EXERCÍCIOS - PONTES

Prévia do material em texto

(QUESTÃO 01) Qual a principal característica das pontes em arco romanas? 
Os arcos romanos eram arcos plenos, 180 graus, que só apresentavam reações verticais. As pedras 
se encaixavam (sem uso de argamassa) e para a execução do arco se utilizava escoramentos de 
madeira. A ultima pedra a ser colocada era a pedra responsavel pela estabilidade do arco. 
 
(QUESTÃO 02) Como eram construídas as pontes em arco? Usavam argamassa? Qual era a função 
da pedra de fecho (keystone) ou pedra angular? 
As pedras se encaixavam umas na outras e para a formação do arco se utilizava um escoramento de 
madeira, onde se encaixava as pedras até que se colocava a ultima pedra (keystone), que era 
responsável pela estabilidade das duas partes do arco. Não se usava argamassa porque este tipo de 
arco funcionava somente à compressão. 
 
(QUESTÃO 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? 
A ponte do rio Tamisa tem 248 m de extensão e foi construida com 19 arcos e pilares maciços que 
apresentavam metade da largura do vão do arco. Estes pilares eram tão grossos que com a 
passagem da água por eles, ocorria a formação de redemoinhos, dificultando a navegaçao no local. 
 
(QUESTÃO 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. 
Perronet introduziu um tipo de ponte para pequenos vãos em que se escorava o tabuleiro em cima 
de um preenchimento feito sobre o próprio arco. Neste caso, eram necessário paredes laterais para 
contenção deste enchimento. A ponte de Perronet tinha um menor custo com estruturação do 
tabuleiro, mas ocorria o surgimento de esforços horizontais, por isso é necessário o escoramento 
lateral neste tipo de ponte. Estas pontes eram denominadas pontes em arco de tímpano cheio. As 
pontes em arco pleno, só desenvolvem esforços verticais. 
 
(QUESTÃO 05) Qual a principal característica de ponte de Coalbrookdale? O que ela representou 
para a história das pontes? 
A ponte de Coalbrookdale foi uma das primerias pontes a ser feita em ferro fundido. Ela foi 
projetada como se fosse uma ponte de madeira, todas as ligações eram feitas por entalhe, mas foi a 
partir dessa que começou a se compreender o uso deste material e foi uma alavanca para o uso do 
aço em pontes. 
 
 (QUESTÃO 06) Porque no final do século XVIII, enquanto se construíam centenas de pontes em 
ferro na Europa, se construíam pontes em madeira nos EUA? 
Nessa época nos EUA, a matéria prima farta era a madeira. Este fato aliado ao contexto cultural e ao 
fato de uma distancia considerável da produção do aço, se utilizava mais a madeira 
 
(QUESTÃO 07) Quais eram as desvantagens das pontes em madeira e porque elas deixaram de ser 
construídas? 
As pontes em madeira resistiam pouco as intempérires e por isso necessitavam de telhados. Aliado 
a isso tinha o fato de as pontes não resistirem mais aos pesos excessivos dos trens e ao fato do 
atrito dos trens com os trilhos gerarem fagulhas que queimaram várias pontes. 
(QUESTÃO 08) Qual era o esquema estrutural predominante nas pontes em ferro e madeira? 
Era o treliçado, com barras trabalhando a tração e a compressão. Isso porque na época esse sistema 
era o que disponibilizava um maior vão livre e horizontalidade. 
 
(QUESTÃO 09) Qual era o vão e a forma de execução do elemento de suspensão na ponte de Menai, 
projetada por Thomas Telford? 
A ponte de Menais era uma ponte suspensa que tinha um vão de 127 m. Essa ponte foi executada 
com correntes de olhal, que eram barras que apresentavam articulções nas extremidades para que 
fosse possível a curvadura do cabo. Este sistema é parecido com as correntes de bicicleta. 
A ponte é suspensa. Possui 521m, com 7 arcos nas extremidades, e um vão central de 180m. Os 
cabos de suspensão eram do tipo correntes 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. 
 
(QUESTÃO 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? 
A grande novidade deste projeto foi a introdução do surgimento de cabos feitos por cordoalhas 
entrelaçadas que não apresentavam os inconvenientes das correntes de olhal (desgaste por fadiga 
nas extremidades) e suportavam mais carga. 
 
(QUESTÃO 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. 
Esta ponte apresenta um vão livre de 486m. Os três mecanismos resistentes dessa ponte são os 
cabos suspensos que seguram o tabuleiro, todo treliçado e com cabos diagonais que eram ligados 
na torre ao longo do tabuleiro. Os cabos horizontais que suspendem o tabuleiro levam as cargas 
para o cabo com curvatura que leva as cargas para as torres gigantes. Os cabos diagonais funcionam 
de uma maneira semelhante aos cabos de uma ponte estaida, levando as cargas através do cabo do 
tabuleiro até as torres. Foi utilizado um tabuleiro treliçado para que este apresente boa parte da 
rigidez necessária para se vencer o vão. Estes 3 sistemas foram empregados conjuntamente para a 
obra apresentar uma maior segurança caso um destes sistemas falhasse. 
 
