Pontes Tipos de Cargas

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PONTES
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Prof. Manuel Fernando Santos
Aula n. 2
Ponte Sobre o Rio Yangtze
Cabo com 1.088 m ( Fonte: G1)
MENDES, LUIZ CARLOS – Pontes – Niterói, Editora da UFF, 2017. 
PFEIL, WALTER – Pontes em Concreto Armado - RJ, Ed. Livro Técnico e Cientifico, 1980.
MARCHETTI, OSVALDEMAR – Pontes em concreto Armado – São Paulo, Ed. Blucher, 2008.
PFEIL, WALTER – Pontes em Concreto Armado – Apoios, Mesoestrutura e Infraestrutura - RJ, Ed. Livro Técnico e Cientifico, 1988.
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Pontes
Referencias Bibliográficas
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Pontes
Elementos de Projeto
2 - Elementos Para Elaboração de Projetos
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Pontes
Elementos de Projeto
2.1 – Elementos topográficos
Desenhos em plantas topográficas em escala 1: 1.000 na horizontal e 1:2:000 na vertical;
Deve mostrar as cotas em pontos distanciados de 5,00m;
Fornecer, o comprimento da obra, os pontos de tangencia, as obras de nível,
Esconsidade e largura do tabuleiro.
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Pontes
Elementos de Projeto
2.2- Elementos Hidrológicos
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Elementos de Projeto
b) Medidas de vazão máximas e mínimas em regimes permanentes e torrenciais. Dados auxiliam na fundação e cabeceiras de encontro.
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Elementos de Projeto
2.3- Elementos Geotécnicos
Boletins de sondagem que permitem a visualização do subsolo da área, em suas diferentes camadas.
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Elementos de Projeto
2.4 – Elementos geométricos
Dependem das condições impostas pelos órgãos contratantes.
 Velocidade Diretriz
 Possibilita o levantamento de características do projeto.
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Pontes
Elementos de Projeto
 Raio Mínimo
 São raios utilizados nos projetos para diminuição da força centrifuga.
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Elementos de Projeto
Distancia Mínima de visibilidade
 	É a distancia mínima de parada entre dois veículos na mesma faixa de trafego.
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Elementos de Projeto
Onde:
V  Velocidade diretriz ( Km/h)
D’  Distancia de visibilidade em ( m)
Largura das pistas de Rolamento
 Superlargura
 É um acréscimo que se dá a pista por ocasião dos trechos em curva.
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Elementos de Projeto
Onde:
SL  Superlargura em (m);
n  Fainas de trafego na largura na seção;
R  Rio de curvatura em ( m);
V  Velocidade diretriz em km /h;
b  Distancia entre as partes 	rígidas do veiculo;
Obs.: Normalmente adota-se b = 6
 Inclinações transversais
 São inclinações inseridas na seção transversal para compensar a força centrifuga das curvas.
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Elementos de Projeto
 Tramos , Vão teórico , vão livre e Altura de Construção
Tramo  É o trecho localizado entre dois apoios consecutivos;
Vão teórico  É a distancia entre dois centros de apoios ;
Vão livre  É a distancia ente dois pilares consecutivos;
Vão de escoamento  É a distancia horizontal medida na seção de escoamento das águas;
Vão critico  É o comprimento máximo que se pode alcançar com o vão teórico da ponte, levando em consideração o sistema estrutural.
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Elementos de Projeto
Seção Transversal e Gabarito
Seção Transversal  Esta ligada a utilização, estética e faixas de fluxo;
Gabarito  São os espaços livres que a ponte deve apresentar para cumprir certas finalidades, como passagem de veículos, embarcações, e ate mesmo aviões.
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Elementos de Projeto
 Elementos de Carga
As ações são classificadas em ações permanentes , variáveis e excepcionais.
 a.1) Ações permanentes diretas, podem ser:
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Pontes
Elementos de Projeto
a.2) Ações permanentes indiretas, podem ser:
b) Ações variáveis são as que apresentam variação significativa ao longo da vida útil de utilização da estrutura, como exemplo:
 - Forças de frenagem e aceleração;
 - Impacto Vertical;
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Pontes
Elementos de Projeto
c) Ações excepcionais são as que apresentam curta duração e baixa probabilidade de ocorrência, mas devem ser consideradas no projeto.
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Pontes
Elementos de Projeto
Elementos Geométricos das Ferrovias
	As ferrovias são classificadas em função da suas bitolas e das cargas ( trem tipo)
Raios Mínimos de Curvatura  São maiores que os rodoviários, face a dificuldade das rodas nos trilhos.
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Elementos de Projeto
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Pontes
Elementos de Projeto
Declividade Longitudinal, concordância vertical
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Elementos de Projeto
Superelevação
 Destina-se a compensar os efeitos da força centrifuga, e é usada em toda a tomada de curva.
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Elementos de Projeto
Nas vias 
múltiplas , calcula-se por trecho.
Padrão da
RFFSA. 
Classe de Trem Tipo Ferroviário ( NBR 7189/1985 )
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Elementos de Projeto
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Pontes
Tacoma Narrows
PONTE DE TACOMA NAROWS
	A Ponte de Tacoma Narrows, que foi inaugurada em primeiro de julho de 1940, sobre o Estreito de Tacoma, no estado de Washington (EUA). Ela não foi tão utilizada quanto deveria ter sido pois em apenas 4 meses de uso a ponte desabou. Mas, como isso?
As duas prováveis respostas nós, engenheiros ou futuros, deveríamos ter estudado esses dois tópicos nas matérias de física: Ressonância e Aeroelástico ( Flutter).
	A primeira hipótese usada por cientistas e engenheiros foi a de ressonância, é a tendência de um sistema oscilar em amplitude máxima em certas frequências. Nestas, até mesmo com forças pequenas, porém periódicas, podem produzir vibrações de grande amplitude, podendo assim abalar estruturas. Falando-se em uma forma menos formal, é a repetição de movimentos de mesma intensidade em uma estrutura.
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Pontes
Tacoma Narrows
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Nova ponte Tacoma Narrows, Washington – EUA. As colunas da direita, feitas de concreto, são da ponte que caiu em 1940.
Vídeo  https://youtu.be/XggxeuFDaDU 
Pontes
Tacoma Narrows
3- Cargas Permanentes 
	São aquelas que constituem as ações permanentes e diretas, como peso próprio da estrutura, sobrecarga, pavimentação, lastro, dormentes, guarda rodas, postes, canalizações, etc..
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Pontes
Cargas Permanentes
Material
Peso especifico
 
