Conceitos Gerais de Pontes e Classificações

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UCPEL- 
Engenharia Civil 
Prof: Eng Francisco Jose Guerreiro Gonçalves 
 
 
PONTES 
 
 
 
1 Conceitos gerais: 
É a obra destinada a permitir transposição de obstáculos à continuidade de 
uma via de comunicação qq. Podem ser rios, vales e outras vias. 
Aterro de acesso - viaduto de acesso- superestrutura- viaduto-aterro 
 Superestrutura- vigas , lajes , é o elemento de suporte ao tráfego direto. 
 Meso estruturas- vigas transversais e pilares 
 Infra estrutura- fundações blocos tubulões 
 
 
 
 
 
Genericamente – ponte transpõe RIO, Viaduto qdo transpõe vale/ outras vias 
 
 
 
 
 
 
Requisitos de uma ponte : 
1- Funcionalidade: satisfazer as exigências de trafego e vazão. 
2- Segurança: estrutura dimensionada a suportar esforços menores que o 
admissível ou de ruptura. 
3- Estética : deve ter aspecto agradável e se harmonizar com o ambiente. 
4- Economia : estudo comparativo de varias soluções, escolhendo-se a 
mais econômica, dentro dos critérios de desempenho. 
5- Durabilidade : atender as exigências de uso durante um certo período 
previsto. 
CLASSIFICAÇÂO DAS PONTES : 
1- Segundo a extensão do vão . 
Até 2 m bueiros 
De 2m a 10m pontilhões 
Maior que 10 m- pontes
 
 
 
2- Segundo a durabilidade: 
Pontes permanentes 
Provisórias - desvio de tráfego 
Desmontáveis- militares , calamidades 
 
 
 
 
 
 
3- Segundo a natureza do tráfego : 
- rodoviárias- para pedestres ou passarelas- aqueduto ( na lapa no 
Rio) - mistas - ferroviárias – canal ( transposição de rio) , aeroviárias ( 
aeroporto de Dallas) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4- Segundo o desenvolvimento planimétrico: 
Considerando a projeção do eixo da ponte em um plano horizontal podemos ter 
 
 
 
a- Pontes retas ortogonais ou esconsa. 
 
Ortogobal- eixo da ponte a 90º com o eixo do obstáculo. 
Esconsa – com inclinação ângulo meor que 90º com a vertical. 
 
b- Pontes curvas 
 
 
5-Segundo o desenvolvimento altimétrico 
a- Pontes horizontais ou em nível. 
b- Pontes em rampa 
 
 
6- Segundo o sistema estrutural. 
a- Em vigas 
b- Em pórtico 
c- Em arcos 
d- Penseis 
e- Pontes atirantadas 
 
 
 
7- Segundo o material da superestrutura: 
 
a- Madeira 
b- Alvenaria ( pedras e tijolos) 
c- Concreto armado 
d- Protendido ( grandes vãos) 
e- Pontes em aço 
 
 
 
8- Segundo a posição do tabuleiro: 
a- Superior 
b- Intermediário 
c- Inferior 
 
 
 
9- Segundo a mobilidade dos tramos. 
a- Ponte basculante de pequeno vão 
b- Ponte levadiça- Guaíba 
c- Corredissa 
d- giratória 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ELEMENTOS PARA A ELABORAÇÃO DO PROJETO 
 
O projeto de uma ponte inicia-se pelo conhecimento de sua 
finalidade da qual decorrem os elementos geométricos definidores 
do estrado de cargas para as quais será procedido seu 
dimensionamento. 
Conforme se destine a ponte a integrar , por exemplo uma 
rodovia m uma ferrovia ou uma via urbana , serão diferentes a 
seção transversal de seu estrado e as cargas úteis que deverá 
suportar. 
O projeto exige ainda levantamento topográfico, (relevo e 
obstáculos) , hidrológicos ( vazão e velocidade das águas) , e 
geotécnicos ( suporte para fundações ). 
Os elementos são então: 
- geométricos 
-topográficos 
-geotécnicos 
- hidrológicos 
-acessórios ( interesse construtivo estético ou econômico) 
 
 
 
 
 
Elementos Geométricos : 
Derivam das características da via ( definidas por DAER, 
DNIT) e de seu própio estrado ( definido pelas características 
funcionais das pontes ) 
 
Classe de rodovias , velocidades diretriz.: 
a) classe I 
b) Classe II 
c) Classe III 
 
Velocidade diretriz é a velocidade básica para a dedição 
das características do projeto. 
 
