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Classificação dos Tipos de Pontes PROF. ESP. ENG. TARCYSIO HELVYS DIAS FERREIRA TERESINA Conceitos Construção com o objetivo de transpor um obstáculo para estabelecer a continuidade de uma determinada via, quando esta encontra um obstáculo molhado, como rios, lagos e etc. PONTE Conceitos É uma ponte com o objetivo de transpor um obstáculo, quando este não tem água. VIADUTO É uma obra que permite a continuidade de uma determinada via, com elevação da estrutura, quando cruza um obstáculo em mesmo nível (outra via). ELEVADO Conceitos Existe um tipo de construção que em determinadas situações, pode ser enquadrado na categoria de pontes: são as galerias Galeria funcionando como ponte Galeria normal Conceitos A estrutura de uma ponte é dividida, para seu estudo e projeto em: • Superestrutura; • Mesoestrutura; • Infraestrutura. Conceitos ➢ Parte da ponte que recebe diretamente as cargas de uso normal e funcional; ➢ Constituída pelos seguintes elementos: • pista de rolamento (uso dos veículos); • passeio (destinado aos pedestres); • guarda-corpo (proteção de pedestres em relação ao obstáculo); • guarda-rodas, gradil ou barbacã (elemento de divisão da pista de rolamento com faixa de uso dos pedestres); • revestimento (pista de rolamento para acabamento); • lajes centrais (entre vigas principais e secundárias); • lajes em balanço (além das vigas principais); • vigas principais ou longarinas (sustentação principal); • vigas secundárias ou transversinas (ligação das principais). Superestrutura Conceitos Mesoestrutura ➢ Estrutura intermediária, que recebe as cargas verticais e horizontais da superestrutura e transmite para a infraestrutura (PILARES); ➢ Constituída pelos seguintes elementos : • aparelho de apoio (controla a transmissão dos esforços • produzidos na superestrutura); • pilares (simples ou compostos); • vigas de ligação ou vigas travessas (de simples rigidez a transição); • estruturas de contenção de solo (cortinas). Conceitos Infraestrutura ➢ Compõe os elementos estruturais com a função de receber as cargas da superestrutura, por meio da mesoestrutura e transmitir as mesmas à camadas resistentes do solo; ➢ Constituída pelos seguintes elementos: • sapatas ou blocos (fundação superficial); • blocos de coroamento (das estacas e tubulões); • estacas e tubulões (fundações profundas); • vigas de ligação. Conceitos Superestrutura Lajes (tabuleiro) Vigas Principais Vigas secundárias Mesoestrutura Pilares Aparelhos de Apoio Encontros Infraestrutura Blocos Sapatas Estacas Tubulões Classificação das Pontes As Pontes podem ser Classificadas de acordo com: ➢ Material; ➢ Comprimento; ➢ Natureza do Tráfego; ➢ Desenvolvimento Planimétrico; ➢ Desenvolvimento Altimétrico; ➢ Sistema Estrutural da superestrutura; ➢ Seção Transversal; ➢ Posição do Tabuleiro; ➢ Processo de Execução. Material Quanto ao material da Superestrutura Madeira Alvenaria Concreto Simples Concreto Armado Concreto Protendido Aço Mistas (aço e concreto) O material a ser utilizado para a construção da primeira ponte foi a madeira, quando o homem aproveitou para fazer travessia sobre o tronco de uma árvore caída. As pedras naturais foram provavelmente o segundo material a ser usado já de forma intencional. Após foram concebidas em alvenaria, as metálicas, as de concreto e as de material composto Material Ponte de Madeira Ponte de Aço Ponte de Concreto Armado Pré- Moldado Protendido Ponte de Alvenaria Comprimento Com relação ao comprimento as pontes podem ser classificadas em: ✓ Galerias (de 2 a 3 metros); ✓ Pontilhões (de 3 a 10 metros); ✓ Pontes (acima de 10 metros); Natureza do Tráfego Com relação a natureza do tráfego, podem ser classificadas como: • Destinada ao tráfego de veículos Rodovias • Destinada