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Disciplina: Projecto de Estradas e Pontes Curso: Engenharia Civil, 4º Ano, 2º Semestre 2016 Capítulo 1 – INTRODUÇÃO 1.1 Definições Projecto (tipo & fases) Obras de arte 1.2 Constituição das pontes Tipo e característica do atravessamento Tipo de Utilização Material do Tabuleiro Tipo de Apoios/Sustenção Número de Vãos Obras de arte 1.3 Desenvolvimento histórico das pontes História Origem Bibliografia: 1. Instruções para o Cálculo dos Honorários Portaria, República Portuguesa 2. Regulamento de Segurança e Acções para Estruturas de Edifícios e Pontes (RESAEP) Decreto-Lei 235/83, de 31 de Maio, República Portuguesa 3. Construções de Concreto – Princípios Básicos Sobre Armação de Estruturas de Concreto Armado Leonarhtd and Moning, lnterciência, 2007 Projectos 1. Definições: Projecto (Geral) – documento que define as características impostas pela função específica da obra e no qual se integram os projectos das especialidades que o condicionam ou por ele são condicionados. Tipos de Projectos Projecto de Remodelação – projecto com base numa obra existente e tendo em vista introduzir alterações de estruturas ou de utlilização; Projecto de Ampliação – projecto de remodelação, no qual a capacidade de utlilização sofre acréscimos; Projecto de Restauro – projecto de remodelação que tem por objectivo fundamental a revalorização da obra existente, sem aumento da capacidade de utilização original; Projecto de Variante – projecto elaborado a partir de outro já existente, sem modificação da sua concepção geral e dos seus objectivos; Projecto de Arquitectura de Interiores – projecto que tem por objectivos a criação de um ambiente e a definição de revestimentos, decorações, mobiliário e outro equipamento; Projecto de Instalações – projecto que tem por objectivo o traçado e o dimensionamento das redes de canalizações (água, esgotos, combate a incêndios) e de condutores de energia eléctrica, incluindo acessórios e aparelhagem de manobra e protecção, indispensáveis ao funcionamento do equipamento da obra; Fases do Projecto (algumas podem ser suprimidas por acordo entre as Partes) Programa Preliminar: Além das informações gerais (cada tipo de projecto), conterá as seguintes: a) Objectivos da obra; b) Características gerais a que deve satisfazer; c) Dados sobre a localização do empreendimento; d) Elementos topográficos e cartográficos, a escalas convenientes; e) Dados básicos relativos às exigências de comportamento, funcionamento, exploração e conservação da obra; f) Limites de custo e, eventualmente, indicações relativas ao financiamento do empreendimento; g) Indicação geral dos prazos para a elaboração do projecto e para a execução da obra. Programa Base: Será apresentado de forma a proporcionar ao dono da obra, a compreensão clara das soluções propostas pelo autor do projecto, de acordo com as condições expressas no programa preliminar. No caso de o contrato não especificar outras condições, entende-se que o programa base a apresentar, à aprovação do dono da obra, deverá incluir os elementos referidos (para cada tipo de projecto) e mais os seguintes: a) Esquema da obra ou da sequência das diversas operações a realizar; b) Definição dos critérios gerais de dimensionamento das diferentes partes constitutivas da obra; c) Indicação dos condicionamentos principais relativos à ocupação do terreno (áreas de ocupação, características topográficas, climáticas e outras) e às exigências urbanísticas (infra- estruturas, servidões, aspectos, paisagísticos, etc.); d) Peças escritas e desenhadas necessárias para o perfeito esclarecimento do programa base – no seu todo ou em qualquer das suas partes, incluindo as que se justifiquem para definir – de forma expressiva, as alternativas de solução propostas pelo autor do projecto, e comprovar a sua viabilidade, em função das condições de espaço, de carácter tecnológico, de custos, de financiamento e de prazos; e) Estimativa geral do custo do empreendimento, tendo em conta os encargos mais significativos, e despesas com estudos e projectos e administração; f) Estimativa de custo de manutenção e conservação da obra, na solução ou soluções propostas; g) Descrição e justificação das exigências de comportamento, funcionamento, exploração e conservação da obra; h) Informação sobre a necessidade de obtenção de elementos (cartográficos, geológicos, hidrológicos, etc) que interessem ao estudo do problema, bem como a realização de modelos, ensaios, maquetas, trabalhos