(QUESTÃO 13) Como está estruturado o trecho oeste da Bay Bridge. Faça um esquema e explique a 
função da torre central. 
Pode-se dizer que esta ponte funciona como duas pontes suspensas interligadas. Basicamente um 
dos cabos é ancorado no continente passando pelas duas torres e depois sendo escorado em um 
bloco no meio do mar. Estes cabos sustentam o tabuleiro através de cabos horizontais. 
 
(QUESTÃO 13) Por que a cidade de Pittsburgh nos EUA apresenta tantas pontes? Por que a maioria 
delas foi construída em estruturas metálicas? 
Pois a cidade se localiza na confluência de dois grandes rios. A maioria delas foi construída em 
estrutura metálica, pois no século XIX a cidade era grande produtora de aço. 
(QUESTÃO 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? 
Ponte suspensa auto-escorada é um sistema estrutural onde os cabos de sustentação comprimem o 
tabuleiro da ponte, sem a necessidade ancoragem em blocos de concreto ou na margem. 
 
(QUESTÃO 15) Qual a vantagem do desenho de treliça lenticular da ponte da Rua Smithfield, em 
Pittsburgh, construída por Gustav Lindenthal? 
Este formato lenticular faz com que a altura da treliça varie de acodo com a solicitção por flexão. 
Aonde a solicitação é maior a treliça é maior. Tem a vantagem de não tranferir esforço horizontal 
por empuxo. Pode ser montada no solo, fazendo com que existam várias frentes de serviço na obra. 
 
 
(QUESTÃO 16) Quais as formas de se movimentar as pontes para permitir a passagem de 
embarcações? 
Através de uma abertura no meio do tabuleiro as duas partes pode ser levantadas como um portão. 
Pode-se levantar o tabuleiro como um elevador. Pode-se rotacionar o tabuleiro através de um eixo. 
E pode retrair o tabuleiro para a margem (pontes retrateis). 
 
(QUESTÃO 17)Qual a novidade estrutural introduzida por Santiago Calatrava na ponte de Alamillo 
na Espanha? Faça um croqui explicando o sistema estrutural. 
A novidade de Calatrava foi na ponte Alamillo, que é uma ponte estaiada, foi a utilização de cabos 
em um lado do mastro só. Isso foi possível porque Calatrava inclinou o mastro, que funciona como 
um sistema de massa ativa, fazendo com que este tenha um momento de tombamento devido ao 
peso próprio que é equilibrado pelos esforços de tração encontrados no arco, provocados pelo peso 
do tabuleiro. 
 
(QUESTÃO 18) Quais são as condicionantes para determinação do vão central de um ponte 
suspensa? Qual o vão central da ponte suspensa de Akashi Kaikyo? 
Os condicionantes são a relação flecha/vão dos cabos e a dificuldade de escoramento das 
extremidades dos cabos, que gera uma altura das torres muito grande e problemas de instabilidade 
aerodinâmica. 
 
(QUESTÃO 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? 
O tabuleiro pode ser posicionado acima ou abaixo dos arcos. Acima geralmente é pra quando a 
altura a ser vencida é muito grande, geralmente é utilizado em vales. Há também o caso em que o 
tabuleiro fica em cima dos arcos e estes são preenchidos com um material, que é o estilo usado por 
Perronet, mas esse esquema vence pequenos vãos. Abaixo do arco o tabuleiro fica suspenso em 
cabos que estão presos no arco, geralmente é utilizado em ambientes mais urbanos, onde a altura a 
ser vencida não é tão grande. 
 
 
 
(QUESTÃO 20) Como eram construídas as pontes em arco de tímpano cheio? 
Eram feitos os arcos e em seguida era feita uma parede de contenção para o enchimento que viria 
por cima do arco. Este enchimento era feito com argamassa, brita, pedras. Há uma economia na 
estruturação no tabuleiro, mas há um gasto com a contenção lateral das forças. 
 
 (QUESTÃO 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. 
Pode se fazer o tabuleiro sobre uma viga caixão apoiada nas extremidades que é apoiada em um 
arco com baixa relação flecha/vão.Com isso grande parte dos esforços se transformam em forçam 
verticais que são combatidos pela ancoragem. 
 
(QUESTÃO 22) Quais as vantagens e desvantagens do sistema de vigas retas sobre o sistema de arco 
para pontes? 
As vigas retas ganham horizontalidade abaixo do tabuleiro e não apresentam a necessidade de 
ancoragem lateral, porém estas vigas trabalham a esforços de flexão sendo necessário uma grande 
massa e um peso próprio elevado, sendo assim não vencem grandes vão se comparados aos arcos 
para pontes. 
 
