capitulo08 - pontes

Prévia do material em texto

01)Qual a principal características das pontes em arco romanas?
Os arcos romanos eram arcos plenos, 180 graus, que apresentavam somente reações verticais. Outra característica dos arcos romanos era a construção através de pedras que se encaixavam, dispensando assim o uso de argamassa 
02)Como eram construídas as pontes em arco? Usavam argamassa? Qual era a função da pedra de fecho (keystone) ou pedra angular?
As pontes em arco no período romano eram construídas a partir de pedras que se encaixavam e, portanto, nao era usada argamassa. A ultima pedra a ser colocada era a pedra de fecho (keystone) que era a responsável pela estabilidade das duas partes. Antes da colocação da pedra de fecho o arco era apoiado sobre um escoramento de madeira.
03)Como era o esquema estrutural da primeira ponte construída sobre o Rio Tamisa em Londres? Qual o problema para a navegação que sua construção criou?
Uma ponte com o sistema de arcos abatidos, com pilares maciços e robustos, que causavam redemoinhos no rio. Durou 600 anos e possuía um vão de 284m.
04)Qual foi a melhoria introduzida pelo engenheiro francês Jean-Rodolphe Perronet (1708-1794) no projeto de pontes em arcos? No que as novas pontes em arco construídas por Perronet se diferenciavam das antigas? Explique o funcionamento estrutural dos dois tipos de ponte em arco.
Precursor das pontes com arcos abatidos, pois descobriu que a pressão não era só para baixo, mas também lateral o que possibilitou uma abertura maior nos arcos que diminuíam a altura do arco, porem gerando reações horizontais. Para conter os esforços então ele utilizou pilares mais fixos e introduziu contra-fortes maciços ou encostas rochosas, para absorver esforços normais. A primeira ponte deste sistema foi a ponte de La concorde. 
05)Qual a principal característica de ponte de Coalbrookdale? O que ela representou para a história das pontes?
A ponte de Coalbrookdale trouxe uma inovação sendo a primeira a ser construída em aço, mas usava peças com formatos parecidos com as de madeira, deixando o aspecto de ambas com grande semelhança, sendo por vezes confundido.
06)Porque no final do século XVIII, enquanto se construíam centenas de pontes em ferro na Europa, se construíam pontes em madeira nos EUA?
R: Havia um custume local (americano) em realizar as obras me madeira. O fato que existia madeira em abundancia nas florestas americanas era uma grande ajuda, uma vez que tendo o insumo local, o custo era menor.
07)Quais eram as desvantagens das pontes em madeira e porque elas deixaram de ser construídas?
R: Algumas cargas móveis que passavam por elas geravam esforços muito elevados, como era o caso de trens. Em casos como o do trem-tipo da época, era realmente um trem, este tinha uma carga grande para as pontes da época, e também o atrito dos trilhos gerava faíscas, deixando então os problemas de incêndio nas pontes de madeira comuns, sendo um dos motivos pelo qual estas deixaram de ser construidas. 
 
08)Qual era o esquema estrutural predominante nas pontes em ferro e madeira?
R: As pontes de aço erão predominantemente em arcos (que poderiam ser treliçados), já as de madeiras utiliza-se em forma de vigas, treliças e até podiam ser arcos tbm.
09)Qual era o vão e a forma de execução do elemento de suspensão na ponte de Menai, projetada por Thomas Telford?
R: A ponte é suspensa. Possui 521m, com 7 arcos nas extremidades, e um vão central de 180m. Os cabos de suspensão erão do tipo corentes de olhal. Feita de ferro fundido, estas peças geravam problemas de manutenção e diminuição da resistência, e foram substituídas por aço. As peças eram emendadas em articulações, como nas correntes de bicicleta.