de investigação, e quaisquer outras actividades ou formalidades que podem ser exigidas, quer para a elaboração do projecto, quer para a execução da obra. Estudo Prévio: Será constituído por peças escritas e desenhadas e por outros elementos informativos, de modo a possibilitar ao dono da obra a fácil apreciação das soluções propostas pelo autor do projecto e o seu confronto com as exigências do programa base. Se o contrato não especificar outras condições, entende-se que o estudo prévio, a apresentar ao dono da obra, conterá os seguintes: a) Memória descritiva e justificativa, incluindo capítulos respeitantes a cada um dos pertinentes objectivos do estudo prévio; b) Elementos gráficos elucidativos de cada uma das soluções propostas, sob a forma de plantas, alçados, cortes, perfis e outros desenhos, em escala apropriada c) Dimensionamento aproximado e características principais dos elementos fundamentais da obra; d) Definição geral dos processos de construção e da natureza dos materiais mais significativos e dos equipamentos; e) Estimativa do custo da obra; f) Justificação discriminada das eventuais diferenças entre esta estimativa e a constante no programa base; g) Proposta de revisão do programa base de acordo com as alterações eventualmente acordadas entre o dono da obra e o autor do projecto. Anteprojecto ou projecto Base: Será constituído por peças escritas, peças desenhadas e outros elementos que permitam a conveniente definição e dimensionamento da obra e ainda o indispensável esclarecimento do modo da sua execução. Caso o contrato não especificar as condições de apresentação do projecto base, o autor do projecto deverá apresentar à aprovação do dono da obra, além dos elementos referidos (para cada tipo de projecto) mais os seguintes: a) Peças desenhadas, a escalas convenientes, e outros elementos gráficos que explicitem a planimetria e a altimetria das diferentes partes componentes da obra, e fixem com rigor o seu dimensionamento; b) Peças escritas que descrevam e justifiquem as soluções adoptadas, incluindo capítulos especialmente destinados a cada um dos objectivos especificados para o projecto base; c) Descrição dos sistemas e dos processos de construção previstos para a execução da obra e das características técnicas e funcionais dos materiais, elementos de construção e equipamento; d) Avaliação das quantidades de trabalho a realizar e respectivos mapas; e) Orçamento preliminar da obra; f) Programa de trabalhos, indicando as operações consideradas vinculantes no plano a apresentar pelo empreiteiro. Projecto: Será apresentado por forma a constituir um conjunto coordenado das informações escritas e desenhadas de fácil, e inequívoca, interpretação por parte das entidades intervenientes na execução da obra. Se outras condições não estiverem fixadas no contrato, o projecto de execução incluirá as seguintes peças: a) Memória descritiva e justificativa, evidenciando os seguintesaspectos: definição e descrição geral da obra, no que se refere e ao fim a que se destina, à sua localização, interligações com outras obras, etc.; análise da forma como se deu satisfação às exigências do programa base; indicação da natureza e condições do terreno; justificação da implantação da obra e da sua integração nos condicionamentos locais existentes ou planeados; descrição das soluções adoptadas com vista à satisfação das disposições legais e regulamentares em vigor; indicação das características dos materiais, dos elementos de construção, das instalações e do equipamento; justificação técnico-económica, com referência especial aos planos gerais em que a obra se insere; b) Cálculos relativos às diferentes partes da obra, apresentados de modo a definirem, pelo menos, os elementos referidos para cada tipo de obra e a eventualmente justificarem as soluções adoptadas; c) Medições, dando a indicação da quantidade e qualidade dos trabalhos necessários para a execução da obra, devendo ser adoptadas as normas em vigor, e respectivas espeficicações técnicas; d) Orçamento, baseado nas quantidades, e qualidades de trabalho das medições; e) Peças desenhadas, de acordo para cada tipo de obra, a escalas convenientes, e devendo conter as indicações numéricas indispensáveis e a representação de todos os pormenores necessários à perfeita compreensão, implantação e execução da obra; f) Condições técnicas, gerais e especiais, do caderno de encargos. Tipos de Obras e suas Fases 2. ESTRADAS Programa Preliminar: Informações especiais: Pontos obrigatórios