Sistemas Construtivos

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Sistemas Construtivos 
 
A execução de pontes e viadutos apresenta um problema fundamental: preservar a 
integridade da estrutura durante a montagem, visto que normalmente ocorrem nesta fase 
esforços bem diferentes daqueles previstos no projeto da estrutura. Um problema típico 
de execução de pontes é a necessidade de estruturas auxiliares de custo relativamente 
elevado, e que devem ser padronizadas de modo a poderem ser utilizados em outras 
obras. Em alguns casos são necessárias verdadeiras estruturas secundárias para 
viabilizar a montagem da estrutura principal. 
 
Muitas vezes a solução do projeto de uma ponte está condicionada ao método 
construtivo utilizado para a execução da obra. O método construtivo adotado será 
influenciado por diversos fatores como: o comprimento da obra; a altura do 
escoramento; regime e profundidade do rio; a velocidade do rio; a capacidade portante 
do terreno de fundação, que definirá o custo da infra-estrutura; disponibilidade de 
equipamento da construtora; cronograma de execução da obra; economia. 
 
Certas pontes exigirão inclusive fundações provisórias entre dois pilares da 
mesoestrutura. 
 
A capacidade da estrutura de suportar as sobrecargas durante a execução depende antes 
de tudo da diferença entre os esquemas estáticos de montagem e o da estrutura em 
serviço, bem como a proporção do peso próprio em relação às cargas acidentais e 
permanentes (ex: veículos, tabuleiro, etc.), inexistentes durante a execução. Ao se 
iniciar o planejamento de execução de uma ponte, o primeiro aspecto que é analisado é 
a característica da obra. O segundo aspecto é o acesso e tipo dos equipamentos 
necessários para a execução e montagem. Nesta primeira análise, deve-se enumerar 
alguns tópicos relativos ao tipo da estrutura e o local, a fim de tentar convergir para uma 
ou duas soluções de execução: 
 
• Tipo de Ponte ou viaduto: Número de vãos; Vigas bi-apoiadas ou contínuas; 
• Estrutura formada por perfis de alma cheia ou treliçada; de inércia variável ou 
constante; Longarinas retas ou curvas; Estrutura contraventada no plano 
horizontal ou travada no plano vertical (diafragmas); 
• Observar se existe espaço disponível nas margens para eventuais pré-montagens; 
• Acesso de equipamentos: Condições de operação e acesso de equipamentos e 
estruturas auxiliares; se pelo solo, pela própria estrutura, via aérea ou sobre a 
água; Verificar o peso próprio das peças e determinar os equipamentos 
compatíveis; 
• Observar se o greide da ponte ou viaduto está num plano horizontal, possui 
alguma rampa ou contra-flecha; 
• Verificar se o curso d’água possui calado suficiente para uma balsa. 
 
 
 
2 
 
Dependendo das características enumeradas nos tópicos acima, o planejamento de 
montagem terá início, analisando-se as várias alternativas de processos de execução. É 
importante não adotar logo a primeira idéia sem antes analisar todas as possibilidades. 
A execução de estruturas é sempre um processo de eliminação de problemas. A 
diferença entre uma boa solução e uma ruim não é somente o desabamento ou não da 
estrutura. Uma boa solução certamente será bem planejada; de simples concepção; 
segura tanto para a estabilidade da estrutura quanto para o pessoal; sem interrupções. 
 
 
1. Pontes moldadas no local sobre cimbramento fixo. 
 
O sistema construtivo por cimbramento convencional é praticamente usado em quase 
todas os tipos de pontes dotadas de superestrutura com concreto armado ou protendido 
moldado no local, desde que não se tenha uma altura muita elevada de cimbramento. 
 
O sistema por cimbramento convencional trata-se basicamente de uma estrutura auxiliar 
usada para apoiar as formas da estrutura da ponte (Figura 1), durante e 
temporariamente, após a execução da concretagem da estrutura da ponte. Os tipos mais 
comuns são de madeira (Figura 2) (muito utilizado até a década de 1970) e os 
cimbramentos metálicos (Figura 3) na qual são os mais usados nos dias atuais pela fácil, 
e rápida montagem e desmontagem em relação aos demais tipos de cimbramento. 
 
