Ponte ESTAIADA E PONTE MARGINAL

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ARARAS DR. EDMUNDO ULSON 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ARARAS “DR. EDMUNDO ULSON” 
CURSO DE GRADUAÇÃO: ENGENHARIA CIVIL 
PROFESSOR: MSC. JOSÉ VARGAS BAZAN 
DISCIPLINA: PONTES 
 
 
 
 
 
 
 
BREVE HISTÓRIA DE PONTES ESTAIADAS 
E A PONTE OCTAVIO FRIAS DE OLIVEIRA 
 
 
 
 
 
 
Autor: 
Samuel Peterson Gallo 
Luiz Carlos Camoleis 
Suellen Martins Toffoli 
Vlademir Fulas 
 
 
 
 
 
Araras – S.P 
Setembro/2016 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ARARAS DR. EDMUNDO ULSON 
RESUMO 
 
O princípio estrutural das pontes estaiadas não é tão atual como as pontes 
propriamente ditas. Em determinadas estruturas, tais como passarelas, 
embarcações e tendas, já se usavam cabos como sustentação. Com a evolução 
da tecnologia e dos materiais, houve a possibilidade de um aperfeiçoamento 
dessas técnicas e sua utilização nas mais diversas áreas. 
As pontes estaiadas surgiram como uma alternativa eficaz para transpor 
grandes vãos, possibilitando a utilização de estruturas mais leves, esbeltas e 
econômicas. 
Este trabalho apresenta a evolução das pontes estaiadas no mundo e no 
Brasil, enfatizando os seus aspectos históricos, as novas tecnologias 
empregadas nestes projetos, as diversas possibilidades de geometria da 
estrutura e os métodos construtivos empregados nestas pontes, sobretudo na 
Ponte Octavio Frias de Oliveira sobre o rio Pinheiros em São Paulo. 
 
Palavras chaves: ponte estaiada, estais, tabuleiro, torre, Ponte Octavio Frias de 
Oliveira, rio Pinheiros 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
Este trabalho tem como objetivo apresentar uma breve evolução histórica do 
conceito das pontes estaiadas. 
O primeiro capítulo apresenta os primeiros usos de estais como estruturas, 
inicialmente eram usados em embarcações e posteriormente os engenheiros 
passaram a usar o conceito em pontes para vencerem grandes vãos e 
exemplificando com exemplo de pontes antigas e modernas. 
O segundo capitulo passa a descrever de forma especifica a Ponte Octavio 
Frias de Oliveira sobre o Rio Pinheiro na cidade de São Paulo, mostrando a 
concepção inicial da estrutura, detalhes construtivos e a ponte finalizada. 
 
 
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1. HISTÓRIA 
1.1 História geral das pontes estaiadas 
 
A ideia de usar cabos suspensos em de um mastro como suporte de uma 
estrutura vem de longa data como mostra a história. As civilizações do antigo 
Egito utilizavam esse método em embarcações a vela. (Quintana Ytza, 2009) 
 
Figura 1.1 - Embarcação egípcia com cordas ligando o mastro até as vigas (Troitsky, 1977) 
 
Segundo Troitsky citado pela engenheira Quintana Ytza o primeiro 
registro que temos de uma ponte com estais é 1617. Foi proposto um sistema 
por Faustus Verantius em que um tabuleiro de madeira era suportado por barras 
de aço inclinadas. No entanto a primeira grande tentativa de se construir uma 
ponte com esse conceito é do alemão C.J. Loscher, que construiu uma ponte de 
madeira, com vão de 32 m, na cidade de Friburgo, Suíça. 
 
 
Figura 1.2 - ponte estaiada em madeira C.J. Loscher (Troitsky, 1977) 
 
