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UNIVERSIDADE PAULISTA Curso de Engenharia Civil Nome: Douglas Castro Da Silva RA: B7874I-9 Nome: Moises Dias Barros RA: T334AB-0 Nome: Rafael Nogueira Nocciolli RA: T344JJ-6 Nome: Ildo Bezerra Oliveira Filho RA: B893FA-9 Atividades Práticas Supervisionadas - APS PONTES E GRANDES ESTRUTURAS. Orientador: Profº Antônio Carlos UNIVERSIDADE PAULISTA- UNIP ENGENHARIA CIVIL LOCAL DA VISITA ARARAQUARA PONTES E GRANDES ESTRUTURAS. NOME: DOUGLAS CASTRO DA SILVA RA: B7874I-9 NOME: MOISES DIAS BARROS RA: T334AB-0 NOME: RAFAEL NOGUEIRA NOCCIOLLI RA: T344JJ-6 NOME: ILDO BEZERRA OLIVEIRA FILHO RA: B893FA-9 ARARAQUARA, MAIO DE 2017. Sumário 1. Objetivo 2. Introdução 3. Definições Gerais 3.1- Pontes 4. Propriedades Fundamentais das Pontes 4.1- Funcionalidade 4.2 - Segurança 4.3 - Estética 4.4 - Economia 5. Elementos 6. Classificação 6.1- Quanto a sua utilização 7. Projeto estrutural 7.1- Estudos Preliminares 7.2 - Ante-Projeto 7.3 - Projeto Estrutural 8. Análise dos Carregamentos 8.1- Ações Permanentes 8.2 - Ações Variáveis 8.3- Ações Excepcionais 9. Classificação das Pontes Rodoviárias 9.1 Trem-tipo em Pontes Rodoviária 9.2 - Passarelas de Pedestre 10. Calculo 11. Conclusão 12. Fotos da Visita 13. Referencial Bibliográfico Lista de Figuras Figura 01: Imagem do Google com a vista superior da ponte a ser estudada. Figura 02: Fotos da vista por baixo com os dois pilares e laje Figura 03: Foto do integrante da equipe em visita ao local. Figura 04: Foto do perfil da ponte em visita realizada pela equipe no local. Figura 05: Imagem de um exemplo de elevação. Figura 06: Imagem de um exemplo de seção transversal Figura 07: Imagem de um exemplo de planta da superestrutura Figura 08: Imagem de um exemplo de planta da superestrutura Figura 09: Imagem do exemplo da carga uniforme-te distribuída. Figura 10: Esquemático dos veículos e dimensões de classe 45 Figura 11: Esquemático dos veículos e dimensões de classe 30 Figura 12: Esquemático dos veículos e dimensões de classe 12 Figura 13: Inicio do Calculo Figura 14: Fim do Calculo Figura 15: Foto da visita Figura 16: Foto da visita Figura 17: Foto da visita Figura 18: Foto da visita Figura 19: Foto da visita Figura 20: Foto da visita Lista de Tabelas Tabela 01: Classe da ponte com proporção da carga uniforme-te distribuída. Tabela 02: Tabela com a proporção do item para cada tipo. 1) Objetivo O objetivo deste trabalho é fundamentar o conhecimento teórico adquirido em sala de aula, referente à matéria de pontes e grandes estruturas com os seus respectivos cálculos, com um olhar mais clinico, tendo a orientação do professor senhor Antônio Carlos. 2) Introdução O presente visa expandir o conhecimento teórico tangente a pontes e grandes estruturas, utilizando-se para tanto de conceitos teóricos complementados por relatório referente à visita prática realizada no dia 07/05/2017 no período das 10h30minhs às 11h30minhs da ponte localizada na Rua Manoel Borba que passa em baixo da Avenida Homero Nigro, atrás da empresa IESA/Araraquara SP. De início é importante destacar que a visita orientada pelo professor senhor Antônio Carlos teve como objetivo concretizar o conhecimento obtido no curso de engenharia civil de forma pratica, sedimentando assim o conhecimento referente a matéria tão importante para desenvolvimento do profissional de engenharia. Assim para que fique claro a intenção deste trabalho, dividimos sua composição em duas bases, sendo elas, os conceitos teóricos e o relatório de visita pratica. Começamos introduzindo uma imagem com a localização correta e com as coordenadas do Google da ponte que fundamentou a aula pratica e após iniciamos o desenvolvimento do presente trabalho com os fundamentos teóricos e com o relatório propriamente dito da visita. Figura 