1 Concepção Estrutural

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Pontes e Grandes 
Estruturas
MPhil. Sandro V. S. Cabral
1 Concepção Estrutural
• Sumário
• Sistemas estruturais
• Seções transversais
• Tipologia dos apoios
• Dimensões mínimas
• Pré-dimensionamento
Prof. MPhil Sandro Cabral
• Sistemas Estruturais
Pontes em viga/treliça
Pontes em pórtico
Pontes em arco
Pontes estaiadas
Pontes pênseis
Prof. MPhil Sandro Cabral
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Pontes em viga
Vigas bi-apoiadas sem balanços (vãos <50m)
Vigas bi-apoiadas com balanços
Vigas contínuas
Vigas Gerber
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Longarinas
Transversinas
Tabuleiro (laje/pista de rolamento
Guarda 
rodas
Parapeito
Modelo de ponte viscinal
Pontes contínuas
Vãos extremos 20% menores do que os centrais
Juntas nos tabuleiros: a cada 100m para aparelhos de apoio
normais e até 400m para aparelhos de apoio especiais (à base de
tefron)
Cuidados com recalques
Vãos até 300m
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Ponte Tancredo Neves (vão 220m)
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Pontes contínuas com mísula
Pontes Gerber
Comportamento próximo a vigas contínuas se os dentes são
localizados nos pontos de momento fletor nulo
Buscar-se um comportamento isostático
Problemática com relação a manutenção e detalhamento
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Pontes em viga de maior vão
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Pontes em pórtico
Não são comuns no Brasil
Vencem grandes vãos como as em vigas contínuas
Cuidados especiais necessários na transmissão de
esforços entre a super e meso-estruturas
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Pontes em arco
A forma contribui para a diminuição da flexão
Vencem maiores vãos do que pontes em viga (até 500m)
Altos custos de formas e cimbramentos
Empuxos do arco resistidos por solos mais resistentes
Pode ser executado com balanços progressivos com
aduelas protendidas
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Ponte da Amizade (vão 290m)
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Pontes Estaiadas
Vencem vãos maiores do que as pontes em arco
Tipos de torres
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Tipos:
a) Mono
b) Harp (Harpa)
c) Fan (Leque)
d) Star (Estrela)
Ponte Erasmus em Rotterdam (mono e leque com maior vão de 284m)
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Ponte sobre o rio Negro –AM (trecho 
estaiado com 400m) 
Ponte Rion-Antirion (Grécia) – maior vão 560m 
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• Video: Construção de ponte estaiada com balanços
Sucessivos
(link do youtube https://www.youtube.com/watch?v=FbWckBa5SIc&t=37s )
Ponte Construtor João Alves – Aracaju – SE
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Ponte Construtor João Alves – Aracaju – SE (maior vão: 200m) 
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• Detalhes construtivos dos cabos
Em concreto
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Em aço
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Ponte Cabedelo-Lucena (arco+estaiada)
Arcos em concreto armado
Tabuleiro e superestrutura em aço
Meso-estrutura em concreto e aço
Infraestrutura não definida
Maior vão: 430 m
Retângulo navegável: 300x55m.
Pilares árvore a cada 48m
(vão no tabuleiro de 24m) 
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Pontes Pênseis
• São as pontes que vencem os maiores vãos do mundo
• Recorde mundial: 2km (Ponte Akashi Kaikyo no Japão)
• Acidente mais conhecido: Tacoma Narrows bridge (1940)
• Deriva do conceito de funicular das forças (forma
parabólica)
• É composta de torres, cabos principais, pendurais,
ancoragens e tabuleiro enrijecido (vigas de rigidez)
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• Estágios de construção
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• Video: Animação da construção de uma ponte pensil
(link do youtube https://www.youtube.com/watch?v=_9hk6x3p1so&t=33s )
• Manutenção da ponte Hercílio Luz
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• Video: INOVAÇÃO!!!! Ponte pênsil com múltiplos vãos e fundações
flutuantes.
Link no youtube https://www.youtube.com/watch?v=EQn4mB6Zigw
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SEÇÕES TRANSVERSAIS
• Para o tabuleiro em concreto as seções transversais
podem ser em laje (maciça e vazada) e em viga (T ou
celular)
• Escolha da seção transversal:
a) Vão e sistema estrutural
b) Altura de construção disponível ou esbeltez desejada
(lo/h).lo é a distancia entre momentos fletores nulo no
diagrama de momentos devido a carga permanente.
c) Processos de construção, meios disponíveis,
equipamentos e outros fatores.
d) Economia: seções mais esbeltas podem consumir mais aço
mas também podem reduzir o custo de movimento de terra
nos acessos, melhorar a estética e melhorar as condições
de atendimento aos gabaritos.
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e) Relação carga móvel/carga permanente (q/g): valores
altos, em concreto protendido, implica em alto consumo
de concreto na parte tracionada.
PONTES em LAJE
• Indicada para vãos pequenos (<20m para tramo único e
<30m para vãos contínuos com misula)
• É especialmente indicada para pontes esconsas ou
bifurcações de vias com largura variável
• Seções variáveis são esteticamente mais atraentes
• Possui elevado peso próprio e consumo de concreto
• Para alturas maiores do que 60cm é preferível utilizar
furos
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PONTES em VIGA
• Seção T
• Indicada para situações onde os momentos fletores
dominantes são positivos
• Para seções moldadas in loco é melhor utilizar apenas
duas longarinas exceto para passarelas onde é melhor
utilizar uma.