de passagens e aglomerados a servir; Características ou dados de tráfego suficientes paa a sua determinação. Programa Base: Informações especiais: indicação dos estudos económicos, de tráfego, geológicos, geotécnicos e hidrológicos que porventura sejam necessários, incluindo inquéritos, sondagens e análises. Estudo Prévio: Informações especiais: a) Resultados de estudos de tráfego e dos inquéritos de origem e destino; b) Estudo económico; c) Reconhecimento geológico; d) Estudo hidrológico; e) Estudo paisagístico; f) Estudo corográfico; g) Traçado em planta das soluções estudadas, nas escalas de 1:5000, 1:10 000 ou 1:25 000; h) Perfil longitudinal correspondente a essas soluções, nas escalas de 1:2000, 1:5000 ou 1:10 000, para os comprimentos, e de 1:2000 ou 1:1000, para as alturas, no qual sejam indicaas as obras de arte especiais; i) Perfil transversal tipo, nas escalas de 1:5000 ou 1:100. Anteprojecto ou projecto Base: Informações especiais: a) Memória descritiva e justificativa, incluindo capítulos sobre os seguintes assuntos tratados em relatórios anexos: Estudo geológico complementar dos reconhecimentos efectuados, se necessário; Reconhecimento geotécnico, pesquisas de materiais e dimensionamento do pavimento; Estudo hidrológico; Paisagismo; Arquitectura; b) Esboço corográfico; c) Traçado em planta nas escalas de 1:2000, 1:5000 ou 1:1000, num sistema de coordenadas ligado ao nivelamento geral do País; d) Traçado em perfil longitudinal nas mesmas escalas, para os comprimentos, e de 1:200, 1:500 ou 1:1000, para as alturas; e) Perfil ou perfis transversais tipo, considerando o pavimento, nas escalas de 1:50 ou 1:100; f) Localização de cruzamentos e suas características; g) Dimensionamento geral das obras de arte-tipo, estruturais e de fundações; h) Esquema da rede de triangulação do apoio totogramétrico, se este tiver sido realizado. Projecto: Informações especiais: a) Planta parcelar, nas escalas de 1:1000 ou 1:2000, num sistema de coordenadas ligado ao nivelamento geral do País; b) Planta geral, na escala de 1:1000 ou 1:2000; c) Perfil longitudinal, nas escalas de 1:1000 ou 1:2000, para os comprimentos, e de 1:100 ou 1:200, para as alturas, com as cotas referidas ao nivelamento geral do País; d) Perfil ou perfis transversais tipo, considerando o pavimento, nas escalas de 1:50 ou 1:100; e) Perfis transversais na escala de 1:200 f) Perfis geotécnicos; g) Desenhos pormenorizados de cruzamentos, nós de ligação, praças e instalações de portagem, áreas de serviço, obras de arte correntes e especiais e obras acessórias, designadamente vedações, sinalização, balizagem, demarcação, protecção, arborização e telecomunicações internas; h) Gráfico de distribuição de terras. 3. Pontes e Viadutos Programa Preliminar: Informações especiais: a) Condicionamentos do traçado da via onde a ponte ou viaduto se insere (planta e perfil longitudinal); b) Elementos relativos ao local de atravessamento; c) Perfil transversal tipo a adoptar na obra de arte; d) Tráfego médio diário, previsto para o ano horizonte, justificativo do referido perfil transversal; e) Classe da sobrecarga fixada, em conformidade com o definido no RESAEP, nos casos de ponte ou viaduto rodoviário; f) No caso de a directriz e a rasante não estarem definidas, critérios gerais do projecto (velocidade, rampa máxima, raio mínimo, concordâncias convexas e côncavas, distâncias de visibilidadede passagem, etc.) g) No caso da ponte, condicionamentos hidráulicos a observar e elementos necessários ao cálculo da secção de vazão, incluindo perfil longitudinal do curso de água, perfil transversal no local de atravessamento e perfis transversais em número suficiente e entre si convenientemente distanciados; h) No caso de ponte, imposições quanto a tirante de ar e à navegabilidade do curso de água; i) No caso de viaduto, condicionamentos rodoviários ou ferroviários das vias a cruzar, mormente no que se refere a gabarit, ou características do obstáculo a transpor; j) Reconhecimento geológico e geotécnico, do local de atravessamento, o qual, em fase posterior do projecto, poderá ser pormenorizado pela realização de estudos complementares e sondagens concretamente localizadas, tendo em atenção a concepção ou concepções estruturais de princípio; k) Imposições relativas ao aspecto plástico e arquitectónico, definindo eventual obrigação de colaborador especializado neste sector; l) Imposições relativas ao aspecto paisagístico, definindo eventual obrigação de colaborador especializado neste