ao tráfego de trens e similares Ferrovias • Destinada a passagem única e exclusivamente de pedestres Passarelas • Aquedutos (transporte de água, Gasoduto (transporte de gás) e etc Utilitárias • Quando é permitido o uso de pelo menos dois tipos. Exemplo: rodovia + ferrovia Mistas Natureza do Tráfego Desenvolvimento Planimétrico Quanto ao posicionamento em vista superior as formas projetadas dos contornos de uma ponte (viaduto ou elevado) podem ser classificadas como: RETAS: Quando as linhas de fechamento do contorno for de 90º; ESCONSAS: Quando esse angulo for diferente de 90º; CURVA: Quando apresenta conformação em curva. Esconsa Curva Reta Desenvolvimento Planimétrico Desenvolvimento Altimétrico Com relação ao posicionamento em vista, as pontes podem se classificar como: NÍVEL: Quando as cotas do greide do eixo da via se mantém inalteradas de uma cabeceira a outra; ACLIVE OU DECLIVE: quando as cotas do greide do eixo da via são inclinadas ou com rampa; CÔNCAVA OU CONVEXA: Quando apresentam curva vertical. Nível Com curva vertical Com Rampa Desenvolvimento Altimétrico Sistema Estrutural Quanto ao sistema estrutural da superestrutura as pontes podem ser classificadas como: • Ponte em viga; • Ponte em arco; • Ponte em pórtico; • Ponte estaiada; • Ponte pênsil. A superestrutura das pontes em vigas é formada pelos seguintes elementos estruturais: • vigamento principal, cuja função é vencer o vão livre entre apoios; • laje do tabuleiro, cuja função primordial é servir de apoio direto para as cargas atuantes; • transversinas (vigas transversais), cuja função é ligar as vigas principais, podendo também servir de apoio para as lajes; • cortinas, que são transversinas especiais, colocadas nas extremidades da obra, servindo para apoio da laje e contenção do terreno. PONTES EM VIGA Sistema Estrutural PONTES EM VIGA Sistema Estrutural ➢ Para este tipo de ponte a estrutura principal é composta por vigas; ➢ Este tipo de superestrutura é a mais comum na construção de pontes, e pode ser empregada praticamente para todos os vãos, desde o pequeno, com as vigas simples, até o maior, com a viga gerber e a viga contínua; ➢ As pontes em viga de concreto armado podem classificar-se segundo a disposição das vigas na seção transversal, ou segundo o sistema estático empregado na construção das mesmas; ➢ As pontes de vigas podem ser subclassificadas de acordo com a disposição das vigas na seção transversal: • Pontes em viga “T”; • Pontes em viga “Caixão” ou Celular. PONTES EM VIGA Sistema Estrutural ➢ Ou podem, ainda, ser subclassificadas de acordo com o sistema estático empregado na sua construção: • Pontes em vigas simplesmente apoiadas; • Pontes em vigas simplesmente apoiadas e com balanços; • Pontes em vigas gerber; • Pontes em vigas contínuas; PONTES EM VIGA Sistema Estrutural • Pontes em vigas simplesmente apoiadas: Este tipo de superestrutura (em concreto armado) é conveniente até vão de aproximadamente 30 m, no caso de ponte rodoviária, e, 20 m, no caso de ponte ferroviária; Nas pontes de concreto armado em vigas simplesmente apoiadas, a altura aumenta dos apoios para o meio, dando-se assim às vigas maior altura onde maiores são os momentos; A utilização de uma série de vigas isostáticas é conveniente quando se deseja premoldar as vigas PONTES EM VIGA Sistema Estrutural • Pontes em vigas simplesmente apoiadas e com balanços: Este tipo de superestrutura é utilizado quando se deseja introduzir nos apoios momentos negativos que diminuam os momento positivos nos tramos; Com a finalidade de diminuir a carga permanente no meiodo tramo, neste tipo de ponte aumenta-se a altura da viga do meio do tramo para os apoios; O comprimento do balanço é fixado de maneira a anular o momento causado pela carga permanente nomeio do tramo; Nesse