01: Imagem do Google com a vista superior da ponte a ser estudada. Dados relevantes sobre a ponte: Ponte com guarda-rodas, guarda-corpos e acostamento não incorporados via sem acostamento igual à ponte, o que torna seu uso inseguro. Comprimento 82,20m de extensão de encontro a encontro e largura de 10,80m, comprimento da área de encontro até o primeiro pilar 35,00m, de um pilar ao outro a distancia é de 16,00m e do segundo pilar até a próxima área de encontro é 31,20m, os dois pilares tem aproximadamente 6,00m de diâmetro. Segue abaixo imagens da vista da ponte por baixo, dos dois pilares e laje: Figura 02: Fotos da vista por baixo com os dois pilares e laje Antes de se iniciar efetivamente as construções foi feito a análise topográfica do terreno através da sondagem. A sondagem é um processo muito usado para conhecer o subsolo fornecendo subsídios indispensáveis para escolher o tipo de fundação a ser utilizado, como por exemplo, o tipo do solo, a classificação do mesmo, sua resistência, suas caraterísticas e o nível do lençol freático, este teste é muito importante para construção civil. Segue abaixo fotos da visita em campo da ponte a ser estudada: Figura 03: Foto do integrante da equipe em visita ao local. Figura 04: Foto do perfil da ponte em visita realizada pela equipe no local. 3) Definições Gerais 3.1 Pontes Ponte é uma estrutura executada para vencer algum obstáculo sem interrompê-lo totalmente esse obstáculo pode ser uma via, uma depressão ou um curso d’agua. Quando na parte inferior da estrutura, predominantemente tivermos um lago ou um curso d’água, a estrutura é chamada, de um modo geral, de ponte. Antes de se iniciar efetivamente as construções de pontes se faz necessário a análise topográfica do terreno através da sondagem. A sondagem é um processo muito usado para conhecer o subsolo fornecendo subsídios indispensáveis para escolher o tipo de fundação a ser utilizado, como por exemplo, o tipo do solo, a classificação do mesmo, sua resistência, suas caraterísticas e o nível do lençol freático, este teste é muito importante para construção civil. As definições que encontramos mais completas que expressão e mostram o surgimento do processo de estrutura de pontes são: “Ponte é uma construção que permite interligar ao mesmo nível pontos não acessíveis separados por rios, vales, ou outros obstáculos naturais ou artificiais.” “As pontes são construídas para permitirem a passagem sobre o obstáculo como, a transposição de pessoas, automóveis, comboios, canalizações ou condutas de água (aquedutos) e ou outro tipos de dutos.” “Quando é construída sobre um curso de água, o seu tabuleiro é frequentemente situado a altura calculada de forma que possa possibilitar e facilitar a passagem de embarcações com segurança sob a sua estrutura. Quando construída sobre um meio seco costuma-se chamar as pontes de viadutos, como uma forma de apelidar pontesem meios urbanos. Do contrário não pode ser usado, já que um viaduto é uma ponte que visa não interromper o fluxo rodoviário ou ferroviário, mantendo a continuidade da via de comunicação quando esta se depara e têm que transpor um obstáculo natural constituído por depressão do terreno (estradas, ruas, acidentes geográficos, etc.), cruzamentos e outros sem que este seja obstruído.” Estes elementos normalmente dividirem-se em: * Suporte: escoras, torres, etc., * Trama: vigotas principais (conhecidas também como longarinas) e vigotas secundárias (conhecidas também como barrotes). * Acessórios: peças que unem, posicionam e ajustam as anteriores. A NBR 8681:2002, define ações como sendo as causas que provocam o aparecimento de esforços solicitantes ou deformações nas estruturas. Diz ainda que, do ponto de vista prático, as forças e as deformações impostas pelas ações são consideradas como se