sector; m) Imposições relativas a iluminação nocturna, definindo eventual obrigação de colaborador especializado neste sector; n) Imposições quanto à utilização da obra por instalações de abastecimento público (águas, esgotos, telefones, electricidade, etc.); o) Elementos sobre obras complementares, se for caso disso, como, por exemplo: zonas de edificação, de paregem e de estacionamentos, serviços especiais, etc. Programa Base: Informações especiais: a) Especificações a que devem ficar sujeitas a realização e a verificação da prospecção geotécnica do terreno, no caso de ser conveniente do programa base, ou, em caso contrário, a indicação da fase de projecto após a qual deve essa prospecção ser realizada, se assim se mostrar conveniente ao estabelecimento de um plano de sondagens mais consentâneo coma concepção geral da solução estrutural a adoptar; b) Indicação sumária dos condicionamentos locais susceptíveis de influenciarem decisivamente a escolha da solução a adoptar. Estudo Prévio: Informações especiais: a) Elementos demonstrativos: Da implantação da obra; Da integração da obra; Da integração paisagística da obra; Dos acessos e ligações; Da secção de vazão a adoptar; Da disposição das redes públicas de águas, esgotos, electricidade, telefones ou outras instalações; Da observância dos condicionamentos impostos; Dos trabalhos especiais (superstruturase infra-estruturas), dos trabalhos complementares da obra e dos critérios propostos para conservação ou para demolição de construções ou de outros elementos existentes no terreno; b) Elementos gráficos elucidativos de cada uma das soluções propostas, constando especialmente de: Implantação e integração paisagística; Conjuntos e, em casos especiais, fotomontagens; Caracterização morfológica e geométrica dominante da obra, em cada uma das soluções estruturais e das suas partes componentes; Caracterização das obras acessórias ou complementares; Programa de trabalho, sob forma esquemática, demonstrativo dos prazos de execução de cada uma das soluções estruturais concebidas; c) Especificações a que devem ser sujeitas a realização e a verificação da prospecção geotécnica do terreno, e estabelecimento do respectivo plano de sondagens, se houver necessidades desses estudos. Anteprojecto ou projecto Base: Informações especiais: a) Relatório geotécnico; b) Relatório de estudos especiais, se for o caso disso; c) Relatório de ensaios em modelo reduzido, se tiverem sido realizados; d) Estudo estrutural e respectivos cálculos justificativos; e) Peças desenhadas: Esboço corográfico de localização; Conjunto; Implantação; Dimensionamento geral, contendo indicações de geotecnia; Desenhos de execução e de pormenorização (plantas, alçados e cortes); Planos de betonagem (se for o caso diss); Desenhos de obras acessórias e de instalações complementares. Projecto: Informações especiais: a) Relatório de estudos realizados e indicativa da geologia e da geotecnia do local da obra; b) Peças desenhadas: Esboço corográfico de localização da obra e do conjunto em que se insere, incluindo as vias públicas que o sirvam, normalmente na escala de 1:25 000; Conjunto; Planta de implantação, referenciada a um ponto notável ou a marcação pré-estabelecida no terreno, normalmente nas escalas de 1:100, 1:200 ou 1:500, consoante a extensão da obra; Dimensionamento geral, longitudinal e transversal, contendo também informações de carácter geológico e geotécnico, normalmente nas escalas de 1:100, 1:200 ou 1:500, consoante a extensão da obra; Fundações e seus pormenores, em escalas convenientes; Infra-estruturas e seus pormenores, em escalas convenientes Superstruturas e seus pormenores, em escalas convenientes; Aparelhos de apoio, em escalas convenientes; Dispositos de dilatação, em escalas convenientes Guardas e dispositivos de segurança, em escalas convenientes; Indicações vinculativas de execução e demonstrativas de processos ou métodos especiais a usar obrigatoriamente; Planos de betonagem; Pormenores de execução dos diferentes elementos da construção que permitam a compreensão clara e a definição precisa do dimensionamento, da natureza das interligações dos diversos materiais de ou partes constituintes, nas escalas de 1:1, 1:10 ou 1:20; Pormenores das instalações ou canalizações para serviços públicos (águas, esgotos, electricidade, telefones, etc.) ou dispositivos concebidos destinados a permitir a sua montagem posterior, em escala adequada; Pormenores de instalações e equipamentos fixo, em escala