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Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Capítulo 2 Elementos para a elaboração do projeto Ponte sobre o Rio Orinoco - Venezuela Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.1 - Generalidades 2.2 – Elementos geométricos 2.3 – Elementos geométricos das rodovias 2.4 – Elementos geométricos das ferrovias 2.5 – Elementos geométricos das pontes 2.6 – Elementos topográficos 2.7 – Elementos hidrológicos 2.8 – Elementos geotécnicos 2.9 – Elementos acessórios 2.10 – Elementos normativos Plano do Capítulo: Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia • Pfeil, W. Pontes em Concreto Armado. Volume 1: Elementos de Projeto. Solicitações. Superestrutura. 3ª ed. Rio de Janeiro, LTC, 1983. • Manual de Projeto de Obras-de-Arte Especiais. Ministério dos Transportes. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER), 1996. • PTR-2501 – Transporte Ferroviário e Aéreo. Escola Politécnica da USP – SP. • Pesquisa por imagens: Google - Internet Bibliografia: Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.1 – Generalidades O projeto de uma ponte se inicia pela definição de sua finalidade: Rodoviária Ferroviária Passarela de pedestres A partir da finalidade se definem as cargas e a geometria do tabuleiro. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Além do conhecimento da geometria do tabuleiro e das cargas de serviço são necessários outros tipos de dados: • levantamentos topográficos; • estudos hidrológicos; • sondagens geotécnicas; • técnicas construtivas. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.2 – Elementos geométricos Os elementos geométricos de pista de rolamento dependem das exigências do orgão estatal que tem jurisdição sobre a via onde vai ser construída a ponte: • Rodovias federais: Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes: DNIT • Rodovias estaduais: Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem: DAER (RS) • Estradas municipais e vias urbanas: Prefeitura do Município Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.3 – Elementos geométricos das rodovias As rodovias federais encontram-se sob a jurisdição do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes: DNIT. As características técnicas das estradas de rodagem se distinguem pelas seguintes designações: 0, I-A, I-B, II, III e IV. Os elementos geométricos do tabuleiro dependem das características funcionais da ponte. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.4 – Elementos geométricos das ferrovias As ferrovias federais encontram-se sob a jurisdição do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes: DNIT. Desde 1992, com a privatização da Rede Ferroviária Federal – RFFSA, as ferrovias federais são operadas por empresas concessionárias, como a América Latina Logística – ALL, por exemplo. Ponte sobre o Rio Paraguai, em Corumbá, MS. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia As ferrovias são classificadas em função das bitolas dos trilhos e das cargas (trens tipo). Fonte: PTR-2501 – Transporte Ferroviário e Aéreo. Escola Politécnica da USP – SP. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Raios mínimos de curvatura: Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Declividades longitudinais máximas: Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Superelevação: Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Trens tipo: Bitola 1,60 m e 1, 435 m Trem Tipo: Linhas troncos TB-32 ou TB-27 Linhas subsidiárias TB-27 Bitola 1,00 m Trem Tipo: Linhas troncos TB-20 Linhas subsidiárias TB-16 Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.5 – Elementos geométricos das pontes • Tramo de uma ponte: é a parte de sua superestrutura situada entre dois elementos sucessivos da mesoestrutura. • Vão teórico do tramo: é a distância medida horizontalmente entre os centros de dois apoios sucessivos. • Altura de construção: é a distância medida verticalmente entre a parte mais alta da superfície do estrado e ponto mais baixo da superestrutura. • Altura livre: abaixo de uma ponte é a distância na vertical entre o ponto mais baixo da superestrutura e o ponto mais alto do obstáculo transposto. Este ponto em uma ponte é a altura da cheia máxima do rio. Em um viaduto este ponto corresponde ao ponto mais alto da superfície de rolamento. 2.5.1 - Definições Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia • Esconsidade de uma ponte: é a inclinação que o eixo da ponte forma com uma perpendicular ao eixo longitudinal do obstáculo (rio, rodovia ou ferrovia). Viaduto da RS-734 sobre a BR- 392 em Rio Grande é esconso em relação ao eixo da rodovia. