Aula 09 Mesoestrutura

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Pontes e Grandes Estruturas
Prof. Rodrigo Marques Beneveli
Aula 09 – Mesoestrutura
Os pilares estão submetidos a esforços verticais e horizontais. Os
esforços verticais são produzidos por:
 Reação do carregamento permanente sobre a superestrutura (Rg);
 Reação da carga móvel sobre a superestrutura (Rq). Como a carga
móvel assume várias posições, determina-se uma reação máxima e
uma reação mínima, a qual pode ser negativa;
 Peso próprio do pilar e das vigas de travamento.
ESFORÇOS ATUANTES NOS PILARES
Esforços Longitudinais
 Frenagem ou aceleração da carga móvel sobre o tabuleiro;
 Empuxo de terra e sobrecarga nas cortinas;
 Componente longitudinal do vento incidindo na superestrutura.
Esforços Transversais
 Vento incidindo na superestrutura;
 Força centrífuga (pontes em curva horizontal);
 Componente transversal de empuxo nas cortinas (pontes
esconsas).
ESFORÇOS ATUANTES NOS PILARES
Esforços Parasitários
 Variação de temperatura do vigamento principal;
 Retração do concreto do vigamento principal;
Esforços que atuam diretamente nos pilares
 Empuxo de terra;
 Pressão do vento;
 Pressão da água.
ESFORÇOS ATUANTES NOS PILARES
A reação vertical máxima (Rg / Rq+) é combinada com o maior valor da força
longitudinal na superestrutura e com a ação do vento transversal sobre a
ponte carregada.
A reação vertical mínima (Rg / Rq-) é combinada com a força longitudinal
devido à frenagem do veículo tipo sobre o tabuleiro e com o esforço de
vento transversal incidindo sobre a ponte descarregada.
DIMENSIONAMENTO
Ações Horizontais (Esforços Longitudinais)
Frenagem e Aceleração
As cargas horizontais devido à frenagem e/ou aceleração, aplicados no
nível do pavimento, são um percentual da carga vertical característica
dos veículos aplicados sobre o tabuleiro, na posição mais desfavorável
e concomitante com a respectiva carga vertical.
Hf = 0,25 * B * L *CNF, em [kN]
 Hf ≥ 135kN
 B: largura efetiva [m] da carga distribuída de 5 kN/m2.
 L: comprimento concomitante [m] da carga distribuída.
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Coeficiente do Número de Faixas (CNF)
As cargas móveis verticais características definidas devem ser ajustadas
pelo Coeficiente do Número de Faixas do tabuleiro “CNF”, conforme
abaixo descrito:
CNF = 1 - 0,05 * (n - 2) > 0,9
 n: número (inteiro) de faixas de tráfego rodoviário a serem carregadas
sobre um tabuleiro transversalmente contínuo. Acostamentos e faixas
de segurança não são faixas de tráfego da rodovia.
Este coeficiente não se aplica para o dimensionamento de elementos
estruturais transversais ao sentido do tráfego (lajes, transversinas, etc.).
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Ações Horizontais (Esforços Longitudinais)
Empuxo de Terra nas Cortinas
 Empuxo ativo do solo = Teoria de Rankine
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Ações Horizontais (Esforços Longitudinais)
Empuxo devido a Carga Móvel
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Ações Horizontais (Esforços Longitudinais)
Componente Longitudinal de Vento na Superestrutura
Para pontes em laje ou vigas com até 38 m de vão, pode-se adotar um
critério simplificado que admite o esforço total de vento agindo na
direção transversal, e ainda, simultaneamente, as seguintes
porcentagens do esforço total agindo na direção longitudinal:
 Vento na superestrutura: 25%;
 Vento na carga móvel: 40%.
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Ações Horizontais (Esforços Longitudinais)
Componente Longitudinal de Vento na Superestrutura
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Ações Horizontais (Esforços Longitudinais)
Componente Longitudinal de Vento na Superestrutura
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Ações Horizontais (Esforços Transversais)
Componente Transversal de Vento
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Ações Horizontais (Esforços Transversais)
Força Centrífuga
As cargas horizontais provenientes da força centrífuga nas obras em curva
horizontal, aplicadas no nível da pista de rolamento, são um percentual
da carga vertical do veículo tipo aplicado sobre o tabuleiro, na posição
mais desfavorável, concomitante com a respectiva carga vertical.
 Hfc = 2,4 * P em kN, para curva com raio R < 200 m.
 Hfc = 480 * P em kN, para curva com raio 200 m < R < 1.500 m.
R
 Hfc = zero para raios superiores a 1.500 m.
R: raio da curva horizontal no eixo da obra, em metros
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Ações Horizontais (Esforços Parasitários)
Esforço longitudinal de variação de temperatura e retração
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Ações Horizontais (Esforços que atuam diretamente nos pilares)
Pressão de Água
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS
Exemplo
Determinar para a ponte abaixo os esforços horizontais atuantes no topo
dos pilares. Adotar:
 Trem tipo TB-450
 Para o solo: ø = 30° γ = 1,8 tf/m3
 Rigidez dos apoios: k1 = 368,109 tf/m
3; k2 = 339,122 tf/m
3;
k3 =275,511 tf/m
3
 Velocidade rio = 0,7 m/s
AÇÕES EM PONTES E VIADUTOS