AVA 5 Tabuleiros e vigas de pontes

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Tabuleiros e vigas de pontes
FORNECER UMA VISÃO GERAL SOBRE OS ELEMENTOS DA SUPERESTRUTURA DENOMINADOS
TABULEIROS E VIGAS DE PONTES.
AUTOR(A): PROF. EDNILSON SILVA RIBEIRO
TABULEIROS E VIGAS DE PONTES
 
1. Elementos da superestrutura
Neste tópico são abordados os elementos que compões a superestrutura.
A superestrutura é constituída pelos elementos destinados a vencer o obstáculo a transpor e receber as
cargas dos veículos e outras cargas que transitam sobre a ponte.
A superestrutura subdivide-se em:
 
- Estrutura principal
É formada pelas peças que, após receberem, de forma direta ou indireta, as cargas que transitam sobre a
ponte, as transmite aos elementos da infraestrutura através dos aparelhos de apoio. A estrutura principal
nas pontes de vigas é constituída pelas "vigas principais", também chamadas de longarinas, que são peças
longitudinais.
 
- Estrutura Secundária
A estrutura secundária é representada pelo conjunto de elementos que recebem diretamente a ação das
cargas que circulam sobre a ponte, transmitindo-a aos elementos da estrutura principal, de forma direta ou
indireta. São constituídas pelas lajes e transversinas.
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Legenda: ELEMENTOS DA SUPERESTRUTURA
2. Classificação dos elementos da superestrutura
Os elementos da superestrutura são classificados em:
2.1. Pontes em laje
Sistemas de cálculo:
Sistema longitudinal: biapoiada ou contínua
Sistema transversal: maciça ou vazada (nervurada)
 
Nas seções transversais de pontes de lajes maciças, o tabuleiro e o sistema estrutural principal formam uma
peça única.
 
 
2.2. Pontes em viga
Sistemas de cálculo
Sistema longitudinal: biapoiada ou contínua
Sistema transversal: 2 ou mais vigas (tê ou celular), 1 viga celular (caixão)
 
Nas seções transversais de pontes de vigas, o tabuleiro e o sistema estrutural principal formam sistemas
separados.
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3. Sistemas longitudinais usuais
Os sistemas longitudinais mais usualmente utilizados são os seguintes:
Legenda: SISTEMAS LONGITUDINAIS USUAIS.
 
 
3.1. Pontes de laje
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Legenda: PONTE EM LAJE CONTíNUA.
3.2. Pontes de vigas
3.2.1. Vinculações típicas
3.2.1.1. Vigas simplesmente apoiadas
Neste caso pode-se ter um tramo único ou uma sucessão de tramos.
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Legenda: ESQUEMAS ESTáTICOS DE PONTES EM VIGAS SIMPLESMENTE APOIADAS SEM BALANçOS.
A sucessão de tramos simplesmente apoiados é usualmente empregada nas pontes em que se utiliza o
processo construtivo com vigas pré-moldadas.
As vigas simplesmente apoiadas sem balanços se constituem num tipo estrutural relativamente pobre, pois
imposto um determinado vão, existem poucas possibilidades de melhorar a distribuição dos esforços. Em
razão disto, os vãos empregados com este tipo estrutural, dificilmente ultrapassam a casa dos 50 metros.
No caso da sucessão de tramos é usual, atualmente, executar-se a laje do tabuleiro contínua em três a
quatro tramos, para diminuir o número de juntas na pista. Cabe destacar que neste caso haverá reflexos
benéficos também na distribuição de esforços nos apoios devidos às ações horizontais, como por exemplo
na ação da frenagem.
As vigas simplesmente apoiadas com balanços possibilitam uma melhor distribuição de esforços
solicitantes, pois ao introduzir momentos negativos nos apoios haverá uma diminuição dos momentos
positivos no meio do vão.
Além dessa vantagem, o tipo estrutural em questão possibilita, de uma forma natural, a eliminação do
encontro, que é uma estrutura relativamente cara. Por outro lado, este tipo estrutural apresenta uma
desvantagem relacionada à manutenção, que é a dificuldade de impedir a fuga de material nas extremidades
da ponte junto ao aterro. Em consequência desta desvantagem, o emprego deste sistema estrutural tem
sido militado ultimamente.
 