adequada; Pormenores relativos ao tratamento arquitectónico, em escala conveniente; Ligações aos acessos; Obras acessórias, designadamente: iluminação, vedação, sinalização (vertical e horizontal), balizagem, demarcação, demarcação, protecção (guardas de segurança), quando for caso disso; Arranjos exteriores e revestimento vegetal relativos ao tratamento paisagístico, quando for caso disso. Obras de Arte e Pontes 1. Definições: Obras de Arte (engenharia) {1}: São determinados tipos de construção, que sua execução (concepção e construção) requerem uma maior especialização, tal como pontes e/ou viadutos, túneis, e barragens; {2}: Construções de tipo "especial", únicas, por oposição às construções "normais" (edifício e casa). A expressão obra de arte é especialmente aplicada nas vias de comunicação, sempre que estas adquirem uma dimensão e originalidade apreciável. O termo remonta à época em que tais estruturas eram concebidas por artífices que, graças a uma importante intuição e criatividade, conseguiam conceber e construir obras que eram apelidadas de "obras de arte". Para permitir que uma estrada, uma linha de caminho-de-ferro ou um canal transponham um obstáculo, constroem-se obras de arte como pontes, viadutos ou túneis. Para alterar o curso dos elementos, ou reforçar os seus efeitos constroem-se outras obras de arte: barragens, diques, represas, muros de sustentação. 2. PONTES A palavra Ponte provém do Latim Pons que por sua vez descende do Etrusco Pont, que significa "estrada". Em grego πόντος (Póntos), derive talvez da raiz Pent que significa uma acção de caminhar (Definição): Ponte é uma construção que permite interligar ao mesmo nível pontos não acessíveis separados por rios, vales, ou outros obstáculos naturais ou artificiais. As pontes são construídas para permitirem a passagem sobre o obstáculo a transpor, de pessoas, automóveis, comboios, canalizações ou condutas de água (aquedutos). Quando é construída sobre um curso de água, o seu tabuleiro é frequentemente situado a uma altura calculada de forma a possibilitar a passagem de embarcações com segurança sob a sua estrutura. Quando construída sobre um meio seco costuma-se chamar pontes de viaduto como uma forma de apelidar pontes em meios urbanos. O contrário não pode ser usado já que um viaduto é uma ponte que visa não interromper o fluxo rodoviário ou ferroviário, mantendo a continuidade da via de comunicação quando esta se depara, e tem que transpor, um obstáculo natural constituído por depressão do terreno (estradas, ruas, acidentes geográficos, etc.), cruzamentos e outros sem que este seja obstruído. Viadutos são muito comuns em grandes cidades, onde o intenso tráfego de veículos normalmente de grandes avenidas ou vias expressas não podem ser ligeiramente interrompidos. Além de cidades que possuem muitos acidentes geográficos, onde o viaduto serve para ligar dois pontos mais altos de uma determinada região e relevo. Tipos de pontes As pontes podem ser classificadas pelo uso para o qual foram desenhadas, pelo tipo de material aplicado, pelo tipo de estrutura usado na sua concepção, bem como a mobilidade do seu tabuleiro. Pelo uso Segundo a sua utilização as pontes podem ser classificadas como: Pontes ferroviárias, para o tráfego de comboios Pontes rodoviárias, para o tráfego de automóveis e também chamada de viadutos nas áreas urbanas Pontes pedonais, utilizadas exclusivamente por peões e também chamadas de “passarelas” Pontes oledutos/aquedutos, para o transporte de produtos químicos ou de água. Alguns casos poderão existir restrições ao seu uso como por exemplo no caso de ponte de autoestradas, nas quais é proibida a circulação de peões e bicicletas, por exemplo. Pontes decorativas e cerimoniais A fim de criarem bonitos efeitos, algumas pontes são construídas bastante mais altas do que o necessário. Este tipo é encontrado nos jardins orientais e é chamado “Moon Bridge”, em homenagem à lua cheia. Em muitos palácios, são construídas pontes sobre cursos de água artificiais, para simbolizar a passagem para um local importante, ou um estado de espírito. Um conjunto de cinco pontes, sobre um curso de água sinuoso, é um importante jardim da Cidade proibida em ‘Beijing’/Pequim na República Popular da China. A ponte central era reservada exclusivamente para o Imperador, a Imperatriz e seus convidados. Pontes móveis Dada a mobilidade, ou não, do seu tabuleiro, as pontes podem ser: Pontes basculantes Pontesgiratórias Pontes levadiças Pontes elevação vertical As pontes que