 
 
Figura 1 – Tipos comuns de cimbramento fixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 – Cimbramento de madeira Figura 3 – Cimbramento metálico 
3 
 
Não se recomenda a aplicação deste sistema construtivo quando: 
 
• altura de escoramento elevada (H>15m); 
• obras com grandes comprimentos (L>400m); 
• caixas de rios profundos e rios sem regimes bem definidos; 
• rios com grandes velocidades (v>3m/s); 
• cronogramas de execução apertados. 
 
Cuidados: 
1. Fundação e contraventamento do cimbramento; 
2. Contra flechas para compensar recalques ou deformações de vigas e treliças; 
3. Cuidados na concretagem - Recalques e deformações devem ocorrer antes do final 
da concretagem. Tratar juntas; 
4. Cuidados na desforma - Desencunhar do centro para os apoios de cada vão e só 
após desmontar o cimbramento; 
5. Vistoriar antes, durante e depois da concretagem. 
 
Estas obras exigem um cuidado especial com o projeto de escoramento, devendo este 
ser compatível com o tipo de obra e com o plano de concretagem. 
 
O boletim nº 9 da fib (2000) define dois parâmetros que podem servir como 
orientação para definição do tipo de seção transversal em pontes de concreto 
protendido moldado no local. Estes parâmetros são: 
 
• Coeficiente de eficiência geométrica: 
 
is yy.A
I=ρ 
 
onde: 
 
ρ é o coeficiente de eficiência geométrica 
 
A é a área da seção transversal 
 
ys e yi são as distâncias do centróide da seção às fibras extremas 
 
 
 
• Taxa de concretagem da estrutura 
 
A Tabela 2.9 relaciona os valores dos coeficientes com o tipo de seção estrutural. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
Tabela 2.9 – Parâmetros para definição da seção transversal ( fib, 2000 ) 
 
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30 a 45 0,36 a 0,42 20 - 25 
 
 
 
 
> 40 a 45 0,50 a 0,65 6 - 10 
 
 
Os escoramentos, na maioria dos casos, são dimensionados economicamente, 
aproveitando-se integralmente sua capacidade resistente e, conseqüentemente, 
deformam bastante sob a ação do pesado carregamento ocasionado pelo concreto. O 
concreto, porém, durante seu endurecimento, é muito sensível a estas deformações e 
fissura facilmente. Por isso, as seguintes medidas são necessárias: 
a- Cálculo prévio das deformações com as correspondentes contra flechas das vigas 
metálicas propriamente ditas ou enchimento interno das formas; 
b- Divisão da concretagem em trechos, de tal modo que as deformações das partes 
do escoramento estejam terminadas antes que o concreto comece a endurecer. 
Emprego de retardadores no traço do concreto, para retardar o endurecimento 
conforme cálculo das deformações é necessário levar em consideração a 
temperatura presumível do ambiente; 
c- Fechamento das juntas entre trechos de concretagem ou ligação das juntas de 
trechos já endurecidos, sempre e somente após a deformação da parte do 
escoramento que suporta o novo trecho; 
d- Evitar forte exposição dos montantes metálicos aos raios solares, por causa das 
deformações devido à variação de temperatura; 
e- Controle permanente do escoramento e de suas fundações, tendo em vista 
recalques ou outras deformações, durante a concretagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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empurrar a ponte com sua seção plena, inclusive com os guarda-corpos . Em planta, as 
pontes devem ser retas ou em curvas de raio definido. 
 
 
 
 
Cuidados: 
1. Precisão de nivelamento e de forma de modo a evitar que erros de geometria 
provoquem esforços adicionais inaceitáveis (equivalentes aos gerados por recalques de 
apoio ). 
2. Influência do método construtivo no cálculo. Como a estrutura é autolançada 
inclusive com o “bico” em balanço, é essencial verificar as fases construtivas. Note-se 
que ao longo do lançamento uma mesma seção passa ora pelo Mmáx, ora pelo Mmín, o 
que exige dela capacidade de suportá-los. 
3. Tratar as juntas - Jatear com água o concreto verde e molhar abundantemente antes da 
concretagem seguinte. 
4. Cuidado com as interferências que podem impedir o movimento das formas. 
 