Tabela 1.1 - Velocidades diretrizes (Km/h) em rodovias federais. 
 
Região Classe I Classe II Classe III 
plana 100 80 70 
ondulada 80 70 60 
montanhosa 60 50 40 
 
“ as velocidades máximas definidas como 80km/h , não 
impedem o projeto de rodovias adequadas para velocidades 
superiores” 
 
 
 
 
 
 
O desenvolvimento planimétrico e altimétrico de uma ponte é, 
na maior parte dos casos, definido pelo projeto da estrada. 
 Isso é verdade principalmente quando os cursos de água a 
serem transpostos são pequenos. No caso de grandes rios, o 
projeto da estrada deve ser elaborado já levando em consideração 
a melhor localização da ponte. 
Dessa forma, deve-se procurar cruzar o eixo dos cursos de águas 
segundo um ângulo reto com o eixo da rodovia. Além disso, deve-
se procurar cruzar na seção mais estreita do rio de forma a 
minimizar o comprimento da ponte. 
Para as rodovias federais, os raios mínimos de curvatura horizontal 
são fixados com a finalidade de limitar a força centrífuga que atuará 
no veículo viajando com a velocidade diretriz 
 
Raios mínimos de curvatura horizontal (m) em rodovias federais. 
 
Região Classe I Classe II Classe III 
 
plana 345 200 110 
ondulada 210 110 50 
montanhosa 115 50 30 
 
 
As rampas máximas admissíveis, até a altitude de 1000 
metros acima do nível do mar, são mostradas na Tabela 1.3. Esses 
valores poderão ser acrescidos de 1% para extensões até 900 
metros em regiões planas, 300 metros em regiões onduladas e 150 
metros em regiões montanhosas, e deverão ser reduzidas de 0,5% 
para altitudes superiores a 1000 metros. 
 
 
 
 
No caso corrente de estradas com pista de duas faixas de tráfego, 
as normas do DNER adotam as seguintes larguras de pista: 
 
classe I : 7,20 m 
classes II e III: 6,00 m a 7,20 m 
 
Nas estradas com duas pistas independentes com duas faixas de 
tráfego cada uma, a largura da pista utilizada é de 7,00 m. Os 
acostamentos têm largura mínima variável conforme a classe da 
estrada e a região atravessada. Nas estradas de classe I,em geral 
adotam-se acostamentos de 2,50 m de largura, resultando a largura 
total do terrapleno igual a 2,50 + 7,00 +2,50 = 12 m. 
 
 
 
 
 
Tabela 1.3 - Rampas máximas (%) em rodovias federais. 
Região Classe I Classe II Classe III 
plana 3 3 3 
ondulada 4,5 5 5 
montanhosa 6 7 7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distancia mínima de visibilidade : 
 
Nos projetos de rodovias utiliza-se a distancia dupla de 
velocidade de parada que é a distancia mínima requerida pela 
parada de dois veículos que se deslocam , um ao encontro do outro 
, na mesma faixa de tráfego, a partir do instante em que seus 
motoristas se avistam. 
 
D= V + 0,02 V² 
 
D= distancia dupla de visibilidade em metros. 
V= velocidade diretriz em km/h 
( ou seja, quanto mais rápido está o veiculo mais é a distancia 
de visibilidade requerida ) 
Se a estrada está dimensionada para isto ok, senão não é 
respeitada esta distancia no projeto em função de ser para 
velocidades menores o que causa acidentes) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Largura das pistas e rolamento e acostamentos : 
 
 
 
 
No caso de estradas com pista de duas faixas de tráfego, as 
normas do DNER adotam as seguintes larguras : 
Classe I - 7,20m 
Classe II- e III- 6 a 7,0 m. 
Nas estradas com duas pistas independentes com duas 
faixas de tráfego cada uma , a largura de pista utilizada é 7,00 m 
 
 
Elementos geométricos das pontes: 
Definições 
 
Tramo de uma pontes - é a parte de sua superestrutura 
situada entre dois elementos sucessivos da mesoestrutura. 
Vão teórico do tramo – é a distancia medida horizontalmente 
entre os centros de dois apoios sucessivos. 
Vão livre do tramo – é a distancia medida entre pilares, 
horizontalmente. 
 