(QUESTÃO 23) Quais as vantagens e desvantagens das pontes em vigas retas com vigas de concreto 
pré-moldadas e metálicas? 
A vantagem das vigas de concreto armado pré-moldadas e metálicas é que elas são feitas em 
ambientes industriais, apresentando seções otimizadas que podem vencer vãos maiores. O 
problemas dessas vigas em relação as vigas moldadas in-loco é o transporte dessas até o local da 
obra, que mais complicado conforme se aumenta o tamanho da peça a ser transportada. Outro 
problema são as ligações. 
 
(QUESTÃO 24) Como são estruturados os tabuleiros de pontes com vigas retas em concreto 
moldadas in-loco e pré-moldadas? Faça um croqui 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 2 a 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 
 
(QUESTÃO 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. 
As pontes de vigas retas apresentam problemas quando o tabuleiro é muito largo ou quando o 
tabuleiro apresenta curvas, isso porque a excentricidade no carregamento pode gerar torção no 
conjunto. Também tem o fato de em tabuleiros mais largos ocorrer a necessidade de uma maior 
numero de longarinas, isso torna o processo muito oneroso. Para apresentar maior rigidez a torção 
e eliminar o inconveniente de varias longarinas se utiliza a seção de viga caixão. Apresenta a 
vantagem de se ter apenas duas longarinas e de apresentar continuidade nos apoios. Tem a mesma 
eficiência para momentos negativos e positivos. 
(QUESTÃO 26) Quais são os sistemas utilizados para construção de pontes com vigas caixão em 
concreto armado e protendido? 
Coloca-se as aduelas pré-moldadas do centro do pilar para o meio do vão e em seguida vão se 
solidarizando até o tabuleiro se encontrar com a sua outra metade. Esse porcesso é conhecido como 
balanço progressivo e pode ser feito também com concretagem do tabuleiro in-loco. 
Outro sistema é os segmentos empurrados, onde as aduelas são solidarizadas no próprio canteiro e 
em seguida são lançadas através de treliças lançadeiras. 
 
(QUESTÃO 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. 
Pontes estaiadas são aquelas que apresentam os cabos ligados diretamente do tabuleiro até o 
mastro e apresentam uma inclinação de 30~45 graus. As pontes estaiadas apresentam um vão 
menor porque elas dependem da altura do mastro, e para um vão grande necessitaria de um mastro 
enorme. 
Pontes suspensas são aquelas que apresentam cabos curvos ligados por duas torres que sustentam 
o tabuleiro através de tirantes. Apresentam vãos maiores porque o que limita o tamanho do vão é a 
flecha do cabo. 
 
(QUESTÃO 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 empurrados 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 antesdo 
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 serviço pesado de virá-la e depois será feito o estaiamento dos cabos. 
 
(QUESTÃO 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? 
Esta ponte sofreu avarias muito graves devido há uma colisão com um navio em 1980. No novo 
projeto a ponte apresenta das torres com vão de 366 m e com proteção contra colisão de navios, 
para isso foram feitos vários pilares pequenos em volta das torres. 
(QUESTÃO 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? 
As pontes com vigas retas treliçadas podem vencer vãos maiores que as vigas de alma cheia, isso 
porque apresenta um peso da estrutura menor, podendo chegar até 30 m de vão, enquanto as vigas 
de concreto armado podem chegar a 15m. As pontes de seção caixão treliçado são feitas com duas 
treliças de banzos paralelos colocadas lado a lado e ligadas por vigas, tanto na parte superior 
(contraventamento) como na parte inferior, onde é apoiado o tabuleiro. 
 
(QUESTÃO 32) Explique o esquema estrutural das pontes tipo cantilever. Como é o funcionamento 
estrutural dessas estruturas? 
Pontes do tipo cantilever são formadas por treliças onde uma parte central, apoiada no solo, gera 
dois balanços laterais que são unidos por uma peça no centro. Tem um bom desempenho 
estrutural, mas uma difícil execução devido à disposição das treliças. 
 
 
 
 
 
 
(QUESTÃO 33) Descreva o esquema estrutural da ponte JK em Brasília. Comente os vãos 
empregados. 
A ponte JK é uma ponte estaiada onde os cabos estão ligados não a um mastro, mas sim a um arco. 
Ela apresenta 3 arcos que vão de um lado a outro do tabuleiro e estão enfileirados, os cabos ligam o 
tabuleiro ao arco e as cargas vão do arco para as fundações. Os vão que um arco proporciona é de 
240m sendo que são 3 arcos, no final somasse 720m, sendo que a travessia total é de 1200m. 
 
(QUESTÃO 34) Quais são as principais patologias que devem ser investigados na manutenção de 
pontes metálicas? 
Corrosão dos elementos, controle de temperatura, falha na pintura e fadiga ou desgaste nas peças, 
parafusos ou soldas. 
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.