caso, somente as cargas móveis é que produzirão momentos positivos no tramo, permitindo excepcional redução da altura de construção na seção média. PONTES EM VIGA Sistema Estrutural • Pontes em vigas gerber: Este tipo de estrutura principal é muito empregada na execução de pontes longas sobre solos “fracos”, uma vez que pela sua isostaticidade não está sujeita à influencia de recalques; Para cargas permanentes grandes, a viga Gerber tende a apresentar as vantagens da viga contínua sem estar sujeita, como esta, às influências nocivas de recalques; Porém, quando os vãos forem pequenos essa estrutura fica muito deformável e apresenta pouca vantagem estática. Uma vantagem da viga Gerber em relação à viga contínua é o fato desta apresentar juntas naturais de concretagem (nas articulações); PONTES EM VIGA Sistema Estrutural • Pontes em vigas contínuas: No caso de pontes longas em que o comprimento total possa ser subdividido em diversos tramos parciais, a ponte de vigas contínuas apresenta-se como solução adequada, desde que se possa contar com boa fundação; As vigas podem ser de altura constante ou variável, sendo que em concreto armado, até vãos da ordem dos 30 m não há em geral vantagem em variar a altura; Em geral as pontes de vigas contínuas não apresentam mais que 5 tramos, pois além deste limite pouco se fazem sentir os benefícios da continuidade; Sistema Estrutural ✓ As pontes em arco de concreto armado foram bastante empregadas nas primeiras metades do século passado para vencer vãos maiores para a época; ✓ Atualmente as pontes em arco voltaram a ser utilizadas, com fabricação em aço tanto para pontes como para viadutos, muito pela divulgação do material e pelos aspectos estéticos; ✓ As pontes em arco, pelo posicionamento do estrado (estrutura da pista de rolamento), podem ser em estrado superior, intermediário ou inferior; ✓ As cargas acidentais do estrado são conduzidas aos arcos através de tirantes ou pilares, e este por sua vez transmite diretamente às fundações; PONTES EM ARCO Sistema Estrutural PONTES EM ARCO Sistema Estrutural PONTES ESTAIADA E PONTE PÊNSIL • As pontes com sistema estrutural por sustentação de cabos, são classificadas em dois tipos: as pontes pênseis e as pontes estaiadas; • As pontes pênseis são as que permitem vencer os maiores vãos (distância entre duas torres de sustentação), atingindo os 2000 m; • São constituídas por duas ou mais torres principais de sustenção dos cabos de aço; • O estrado é fixado aos cabos através de grande número de tirantes, também de aço; • Os cabos principais , de grandes diâmetros, sempre em paralelo, se apoiam no topo das torres (transmitindo cargas), após são fixados em grandes estruturas (grandes cargas de tração) nas cabeceiras das pontes; • As pontes estaiadas mais recentes, tem características parecidas às pontes penseis, entretanto a sustentação do estrado é feita por tirantes de aços (estaios), diretamente às torres principais, não tendo como elemento intermediário os cabos principais; • Esse tipo de ponte não atinge vãos grandes, porém permitem uma combinação arquitetônica que agrega grande valor estético a ponte; Sistema Estrutural PONTES ESTAIADA E PONTE PÊNSIL Sistema Estrutural PONTES ESTAIADA E PONTE PÊNSIL Classificação das Pontes As pontes podem ser, ainda, classificadas em: Pontes Seção Transversal Ponte de Laje (Maciça e Vazada) Ponte de Viga (Seção T, Seção Circular, Treliça) Posição do tabuleiro Ponte com tabuleiro superior Ponte com tabuleiro intermediário Ponte com tabuleiro inferior Processo de Execução Construção com concreto moldado in loco Construção com pré-moldado Construção com balanços sucessivos Construção com deslocamentos progressivos Classificação das Pontes
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