permitem serem galgadas pelos cursos de água, em razão do traçado da rasante estar a cota inferior do nível máximo das águas, são chamadas de Pontes Submersíveis. Pelo Material aplicado Dados os materiais empregues, as pontes são: Ponte de madeira Ponte de alvenaria Ponte metálica Ponte em betão armado Ponte em betão pré-esforçado Ponte mista aço-betão Tipo de apoio/sustentação Pelo tipo de estrutura usado na sua concepção, a ponte pode ser: apoiada, arco, treliça e suspensa Ponte em arco É um tipo de ponte de pedra, aço ou betão em forma de arco ou sustentada por muitos pilares consecutivos também em arcos. Os viadutos podem ser feitos a partir da estrutura de uma ponte em arco. A estrutura da ponte gera apenas esforços de compressão no arco principal, sendo por isso pedras e betão muito utilizados. Provavelmente, a mais antiga ponte em arco é a Ponte de Arcádio, na Grécia, que remonta ao período micênico. Embora a construção de arcos já fosse conhecida, os romanos foram os primeiros a utilizá-los na construção de pontes (construíram mais de 330 pontes em arco e 54 aquedutos). As pontes romanas eram, em geral, semi-circulares o que permitiu o amplo abastecimento de água nas grandes cidades e evitou que os aquedutos fossem destruídos durante as fortes inundações. No século XIV as pontes em arco alcançaram novos padrões de engenharia com vãos livres de 40 metros (um recorde para a época) e se popularizaram por toda a Europa, principalmente na Itália. Recentemente, pedra e tijolos continuaram a ser usados na construção de pontes em arco junto com materiais mais modernos como ferro fundido, aço e betão. Ponte treliça Em engenharia de estruturas, uma treliça é uma estrutura composta por cinco ou mais unidades triangulares construídas com elementos rectos cujas extremidades são ligadas em pontos conhecidos como nós. Forças externas e reacções consideram-se, de forma simplificada, aplicadas nesses mesmos nós. As forças resultantes nos vários elementos das estruturas são de tracção ou compressão devido ao facto de todas as articulações serem tratadas como rotuladas (livre rotação) e pelo facto de, como fora referido, as forças externas e reacções serem aplicadas nos nós. Uma treliça planar/bidimensional é uma estrutura onde todos os membros e os nós se encontram no mesmo plano, enquanto uma treliça espacial/tridimensional tem membros e nós em três dimensões. Ao conjunto de elementos horizontais superiores dá-se o nome de corda superior, sendo que estes se encontram, normalmente em compressão. Ao conjunto de elementos horizontais inferiores dá- se o nome de corda inferior, sendo que estes, por seu lado, se encontram em tracção. A treliça é bastante utilizada na construção de barracões e na área de construção civil. Ponte suspensa É um tipo de ponte sustentada por cabos ou tirantes de suspensão. As primeiras pontes suspensas modernas, com plataformas niveladas, são datadas do século XIX, porém existem relatos desse modelo de ponte desde o século III. As pontes de suspensão simples, que são utilizadas por pedestres ou por rebanhos animais, são construídas de acordo com as antigas pontes de corda Incas. As suas sucessoras no história da tecnologia de pontes são as pontes atirantadas. Esse tipo de construção de ponte foi a única encontrada para transpor grandes distâncias e não interferir na circulação dos barcos. Actualmente a maior ponte suspensa do mundo é a Ponte Akachi-Kaikyo, no Japão. Golden Gate Bridge, um dos mais famosos exemplos de ponte suspensa. Ponte atirantada É um tipo de ponte suspensa por cabos constituída de um ou mais mastros, de onde partem cabos de sustentação para o tabuleiro da ponte. A ponte atirantada costuma ser a solução intermediária ideal entre uma ponte fixa e uma ponte suspensa em casos onde uma ponte fixa iria requerer uma estrutura de suporte muito maior, enquanto uma suspensa necessitaria maior elaboração de cabos. O sistema estrutural consiste de um vigamento de grande rigidez que se apoia nos encontros das pontes. Tipos de pontes atirantadas Existem dois tipos básicos de pontes atirantadas: No tipo "harpa", os cabos correm paralelos, ou quase, a partir do mastro, de modo que a altura de fixação do cabo ao mastro é proporcional à distância entre o mastro e o ponto de fixação deste cabo ao tabuleiro. No tipo "leque", os cabos conectam-se ou passam pelo topo do mastro. Ponte atirantada, tipo "leque" Ponte atirantada, tipo "harpa" 3. DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO DAS PONTES