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PONTES – PROJETO DA SUPERESTRUTURA, MESOESTRUTURA E INFRAESTRUTURA AULA 03: PONTES – PROJETO DA SUPERESTRUTURA, MESOESTRUTURA E INFRAESTRUTURA 1. Primeiro Tópico – Projeto da Superestrutura, Mesoestrutura e Infraestrutura em Pontes. INTRODUÇÃO A superestrutura é a parte da Ponte destinada a vencer o obstáculo, ou seja, trata-se do tabuleiro; A superestrutura pode ser subdividida em duas partes, a Estrutura Principal que possui a função de vencer o vão livre e a Estrutura Secundária que possui a função de receber a ação direta das cargas e as transmite para a mesoestrutura. INTRODUÇÃO A Mesoestrutura é todo o sistema estrutural que suporta a carga proveniente da superestrutura; São as vigas, arcos e pilares, que além de sustentar o tabuleiro, transmitem toda a carga até a infraestrutura; É o elemento estrutural mais presente nas Pontes, justamente pela sua função de garantir o equilíbrio estrutural. INTRODUÇÃO A Infraestrutura é o que suporta a carga que incidente primeiramente na superestrutura e que é posteriormente transmitida pela Mesoestrutura; São as fundações das Pontes, que em sua maioria estão instalados no fundo de rios e mares; Uma técnica muito utilizada é a fixação das fundações com Tubulões, que são grandes cilindros metálicos submersos que avançam pelo aluvião e o arenito até alcançar a camada ideal para a sua fixação. INTRODUÇÃO SUPERESTRUTURA MESOESTRUTURA INFRAESTRUTURA CARGA INTRODUÇÃO SUPERESTRUTURA MESOESTRUTURA INFRAESTRUTURA CARGA - - + PROJETO Segundo MILLER et al. (2005), o primeiro passo a ser dado na elaboração do projeto de uma Ponte é definir sua finalidade, para assim se obter as cargas para o dimensionamento de sua superestrutura; Para uma definição acertada da geometria e das cargas úteis que devem ser utilizadas, o projeto de uma Ponte precisa de estudos técnicos como levantamentos topográficos, hidrológicos e geotécnicos. (MILLER et al. 2005); PROJETO Os levantamentos topográficos devem ser realizados no local específico de implantação do empreendimento e na região em torno do mesmo, que podem sofrer a influência de fenômenos climáticos decorrentes da existência da obra, seja durante sua construção ou ao longo da sua vida útil; PROJETO Os levantamentos hidrológicos são realizados a partir de cálculos baseados no estudo topográfico, e nas características da bacia hidrográfica, além de serem utilizados modelos matemáticos probabilísticos; Em pequenos rios e córregos, ou seja, aqueles corpos hídricos que possuem pequenas vazões, é possível fazer o cálculo da cota de máxima cheia através da Fórmula de Manning; PROJETO PROJETO Os levantamentos geotécnicos são realizados através de relatórios de prospecção de geologia realizadas no local da implantação da obra, considerando sua concepção estrutural, e realçando detalhes geológicas existentes. Os elementos geotécnicos necessários para a elaboração do projeto de uma Ponte são: O relatório de prospecção de geologia realizada no local de provável implantação da obra, considerando seu esboço estrutural e O relatório de sondagem com a Planta de locação das sondagens. PROJETO Ainda tratando de elementos geotécnicos, há de se captar informações de caráter tecnológico especial sobre a agressividade da água, referida ao pH ou ao teor de substâncias agressivas aos materiais que serão utilizadas na construção; Deve verifica a ocorrência de gases tóxicos em terrenos pantanosos e Verificar se a biologia das águas pode influir nos métodos construtivos utilizados, principalmente em armaduras submersas. PROJETO Segundo MILLER et al. (2005), os elementos geométricos determinantes no projeto de uma Ponte são resultado das características das vias conectadas a ela; Os elementos geométricos da via dependem das condições técnicas estabelecidas pelo órgão público competente, função atribuída em rodovias federais pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte (DNIT) enquanto