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As tecnologias de ligas metálicas foram se desenvolvendo e avançando, 
estas soluções com estais foram se tornando viáveis e com capacidade de 
suportar esforços maiores e, como grande consequência vão maiores foram 
surgindo. (Mazarim, 2011) 
Em 1817 dois engenheiros britânicos Brown e Redpath projetaram e 
construíram a passarela estaiada de King’s Meadow (Mazarim, 2011). A ponte 
usava estais de arame, mastro em ferro em forma celular e com vão de 33,6 m 
(Quintana Ytza, 2009). 
Devido aos avanços, no século XVIII foram surgindo várias pontes 
estaiadas nos Estados Unidos da América e na Inglaterra. Várias estruturas 
apresentaram um comportamento esperado, no entanto aconteceram alguns 
acidentes que levaram ao abandono parcial deste método durante muitos anos. 
Estes acidentes com pontes pênseis e estaiadas, ocorreram principalmente 
devido à falta de conhecimento aerodinâmico da estrutura. A ressonância e 
vibração no tabuleiro e nos estais devido aos esforços do vento foi uma grande 
incógnita durante vários anos (Mazarim, 2011). 
Um exemplo da história foi a ponte pênsil de Tacoma Narrows, que foi 
construída no estado de Washington, nos Estados Unidos da América, em 1940. 
De estrutura relativamente esbelta e de grande vão livre, pelos padrões da época, 
apresentou deficiência estrutural sob a ação do vento. No termino da sua da sua 
construção, a estrutura já apresentava oscilações excessivas, e no dia 7 de 
novembro de 1940, pouco tempo após a inauguração, a ação de um vento de 
apenas 65 km/h provocou fortes oscilações de torção no tabuleiro e, como 
consequência, deslocamentos excessivos do conjunto e com isso a ponte entrou 
em colapso (Mazarim, 2011). 
 
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Figura 1.3 – Oscilação da Ponte Tacoma Narrows 
(Making the Modern World.- http://www.makingthemodernworld.org.uk) 
 
Após a queda da estrutura, um time de engenheiros projetou a nova Ponte 
de Tacoma, com um novo cálculo estrutural, dessa vez com o auxílio de ensaios 
de um modelo da ponte em escala reduzida em um túnel de vento. Para que 
estes ensaios fossem possíveis de serem foi construído um túnel de vento em 
madeira, no Laboratório de Pesquisas Estruturais da Universidade de 
Washington, nos EUA. Após este e outros incidentes, a metodologia para a 
concepção e dimensionamento de estruturas deste método teve de ser 
reelaborada, e a credibilidade para este tipo de solução demorou décadas para 
retomar seu prestígio inicial (Mazarim, 2011). 
Em 1938, o engenheiro alemão Franz Dischinger após estudar diversas 
pontes penseis e estaiadas já construídas e os benefícios da utilização da 
solução de estais e cabos penseis em conjunto, e também da utilização de estais 
protendidos, o engenheiro concebeu e projetou a ponte Stromsund, na Suécia, 
que foi concluída em 1955. Sua estrutura é inteiramente em aço, com exceção 
da fundação, e tem um vão central de 182 m. Esta ponte é considerada a primeira 
ponte estaiada moderna. 
 
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Figura 1.4 - Ponte de Strömsund, na Suécia 
(https://structurae.net/structures/stromsund-bridge) 
 
Após o fim da Segunda Guerra Mundial na Europa a pontes destruídas 
precisavam ser reconstruídas. Isso proporcionou uma grande chance de aplicar 
o conceito das pontes estaiadas (Quintana Ytza, 2009). Como tudo precisava ser 
reconstruído em pouco tempo, para reintegração entre as cidades que ficaram 
isoladas, os métodos construtivos mais rápidos ganharam destaque. Com isso, 
as pontes estaiadas ganharam definitivamente o seu espaço e começaram a ser 
amplamente utilizadas, uma vez que a maioria das pontes destruídas mantinha 
sua infraestrutura em condições de uso. Com o avanço dos métodos de cálculo 
e verificação das estruturas, e com a experiência obtida com os erros do passado, 
as pontes estaiadas se espalharam nos anos seguintes, principalmente pela 
Europa e América do Norte (Mazarim, 2011). 
 
1.2. Pontes estaiadas no Brasil 
 
No Brasil, a primeira ponte estaiada projetada foi a ponte de Porto 
Alencastro, sobre o Rio Paranaíba, na divisa entre Minas Gerais e Mato Grosso 
do Sul. Esse projeto foi encomendado pelo atual DNTI (Direção Nacional de 
Transporte e Infraestrutura) ao consórcio formado pela Noronha Engenharia e 
Fritz Leonhardt (Quintana Ytza, 2009), mas conclusão das obras da ponte que 
 
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possui 660 m de extensãofoi concluída em outubro de 2003 (PINI, 2004). Apesar 
de ser a primeira a ser projetada, a primeira a ser concluída no Brasil foi à ponte 
Estação Metroviária Engenheiro Jamil Sabino no ano 2000, localizada sobre o 
Rio Pinheiros, em São Paulo, com uma extensão de 126 m, sua construção se 
iniciou paralelamente a ponte Porto Alencastro (Quintana Ytza, 2009). 
 