• Para seções pré-moldadas é
melhor utilizar várias longarinas
• Seção Celular
• Indicada para:
Vigas contínuas
Vigas curvas
Tabuleiros com
um único pilar central
• Tendência em se utilizar apenas
uma célula
• Praticamente inevitável em balanços sucessivos e
deslocamentos progressivos
SEÇÕES TÍPICAS (EM LAJE E EM VIGA T)
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a) Laje
b) Laje com furos
c) T
d) T com talas
e) Multi-celular
f) Bi-celular
g) Unicelular
h) Unicelular com diagonais Prof. MPhil Sandro Cabral
7x5.8m
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TIPOLOGIA DOS APOIOS
• Aparelhos de apoio
• Meso e infra-estrutura (encontro, pilares e fundações)
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• APARELHOS DE APOIO
Fixos – rotação livre (metálicos ou de concreto)
Móveis – rotação e translação livres, esforço horizontal
desprezível (metálicos ou de concreto)
Elásticos - rotação e translação livres, esforço
horizontal considerável (elastômeros – neoprene).
Aparelhos de apoio de aço (fixos e móveis)
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Aparelhos de apoio de concreto (fixos e móveis)
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Aparelhos de apoio elásticos (neoprene = elástomero à base de policloropleno)
• APARELHOS DE APOIO ELÁSTICOS
Baixos módulos de deformação transversal e longitudinal
Tensão normal de compressão de serviço com valor
comparável ao concreto
Grande resistência às intempéries
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• Tipos de Neoprene
Neoprene
Neoprene fretado
Neoprene com teflon
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• MESO E INFRA-ESTRUTURA
Encontros – elementos de
transição entre a ponte e o
terrapleno, tendo a dupla
função de suporte da
superestrutura e proteção dos
aterros.
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• MESO E INFRA-ESTRUTURA
Pilares
De estrutura reticulada
De estrutura formada por lâminas
Maciços (pouco utilizados)
As seções transversais podem ser
maciças, caixão ou celulares
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Terceira Ponte (Vitória-Vila Velha)
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Milau Viaduct (Norman Foster)
Pilares celulares com 245 m de altura
• MESO E INFRA-ESTRUTURA
Fundações
Diretas (sapatas e blocos)
Estacas (pré-moldadas ou moldadas in
loco)
Tubulões (a céu aberto ou ar-
comprimido)
Especiais
Escolha das fundações:
Tipo de solo
Presença de água
Forma dos pilares
Cargas atuantes
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Ensecadeira para fundações em ponte
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Tubulões a céu aberto
e ar comprimido
• Video: Tubulão em água
Link no youtube https://www.youtube.com/watch?v=KKgTq8JievA
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DIMENSÕES MÍNIMAS
Espessura de lajes maciças – trafego ferroviário- 15cm.
Tráfego rodoviário – 15cm e demais casos – 12cm.
Dimensões de lajes nervuradas:
Espessura da mesa – 10cm ou a/12
Distância dos eixos das nervuras (a) <150mm
Espessura da alma das nervuras – 12cm
Lajes ocas
Mesma dimensões das lajes nervuradas com espessura da
mesa inferior mínima de 8cm.
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Vigas com seção retangular e nervuras das vigas com
seção T, duplo T ou celular concretadas no local
b
w
=20cm, podendo-se reduzir para b
w
=12cm vigas pré-
moldadas da seção T ou duplo T, fabricadas em usina, com a
utilização de técnicas adequadas e controle de qualidade
rigoroso.
Pilares com dimensão mínima de 40cm e esbeltez máxima de
25. Pilares celulares com esp. mínima de 20cm e quando
executado com formas deslizantes aumentar para 25cm
(acrescendo cobrimento de 2.5cm).
Paredes estruturas com espessura mínima de 20cm e
esbeltez máxima de 25.
OBS: Aberturas permanentes obrigatórias em estruturas
celulares
NORMAS PERTINENTES
NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto –
Procedimento
NBR 6123:1988 – Forças devidas ao vento em edificações –
Procedimento
NBR 7187:2003 – Projeto de pontes de concreto armado e
de concreto protendido - Procedimento
NBR 7188:2013 – Carga móvel rodoviária e de pedestres em
pontes, viadutos, passarelas e outras estruturas –
Procedimento
NBR 7189: 1985 – Cargas móveis para projeto estrutural
de obras ferroviárias – Procedimento
NBR 8681:2003 – Ações e segurança nas estruturas –
Procedimento
NBR 10839:1989 – Execução de obras de arte especiais em
concreto armado e protendido
NBR 12655:1996 – Concreto, preparo, controle e
recebimento
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
Pontes em laje:
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Pontes em viga:
Obs:
1. Para pontes celulares estas relações podem ser
diminuídas para 15 a18 para CA e 18 a 22 para CP em
pontes rodoviárias.
2. É razoável admitir os valores inferiores para vigas
isostáticas e superiores para vigas contínuas.
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Espessura da laje do tabuleiro
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• Pré-dimensionamento de pilares
• Critério da esbeltez: l/b<25
• Critério da área suficiente: 
A>2P/fck
• P=50000Ainf para pontes 
rodoviárias ou ferroviárias e 
P=1500Ainf para passarelas
• fck min – tab. 7.1 da NBR 6118
• Ainf –área de influência
fck mínimo (kg/cm2)
Classe Tipo de ambiente CA CP
I Rural e submerso 200 250
II Urbano 250 300
III Marinho e Industrial 300 350
IV
Industrial e 
respingos de maré 400 400
b
h
D
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Exemplos:
a) Pré-dimensione as lajes, vigas e pilares de uma ponte
rodoviária em viga bi-apoiada em concreto armado com
30m de vão, altura do maior pilar de 20m e largura de
12.8m (duas faixas e dois acostamentos).
b) O mesmo caso anterior mas para a ponte com vigas
contínuas em concreto protendido.
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