Altura de construção de uma ponte - é a distancia medida 
vertical entre o ponto mais alto da superfície do estrado e o ponto 
mais baixo da superestrutura., na seção considerada. A altura de 
construção é muito importante no projeto pois condiciona o tipo de 
estrutura a ser utilizado. 
Altura livre abaixo da ponte - é a medida entre o ponto mais 
baixo da superestrutura e o ponto mais alto do obstáculo transposto 
pela ponte , na seção considerada. Em um rio a altura livre é 
medida até o ponto máximo da enchente , em uma via , transposta 
por um viaduto, a altura livre é medida até o ponto mais alto da 
 
superfície de rolamento da via, por exemplo , o topo dos 
trilhos em uma ferrovia ou o topo do pavimento em uma rodovia. 
 
Nas pontes construídas sobre rios navegáveis , a altura deve 
permitir a passagen de embarcações mais altas em máxima cheia. 
OS viadutos sobre rodovias a altura livre deve exceder , com 
folga, a altura do mais alto veiculo. Por exemplo , nos viadutos 
sobre rodovias federais a altura livre mínima é de 5,50m, enquanto 
a altura máxima de veículos é de 4,00 m. 
 
Largura das pontes rodoviárias: 
As pontes rodoviárias podem ser divididas quanto à 
localização em urbanas e rurais. As pontes urbanas possuem pistas 
de rolamento com largura igual a da via e passeios com largura 
igual a das calçadas. As pontes rurais são constituídas com 
finalidade de escoar o tráfego nas rodovias e possuem pistas de 
rolamento e acostamentos. 
Durante muitos anos, as pontes rodoviárias federais de classe I 
foram construídas com pista de 8,20 m e guarda-rodas laterais de 
0,90 m de largura, perfazendo a largura total de 10 m . 
Havia, portanto, um estrangulamento da plataforma da estrada que 
provocava uma obstrução psicológica nos motoristas que causava 
acidentes. Nos últimos anos, o DNER passou a adotar para a 
largura das pontes rurais a largura total da estrada (pista + 
acostamento) e guarda-rodas mais eficientes 
 
 
 
 
 
 
Gabarito das pontes 
 
Denomina-se gabarito o conjunto de espaços livres que deve 
apresentar o projeto de uma ponte de modo a permitir o 
escoamento do fluxo. 
 
 
As pontes localizadas sobre rodovias devem respeitar espaços 
livres necessários para o tráfego de caminhões sob elas As pontes 
construídas sobre vias navegáveis também devem atender aos 
gabaritos de navegação dessas vias. Por exemplo, em vias 
navegáveis a chatas e rebocadores, é comum prever-se a altura 
livre de 3,5 m a 5,0 m acima do nível máximo a que pode atingir o 
curso d’água. A largura deve atender a, pelo menos, duas vezes a 
largura máxima das embarcações mais um metro. 
 
Elementos topográficos 
O levantamento topográfico, necessário ao estudo de implantação 
de uma ponte,deve constar dos seguintes elementos: 
· Planta, em escala de 1:1000 ou 1:2000; perfil em escala horizontal 
de 1:1000 ou 1:2000 e escala vertical de 1:100 ou 1:200 do trecho 
da rodovia em que ocorrerá a implantação da obra em uma 
extensão tal que ultrapasse seus extremos prováveis de, pelo 
menos, 1000 metros para cada lado. 
· Planta do terreno no qual será implantada a ponte, em uma 
extensão tal que exceda de 50 metros, em cada extremidade, seu 
comprimento provável e largura de 30 m, desenhada na escala de 
 
 
 
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 ao longo do eixo locado na escala de 1:100 ou 1:200 e numa 
extensão tal que exceda de 50 metros, em cada extremidade, o 
comprimento provável da obra. 
· Quando se tratar de transposição de curso d’água, seção do rio 
segundo o eixo locado, na escala 1:100 ou 1:200, com as cotas de 
fundo do rio em pontos distanciados cerca de 5 metros. 
 