fossem as próprias ações. É corrente a designação de ações indiretas para as deformações impostas e de ações diretas para as forças. O EUROCODE 2 [1989] define ações como sendo forças ou cargas aplicadas nas estruturas, podendo ser diretas, por exemplo, o peso próprio da estrutura ou indiretas, por exemplo, as deformações em virtude do efeito de variação de temperatura, recalques de apoios, retração. A NBR 6118:2003 indica que na análise estrutural deve ser considerada a influência de todas as ações que possam produzir efeitos significativos para a segurança da estrutura em exame, levando-se em conta os possíveis estados limites últimos e os de serviço. De acordo com a NBR 8681:2003, as ações que atuam nas estruturas podem ser subdivididas em: ações permanentes, ações variáveis, ações excepcionais e cargas acidentais. 4) Propriedades Fundamentais Das Pontes 4.1 Funcionalidade Todas as pontes devem satisfazer às condições de uso para as quais foram projetadas e executadas. Desse modo deve se adaptar às condições de escoamento satisfatório de veículos e de pedestres. Por outro lado, convém mencionar o prazo previsto para a utilização da ponte tendo em vista a eventual idade de se tornar inadequada em um prazo muito curto nesta situação, a ampliação, na maior parte dos casos, torna-se onerosa. 4.2 Segurança Como em todas as estruturas, esse é um requisito de vital importância não só para a integridade de veículos e pessoas, mas também pelas consequências desastrosas de uma interrupção temporária ou definitiva do obstáculo. Cabe aqui, ainda mencionar o aspecto da rigidez da obra que deve apresentar certo conforto quando da passagem de cargas dinâmicas, ou seja, as vibrações devem ser de pequena monta. 4.3 Estética A ponte é considerada uma obra de arte e como tal deve se inserir e se adaptar ao meio em que for executada, não apresenta dos contrastes com elementos naturais existentes no local. A estética é sem dúvida, um aspecto bastante subjetivo, dependendo evidentemente de cada projetista. No entanto, alguns aspectos podem ser aqui mencionados: esbeltes da estrutura; detalhes simples e harmoniosos; utilização de materiais de características diferentes. 4.4 Economia A economia é um requisito sempre perseguido pelo “engenheiro” para isso devem ser realizados vários estudos a fim de se escolher a estrutura mais econômica dentro das exigências e limitações de cada obra. 5) Elementos O projeto e a execução de uma ponte envolvem um grande número de conhecimentos e informações auxiliares: Teoria das estruturas; Concreto armado e protendido; Mecânica dos solos; Geologia; Hidráulica e hidrologia; Materiais; Topografia; Estradas; Fundações 6) Classificação 6.1 Quantos A Sua Utilização Pontes Rodoviárias: São aquelas em que a carga acidental é definida na norma NBR 7188. Pontes Ferroviárias: São aquelas em que a carga acidental é definida na norma NBR 7189. Passarelas: São aquelas e m que a carga acidental corresponde à multidão de pessoas. Adota-se de um modo geral, a carga de 5 k n/m2 (0,5 tf /m2). 7) Projeto Estrutural Para que o projeto estrutural atinja as suas finalidades, há a necessidade do conhecimento de muitas informações. Desse modo, o desenvolvimento do projeto envolve as seguintes etapas: Estudos Preliminaries; Ante- projeto; Projeto propriamente dito. 7.1 Estudos Preliminares São as informações sobre sistema viário, topografia, cargas, gabaritos, drenagem, estudos geotécnicos, etc. 7.2 Ante-Projeto O anteprojeto envolve os seguintes elementos, após os estudos preliminares: memorial de cálculo, através do qual se justificam as soluções propostas; desenhos com o pré-dimensionamento; estimativa de quantidades de materiais. 