 
Figura 1.5 - ponte de Porto Alencastro 
(http://s103.photobucket.com/user/cacobianchi/media/Alencastro3.jpg.html) 
 
 
Figura 1.5 e 1.6 - Ponte Estação Metroviária Engenheiro Jamil Sabino e seu interior 
(http://www.enescil.com.br/index.php/estacao-de-metro-engenheiro-jamil-sabino) 
 
Em seguida, foi inaugurada Ponte Sergio Mota, localizada sobre o Rio 
Cuiabá, na cidade de Cuiabá, Mato Grosso do Sul. Em 2003, a Ponte sobre o 
Rio Guamá foi inaugurada, em Belém do Pará, possui uma extensão total de 
2000 m e vão estaiado central de 320 m. No mesmo ano, inaugurou-se a Ponte 
JK, em Brasília, e a Ponte da Amizade, construída sobre o Rio Acre, na fronteira 
entre Brasil e Bolívia. Em 2004, foi a vez da Ponte Irineu Bornhausen ser 
inaugurada, na cidade de Brusque, Santa Catarina. Em 2006, foi inaugurada a 
 
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maior passarela estaiada do Brasil (200 m de comprimento). Em Rio Branco, 
Acre. E, no mesmo ano, inaugurou-se a Ponte Construtor João Alves, localizada 
sobre o Rio Sergipe, em Aracaju, Sergipe (Quintana Ytza, 2009). Em 2008 foi 
inaugurada a ponte Octavio Frias de Oliveira em São Paulo (Mazarim, 2011). 
 
2. CARACTERÍSTICAS DE UMA PONTE ESTAIDA 
2.1 Características gerais 
 
As pontes estaiadas são basicamente são formadas pelo tabuleiro 
(composto por vigas e laje), sistema de cabos (os estais que suportam os 
tabuleiros), torres que suportam os cabos e os blocos ou pilares de ancoragem. 
Neste modelo de ponte, os carregamentos são absorvidos pela parte superior do 
tabuleiro, transferindo os esforços para os cabos, as cargas se concentram na 
torre e finalmente os esforços são transferidos para 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 (Nakamura, 2011). 
 
Figura 2.1 - Arranjo longitudinal dos cabos (Quintana Ytza, 2009) 
 
Os arranjos na seção transversal também podem variar de acordo com o 
tipo de mastro: de plano simples (mastro central) ou plano duplo (mastro vertical 
ou inclinado) como indicado na Figura 2.2 (Quintana Ytza, 2009). 
 
Figura 2.2 - Arranjo transversal dos cabos (Quintana Ytza, 2009) 
 
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2.2 Elementos estruturais 
 
Para entendermos melhor o funcionamento da ponte estaida vamos 
descrever de forma sucinta cada elemento estrutural necessário para o 
funcionamento da estrutural. 
 
 
Figura 2.2.1 – Elementos estruturais (Mazarim, 2011). 
 
2.2.1. O tabuleiro 
 
De acordo com o autor Mazarim o tabuleiro é a parte da ponte por onde 
circulam os veículos. O tabuleiro pode ser executado de diferentes maneiras, 
assim como ter diferentes geometrias, sempre buscando a forma que gere maior 
eficiência e menor custo. Nas primeiras pontes estaiadas, os espaçamentos dos 
pontos de fixação dos estais no tabuleiro eram, em geral, maiores do que os 
usados atualmente. Com isso, o tabuleiro precisava ser suficientemente rígido 
para resistir aos esforços de flexão longitudinal entre os pontos de fixação dos 
estais. Devido a este fator, predominaram na época os tabuleiros em estrutura 
metálica, pois se conseguia assim atingir a rigidez necessária sem a 
necessidade de ter um tabuleiro muito espesso e pesado, como acontecia com 
os tabuleiros de concreto. Além do espaçamento, a maneira como os estais 
chegam ao tabuleiro também gera influência sobre o mesmo. Quanto mais 
vertical for a chegada do cabo, menores serão os esforços longitudinais atuando 
 