 
1.4 Elementos hidrológicos 
Os elementos hidrológicos recomendados para um projeto 
conveniente de uma ponte são os seguintes: 
· Cotas de máxima cheia e estiagem observadas com indicação das 
épocas, frequência e período dessas ocorrências. 
· Dimensões e medidas físicas suficientes para a solução dos 
problemas de vazão do curso d’água sob a ponte e erosão do leito, 
quais sejam: 
a) área em km2 da bacia hidrográfica a montante da obra até a 
cabeceira; 
a) extensão do talvegue em km, desde o eixo da obra até a 
cabeceira; 
a) altura média anual das chuvas, em milímetros; 
a) declividade média do espelho d’água em um trecho próximo da 
obra, de extensão suficiente para caracterizá-la, bem como 
indicações concernentes à permeabilidade do solo, existência na 
bacia hidrográfica de vegetações e retenções evaporativas, aspecto 
das margens, rugosidade e depressões do leito no local da obra. 
 
 
· Notícias acerca de mobilidade do leito do curso d’água e, acaso 
existente, com indicação da tendência ou do ciclo e amplitude da 
divagaçã secundários, periódicos ou abandonados, zonas de 
aluviões, bem como de avulsões e erosões, cíclicos ou constantes; 
notícias sobre a descarga sólida do curso d’água e sua natureza, no 
local da obra, e sobre material flutuante eventualmente 
transportado. 
· Se a região for de baixada ou influenciada por marés, a indicação 
dos níveis máximo e mínimo das águas, velocidades máximas de 
fluxo e de refluxo, na superfície, na seção em estudo. 
· Informações sobre obras de arte existentes na bacia, com 
indicações de comprimento, vazão, tipo de fundação, etc. 
· Notícia sobre serviços de regularização, dragagem, retificações ou 
proteção das margens. 
De posse dessas informações, procede-se ao cálculo da cota de 
máxima cheia que definirá a altura livre e a cota da face superior do 
tabuleiro da ponte. Nesse momento, o projetista pode se defrontar 
com duas situações. Numa primeira situação ela já possui a cota da 
face superior do tabuleiro definida pelo projetista da estrada. 
Normalmente essa cota situa-se, aproximadamente, a 40 cm acima 
da cota de terraplanagem, contudo deve ser verificada para cada 
projeto com o projetista da estrada. Neste caso, após a definição da 
cota de máxima cheia calculada e após adicionado o valor da altura 
livre, o projetista da ponte obtém a altura disponível para a 
construção. Num procedimento inverso, ele pode definir a altura de 
construção (definida em função do sistema estrutural da 
superestrutura) e em seguida verificar se a altura livre disponível é 
superior ao valor mínimo requerido pelo gabarito da ponte. Numa 
 
 
segunda situação, o projetista da ponte calcula a cota de máxima 
cheia e, após adicionada as alturas livre e de construção, obtêm a 
cota superior do tabuleiro, a qual é, então, repassada para o 
projetista da estrada. Essa situação é, sem dúvida, a mais cômoda 
para o projetista da ponte. 
A cota de máxima cheia calculada pode ser obtida por diversos 
métodos da engenharia hidráulica. Quando a pontefor construída 
sobre rios com grandes vazões, deve-se tomar o cuidado de evitar 
o refluxo a montante da ponte devido ao estrangulamento da seção 
de escoamento pela construção do aterro da estrada 
Em alguns casos, esse refluxo pode atingir grandes distâncias e 
diminuir a altura livre sob a ponte. 
 
Elementos geotécnicos. 
 
Os elementos geotécnicos necessários a elaboração de 
projeto de uma ponte são: 
 
Relatório de prospecção de geologia. Tipo de solo 
Relatório de sondagen. Natureza e distribuição das camadas 
de solo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Elementos acessórios 
Existencia de elementos agressivos- águas que podem afetar 
demasiadamente o concreto e os materiais empregados. 
Gases tóxicos de pântanos 
Nas zonas marinhas pode-se limitar o tempo de exposição de 
armaduras , devido as características da agau, em concretagens 
submersas. 
Informações de interesse construtivo econômico 
a) Condições de acesso a obra 
b) Procedência dos materiais de construção e 
procedência, custo e confiabilidade do 
transporte. 
c) Época favorável para execução dos serviços , 
considerando os períodos chuvosos e o regime 
do rio. 
d) Condições de obtenção de água potável, 
Elementos normativos: 
Normas brasileiras – projeto e execução de pontes – NBR 7187 e 
cragas móveis NBR 7188. 
Sistemas de unidades : 
MKS – metro, kilograma força, segundo 
 
1kn/dm² = 1,02 kgf/ cm² 
1kn/ cm²= 1,02 kgf /mm² 
1N = 1,02 tf/ m² 
 
 
 