7.3 Projetos Estruturais O projeto estrutural se constitui num conjunto de documentos que permitirão a execução da obra. Esses documentos são: A-) Memorial Descritivo: No memorial descritivo são relatadas as características geométricas da obra, o esquema estrutural e a justificativa técnica da solução final. B-) Memorial de Cálculo: Neste memorial são mencionadas as normas usadas e apresentados os cálculos de forma minuciosa. C-) Desenhos Executivos: são eles locação da obra, desenhos de fôrmas e armações de todos os elementos da estrutura, fases de execução, cimbramentos especiais, D-) Materiais: deverão ser relacionados todos os materiais a serem utilizados na construção, bem como as quantidades de materiais. 7.4 Nomenclatura SUPERESTRUTURA: - Desenhos - Nomenclatura NOMENCLATURA: - Fundações - Pilares - Aparelhos de apoio - Contenção Figura 05: Imagem de um exemplo de elevação Figura 06: Imagem de um exemplo de seção transversal Figura 07: Imagem de um exemplo de planta da superestrutura 8) Análise Dos Carregamentos De acordo com a norma NBR 8681 - ações e segurança nas estruturas, as ações podem ser classificadas em: Ações permanentes; Ações variáveis; Ações excepcionais considerando a norma NBR 7187- projeto e execução de pontes de concreto armado e protendido. 8.1 Ações Permanentes As ações permanentes diretas são assim consideradas aquelas oriundas dos pesos próprios dos elementos da construção, incluindo-se o peso próprio da estrutura e de todos os elementos construtivos permanentes, os pesos dos equipamentos fixos e os empuxos relativos ao peso próprio de terras não removíveis e de outras ações permanentes sobre a estrutura aplicadas. Em casos particulares, por exemplo, reservatórios e piscinas, os empuxos hidrostáticos também podem ser considerados permanentes. Ainda como definição de ação permanente pode considerar que são aquelas que após o término da estrutura, passam a atuar constantemente, e sempre com a mesma intensidade. No caso de pontes metálicas e de madeira a avaliação inicial da carga permanente é feita por meio de fórmulas empíricas que variam de acordo com as características da obra. Em pontes de concreto armado ou protendido, no entanto, esboça-se um anteprojeto,fixando-se as dimensões com base em observação de estruturas anterior mente projetada e cálculos expeditos. Uma vez feito o pré-dimensionamento calcula-se a carga permanente a partir do volume de cada peça a carga permanente assim obtida não deve te r discrepância maior que 5% da carga definitiva. Pesos específicos a serem a dotados: CONCRETO SIMPLES ---------------------- γ = 22 KN/m3 CONCRETO ARMADO ---------------------- γ = 25 KN/m3 CONCRETO ASFÁLTICO ---- ---------------- γ = 20 KN/m3 LASTRO FERROVIÁ RIO ----------- ----- ----- γ = 18 KN/m3 DORMENTES, TRILHOS E ACESSÓRIO S: 8 KN/m, POR VIA. RECAPEAMENTO AD ICIONAL: 2 KN/m2 Nos casos de estruturas de concreto as ações permanentes indiretas podem ser consideradas como as forças de protensão em peças de concreto protendido, os recalques de apoio por causa de deslocamentos dos elementos estruturais que servem de apoio ou por recalques do solo e retração dos materiais. A retração é uma ação importante no caso de elementos estruturais protendidos ou de pequena espessura. 8.2 Ações Variáveis São as que ocorrem nas estruturas com valores que apresentam variações significativas em torno de sua média, durante a vida da construção. Ou ainda são as ações de uso das construções (pessoas, móveis, materiais diversos, veículos), bem como seus efeitos (forças de fenação, de impacto e centrífugo), efeitos do vento, das variações de temperatura, do atrito nos aparelhos de apoio e das pressões hidrostáticas e hidrodinâmicas. Em função de sua probabilidade de ocorrência durante a vida da construção, as ações variáveis são classificadas em normais ou especiais. As ações variáveis normais são aquelas com probabilidade de