Lista exercícios Pontes

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1° lista de exercícios – PONTES
1- Por que o sistema de protensão do concreto é largamente utilizado para a construção de pontes? Por que sua utilização comumente está associada aos elementos da superestrutura e não da infraestrutura?
R: Sua utilização na construção de Pontes é dada devido seu sistema de protensão atribuir uma melhor resistência a tração das vigas, maior rigidez, alta capacidade de cisalhamento, rapidez de construção, redução de deformações, fornecendo ao concreto grande capacidade de vencer vãos longos. Sua utilização está associada aos elementos da superestrutura, pois sua função é resistir aos momentos fletores, pelas quais são tracionados na parte inferir da superestrutura.
2- Explique as funções do aparelho de apoio.
R: O aparelho de apoio tem como função, transmitir as cargas provenientes do tabuleiro para os pilares, bem como propiciar a absorção de esforços ou descolamentos horizontais ou de rotação.
3- Por que o tamanho do vão livre da ponte interfere na escolha do sistema estrutural? Explique como o custo também depende desse fator.
R: O tamanho do vão livre da ponte interfere na escolha do sistema estrutural devido alguns tipos de pontes/estruturas serem mais adequados para cada tipo de situação, por exemplo: em vãos curtos, recomenda-se o uso de pontes em laje, pois acarreta uma melhor estética, rapidez de execução e baixo custo. Em situações que o vão é extenso, recomenda-se outras formas de estrutura, como por exemplo Ponte em Treliça, na qual há economia de material, consequentemente baixo custo, porém pode acarretar maior custo de manutenção. Quando não se há preocupação prioritária com a estética, o custo influenciará diretamente na escolha do tipo de ponte, pois os variados processos construtivos propiciam reduções significativas de custo.
4- Explique por que a construção em arco é utilizada para pontes desde a antiguidade e quais são suas vantagens sob o ponto de vista do seu comportamento estrutural.
R: A construção de pontes em arco é utilizada desta a antiguidade devido sua capacidade de reduzir os esforços de flexão devido sua forma. Quando no início o concreto armado ainda não era utilizado, a predominância da compressão devido a forma da estrutura, propiciava o vencimento de vãos maiores, com maior segurança. As vantagens para este tipo de estrutura são: Redução dos esforços de flexão devido sua forma, podem ser projetadas com tabuleiro inferior, superior ou intermediário, e redução de consumo de material em grandes vãos.
5- Cite alguns critérios que poderiam justificar a construção de pontes em aço ao invés do sistema em concreto armado ou protendido.
R: A construção de pontes em aço possui vários benefícios que justificam seu emprego ao invés do concreto armado, tais como: São estruturas bastante rígidas, sendo assim bastante seguras. São estruturas mais esbeltas e sua concepção provém de rapidez na execução, além de possuírem agradável visual estético.
6- Por que existem juntas no encontro da rodovia com a estrutura da ponte? Por que são previstos cobrimentos para essas juntas?
R: As juntas no encontro da rodovia com a estrutura da ponte são concebidas para aliviar os pilares dos esforços provenientes da entrada e saída de veículos na estrutura, ou seja, ocorre movimentos horizontais que precisam ser inibidos sem que haja transmissão para os elementos da mesoestrutura. Além de que as juntas também suprimem esforços parasitais, como: retração do concreto, deformação lenta, variação de temperatura e esforços de protensão. Os cobrimentos são previstos em função das obras de restauração de rodovias, que podem ocasionar a obstrução das juntas.
7- Tente relacionar a escolha da seção transversal da ponte com o tamanho das pistas de rolamento. Pesquise sobre a seção em viga caixão ou celular e sua maior utilização em centros urbanos em relação às pontes com seção em viga T.
R: As pontes com seção em viga T são compostas por longarinas e transversinas, que trabalham como uma estrutura em grelha distribuindo as cargas. Este tipo de comportamento propicia a utilização em pontes que necessitam de pistas de rolamentos mais largas. Já a viga em caixão, é formada por uma única peça. Este fator proporciona uma grande rigidez à torção, menor altura da seção, menor número de vigas a dispor no tabuleiro e maior capacidade de acomodar tensões de compressão nas seções de apoio devido à existência do banzo inferior. As vigas com seção caixão apresentam maior durabilidade e possui uma estética mais agradável, por isso são mais utilizadas em centros urbanos em relação as pontes com seções em viga T.
8- Em uma vistoria de pontes em um trecho rodoviário, foi verificada a grande incidência de patologias em uma viga transversina de uma determinada ponte. O engenheiro responsável pela vistoria classificou a patologia como “secundária” com intervenção “não-prioritária”. Essa análise é possível, sendo a viga transversina um elemento estrutural?
Faça uma análise dessa classificação e justifique sua resposta.
R: Sim, pois as vigas transversinas não são elementos estruturais principais. Elas são estruturas que propiciam o enrijecimento das vigas principais, colaborando para a estabilidade da estrutura, mas não sendo as incidências das patologias descritas, critérios que possam ocasionar o colapso da estrutura à curto prazo.
9- Faça uma breve análise sobre a função de cada elemento de uma ponte, classificando-os como estruturais e não estruturais. É possível fazer uma classificação de acordo com a importância de cada elemento estrutural na estabilidade de uma ponte?
R: Superestrutura
Tabuleiro: Normalmente é uma laje de concreto ou aço que suporta diretamente a estrutura de pavimento e as cargas do tráfego acima dela. É um elemento estrutural.