SI- sistema internacional 
 
1kgf= 1kp( kilo ponde)= 9,8 N 
1N= 0,102 kgf = 0,102 Kp 
1KN= 10 na 6 N= 102 x 10³ kgf = 102 tf 
 
1 MPa = 1MN/m²= 1N/mm² = 0,1 KN/cm²= 10,2 kgf/cm²= 102 tf/m² 
 
SOLICITAÇÕES DAS PONTES : 
 
 
Tipos de solicitações : 
 
Provocadas pelo peso da estrutura ( carga permanente) 
 
Provocadas pelas cargas úteis ( pesos dos veículos) 
O movimento dos veículos e as irregularidades das pistas produzem 
acréscimos nos pesos atuantes , que são denominados efeitos de 
impacto vertical. 
 
Produzidas pelos elementos naturais, ( terra . empuxos, águas , e 
vento em pilares muito altos 50m a 100m. 
 
Produzidos por deformações internas ( variações de temperatura, 
retração e fluência do concreto) 
 
Atritos nos elementos de apoio também podem ser considerados 
nos cálculos da ponte . 
 
 
 
FORÇAS EXTERNAS NAS PONTES 
 
Cargas permanentes : peso próprio, pavimentação, guarda 
corpo, lastros, postes , trilhos , canalizações. 
As cargas permanentes podem ser de dois tipos: 
 Distribuídas ou concentradas. 
Pesos específicos dos materiais: 
Concreto armado = 2,5 t/m³ 25 KN/m³ 
Protendido 2,5 25 
Concreto simples 2,4 24 
Aço 7,85 78,5 
Madeira 0,8 8,0 
 
Cargas móveis 
Constituição das cargas móveis- as cargas não coincidem 
com as cargas reais que circulam nas estradas . Nas pontes 
rodoviárias , as cargas de cálculo utilizam veiculos especiais 
copiadas de normas alemãs. 
Cargas rodoviárias de cálculo , e serviço 
 
As utilizadas nos cálculos das pontes rodoviárias são de tres 
classes , denominadas pelos pesos em toneladas dos veículos de 
cálculo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Impacto vertical: pagina 47 
 
Sua determinação é feita por processos experimentais, devido 
a complexidade de obrenção. 
A NBR 7188 , para pontes rodoviárias determina a seguinte 
expressão para o coeficiente de impacto: 
 
Pontes rodoviárias: L = 1,4 – 0,007 l>= 1 em metros. 
 
1- Vãos simplesmente apoiados apoiados: 
L= vão teórico 
 ______________________ 
A L A 
 
 A A 
 
2- Vigas continuas 
L= comprimento do tramo carregado 
 _______________________________________________ 
 A L1 A L2 A L3 A L4 A L5 A 
 Quando o menor tramo for no mínimo 0,7 do maior , calcula-
se um único coeficiente de impacto para toda a viga, tomando-se 
para L a média aritmética dos comprimentos dos tramos. 
 
 L = soma Li / ni 
 
 
 
 
Forças acidentais ou adicionais: 
 
Os principais tipos de forças acidentais a serem considerados 
são: 
 Frenagem ou aceleração- - é uma força longitudinal , é 
uma força viva imposta pelos veículos qdo freiam sobre a 
ponte ou qdo entram em movimento.. São adotada no meio da 
seção transversal para não haver torção nos pilares. 
 
1- Pontes rodoviárias : sem impacto, aplicada na 
pavimentação . Aceleração : 5% da carga móvel aplicada 
sobre o tabuleiro. 
Frenagem: 30% do peso do veiculo tipo. 
 
2- Pontes ferroviárias: sem impacto , aplicada no topo dos 
trilhos. 
Aceleração : 25% das cargas dos eixos motores 
Frenagem : 15% das cargas sobre o tabuleiro. 
 
Variação de temperatura : pagina 52 
 
Todas as causas ( tais como variação de temperatura , 
retração ou deformação lenta do concreto , força de 
protensão etc) que determinam variação de volume nas 
peças estruturais pode produzir tensões em suas seções 
qdo estas variações forem impedidas por vínculos. 
Deformação específica = delta L/ L 
 
 
Para peças de concreto submersas ou enterradas não se 
deve considerara o efeito variação de temperatura. 
 
Determinação do coeficiente de rigidez de tubulão 
parcialmente enterrado. 
Pagina 53, seguir caderno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TREM TIPO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aparelhos de Apoio