( g em kN/ m3)
 
 
Concreto armado
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Pavimentação
24 + 2 ( prevenção de recapeamento)
Lastro ferroviário
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Dormente e trilhos
8 kN/m de via
Aço e ferro fundido
78,5
Madeira
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Obs.: Para tf/m2 dividir por 10
	Conhecidos o volume do elemento da ponte e o peso especifico (  ) do material que constitui, o peso próprio será:
	
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Pontes
Cargas Permanentes
Carga permanente distribuída
q=.vol ( kN/m)
Carga permanente concentrada
G=.vol ( kN)
	Em seguida, faz-se o esquema de cargas que agem nas vigas principais, onde com o qual se traça os diagramas N, Q, M e T. Pode-se também calcular as reações de apoio.
	
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Pontes
Cargas Permanentes
	
Peso de Elementos não estruturais
 - Pavimentação
No caso de pontes rodoviárias, deve ser considerado o peso da pavimentação e prever ainda um eventual recapeamento.
Para o peso específico da pavimentação deve-se empregar no mínimo o valor de 24 kN/m3.
Para o recapeamento deve-se prever uma carga adicional de 2 kN/m2. A consideração desta carga adicional pode ser dispensada a critério do proprietário da obra, no caso de pontes de grandes vãos.
	
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Pontes
Cargas Permanentes
Lastro ferroviário, trilhos e dormentes
 
	No caso de pontes ferroviárias deve-se prever, conforme a situação da ferrovia, o peso do lastro, dos trilhos e dos dormentes.
Para o material do lastro deve ser considerado um peso específico aparente de 18 kN/m3.
	Deve ser suposto que o lastro atinja o nível superior dos dormentes e preencha completamente o espaço limitado pelo guarda-lastro, até a sua borda superior, mesmo se na seção transversal do projeto assim não for indicado. 
	Na ausência de indicações precisas, a carga referente aos dormentes, trilhos e acessórios deve ser considerada no mínimo igual a 8 kN/m por via.
	