10)Qual foi a novidade introduzida pelo engenheiro John A. Roebling no projeto da ponte do Brooklin, sobre o East River em Nova York, que permitiu uma maior flexibilidade nos projetos de pontes suspensas? Como elas eram construídas anteriormente? Qual a vantagem da técnica introduzida por Roebling?
R: A novidade introduzida para a engenharia de pontes foi o sistema de roldanas que passavam os cabos de um lado ao outro, e os cabos que erão formados por cordoalhas entrelaçadas.
Roebling, utilizou nesta ponte 3 sistemas, para que se 1 falhace sobracem ainda 2 para resistir.
A novidade foram os cabos de suspensão formados por cordoalhas entrelaçadas, que eram executadas por um sistema de roldanas que passavam os cabos de um lado para o outro. Estes cabos eliminam os inconvenientes das correntes de olhal (manutenção nas articulações que sofrem fadiga com o tempo e resistência limitada), e são mais resistentes e apresentam maior flexibilidade. Eram construídas anteriormente com correntes de olhal. Roebling, utilizou nesta ponte 3 sistemas, para que se 1 falhace sobracem ainda 2 para resistir. A maior vantagem técnica é que a partir de Roebling os vãos passaram a ser maiores.
11)Qual é o vão livre da ponte do Brooklin? Como funcionam os três mecanismos resistentes que garantem a esta ponte uma maior segurança estrutural? Faça um esquema explicando os três mecanismos.
R: O vão é de 487m. Os sistemas são: ponte suspensa com cabos feitos a partir de cordoalhas, que sustentam um tabuleiro treliçado (garantindo uma maior rigidez ao tabuleiro, permitindo que na falha de um tirante, o tabuleiro possa distribuir a carga em distâncias maiores), e por fim tirantes em diagonal associados aos tirantes verticais, trata-se de mais uma alternativa para o caso de ocorrer a falha de um dos tirantes. 
12)Compare os vãos das pontes: Bay Bridge e Golden Gate em São Francisco e Verrazano Narrows em Nova York. Meça os vãos nas imagens do Google Earth e comente.
R: B B= 3,14km, vão 700m, GG = 2,737km, vão 1,28km, Ver= 2,034m vãos 1,298km.
A BB tem um comprimento maior, e mesmo com 3 torres e um um sistema adicional, seus vãos são os menores. 
13)Como está estruturado o trecho oeste da Bay Bridge. Faça um esquema e explique a função da torre central.
R: é estruturado por 3 mastros e duas ancoragens de concreto ????????
13)Por que a cidade de Pittsburgh nos EUA apresenta tantas pontes? Por que a maioria delas foi construída em estruturas metálicas? 
R: Devido à grande quantidade de rios que corta a cidade (3) e pela cidade ser a capital do aço. 
14)O que é uma ponte suspensa auto-escorada? Como funciona o sistema de auto-ancoragem nas três pontes irmãs, das ruas 6, 7 e 9 em Pittsburgh? Como foram executados os elementos de suspensão?
R: Os cabos principais não são escorados nos contrafortes, e sim no proprio tabuleiro.
assim a componente horizontal do cabo é igualada com as forças de compressão, e a componente vertical, com o peso proprio do tabuleiro. É viavel em regiões onde temos solos instáveis ou com ancoragem dificil, porque só necessitamos de fundação para o peso próprio.
15)Qual a vantagem do desenho de treliça lenticular da ponte da Rua Smithfield, em Pittsburgh, construída por Gustav Lindenthal?
R:As treliças estão ligadas a dois mastros, que dispensam a ancoragem pois a parte superior funciona garantindo a estabilidade da estrutura, e a inferior funciona como cabos de uma ponte suspensa.
16)Quais as formas de se movimentar as pontes para permitir a passagem de embarcações?
R: existem algumas, porem as mais atuais são basculante, e giratória. Na basculante, (tower bridge) o tabuleiro é partido ao meio, e içado por engrenagens, que resistem ao peso da ponte quanto ela esta subindo ou em pé., por isso é necessário uma estrutura para resistir a este esforço.
