AVA 9 Projeto da meso e infra estrutura de uma ponte celular

Prévia do material em texto

Projeto da meso e infra-estrutura de
uma ponte celular
COMPREENDER AS ETAPAS DO PROCESSO DO PROJETO DE UMA PONTE CELULAR.
AUTOR(A): PROF. EDNILSON SILVA RIBEIRO
PROJETO DA MESO E INFRAESTRUTURA DE UMA PONTE CELULAR
 
Neste tópico serão abordados em linhas gerais as etapas que constituem o projeto de uma ponte celular e os
aparelhos de apoio e a infraestrutura necessários.
 
 
1. O projeto
O projeto a ser analisado é o apresentado, com as seguintes características:
- Ponte sobre vale;
- Vão total de 78,00 m
- Superestrutura: Ponte celular
- Meso estrutura: aparelhos de apoio de neoprene e encontros nas extremidades
- Infraestrutura:
a) apoios das extremidades: tubulões;
b) apoios intermediários: sapatas
 
2. Dados Geométricos da Ponte
01 / 15
Legenda: CORTE LONGITUDINAL ESQUEMáTICO.
Legenda: CORTE TRANSVERSAL ESQUEMáTICO.
2.2. Características Geométricas
02 / 15
 
2.2.1. Seção do vão
H = 1,75 m
A = 5,463 m
I = 2,082 m
yi = 1,177 m
ys = 0,573 m
Wi = 1,769 m
Ws = 3,633 m
Ki = 0,324 m
Ks = 0,665 m
 
 
2.2.2. Seção dos Apoios Centrais
H = 1,75 m
A = 6,072 m
I = 2,569 m
yi = 1,082 m
ys = 0,668 m
Wi = 2,373 m
Ws = 3,848 m
Ki = 0,391 m
Ks = 0,634 m
 
3. Sistema Estrutural
2
4
3
3
2
4
3
3
03 / 15
Legenda: ESQUEMA DO SISTEMA ESTRUTURAL.
Como pode-se verificar, será adotado o sistema estrutural menos complexo, ou seja, a solução com 1
equação e 1 incógnita.
 
4. Ações a Considerar
V { g1, g2, G2, q, Q, recalques de apoio, hiperestático de protensão }
Hl { frenação, aceleração, temperatura, retração, deformação lenta, protensão, empuxo de terra, eventual
vento }
Ht { vento, força centrífuga, empuxo hidrodinâmico }
 
04 / 15
Casos de Carga a Considerar:
1 - Nmín. , Mconcomitante
2 - Nmáx , Mconcomitante
3 - Mmáx , Nconcomitante
 
4.1. Cargas Permanentes
-g1
apoios internos :                g1 = 6,072    25,00 = 151,8 kN/m        g1 = 151,8 kN/m
vão e apoios externos : g1 = 5,463    25,0 = 136,6 kN/m           g1 = 136,6 kN/m
 
-g2
pavimentação :                g2 = 0,10    11,20    24,0 = 26,88 kN/m                g2 = 26,88 kN/m
guarda rodas :                 g2 = 2    0,395    25,0 = 19,75 kN/m                      g2 = 19,75 kN/m
 
4.1.1. Esquema das cargas permanentes
Legenda: ESQUEMA DAS CARGAS PERMANENTES
4.2. Cargas Variáveis (TT45)
Ï¿ = 1,4 - 0,007x(24,00 + 30,00)x 0,5 = 1,211m
05 / 15
 
4.2.1. Todo tabuleiro carregado (TTC)
- trem tipo homogeneizado para flexão e cortante
Q = 1,211x2x60,0 = 145,32 kN                   Q = 145,32 kN
q = 1,211x5,0x 11,20 = 67,816 kN/m          q = 67,816 kN/m
ESQUEMA DE TODO TABULEIRO CARREGADO (TTC)
4.2.2. Meio tabuleiro carregado (MTC)
 
- trem tipo homogeneizado para flexão e cortante
 
Q = 1,211x2 x60,0 = 145,32 kN         Q = 145,32 kN
q = 1,2115,0x5,60 = 33,908 kN/m      q = 33,908 kN/m
Objeto disponível na plataforma
Informação:
Esquema de todo tabuleiro carregado (TTC)
Esquema de todo tabuleiro carregado (TTC)
06 / 15
Legenda: ESQUEMA DE MEIO TABULEIRO CARREGADO (MTC)
07 / 15
Com essas informações pode-se proceder ao dimensionamento dos elementos que compõem a ponte:
 
Solução para a superestrutura: Ponte celular
Solução para a meso estrutura:
- aparelhos de apoio de neoprene
- encontro
Solução para a infraestrutura:
- apoios de extremidade: tubulões
- apoios intermediários: sapata.
 