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Cargas Permanentes
	
 
Empuxo de terra e água
	O empuxo de terra nas estruturas é determinado de acordo com os princípios da Mecânica dos Solos,
em função da sua natureza (ativo, passivo ou de repouso), das características do terreno, assim como das inclinações dos taludes e dos paramentos. Como simplificação, pode ser suposto que o solo não tenha coesão e que não haja atrito entre o terreno e a estrutura, desde que as solicitações assim determinadas estejam a favor da segurança.
	O peso específico do solo úmido deve ser considerado, no mínimo, igual a 18 kN/m3 e o ângulo de atrito interno, no máximo igual a 30 graus.
Os empuxos ativo e de repouso devem ser considerados nas situações mais desfavoráveis. A atuação estabilizante do empuxo passivo só pode ser levada em conta quando sua ocorrência puder ser garantida ao longo da vida útil da obra.
	Quando a superestrutura funciona como arrimo dos aterros de acesso, a ação do empuxo de terra proveniente desses aterros deve ser levada em conta apenas em uma das extremidades do tabuleiro. Nos casos de tabuleiro em curva ou esconso, deve ser feita também a verificação para a atuação simultânea dos empuxos em ambas as extremidades, da maneira mais desfavorável
	
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Pontes
Cargas Permanentes
	
 
	No caso de pilares implantados em taludes de aterro, deve ser adotada, para o cálculo do empuxo de terra, uma largura fictícia igual a 3 vezes a largura do pilar, devendo este valor ficar limitado à largura da plataforma do aterro. Para grupo de pilares alinhados transversalmente, quando a largura fictícia, obtida de acordo com o critério anteriormente indicado, for superior à distância transversal entre eixos de pilares, a nova largura fictícia a considerar deve ser:
 para os pilares externos, a metade da distância entre eixos acrescida de uma vez e meia a largura do pilar;
 para os pilares intermediários, a distância entre eixos.
	
	
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Pontes
Cargas Permanentes
	
 
Empuxo de água
	O empuxo de água e a supressão devem ser considerados nas situações mais desfavoráveis, sendo dada especial atenção ao estudo dos níveis máximo e mínimo dos cursos d'água e do lençol
freático.
	No caso de utilização de contrapeso enterrado é obrigatória, na avaliação de seu peso, a consideração da hipótese de submersão total do mesmo, salvo comprovação da impossibilidade de
ocorrência dessa situação.
	Nos muros de arrimo deve ser prevista, em toda a altura da estrutura, uma camada filtrante contínua, na face em contato com o solo contido, associada a um sistema de drenos, de modo a evitar a atuação de pressões hidrostáticas. Caso contrário, deve ser considerado nos cálculos o empuxo de água resultante.
	
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Pontes
Cargas Permanentes
	
 
Deslocamento do apoio
	Um dos critérios para escolher entre uma estrutura principal isostática ou outra hiperestática consiste justamente em eliminar a segunda solução quando houver temor de recalques excessivos de fundação.
	Quando porém, a estrutura hiperestática for escolhida, apesar da possibilidade de recalques excessivos da fundação, os efeitos destes recalques devem ser estudados cuidadosamente. 	Os estudos sobre a fluência no concreto mostram que as estruturas hiperestáticas desse material, desde que não se demore muito para retirar o cimbre, têm apreciável capacidade de acomodação a essas deformações.
	
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Pontes
Cargas Permanentes
	
 
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Pontes
Projeto Padrão
Corte longitudinal
L= 25,00 m + 4,50 m + 3,00 (lj trans.)
L trans = 9,60 m
 
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Projeto Padrão
Planta do Tabuleiro
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Projeto Padrão
Vista inferior do Tabuleiro
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Projeto Padrão
Corte transversal B
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Projeto Padrão
Corte transversal C
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Projeto Padrão
Corte transversina intermediaria detalhe 2
Corte transversina no apoio – Detalhe 3
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Projeto Padrão
Cabeceira do encontro – Detalhe 1
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Projeto Padrão
Detalhe da aba 
Corte transversal - Vista
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Projeto Padrão
Mesoestrutura
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Projeto Padrão
Detalhe do guarda rodas
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Projeto Padrão
Berço do Neoprene
Corte do aparelho 
 de apoio
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Projeto Padrão
Detalhe 5 – Passeio e guarda rodas
Forças Externas nas Pontes – Cargas Permanentes
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Cargas Permanentes
Carga permanente distribuída
q=.vol ( kN/m)
Carga permanente concentrada
G=.vol ( kN)
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Cargas Permanentes
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FIM
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