A ponte giratória tem um pilar, central, e a ponte gira em torno deste eixo. Tambem podemos ter retrátil, elevadiça. 
17)Qual a novidade estrutural introduzida por Santiago Calatrava na ponte de Alamillo na Espanha? Faça um croquis explicando o sistema estrutural.
R: é uma façanha, normalmente é necessário 2 linhas de cabos para suportar as pontes estaiadas, como se sabe os cabos necessitam de um sistema de ancoragem, normalmente feito pelos próprios cabos de retenção. Santiago Inclinando o mastro a 45 º, conseguiu o feitode tornar desnecessária a utilização do cabo de retenção do lado oposto do vão.
Sendo assim apenas a inclinação e o peso próprio do mastro, (aço preenchido com concreto) é capaz de equilibrar o tabuleiro.
18)Quais são as condicionantes para determinação do vão central de um ponte suspensa? Qual o vão central da ponte suspensa de Akashi Kaikyo? A ponte no estreito de Messina, ligando o sul da Itália à ilha da Sicília, deverá ter 3.300 metros de vão livre!
R: Em pontes suspensas temos o problema da ancoragem dos cabos nas extremidades dos pilares, e problemas de instabilidade aerodinamica. O vão é determinado pela relação flecha /vão, L/10, akaishi kaykio, possue um vão de 1991 m, com torres de 282 m.
19)Como pode ser posicionado o tabuleiro em relação ao arco nas pontes em arco? Quando se emprega uma ou outra solução? Qual a vantagem e desvantagem de cada solução?
1º caso – o tabuleiro da ponte pode se apoiar sobre os arcos atraves de pilares. Neste caso o tabuleiro pode ser um sistema de grelha de vigas retas com vaos pequenos.Desvantagem: escoramento dos arcos, que necessitam de um solo de grande resistencia (rochosos). Vantagem: vencem grandes vaos.
2º caso - onde nao existe grandes alturas a serem vencidas as pontes em arcos tambem podem ser empregadas, utilizando-se um tabuleiro pendurado nos arcos através de tirantes.Desvantagem: alto custo. 
3º caso – para pequenos vaos as pontes em arco podiam ter a pista apoiada diretamente sobre um enchimento aplicado sobre o arco. Neste caso eram feitas paredes lateriais para contençao deste enchimento. Tinha-se a vantagem da economia da estrutura do tabuleiro, mas em contrapartida tinha-se o gasto com as contençoes laterais. Estas pontes eram denominadas de pontes em arco com timpano cheio.
20)Como eram construídas as pontes em arco de tímpano cheio?
Quando eram empregadas para pequenos vãos, pontes em arco podiam ter a pista apoiada diretamente sobre um enchimento aplicado sobre o arco. Neste caso eram feitas paredes lateriais para contenção deste enchimento. Tinha-se a vantagem da economia da estrutura do tabuleiro, mas em contrapartida tinha-se o gasto com as contenções laterais. Estas pontes eram denominadas de pontes em arco com tímpano cheio.
21)Como podem ser executadas as pontes em arco para travessia de grandes vãos, em concreto, hoje em dia? Faça um croquis explicativo. Veja exemplo da Ponte Infante Dom Henrique.
Atrvés de fôrmas deslizantes. Ex: Infante Dom Henrique. Com ancoragens inclinadas a partir da mesma sapata das fundações complementadas por escoras betonadas contra o terreno capazes de absorver, em conjunto com os maciços rochosos, as componentes horizontais das forças dos cabos de retenção, com a introdução do esforço d compressão aos poucos. Não prejudicando a estrutura.
22)Quais as vantagens e desvantagens do sistema de vigas retas sobre o sistema de arco para pontes?
As vigas metálicas são mais leves, mais fáceis de transportar, com emendas no canteiro.