Este dimensionamento se dará em sala de aula, devido a sua complexidade.
Vamos a seguir fazer um breve apanhado sobre os esquemas de cálculos para as soluções relacionadas;
 
5. Ponte celular
As pontes celulares têm sido cada vez mais utilizadas em função das suas grandes qualidades estruturais
(boa rigidez e resistência a torção e flexão, seja para momentos positivos, seja para negativos) e do
progresso dos métodos construtivos. Essas seções são preferencialmente unicelulares por economia de
materiais e de mão de obra. Só se justifica o uso de seções multicelulares em obras exageradamente largas,
sobretudo aquelas em que a largura é bem superior à metade do vão. As pontes celulares também são
chamadas de “vigas caixão”.
08 / 15
Legenda: TIPOS DE SEçãO DE PONTE CELULAR
No caso da seção celular, os esforços dependem basicamente de duas situações de projeto:
Carregamento de todo o tabuleiro: máximo momento fletor, máxima força cortante, com ou sem momento
de torção;
Carregamento de parte do tabuleiro: máximo momento de torção, momento fletor e força cortante.
 
6. Aparelho de apoio de neoprene
                      Neoprene é a denominação comercial de um elastômero (borracha sintética) à base de
policloropreno, que apresenta as seguintes características:
09 / 15
- Baixo Módulo de deformação transversal;
- Baixo módulo de deformação longitudinal;
- Tensão normal de compressão de serviço, da ordem de grandeza dos concretos usuais;
- Boa durabilidade;
- Requer manutenção menos rigorosa.
 
Os aparelhos de apoio de neoprene são articulações elásticas que possibilitam os movimentos de translação
e rotação ocasionados pela grande deformabilidade transversal e longitudinal do material
Para reações de apoio de pequena intensidade e espessuras das placas também pequenas, pode-se utilizar
apenas o neoprene. Porém, nos casos usuais de pontes, são empregadas placas de neoprene intercaladas
com chapas de aço vulcanizadas no neoprene, formando um bloco único; as chapas de aço exercem um
efeito de cintamento sobre as placas de neoprene, reduzindo o seu achatamento excessivo, e aumentando
as tensões admissíveis no apoio; os aparelhos de apoio assim constituídos são chamados de neoprene
cintado ou fretado.
10 / 15
Legenda: ESQUEMA DAS REAçõES DOS NEOPRENES
7. Encontros
                      Os encontros são elementos de transição entre a estrutura da ponte e o terrapleno, e têm a dupla
função, de suporte da ponte, e de proteção do aterro contra a erosão.
Devem ser, portanto dimensionados para resistir às reações verticais e horizontais da superestrutura, e
também ao empuxo do aterro.
Os encontros, têm um paramento frontal e alas laterais longitudinais, inclinadas ou transversais. As alas
laterais podem ser isoladas do paramento frontal, ou ligadas a ele formando uma estrutura monolítica.
11 / 15
Legenda: ESQUEMA DE CáLCULO DOS ENCONTROS
8. Tubulões
            A fundação por tubulão pode ser classificada como fundação profunda, pois ao longo do fuste pode
ocorrer transferência de carga entre o solo e o fuste do tubulão. Porém, como comenta Cinta etal. (2003): na
prática profissional brasileira de projeto de fundações, há a tradição de não calcular a parcela de resistência
lateral, supondo-a nula ou apenas o suficiente para equilibrar o peso próprio do tubulão, mesmo no caso de
tubulões a céu-aberto. A fundação por tubulão é um poço escavado no terreno com auxílio de uma camisa
metálica ou de concreto, no qual se faz um alargamento na base, e posteriormente preenchido com
concreto.
12 / 15
Legenda: ESQUEMA DO TUBULãO PARA CáLCULO
9. Sapatas
            Elemento de fundação direta de concreto armado, de altura menor que o bloco, utilizando armadura
para resistir a esforços de tração.
13 / 15
Legenda: ESQUEMA DAS SAPATAS
REFERÊNCIA
Deds, M. K. E.; Takeya, T, INTRODUÇÃO ÀS PONTES DE CONCRETO - USP São Carlos
FREITAS, Moacyr de. Infraestrutura de pontes de vigas. São Paulo: Blucher, 2001.
Prof. Engº Msc. Valdir Moraes. Notas de aula.
Site: http://www.engenhariapt.com/2013/04/12/tipos-de-pontes
(http://www.engenhariapt.com/2013/04/12/tipos-de-pontes), acessado em 03/04/2016.
Maj Ana Maria. Notas de aula.
FREITAS, M. Pontes:introdução geral - definições. São Paulo, EPUSP, 1981.
LEONHARDT, F. Construções de concreto, vol. 6: Princípios básicos da construção de pontes de concreto.
Rio de Janeiro, Editora Interciencia, 1979.
14 / 15
Prof. Dr. Fernando Rebouças Stucchi, São Paulo, 2006 PEF-2404 - PONTES E GRANDES ESTRUTURAS
(NOTAS DE AULA), EPUSP
Fernando Rebouças Stucchi; Kalil José Skaf, Escola Politécnica da Universidade   de São Paulo, PEF -
Departamento de Estruturas e Fundações - PEF2404 - Pontes e Grandes Estruturas - 2. Projeto da
Infraestrutura
15 / 15