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.5.2 – Largura das pontes rodoviárias • As pontes rodoviárias podem ser divididas em urbanas e rurais. • As pontes urbanas possuem pistas de rolamento, com largura igual à da rua ou avenida onde se localiza a obra. A ponte também deverá ter passeios laterais, correspondentes às calçadas. Ponte sobre o Arroio Dilúvio, em Porto Alegre- RS. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia • As pontes rurais tem a finalidade de escoar o tráfego das rodovias. • As rodovias apresentam pistas de rolamento e acostamentos laterais. • A largura total da ponte ou viaduto (obras-de-arte) devem abranger as pistas de rolamento e os acostamentos laterais. • Quando o acostamento da ponte é mais estreita que a rodovia, produz-se um estrangulamento psicológico da estrada para o motorista, o qual provoca uma redução do escoamento do tráfego. • Por este motivo, as normas de projeto modernas recomendam que as pontes tenham a mesma largura (pista de rolamento + acostamentos laterais) que a rodovia. Modelo antigo de ponte: sensação de estrangulamento. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia a) Ponte urbana de via simples, com uma pista e passeios laterais. b) Porte urbana de via dupla, com barreira central e passeios laterais. Largura das Pontes Rodoviárias Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia c) Ponte rural de Classe I, com uma pista e guarda rodas (modelo antigo do DNER. d) Ponterural de Classe I, com uma pista e acostamentos laterais (modelo atual do DNIT). Largura das Pontes Rodoviárias Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Pontes sobre o Canal de São Gonçalo em Pelotas: Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Novo modelo de barreira lateral de concreto do DNIT: Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.5.3 – Largura das pontes ferroviárias com lastro • A largura mínima das pontes ferroviárias deve ser suficiente para acomodar a linha férrea com lastro. • A ponte ferroviária deve ainda prever refúgios a espaços regulares para segurança do pedestre eventual durante a passagem de comboios. • Nos locais com trânsito regular de pesdestres, por exemplo em regiões urbanas, colocam-se passeios em um só lado ou nos dois lados da ponte. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia a) Via simples sem passeio, com refúgio a espaços regulares. b) Via simples, com passeios dos dois lados. Largura das Pontes Ferroviárias Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia c) Via dupla, com passeio de um lado e passagem de serviço no outro. Largura das Pontes Ferroviárias Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.5.4 – Gabaritos das pontes • Denominam-se Gabaritos os conjuntos de espaços livres que deve apresentar o projeto de uma ponte, para atender a diversas finalidades. • As dimensões apresentadas para os tabuleiros de pontes rodoviárias e ferroviárias, nos itens 2.5.2 e 2.5.3 constituem os gabaritos para as pistas das pontes. • As pontes construídas sobre rodovias (viadutos), devem respeitar os espaços livres necessários para o tráfego de caminhões, conforme as figuras a seguir. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Gabarito para viaduto sobre rodovia: Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia • Os gabaritos dos viadutos sobre ferrovias são maiores que os gabaritos sobre rodovias, por causa da possibilidade de eletrificação com cabos aéreos. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Gabaritos para ferrovias: Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia • As pontes construídas sobre vias navegáveis devem atender aos gabaritos de navegação destas vias. • Para vias navegáveis com passagem de chatas e rebocadores é comum prever-se uma altura livre de 3,50 m a 5,00 m acima do nível máximo a que pode atingir a água. • A largura do gabarito de navegação deve atender à largura máxima das embarcações mais 1 m para cada lado. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Exemplo de ponte com gabarito de navegação 35 m de largura por 12 m de altura: Ponte sobre o Rio Paraguai em Cáceres – MT, na BR-070. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Em canais e rios acessíveis a grandes navios, assim como no acesso a portos a altura livre costuma variar entre 40 m e 50 m. Ponte Verrazano-Narrows, na entrada do porto de Nova York que foi construída para atender a um gabarito de navegação de 608 m de largura por 65,7 m de altura. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia A ponte sobre o Rio Guaíba em Porto Alegre, RS, na diretriz da BR-116, foi construída para garantir um gabarito de navegação de 40 m de altura, quando o vão móvel central está elevado. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia A Ponte Rio-Niterói, na Baía da Guanabara, possui os seguintes gabaritos de navegação: • Vão central: 171,6 m x 60 m; • Vão ao lado do central: 269,4, x 60 m. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia A Ponte Rio-Niterói, na Baía da Guanabara, possui os seguintes gabaritos de navegação: • Vão central: 171,6 m x 60 m; • Vão ao lado do central: 269,4, x 60 m. 60 m Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.6 – Elementos topográficos • Planta da rodovia, no local onde vai ser implantada a ponte, na escala 1:1000 ou 1:2000, em uma extensão que ultrapasse 1000 m de cada lado. • Planta do terreno; onde vai ser implantada a ponte, na escala 1:100 ou 1:200, com curvas de nível de metro em metro, contendo a posição do eixo locado e a indicação de sua esconsidade. • Perfil do terreno ao longo do eixo locado da ponte; na escala 1:100 ou 1:200, que ultrapasse em 50m sua extensão em cada extremidade. • Ponte sobre curso d’água: seção do rio segundo o eixo locado, na escala 1:100 ou 1:200, com as cotas do fundo em pontos distanciados de 5 em 5 m. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.7 – Elementos hidrológicos • Cotas de máxima enchente e estiagem observadas, com indicação das épocas, frequências e período de ocorrência. • Dimensões e medidas físicas suficientes para o cálculo da vasão do curso d’água e erosão do leito. • Informações sobre a mobilidade do leito do curso d’água. • Se for região influenciada pela maré: indicação dos níveis máximo e mínimo das águas e velocidades máximas do fluxo e do refluxo. • Informações sobre obras de arte existentes na Bacia: pontes, barragens, canais, etc. • Informações sobre serviços de regularização, dragagem, retificações ou proteção das margens. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Nova ponte sobre o Arroio Fragata em Pelotas. A ponte anterior foi levada pela enchente de 29 de janeiro de 2009. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.8 – Elementos geotécnicos • Relatório de prospecção de geologia no local de provável implantação da ponte. Perfil geológico da Ponte 25 de Abril, em Lisboa, Portugal. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia • Relatório de sondagem de reconhecimento do subsolo. • Estudos geotécnicos especiais que permitam a elaboração de projeto do conjunto terreno-aterro-ponte, sempre que a estabilidade dos terrenos próximos à obra possa ser ameaçada pelas solicitações dos aterros de acesso. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.9 – Elementos acessórios • Existência de elementos agressivos: • agressividade da água; • materiais destrutivos para o concreto; • gases tóxicos em terrenos pantanosos. • Informações de interesse construtivo ou econômico: • condições de acesso ao local da obra; • procedência dos materiais de construção; • épocas favoráveispara execução dos serviços, considerando os períodos chuvosos e o regime do rio; • interferência dos serviços de terraplenagem e desmonte de rocha no entorno da obra; • condições de obtenção de água potável • Efeitos de terremotos • regiões sujeitas a sismos. Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 2.10 – Elementos normativos • Normas e especificações brasileiras: • NBR - 6118/2007 – “Projeto de Estruturas de Concreto”. ABNT • NBR – 7187/2003 - “Projeto de Pontes de Concreto Armado e de Concreto Protendido”. ABNT • NBR – 7188/1984 - “Carga Móvel em Ponte Rodoviária e Passarela de Pedestre”. ABNT • NBR – 7189/1985 - “CargaS Móveis para Projeto Estrutural de Obras Ferroviárias.”; ABNT • Sistema de unidades: • Sistema Internacional de Unidades: SI •Unidade de força = Newton: N ou kN • Unidade de tensão = Pascal: Pa ou Mpa • Utiliza-se também o kN/cm2 (não oficial). Disciplina: Estruturas - 04095 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Final do Capítulo 2 Elementos para a elaboração do projeto. Capítulo 2� Elementos para a elaboração do projeto Plano do Capítulo: Bibliografia: 2.1 – Generalidades� Número do slide 5 2.2 – Elementos geométricos� Número do slide 7 Número do slide 8 Número do slide 9 Número do slide 10 Número do slide 11 Número do slide 12 Número do slide 13 Número do slide 14 Número do slide 15 Número do slide 16 Número do slide 17 Número do slide 18 Número do slide 19 Número do slide 20 Número do slide 21 Número do slide 22 Número do slide 23 Número do slide 24 Número do slide 25 Número do slide 26 Número do slide 27 Número do slide 28 Número do slide 29 Número do slide 30 Número do slide 31 Número do slide 32 Número do slide 33 Número do slide 34 Número do slide 35 Número do slide 36 Número do slide 37 Número do slide 38 Número do slide 39 Número do slide 40 Número do slide 41 Número do slide 42 Número do slide 43 Número do slide 44 Número do slide 45 Final do Capítulo 2
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