ocorrência suficientemente grande para que sejam obrigatoriamente consideradas no projeto estrutural. São consideradas ações variáveis especiais às ações sísmicas ou cargas acidentais as de intensidade especiais. Como cargas acidentais especiais podem ser citadas como exemplos aquelas constituídas por caminhões preparados para transporte de componentes de turbinas para usinas hidrelétricas. As pontes e viadutos das estradas de tráfego normalmente são projetados para os veículos - tipos especificados nas normas brasileiras. Nos casos daquele tipo de transporte os projetos das pontes devem ser revistos, antes de se autorizar a viagem e, se for o caso, as estruturas precisam ser reforçadas. O conjunto das ações em um elemento estrutural de ponte é chamado de trem-tipo. CARGAS MÓVEIS: Força centrifuga; Choque lateral (impacto lateral); Efeitos de frenagem e aceleração; Variação de temperatura; Ação do vento; Pressão da agua em movimento; Empuxos de terra provocados por cargas moveis; Cargas de construção; Ponte Rodoviária e Passarela: NBR71 88- carga móvel em ponte rodoviária e passarela de pedestres. Ponte Ferroviária: NBR7189 – cargas móveis para projeto estrutural de obras ferroviárias. 8.3 Ações Excepcionais São aquelas que têm duração extremamente curta e muito baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da construção, mas que precisam ser consideradas nos projetos de determinadas estruturas. São as ações decorrentes de causas como: explosões, choques de veículos, incêndios, enchentes ou sismos excepcionais. Nas estruturas de pontes e viadutos os choques de veículos podem ocorrer nas áreas de manobras das garagens e os incêndios devem ser considerados com probabilidade compatível com o tipo de utilização da obra, tais como indústrias de produtos químicos. A NBR 8681:2002 considera que os incêndios, ao invés de serem tratados como causa de ações excepcionais, também podem ser levados em conta por meio de redução da resistência dos materiais constitutivos da estrutura. Para estruturas de concreto existe norma específica para projeto de estrutura resistente ao fogo. Cuidados especiais devem ser tomados com relação ao cobrimento das barras da armadura. 9) Classificação das Pontes Rodoviárias Classe 45: veiculo-tipo de 450 Kn de peso total; Classe 30: veiculo-tipo de 300 Kn de peso total; Classe 12: veiculo-tipo de 120 Kn de peso total; A-) CL ASSE 45: pontes situadas em estradas tronco federais ou estaduais ou nas estradas principais com mais de 1000 veículos por dia, e m movimento. B-) CLASSE 30: Pontes situadas em estradas secundárias de ligação nas quais se prevê a passagem de veículos pesados tendo em vista as condições especiais do local (industriais, bases militares, etc.) e com tráfego médio de 500 a 1000 veículos por dia. C-) CLASSE 12: Pontes situadas em estradas secundárias que não se enquadram na classe 30, com tráfego menor que 500 veículos por dia. Observações: Poderíamos ainda considerar uma 4a classe, a de pontes situadas em estradas particulares que podem obedecer às condições especiais de acordo com os proprietários. Pode-se incluir ainda nessa classe, as pontes de caráter estratégico, as pontes com linhas de bonde, metrô, etc. Para esses casos o poder fiscalizador estabeleceria a carga móvel. Há uma tendência de se executar de um modo geral, apenas as pontes de classe 45 com a justificativa de que uma estrada secundária pode, com o decorrer dos anos, se transformarem numa estrada principal. D-) Quando a estrutura principal tiver mais de 30 metros de vão, poderemos substituir as cargas concentradas do veículo por carga igual mas uniformemente distribuída na área de 3 x 6 m. Justifica-se essa simplificação observando-se que se obtém pratica mente os mesmos valores dos esforços. Nota-se que para as peças do