As primeiras pontes Ponte para peões sobre o Kotmale no Sri Lanka. Desde tempos remotos que o Homem necessita de ultrapassar obstáculos em busca de alimento ou abrigo. As primeiras pontes terão surgido de forma natural pela queda de troncos sobre os rios, processo prontamente imitado pelo Homem, surgindo então pontes feitas de troncos de árvores ou pranchas e eventualmente de pedras, usando suportes muito simples e traves mestras. Com o surgimento da idade do bronze e a predominância da vida sedentária, tornou-se mais importante a construção de estruturas duradouras, nomeadamente, pontes de lajes de pedra. Das pontes em arco há vestígios desde cerca de 4000 a.C. na Mesopotânia e no Egipto, e, mais tarde, na Pérsia e na Grécia (cerca de 500 a.C.). A mais antiga estrutura chegada aos nossos dias é uma ponte de pedra, em arco, situada no Rio Meles, na região de Esmira, na Turquia, e datada do século IX a.C. As pontes romanas Ponte di Pietra, em Verona, Itália A primeira ponte romana teria sido construída no rio Tibre no ano 621 a.C. e foi chamada de Pons Sublicius ("ponte das Estacas"). É no século III a.C. que os romanos começam a se dedicar à construção de pontes em arco, atingindo um desenvolvimento nas técnicas de construção e projecto nunca antes visto e dificilmente superado nos mil anos seguintes. Exemplos desta magnífica capacidade de construção são algumas pontes que perduraram até aos nossos dias, como, por exemplo, a pons Aelius (hoje ponte Sant'Angelo) (134 a.C.), sobre o Tibre, onde terá sido usada a pozzolana (uma espécie de cimento que mantém a resistência mesmo submerso), a ponte de Alcántara, em Toledo ou o aqueduto de Segóvia (século I). Os arcos foram usados pela primeira vez no Império Romano, para a construção de pontes e aquedutos, alguns dos quais ainda hoje se mantêm de pé. Os romanos, foram também os primeiros a usar o cimento, o que reduziu a variação da força que a pedra natural oferecia. Pontes de tijolo e argamassa, foram construídas após a era Romana, à medida que se ia abandonando a tecnologia do cimento. Idade Média Ponte de Rialto, Veneza, século XVI. As ordens religiosas desempenham um papel determinante na manutenção e expansão do conhecimento relativo à construção de pontes aplicando o saber adquirido na construção de cúpulas à construção de pontes em arco. É também nesta época que começam a aparecer pontes com as mais diferentes finalidades: militares, comerciais, residenciais ou mesmo espirituais. A grande contribuição da idade média para a técnica das pontes é a diversificação dos arcos de suporte que passam a incluir os arcos ogivais, não só mais elegantes, como mais seguros e fáceis de construir. Surgem ordens religiosas especializadas na construção de pontes como os italianos Fratres Pontifices, que se expandiram para a França, com o nome Frères Pontiffes e para Inglaterra com o nome Brothers of the Bridge. Renascença A Ironbridge, a primeira ponte em ferro fundido, em Shropshire, Grã-Bretanha, século XVIII. Durante a renascença o aumento das necessidades de deslocação e transporte levou a uma evolução dastécnicas construtivas, nomeadamente de projecto das pontes de treliça, como consequência do seu estudo mais aprofundado pelos artistas do renascimento. A França tornar-se-ia um bastião da engenharia das pontes: o Corps des Ponts et Chaussées criado por Luís XIV para manter as estradas e as pontes do reino, viria a dar origem no século XVIII à École des Ponts et Chaussées, a primeira escola superior de engenharia civil do mundo. Com a renascença a forma dos arcos e dos pilares alterou-se no sentido de aumentar os vãos bem como transmitir uma sensação de leveza e estética. A revolução industrial Ponte Forth Rail, Escócia, século XIX Com o advento da Revolução Industrial, no século XIX, foram desenvolvidos sistemas de armações em ferro-forjado para pontes mais largas, mas o ferro dificilmente possuía a força de tensão suficiente para suportar as grandes cargas dinâmicas exigidas nomeadamente pela estrada de ferro com as recém- inventadas locomotivas a vapor. A invenção de novos métodos de fabrico do aço, que tem uma maior força de tensão, permitiu a construção de pontes mais aptas para estas novas necessidades. As pontes suspensas modernas fazem a sua aparição nesta época, primeiro com corrente metálicas e depois com fios de aço entrelaçados permitindo vãos cada vez mais extensos. A introdução destes novos tipos de ponte e de materiais, não impede o ressurgimento de pontes de