 
3.a. Pontes empurradas em estrutura metálica 
 
Este sistema é adequado para pontes contínuas em aço. Deve-se projetar a estrutura 
especialmente para este sistema. Ele se aplica às superestruturas mistas compostas de 
vigas metálicas longitudinais e tabuleiros de concreto armado, e também às estruturas 
em caixão metálico. A metodologia consiste basicamente em se montar em canteiro 
fixo, situado em uma das cabeceiras da ponte, todos os vãos da ponte ou de um conjunto 
de vários vãos, dependendo das conveniências e dificuldades de cada caso. Na pós-
montagem, o conjunto é empurrado, podendo deslizar sobre roletes ou teflon, 
mantendo-se guias laterais para que se preserve o alinhamento de projeto. Um nariz de 
lançamento em estrutura metálica é posicionado na frente do sistema. Ele tem a função 
de aliviar as cargas de peso próprio do vão da frente que “viaja” em balanço, o que 
reduz também suas flechas, permitindo assim que se atinja o apoio seguinte sem 
problemas. Em estruturas de pequeno porte, o empurramento de toda a ponte pode ser 
feito por meio de um trator de esteiras e, em estruturas maiores, por meio de macacos 
hidráulicos apropriados instalados sob a estrutura. Tudo dependerá do peso do sistema. 
Com os vãos da ponte posicionados no local definitivo, pode-se construir seu tabuleiro e 
demais obras complementares. Em planta, as pontes devem ser retas ou com curvas de 
raio definido. 
Figura 7 – Lançamento progressivo. 
 
 
 
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vão anterior ao balanço ou até mesmo estais ajustáveis ao desenvolvimento do vão, 
suportados por torres provisórias e ancoradas no apoio anterior. 
 
A Figura 9 mostra a execução de um trecho de uma ponte em balanços sucessivos que 
avançam simultaneamente para ambos os lados de um único apoio. 
 
 
 
 
 
As Figuras 10 e 11 mostram a execução de trecho em balanços sucessivos de uma 
ponte em fase de execução. 
 
 
 
 
 
Este sistema construtivo é recomendado quando ocorrerem os seguintes fatores: 
• existência de dificuldades de escoramento direto (rios profundos, greides 
elevados); 
• necessidade de grandes vãos, seja por imposição de gabaritos ou para evitar 
fundações muito dispendiosas (vãos entre 60 e 240m); 
• execução de viadutos sem a interdição do trânsito em zona urbana. 
 
O comprimento das aduelas deve ser constante para facilitar a fôrma, sendo 
determinado em função da capacidade portante da treliça de escoramento. 
 
A Figura 12 ilustra o içamento de uma aduela pré-moldada. 
 
 
 
 
Figura 9 – Balanços sucessivos moldado no local. 
Figura 10 – Detalhe da forma. Figura 11 – Vista geral – um trecho. 
10 
 
 
 
 
 
 
A execução em aduelas pré-moldadas pode ser por dois processos distintos, o sistema 
SHORT-LINE e sistema LONG-LINE. No sistema SHORT-LINE as aduelas são 
fabricadas com o uso de apenas uma fôrma metálica, sendo esta fôrma muito sofisticada 
e cara, para atender a todas as diferenças e mudanças entre as seções transversais das 
aduelas, assim como as conformações em planta e perfil do projeto geométrico da 
estrutura. No sistema LONG-LINE é fabricada a fôrma para todo o vão, podendo ela ser 
reaproveitada para outros vãos que sejam iguais. A fôrma e a armação são montadas 
sobre um escoramento metálico ou sobre uma pista de concreto que poderá servir de 
fôrma de fundo. As aduelas são concretadas de maneira a garantir a perfeita acoplagem 
entre si, onde cada aduela concretada na etapa anterior serve de forma para a 
próxima. 
 