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no tabuleiro. Os tabuleiros utilizados nas pontes estaiadas podem ser de 
diferentes materiais, cada um com suas vantagens e desvantagens, sendo eles: 
 
 Tabuleiro de concreto 
 Tabuleiro metálico 
 Tabuleiro misto de concreto e aço 
 
2.2.2. Estais 
 
O estais são os elementos estruturais de uma ponte estaiada responsável 
pela transferência dos carregamentos atuantes no tabuleiro diretamente para o 
mastro (Mazarim, 2011). Os estais são compostos basicamente por: 
 
 Elementos de tensionamento: são responsáveis pela suspensão das 
cargas do tabuleiro até os mastros. Estes elementos podem ser formados 
por um conjunto de barras ou cordoalhas. 
 Sistemas de ancoragem: devem ser capazes de realizar ajustes ao 
longo da execução da ponte, com o intuito de manter as tensões e o 
nivelamento dos estais e tabuleiro, e também de permitir uma 
manutenção e troca dos estais. 
 Sistemas de proteção: reveste os cabos de aços dos estai e tem a 
função de proteger o aço contra corrosão e efeitos do tempo. 
 
2.2.3. Torre 
 
 Após os estais serem fixados na torre, ela tem a principal função de servir 
como suporte das cargas advindas do tabuleiro e dos cabos, como já destacado 
no item 2.1 Características gerais. Podem ser construídos em estrutura de 
concreto armado ou metálica (figura 2.2.3.1) 
 
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Figura 2.2.3.1 – Torres executadas em estrutura metálica (Nakamura, 2011) 
 
3. PONTE OCTAVIO FRIAS DE OLIVEIRA 
 
A Ponte Octavio Frias de Oliveira sobre o rio Pinheiros é um Ícone 
arquitetônico da capital paulista, e tem 144 estais. 
 
Figura 3.1 – Paisagem contemplando a ponte 
(http://www.failedarchitecture.com/sao-paulos-bridge-that-widens-distances/) 
 
O projeto básico elaborado pela da EMURB, Empresa Municipal de 
Urbanização da Prefeitura de São Paulo, previa a construção de duas pontes 
estaiadas, localizadas uma ao lado da outra (figura 3.2). Porém, devido a 
diversos fatores que gerariam interferências visuais e técnicas nos arredores da 
construção, optou-se no projeto executivo pela construção de uma única ponte 
com dois tabuleiros (figura 3.1). Tendo em vista a geometria necessária para 
ligar as vias deste local, ambos os tabuleiros da ponte tiveram de ser executados 
em curva. A Ponte Octavio Frias de Oliveira tornou-se a primeira ponte estaiada 
 
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do mundo com dois tabuleiros em curva sustentados por um único mastro. Para 
que a utilização de um único mastro fosse tecnicamente viável, os tabuleiros 
foram projetados para cruzar o mastro em X pelo seu centro, porém, em 
diferentes níveis altimetricos. Com isso, houve uma redução na área de 
intervenção de 40.000 m² para 20.000 m², uma vez que haveria somente um 
único mastro (Mazarim, 2011). 
 
Figura 3.2 – Projeto básico da ponte 
(http://wwwo.metalica.com.br/ponte-estaiada-octavio-frias-de-oliveira-em-sp/) 
 
A ponte foi executada pela Construtora OAS e o projeto estrutural foi 
desenvolvido pelas empresas Enescil Engenharia e Projetos, ANTW Engenharia 
e Projetos e Antranig Muradian, sendo a responsabilidade dos engenheiros 
Catão Francisco Ribeiro, Heitor Afonso Nogueira Neto e Antranig Muradian 
(Prefeitura de São Paulo). 
O custo para a implantação da ponte foi de aproximadamente 184 milhões 
de reais, e 40 milhões de reais para a pavimentação, drenagem e novas 
sinalizações viárias. Os tabuleiros da ponte foram construídos através do 
processo dos balanços sucessivos (figura 3.3), partindo dos mastros até o 
encontro com as alças de acesso. Nos pontos de ancoragem dos estais, foram 
inseridascélulas de carga capazes de monitorar as forças aplicadas a fim de 
ajustar as tensões de montagem, permitindo um melhor equilíbrio do tabuleiro e 
evitando sobrecarregar determinados estais ao longo da construção da ponte 
(Mazarim, 2011). 
 