O concreto porem pode ser moldado no local, e é mais resistente a intemperes (corrosão). é empregada em menores vãos, quando moldadas in-loco tem alto custo de formas e escoramentos e muita mao de obra empregada, porem podem ser pre-moldadas ou substituídas por vigas metálicas. E aço necessita de uma manutenção mais cuidadosa dependendo do local que a ponte se encontra.
23)Quais as vantagens e desvantagens das pontes em vigas retas com vigas de concreto pré-moldadas e metálicas?
Vantagens: vencem de vãos pequenos até vãos de 30 a 40 metros, quando o vao é menor que 20 metros podem ser pre-moldadas no canteiro da obra, evitando assim o transporte.
Desvantagens: vigas pre-moldadas tem maior peso, é mais difícil de se transportar
24)Como são estruturados os tabuleiros de pontes com vigas retas em concreto moldadas in-loco e pré-moldadas? Faça um croquis explicativo de cada uma.
As vigas utilizadas podem ser de seção retangular ou caixão, estas vigas podem ser pré-moldadas em fábricas ou no canteiro, ou podem ser feitas in loco, as lajes utilizadas normalmente são painéis de pré-laje pré-moldados, que são feitas com aproximadamente 2ª 2,5m, no comprimento, longitudinal é utilizado vigas longarinas e transversalmente são empregadas vigas transversinas, para garantir uma correta distribuição das cargas, e para que a capacidade portante dos painéis de laje não sejam ultrapassadas
25)Quais as vantagens das pontes em vigas caixão sobre as pontes de vigas retas alma cheia?
As seções caixão são indicadas para tabuleiros muito largos, ou trechos curvos, para resistir as cargas excêntricas que causam torção. Necessitam de menos longarinas porque as próprias paredes funcionam como tais, sendo assim quando necessitamos de um vão muito grande inserimos paredes extras no interior da seção caixão. Tambem podemos dimensionar as vigas como continuas sobres os apoios. (temos duas mesas, então podemos resistir a ambos momentos + e - ).
26)Quais são os sistemas utilizados para construção de pontes com vigas caixão em concreto armado e protendido?
Balanço progressivo, as peças pré-moldadas são fixadas apartir dos apoios, para o centro do vão, (chegando junto), As peças vão sendo solidarizadas através da protensão, até uma protensão final no centro do vão.
Segmentos Empurrados: A diferença é que a solidarização é feita no canteiro, e depois “empurrada” para a posição final através de treliças lançadeiras.
27)Qual a diferença entre uma ponte estaiada e uma ponte suspensa? Qual desses sistemas, e porque, permite vãos maiores? Estabeleça uma relação, para cada um dos tipos de pontes, entre a altura da torre e o vão da ponte.
A ponte estaida, possiu cabos retos com uma inclinação de 30 a 45º o que pode tornar a altura do mastro muito alta conforme se aumenta o vão, ( relação de ½) torre tabuleiro.
As pontes suspensas, são feitas com cabos em formato de parábolas, sendo assim, não é necessário uma altura tão grande para vencer grandes vãos, como seria necessário na ponte estaiada, sendo assim a relação é 1/10 (flexa-vão).
28)Quais são os maiores vãos em pontes estaiadas construídos atualmente? E em pontes suspensas?
Pontes suspensas: Akashi Kaikyo (1991) , estreito de messina (3300m), Pontes estaiadas: Tatara (890m) Normandia (856m
29)Descreva o processo construtivo empregado na execução do Viaduto do Millau abordando os elementos: pilares, tabuleiro e torres.
Pilares: formas deslizantes; tabuleiro: fabricados no começo da ponte e empurrado até o centro por macacos. Estrutura de escora provisória por torres de aço.