A Figura 13 ilustra o método de construção em aduelas pré-moldadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12 – Aduela pré-moldada. 
Figura 13 – Formas de lançamento das aduelas pré-moldadas. 
11 
 
 
5. Superestruturas com Vigas Pré-moldadas e Pré-fabricadas. 
 
Nestes sistemas, as vigas são executadas em baias e posicionadas com o auxílio de 
treliças de lançamento ou guindastes (Figura 14). Normalmente as vigas são de 
concreto protendido, sendo bastante usual a adoção de duas etapas de protensão; a 
primeira pouco após a concretagem, ainda na baia, apenas para que a viga suporte o 
peso próprio e os esforços decorrentes do lançamento da viga (Figura 15), e a outra 
após o término da construção da laje. Este sistema permite a industrialização do 
processo construtivo, criando-se um canteiro onde se pode executar as vigas de uma 
forma muito rápida com o uso de fôrmas metálicas. Após o lançamento das vigas faz-
se a concretagem da laje, sendo seu escoramento modernamente efetuado com o 
auxílio das pré-lajes que, além de servirem de escoramento, também podem conter as 
armaduras positivas da laje, servindo como elemento estrutural. 
 
 
 
 
 
 
Quando as vigas são executadas com concreto protendido, faz-se necessária a análise 
da protensão de acordo com cada fase de carregamento, observando a mudança de 
característica da seção transversal ao longo da construção. 
 
Este sistema apresentava a desvantagem de precisar de juntas de dilatação, que 
representam uma descontinuidade no tabuleiro da obra e criam um local de futuros 
problemas e patologias, além do desconforto para o usuário. Modernamente utilizam-
se as lajes de continuidade ou lajes elásticas que dispensam o uso de juntas de dilatação 
em obras de até 150m de comprimento. Este comprimento é limitado para que os 
efeitos de temperatura no tabuleiro da ponte não sejam excessivos. 
 
O sistema é adequado para vãos entre 25 e 45m, sendo sua aplicação muito 
vantajosa quando ocorrem os seguintes fatores (isolados ou simultâneos): 
 
• elevada altura de escoramento; 
• grande comprimento, o que resulta em grande quantidade de vigas, 
justificando a instalação de um canteiro de fabricação; 
• caixa de rio muito profunda e rios sem regimes definidos; 
• cronograma apertado, exigindo a execução simultânea de superestrutura e 
mesoestrutura. 
 
Figura 14 – Lançamento de viga pré-
moldada com auxílio de treliça. 
Figura 15 – Vista de viga protendida 
no canteiro. 
12 
 
As vigas pré-fabricadas diferem das vigas pré-moldadas principalmente quanto ao 
canteiro de fabricação. Enquanto as vigas pré-moldadas são executadas em canteiros 
temporários e específicos para uma obra, as vigas pré-fabricadas são produzidas em 
uma fábrica, onde o canteiro de fabricação possui instalações fixas. 
 
As principais vantagens do uso das vigas pré-fabricadas são: 
 
• rígido controle de qualidade das peças; 
• redução do canteiro de obras; rapidez de execução; 
• perfeito acabamento obtido pelo uso de fôrmas metálicas ou de concreto; 
• uso de mão-de-obra especializada; 
• uso de protensão aderente, o que dispensa as operações de protensão no 
canteiro e injeção das bainhas. 
 
Este sistema permite ainda que toda a superestrutura seja pré-fabricada, uma vez que a 
fábrica pode produzir as vigas, as lajes e o guarda-rodas. 
 
Normalmente as vigas são feitas de concreto protendido pré-tracionado, (cordoalhas 
tracionadas antes da concretagem da viga). O traçado do cabo é retilíneo,e para que não 
ocorra o excesso de compressão nas regiões próximas aos apoios costuma-se eliminar a 
aderência do concreto com o cabo nestas áreas, que é feita com o revestimento do cabo 
com tubos de plástico, permitindo a livre deformação do cabo quando liberado. Uma 
das desvantagens deste processo é a necessidade de ajustá-lo aos perfis de vigas 
padronizados pelas fábricas, o que pode até inviabilizar o seu uso.