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Figura 3.3 – Método dos balanços sucessivos 
(http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/132/artigo286484-1.aspx) 
 
O tabuleiro de concreto protendido da ponte possui 290 m de extensão 
para cada lado do mastro e 16 m de largura. O mastro tem uma altura de 138 m, 
que é maior que o comum para este tipo de vão, porém foi necessário para que 
os estais não interferissem no gabarito interno da ponte (Prefeitura de São Paulo). 
 
 
Figura 3.4 – Seção transversal do tabuleiro (Mazarim, 2011) 
 
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Figura 3.5 – Mastro da Ponte Octavio Frias de Oliveira 
(http://wwwo.metalica.com.br/ponte-estaiada-necessidade-geometrica-e-fundacao) 
 
Para dar suporte ao tabuleiro, foram utilizados 18 pares de estais em cada 
um dos 4 vãos da ponte, totalizando 144 estais e um peso de 462 toneladas de 
aço. O arranjo dos cabos é espacial, devido à curvatura do tabuleiro, o que gerou 
um cruzamento de estais próximo à ancoragem dos estais no mastro. Estes são 
protegidos com um tubo amarelo de polietileno de elevada resistência mecânica, 
resistente à ação de raios ultravioleta, com a função de proteger o aço contra 
corrosão. A análise da ação do vento foi realizada no túnel de vento do LAC 
(Laboratório de Aerodinâmica das Construções) da Universidade Federal do Rio 
grande do Sul - UFRGS, com os testes a ponte foi capaz de resistir a ventos de 
até 250 km/h (Mazarim, 2011). 
 
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Figura 3.6 – Um dos estais fixados no tabuleiro 
(http://wwwo.metalica.com.br/ponte-estaiada-necessidade-geometrica-e-fundacao) 
 
 
Figura 3.7 – O ensaio da ponte no Túnel de vento 
(http://www.ufrgs.br/lac/consultorias/sp_octavio_frias.htm) 
 
 
 
 
 
 
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4. CONCLUSÃO 
Analisando o desenvolvimento do conceito, percebe-se uma evolução 
muito grande, principalmente devido ao uso inicial em navegações e 
posteriormente em grandes pontes, com o aprimorando dos materiais 
empregados na construção e também das ferramentas matemáticas 
computacionais esse método veio a melhorar e ser usado em várias pontes ao 
redor do mundo, apesar da desconfiança inicial. 
Os avanços proporcionaram uma grande economia para a execução das 
pontes estaiadas e uma segurança maior no comportamento estrutural das 
mesmas. Junto com a evolução tecnológicas das pontes estaiadas, houve uma 
melhora significativa no aspecto visual, tornando estas estruturas mais leves e 
esbeltas. 
Esses conceitos e aprendizados foram utilizados para a construção da 
Ponte Octavio Frias de Oliveira. Todos os conhecimentos acumulados e 
refinados ao longo de séculos foram altamente úteis para a conceituação do 
projeto e execução da estrutura estaiada. 
 
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BIBLIOGRAFIA 
 
- MAZARIM, Diego Montagnini. Histórico das pontes estaiadas e sua 
aplicação no Brasil. 2011. Dissertação (Mestrado em Engenharia de 
Estruturas) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011. 
doi:10.11606/D.3.2011.tde-04112011-144914. Acesso em: 17 set. 2016. 
 
- QUINTANA YTZA, María Fernanda. Métodos construtivos de pontes 
estaiadas - estudo da distribuição de forças nos estais. 2009. Dissertação 
(Mestrado em Engenharia de Estruturas) - Escola Politécnica, Universidade de 
São Paulo, São Paulo, 2009. doi:10.11606/D.3.2009.tde-26012009-154659. 
Acesso em: 17 set. 2016. 
 
- PINI. Ponte estaiada sobre o rio paranaíba. Disponiv́el em: 
<http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/93/artigo287351-1.aspx>. Acesso 
em: 17 set. 2016. 
 
- NAKAMURA, Juliana. Estruturas estaiadas. Disponiv́el em: 
<http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-tecnicas/10/estruturas-
estaiadas-aplicacoes-indicadas-tipos-de-ancoragem-e-de-243545-1>. Acesso 
em: 17 set. 2016.