tabuleiro com dimensões pequenas essa simplificação não é válida. E-) Quando tivermos pontes com refúgios centrais, em vias com mais de uma pista, é obrigatório o carregamento dessa área, pois aí sequer prever a possibilidade de ocupação por veículos. F-) Para elaboração de cálculo de placas, vigas e transversinas, junto às bordas do estrado, é obrigatório encostar a roda ao guarda-rodas, como ilustrado na imagem abaixo: Figura 08: Imagem de um exemplo de planta da superestrutura G-) CLASSE 36: É interessante citar que a antiga NB6, substituída pela atual NBR 7188, tinha a classe 36 com o a mais importante. Existe, portanto uma quantidade muito grande de obras dessa classe. Principais características: Veículo igual ao da classe 45 e classe 30, com 60 kn/roda; Carga uniforme lateral ao veículo de 3 kn/m2; Carga uniforme de 5 kn/m2 atrás e na frente do veículo, na faixa de 3 metros; Larguras das rodas: b1 = b2 = b3 = 45 cm. 9.1 Trem-Tipo em Pontes Rodoviária Veículo tipo e cargas q e q ' uniforme mente distribuídas; q – aplicada em todas as faixas da pista de rolamento, nos acostamentos e afastamentos, descontando-se apenas a área ocupada pelo veículo; q ' – aplicada nos passeio s sem efeito dinâmico. Segue abaixo imagem para melhor facilitação do exemplo: Figura 09: Imagem do exemplo da carga uniforme-te distribuída. Tabela 01: Classe da ponte com proporção da carga uniforme-te distribuída. Vista lateral esquemática dos veículos e dimensões da área de contato das rodas no pavimento: Figura 10: Esquemático dos veículos e dimensões de classe 45 Figura 11: Esquemático dos veículos e dimensões de classe 30Figura 12: Esquemático dos veículos e dimensões de classe 12 Tabela 02: Tabela com a proporção do item para cada tipo. 9.2 Passarelas de Pedestres Classe Única q = 5 KN/m2 - NÃO MAJORADA PELO COEFICIENTE DE IMPACTO OBSERVAÇÕES: Estruturas de transposição com carregamentos especiais: órgão com jurisdição sobre a referida obra. Estrutura de suporte do passeio: sobrecarga de 3 K N/m2 sem efeito dinâmico. Guarda-rodas e defensas: força horizontal de 60 kn se m efeito dinâmico, aplicada na aresta superior. 9.3 Carretas Especiais As cargas das carretas não são majora das pelo coeficiente de impacto. A passagem dessas carretas nas partes é acompanhada por batedores que as posicionam no eixo das estruturas 10) Calculo Figura 13: Inicio do Calculo Figura 14: Fim do Calculo 11) Conclusão E assim finalizando esse relatório o objetivo desta visita foi proporcionar aos alunos, que até então, na sua maioria, não possuíam contato com obras da construção civil, o conhecimento prático do processo de construção. Observar detalhes técnicos da construção, materiais e equipamentos, conhecer um pouco do processo planejamento e execução e do dia-a-dia para construção de pontes e grandes estruturas, incluindo aspectos de segurança do trabalho. O professor o senhor Antônio Carlos, nos orientou e passou um pouco de sua vasta experiência, o que acabou agregando valor nesta visita. 12) Fotos da Visita Figura 15: Foto da visita Figura 16: Foto da visita Figura 17: Foto da visita Figura 18: Foto da visita Figura 19: Foto da visita Figura 20: Foto da visita 13) Referencial Bibliográfico Universidade Presbiteriana Mackenzie – Pontes – Apostila 1 Engenharia Civil – Prof. Aiello Giuseppe Antônio Neto. https://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte http://www.dicionarioinformal.com.br/ponte/ https://www.google.com.br/maps/place/Iesa+Engenharia+Equipamentos+Emontag ens+Sa/@-21.7535394,-48.1235709,1016m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x94b8f1 4f3b32b2ab:0x6575343ebd6f69bb!8m2!3d-21.7537536!4d-48.12337 https://pt.wikipedia.org/wiki/Sondagem https://pt.wikipedia.org/wiki/Sondagem_SPT
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