilares permanentes e da estrutura provisória
Fig.5 - Construção do tabuleiro. No caso da obra da foto, utilizou-se tabuleiro metálico. Mas é mais comum o uso de tabuleiro de concreto.
Fig.6 - Levantamento dos mastros.
Fig.7 - Instalação das caixas de ancoragem com guindaste
Fig.8 - Levantamento dos cabos.
Fig.9 - Retirada das estruturas provisórias e execução de serviços de pavimentação.
Alternativas de pontes estaiadas 
A escolha do tipo de ponte a ser utilizado depende basicamente do vão central da obra. As pontes estaiadas são mais econômicas para vãos inferiores a 1500 m, devido à maior eficácia dos estais. Em pontes com vão superior a 1500 m, os esforços normais transmitidos ao tabuleiro pelos estais passam a ser muito elevados, além disso, surgem muitas dificuldades construtivas. Para estes casos é indicada a utilização de pontes pênseis (TORNERI, 2002).
 As pontes estaiadas consistem basicamente de tabuleiros suspensos por cabos inclinados, que por sua vez são ancorados a torres, criando-se, deste modo, apoios intermediários ao longo do vão do tabuleiro. Este sistema é subdividido em tabuleiro (vigas de rigidez e a laje), sistema de cabos que suportam o tabuleiro, torres que suportam os cabos, e os blocos de ancoragem ou pilares de ancoragem. Os cabos de ancoragem são elementos que ligam a torre aos blocos ou pilares de ancoragem, eles são utilizados para reduzir os momentos fletores e deslocamentos da torre e do tabuleiro quando os carregamentos do vão central e lateral diferem. Estes cabos estão sujeitos a tensões muito altas e por isso merecem atenção especial.
Fig.10 - Elementos básicos de uma ponte estaiada (WALTHER et al, 1985). 
A figura abaixo extraída de Walther et al (1985) ilustra três concepções estruturais que ajudam a esclarecer como as propriedades de cada elemento alteram o caminhamento das cargas e modifica comportamento estrutural global da estrutura.
Fig.11 - Alternativas de concepção estrutural (WALTHER et al, 1985).
No caso da concepção (a), o tabuleiro é muito rígido e há poucos estais, fazendo com que grande parte da carga caminhe pelas vigas longitudinais, causando elevados momentos fletores. Isso fará com que a torre e os estais sejam submetidos a esforços menores, permitindo, portanto, seções mais esbeltas destes elementos. 
Na concepção (b) há uma torre muito rígida e um número elevado de estais, levando a baixos momentos fletores no tabuleiro, permitindo assim seções mais esbeltas. 
Na concepção (c), os cabos de ancoragem possuem um papel fundamental, pois equilibram as cargas do vão lateral e do vão central, levando a baixos momentos fletores no tabuleiro e apenas tensões de compressão na torre. Podendo-se adotar tabuleiros e torres com seções mais esbeltas. 
Recomenda-se a utilização de distribuições simétricas dos cabos para garantia do equilíbrio do peso próprio entre os vãos lateral e central, evitando-se flexõesexageradas no tabuleiro e na torre. Usualmente adota-se, para o vão lateral, um comprimento inferior à metade do vão central.
Considerações Finais 
Neste trabalho é possível constatar a grande importância de se estudar este tema, pois trata do modelo de ponte com a maior demanda de utilização nos dias atuais. Dentre os avanços analisados, pode-se concluir que o recente desenvolvimento tecnológico, principalmente no que diz respeito aos materiais, softwares e métodos construtivos, alavancou o crescimento das pontes estaiadas de maneira exponencial desde meados do século passado. Pesquisando a cerca do tema abordado, a fim de enriquecer o trabalho com diversas referências, notamos que existem poucos materiais (artigos, livros, estudo de caso, etc.) elaborados no Brasil sobre pontes estaiadas. Como citado ao longo do trabalho, a disseminação deste tipo de ponte em território nacional é bastante recente, por tanto, existe uma carência em relação ao desenvolvimento de pesquisas e estudos. 
Bibliografia
http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-tecnicas/10/estruturas-estaiadas-aplicacoes-indicadas-tipos-de-ancoragem-e-de-243545-1.aspx
http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-ponte-estaiada.html
http://wwwo.metalica.com.br/ponte-estaiada-octavio-frias-de-oliveira-em-sp
http://wwwo.metalica.com.br/ponte-de-millau-a-construcao-da-maior-ponte-estaiada-do-mundo
http://www.comunitexto.com.br/as-5-pontes-estaiadas-mais-imponentes-do-brasil/#.VtyG_PkrLIU
http://www.deecc.ufc.br/Download/Projeto_de_Graduacao/2010/Renato_Claudio_Tipologia%20das%20Pontes%20Estaiadas%20com%20Tabuleiro%20de%20Concreto.pdf