Torre: fabricadas no canteiro e levadas ate a posição. Içadas com guindaste duplo e a gravidade se encarregava do resto.O viaduto de Milau é do tipo estaiado. Os pilares foram montados com formas auto escalante, ou seja, os pilares foram concretados de baixo para cima parte a parte até atingirem a altura necessária para apoiar os tabuleiros, são grande pilares em balanço. Devido a grande altura em que os tabuleiros serão colocados (+/- 300m) é inviável o uso de qualquer equipamento para levantar os tabuleiros e coloca-lo sobre os pilares, portanto os tabuleiros são construídos na cabeceira da ponte, sobre o chão, e serão levados até encontrar com a outra parte da ponte por um sistema de macacos hidráulicos instalados sobre a cabeça dos pilares, que fazem vários cilcos de levantar e movimentar para frente o tabuleiro, esses macacos devem trabalhar em perfeita sincronia, pois se um deles estiver dessincronizado ele vai gerar sobre a cabeça do pilar um esforço horizontal que irá arrastar a cabeça do pilar até levá-lo ao tombamento, para esse sistema além dos pilares de concretos definitivos para a ponte foram construídos entre esses pilares auxiliares para o lançamento, sistema de avanço progressivo. Duas torres de ancoragem são montadas antes do lançamento, que são as torres do vão central, as demais torres serão erguidas após o lançamento por um sistema de dois guindastes ao lado da torre que vão ergue-las pelo meio, permitindo que a gravidade ajude no serviçopesado de virá-la e depois será feito o estaiamento dos cabos.
30)Por que a ponte Sunshine Skyway no Sul da Flórida teve que ser reconstruída?Quais foram as premissas do novo projeto? Faça um esquema estrutural explicativo da nova solução adotada?
Devido a um acidente onde uma embarcação perdida bateu em um dos pilares, o que levou uma parte da ponte a ruína, sendo assim precisou ser construída após o segundo aciedente em 1980 acidente, com a idéia de ter vãos maiores, e também uma proteção adicional para evitar que embarcações colidam novamente com os pilares
31)Qual a vantagem das pontes em viga reta treliçada sobre as de vigas de alma cheia? Quais os vãos que normalmente são atingidos com essas pontes? Como são estruturadas as pontes de seção caixão treliçado? 
A viga reta treliçada permite uma estrutura mais leve, de fácil execução, que suportam maiores cargas e vence maiores vãos. Pois permite que em seu sistema estrutural, esta divida as cargas vetorialmente em suas barras, permitindo assim a estrutura aguentar maiores solicitações. Os vãos atingido pela viga reta treliçada são maiores, podendo ser dimensionados de acordo com a dimensão da estrutura (treliça). As pontes de seção caixão treliçado são estruturadas com duas paredes laterais treliçadas e duas ‘lajes’ superior/inferios, que formam um caixa de treliça, que é um boa alternativa para estruturas bastantes solicitadas, e possui a alternativa de utilização deste vão interno, quando planejado. 
32)Explique o esquema estrutural das pontes tipo cantilever. Como é o funcionamento estrutural dessas estruturas?
Ponte cantilever, são pontes ferroviárias, que conseguem vencer vãos grandes (para a época) devido a serem formadas por treliças, e ligações como vigas gerber.
33)Descreva o esquema estrutural da ponte JK em Brasília. Comente os vãos empregados.
A estrutura da ponte tem quatro apoios com pilares submersos no Lago Paranoá e os três vãos de 240 metros são sustentados por três arcos assimétricos e localizados em planos diferentes, com cabos tensionados de aço colocados em forma cruzada, o que geometricamente faz com que os cabos formem um plano parabólico.
34)Quais são as principais patologias que devem ser investigados na manutenção de pontes metálicas?
A deterioração causada pela interação físico-química entre o material e o seu meio operacional representa alterações prejudiciais indesejáveis, sofridas pelo material metálico, tais como o desgaste, variações químicas, modificações estruturais. Estas incidências, quando associadas à falta de manutenção periódica, ressaltam em resistências bem menores nos elementos do que as que foram calculadas, o que compromete a vida útil da estrutura..