 
3.2.1.2. Vigas contínuas
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Quando o comprimento da ponte pode ser subdividido em vãos parciais, o esquema de vigas contínuas
aparece como solução natural.
Legenda: ESQUEMA ESTáTICO DE PONTE EM VIGA CONTíNUA.
Se não houver restrições de ordem urbanística, topográfica ou construtiva, deve-se fazer os vãos extremos
cerca de 20% menores que os vãos internos de forma que os máximos momentos fletores sejam
aproximadamente iguais, resultando assim uma melhor distribuição das solicitações.
Em concreto protendido, tem-se empregado também a alternância de vãos longos com vãos curtos, na
proporção de 1:0,3 a 1:0,1. Neste caso procura-se o maior confinamento dos efeitos da carga móvel nos
tramos longos, com a maior rigidez promovida pelos apoios pouco espaçados dos tramos curtos.
A distribuição de momentos fletores pode também ser melhorada através da adoção de momentos de
inércia das seções variáveis ao longo dos vãos. O aumento do momento de inércia das seções junto aos
apoios, implicará no aumento do momento fletor negativo dessas seções, e na diminuição do momento
fletor positivo das seções do meio dos vãos, o que possibilitará a redução da altura das seções nestas
posições; essa redução da altura das seções no meio dos vãos poderá por seu turno, facilitar o atendimento
dos gabaritos relativos à transposição do obstáculo.
 
3.2.1.3. Vigas Gerber
A viga Gerber, pode ser entendida como derivada da viga contínua, na qual são colocadas articulações de tal
forma a tornar o esquema isostático, e como conseqüência disto, não receberá esforços adicionais devidos
aos recalques diferenciais dos apoios.
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Legenda: ESQUEMA ESTáTICO DE PONTE EM VIGA GERBER E AS ARTICULAçõES.
Se as articulações forem dispostas nos pontos de momento nulo do diagrama de momentos fletores
provocados pela carga permanente, tem-se, o comportamento da viga Gerber, em relação às cargas
permanentes, igual ao das vigas contínuas. Assim, para pontes de grandes vãos, em que o peso próprio
representa uma grande parcela da totalidade das cargas, as vigas Gerber teriam um comportamento
próximo ao das vigas contínuas, sem sofrer a influência danosa dos recalques diferenciais. As pontes de
vigas Gerber, normalmente, apresentam três ou cinco tramos.
Vale ressaltar que, quando os vãos são desiguais, as articulações colocadas nos tramos maiores, resultam
em uma melhor distribuição dos momentos fletores devidos à carga móvel.
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Legenda: ENVOLTóRIA DE MOMENTOS FLETORES EM VIGA GERBER DE TRêS TRAMOS.
3.2.1.4. Faixa de vãos
As pontes em vigas varrem uma faixa de vãos bastante grandes, iniciando dos menores vão de pontes e
chegando a vãos da ordem de 300 metros, para pontes em vigas contínuas. Já as pontes em vigas
simplesmente apoiadas chegam a atingir a casa dos 70 metros, mas em condições excepcionais.
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Legenda: PONTE EM VIGA DE CONCRETO: 301M (STOLMASUNDET, NORUEGA, 1998)
4. Sistemas transversais usuais
4.1. Pontes de lajes
Classificação da seção transversal:
- Lajes maciças
- Lajes vazadas
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Legenda: LAJES MACIçAS
Legenda: LAJES VAZADAS
4.2.Pontes de vigas
Classificação da seção transversal:
- seção aberta
- seção fechada ou celular
- seção mista
 
4.2.1.Seção aberta
A superestrutura é de seção aberta quando não apresenta laje inferior, tipo usual das pontes de vigas, sejam
as que possuem duas vigas principais ou grelhas.
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Legenda: SEçãO ABERTA.
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Legenda: PONTE EM 2 VIGAS Tê BI APOIADAS - ESQUEMA DE CáLCULO.
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Legenda: ESQUEMA DE CáLCULO DAS PONTES EM GRELHA.
4.2.2. Seção fechada ou celular
A superestrutura é de seção celular quando possui laje inferior. Neste caso as vigas principais recebem o
nome de nervuras.
Legenda: SEçãO FECHADA OU CELULAR.
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Legenda: ESQUEMA DE CáLCULO DAS PONTES CELULARES.
4.4.3. Seção mista
Apresenta seções diferentes ao longo da seção longitudinalda superestrutura da ponte.
 
Embora apresente problemas construtivos mais complexos que as seções abertas, as seções celulares
possuem aspecto estético mais favorável. Além do aspecto estético mais favorável, o que as torna
preferíveis na execução de obras urbanas, as seções celulares apresentam maior resistência à torção que as
seções abertas, sendo em consequência menos deformáveis. É a existência da laje inferior que permite a
uma seção celular apresentar comportamento estático mais favorável, com relação à deformação e torção
em relação a uma secção aberta com as mesmas proporções.
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Legenda: COMPARAçãO DA DEFORMAçãO: SEçãO ABERTA X SEçãO CELULAR.
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.
Prof. Dr. Fernando Rebouças Stucchi, São Paulo, 2006 PEF-2404 - PONTES E GRANDES ESTRUTURAS
(NOTAS DE AULA), EPUSP
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