treliça em madeira nos EUA e na Grã-Bretanha devido, nomeadamente, ao baixo custo e à grande disponibilidade da matéria-prima. Tower Bridge em Londres. Entre meados do século XIX e meados do século XX, com o grande desenvolvimento do caminho-de-ferro e das comunicações em geral, foram desenvolvidos numerosos projectos de pontes. O uso do aço em vez do ferro ou ferro-fundido, veio possibilitar atingir vãos cada vez maiores. Estas pontes foram construídas em arco, vigas reticuladas (cantiléver) e suspensão. Foram desenvolvidas novas técnicas para a construção de fundações recorrendo ao uso de cilindros metálicos em ferro que eram pressurizados e afundados nos locais de construção dos pilares das pontes. No seu interior os operários escavavam o solo macio até chegarem à pedra estável sob o leito do rio. Só mais tarde se viria a descobrir a importância de uma lenta descompressão evitando assim a marte e a doença de numerosos trabalhadores. Ponte 25 de Abril em Lisboa. O maior domínio das técnicas de projecto e construção e a introdução de novos materiais não impediram todavia a queda de algumas pontes e o surgimento de problemas que só depois viriam a ser debelados – como a influência dos ventos nas pontes suspensas podendo provocar o seu colapso. Foi o caso da ponte Tacoma Narrows, no estado de Washington, EUA que, com um vão de 853 metros e um tabuleiro com apenas 2,4 metros de espessura, oscilava mesmo com ventos ligeiros. A colocação de tirantes adicionais não foi suficiente para contrariar esta oscilação e, em 1940, com um vento de apenas 68 km/h começou a oscilar significativamente sendo encerrada ao trânsito, vindo a colapsar pouco depois. Esta e outras falhas chamaram a atenção dos engenheiros para a importância do factor vento na construção destas estruturas, e provocando o desenvolvendo da análise do comportamento aerodinâmico nomeadamente submetendo modelos à escala a túneis de vento. Os nossos dias Ponte Akashi-Kaikyo. Durante a Segunda Guerra Mundial, a Inglaterra desenvolveu um modelo de ponte que ficou conhecido como Bailey, foram modelos de pontes metálicas emergenciais fundamentais para a vitória dos Aliados contra a Alemanha. Após a Segunda Guerra Mundial muitas das infraestruturas rodoviárias tiveram que ser reconstruídas. Generalizou-se o uso do betão e do aço, nomeadamente com pontes em betão pré- esforçado. As cofragens metálicas e as vigas passaram a ser soldadas em vez de fixas com rebites. Constroem-se numerosas pontes suspensas, e, em particular, pontes atirantadas com as mais variadas disposições dos cabos de suspensão. Torna-se claro que as pontes em betão, devido à importante carga própria que possuem, são pouco sensíveis à carga variável e, como tal, pouco influenciadas por esta, o que lhes dá uma importante estabilidade. Estes factores associados permitiram ultrapassar obstáculos até então dificilmente superáveis. O vão de 1995 metros conseguido na ponte suspensa de Akashi-Kaikyo, no Japão, é disso bom exemplo. O futuro Ponte Octávio Frias de Oliveira em São Paulo, Brasil. A Ponte Chords Bridge, em Jerusalém. É de esperar desenvolvimentos nas técnicas de construção, manutenção e reabilitação de pontes, com a introdução de novas técnicas construtivas e novos materiais (alumínio, fibra de vidro) ou evolução das características dos já utilizados (betão,aço). As novas pontes serão certamente construídas de forma mais económica, segura e com maiores níveis de qualidade. Um salto importante estará no advento das chamadas pontes inteligentes que, dotadas de sensores, processadores de dados e sistemas de comunicação e sinalização, poderão alertar para um conjunto de situações, desde sobrecargas, subidas dos níveis das águas, ventos, formação de gelo, sismicidade, pré- rotura de certos pontos nevrálgicos da ponte, fadiga dos materiais, corrosão. Estes sistemas "inteligentes" poderão chegar ao ponto de serem "reactivos", por exemplo, combatendo a corrosão através de sistemas de raios catódicos instalados na própria ponte, usando sistemas de descongelação do gelo presente no tabuleiro, ou mesmo accionando deflectores de ar de forma a assegurar a melhor estabilidade da ponte face ao vento ou às cargas variáveis. A implementação de todos estes sistemas, decorrente de uma estreita colaboração entre a engenharia de materiais e a electrónica, está dependente, para além da própria evolução da ciência, dos estudos económicos que demonstrem a sua exequibilidade.
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