Vigas - Estrutura principal: Parte destinada a vencer a distância entre dois apoios sucessivos (vão), recebendo a totalidade das cargas aplicadas na superestrutura. Podem ser de viga única, vigamento simples ou múltiplos, pórticos, arcos ou suspensas. É um elemento estrutural.
Cortinas e abas Laterais: São elementos estruturais transversais colocados nas extremidades das pontes sem encontros. Sua finalidade além do enrijecimento transversal, é a retenção parcial dos aterros de acesso. É um elemento estrutural.
Juntas de dilatação: São intervenções que permitem os deslocamentos provenientes das variações térmicas e no caso do concreto, pela retração e fluência deste material. É um elemento estrutural.
Dispositivos de proteção: São elementos do tipo, barreiras de concreto, guarda-rodas, defensas metálicas e guarda corpos, com função de fornecer maior segurança aos usuários. Não são elementos estruturais.
Elementos de captação e drenagem: Tem a função de escoar as águas pluviais que caiem sobre o tabuleiro. Não é um elemento estrutural.
Lajes de transição: São lajes de concreto armado apoiadas em um dente da estrutura. Sua função é amenizar diferenças de nível entre o aterro e o tabuleiro da ponte, provocadas por recalque do primeiro. É um elemento estrutural.
Mesoestrutura
Aparelhos de apoio: Os aparelhos de apoio vinculam a superestrutura à mesoestrutura que permitem a rotação e deslocamentos horizontais da estrutura. É um elemento estrutural.
Pilares, pórticos, paliçadas, torres: São elementos que se desenvolvem preferencialmente no sentido vertical, podendo também ser inclinados. Tem como função fazer chegar às fundações as reações da superestrutura. São elementos estruturais.
Infraestrutura
Fundações: Tem como função transmitir ao solo as cargas provenientes da mesoestrutura. É um elemento estrutural.
10- As barreiras New Jersey são ligadas à laje do tabuleiro através de barras de aço, solidarizando essas estruturas. Justifique essa prática.
As barreiras New Jersey são ligadas à laje, afim de criar uma maior rigidez do elemento, tornando-o parte da estrutura, funcionando com um elemento estrutural.
11- Um caminhão, ao passar por baixo de uma ponte rodoviária, se chocou contra uma longarina,arrebentando algumas armaduras longitudinais inferiores. A rodovia possui elevado volume médio diário de tráfego (VMD). Você recomendaria reparo imediato? A situação é urgente? Justifique sua resposta.
R: Sim, recomendaria reparo imediato, pois a situação é urgente.
As longarinas são parte da estrutura principal, e dependendo da solicitação imposta à ponte após o incidente, poderá ocasionar o colapso da estrutura, uma vez que as armaduras inferiores foram danificadas, deixando a viga sem resistência a flexão.
12- O colapso da Hintze Ribeiro (Entre-rios) em Portugal no ano de 2001 foi atribuído à extração de areias nos arredores. Explique como isso poderia prejudicar a estabilidade da ponte e a qual tipo de elemento de projeto esse agente pertence.
R: A extração de areia do rio Douro ocasionou o rebaixamento de seu leito provocando um descalçamento da base da fundação, resultante de erosão localizada. Este processo comprometeu a estabilidade da estrutura, ocasionando o colapso. A fundação é um tipo de elemento estrutural da infraestrutura.
13- A Ponte Anita Garibaldi em Santa Catarina e a ponte Orestes Quércia em São Paulo foram construídas com sistema de estais (Pontes estaiadas). Explique porque foram usados esses sistemas e porque os estais estão localizados apenas nos vãos centrais. 
R: A ponte Anita Garibaldi foi feita como estrutura estaiada pois possuí vão extenso sobre o Rio, não podendo haver interrupções das embarcações marítimas. O mesmo se aplica no que diz respeito à interrupções, para a ponte Orestes Quércia, apesar do rio Tietê não ser de navegação, há as marginais da rodovia que não podem sofrer interrupções de longa duração.
14- Para quais projetos a execução em balanços sucessivos (ou progressivos) é viável? A princípio, essa solução possui maior ou menor impacto ambiental?
R: Sua aplicação é viável quando há necessidade de vencer grandes vãos, em torno de 60 a 240m em locais com restrições para implantação de escoramentos. Também é aplicável quando a altura da ponte em relação ao terreno é muito grande ou quando é preciso transpor vias de tráfego intenso em perímetros urbanos. É uma obra com menor impacto ambiental, pois há poucas intervenções ao meio ambiente.
15- A frota constituinte do tráfego rodoviário atual possui maior capacidade de carregamento, diferindo das cargas de projeto utilizadas na construção da maior parte das pontes existentes na malha rodoviária brasileira. Pesquise sobre a evolução dessas cargas. Pesquise também sobre o tema aplicado às pontes ferroviárias. Compare o resultado de suas pesquisas. Faça uma breve análise sobre os resultados.
R: Com o avanço tecnológico, que propiciou a geração de meios de transportes cada vez mais capazes de transportarem cargas em termos de quantidade e peso, houve-se um crescimento significativo dos esforços solicitantes nas rodovias e ferrovias brasileiras, afetando diretamente nas estruturas das pontes.
Diversas pontes brasileiras, são antigas, e como todo projeto estrutural de engenharia, foram concebidas para suportarem um esforço máximo. Deste modo, em alguns casos, estamos diante da deterioração de várias pontes brasileiras, em que estão sendo solicitadas em excesso devido esta evolução dos carregamentos. Em alguns casos, dependendo do tipo de carregamento, não há a possibilidade de tráfego, visto que é iminente o risco de colapso, fazendo-se necessário o uso rotas alternativas.
 
16- Faça os exemplos de aplicação nº 02 e 03.