nos estados, as rodovias estão sob a responsabilidade do Departamento de Estradas de Rodagem. PROJETO A Ponte é parte do traçado da rodovia e por isso deve estar perfeitamente integrada ao projeto obedecendo todas as suas características geométricas, por isso orienta-se que antes da concepção do projeto, sejam consultados o Manual de Projeto Geométrico e o Manual de Projeto de Obras-de-arte Especiais do órgão governamental ao qual a rodovia esteja subordinada; Busca-se obter o total conhecimento da área onde a Ponte será implantada, para com isso obter um projeto que alcance uma solução correta, econômica, durável e de boa estética. PROJETO Segundo STUCCHI (2006), a concepção da Ponte exige do engenheiro boa informação ao nível dos materiais e técnicas construtivas, assim como dos conceitos teóricos e estruturais; Desta forma, o comportamento, isto é, a maneira como a estrutura trabalha é essencial para o equilíbrio da Ponte, destacando-se como a estrutura se deforma perante a atuação de um determinado carregamento e como estas cargas caminham ao longo da estrutura. PROJETO A concepção estrutural mais eficiente é aquela que fornece às cargas o percurso mais curto sobre a estrutura desde seus pontos de aplicação até a sua fundação, ou seja, seu ponto de aplicação na superestrutura, passando pela mesoestrutura e chegando até a infraestrutura. PROJETO Neste caso, quando a estrutura é isostática, o caminho percorrido pelas cargas é definido pelas condições de equilíbrio. PROJETO Por outro lado, quando a estrutura é hiperestática, há a influência da rigidez, onde entre dois caminhos alternativos a carga percorre predominantemente o mais rígido. PROJETO Quanto a distribuição da carga, o arranjo estrutural mais eficiente se dá quando as cargas se distribuem pelos seus elementos, evitando assim concentrações excessivas em determinados trechos. PROJETO Como pôde ser visto no Diagrama anterior, deseja-se para as Pontes uma uniformidade em relação a distância entre os pilares, pois desta maneira, sem uma concentração excessiva de carga em determinados trechos o dimensionamento da superestrutura e consequentemente da mesoestrutura torna-se padronizada de um trecho ao outro. A Figura exemplifica uma Ponte que possui as mesmas características estruturais do Diagrama apresentado anteriormente. PROJETO https://commons.wikimedia.org/wiki/Bridge#/ media/File:Berri_bridge.jpg Ponte com Pilares Padronizados PROJETO Quanto aos materiais empregados na concepção estrutural, a eficiência estrutural está diretamente relacionada a maneira como estes materiais são solicitados a compressão, flexão, tração e torção; Desta forma, obtém-se a eficiência estrutural através da relação direta entre a forma de apoio e o material empregado, como visto nos esquemas estruturais apresentados a seguir. PROJETO Para estruturas sob Compressão sugere-se a utilização de materiais como a madeira, o aço e o concreto. PROJETO Para estruturas sob Flexão sugere-se também a utilização de materiais como a madeira, o aço e o concreto. PROJETO Para estruturas sob Tração sugere-se a utilização de materiais como a madeira e o aço. PROJETO Para estruturas sob Torção sugere-se a utilização de materiais como o concreto, a madeira e o aço. PROJETO Visto a concepção estrutural, objetiva-se adotarum sistema estrutural equilibrado, onde pelo tipo de apoio das forças, seja escolhido o melhor material devido as suas características de resistência a compressão, flexão, tração e torção; Sendo assim, de acordo com o sistema estrutural adotado em sua superestrutura, Mesoestrutura e infraestrutura, as Pontes a serem projetadas podem ser classificadas como Pontes em Viga, Pontes em Laje, Pontes em Grelha, Pontes Celular, Pontes em Arco, Pontes em Treliça, Pontes Pênsil e Pontes Tirante. SAIBA MAIS • Documentário: Megaconstruções: A Ponte do Rio Cooper https://www.youtube.com/watch?v=fm2at_BIun4 Obrigado!
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