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Pontes Aula 01: Tipos de pontes Apresentação Nesta aula, veremos que as pontes são utilizadas para ultrapassar obstáculos e como marcos visuais e expressão de poder, tanto de domínio cientí�co como econômico. As pontes são construções que permitem interligar pontos separados por rios, mares ou vales, ou outros obstáculos naturais ou arti�ciais, permitindo sua transposição por pessoas, veículos ou produtos. No início, eram formadas por troncos ou pedras caídos sobre rios, mas foram rapidamente reproduzidas pelo homem primitivo para ultrapassar os obstáculos que o impediam. As pontes possuem tipos diferentes e podem ser classi�cadas quanto ao uso em ferroviárias, rodoviárias e passarelas. Objetivos Ilustrar a evolução das pontes; Identi�car os tipos de pontes de acordo com o seu uso. A evolução dos tipos de pontes As pontes serviram para ultrapassar obstáculos, como marcos visuais e expressão de poder, tanto de domínio cientí�co como econômico. Para o homem, signi�cava inclusive a possibilidade de conseguir alimentos e abrigo. No início, eram formadas por troncos ou pedras caídos sobre rios, mas foram rapidamente reproduzidas pelo homem primitivo para ultrapassar os obstáculos que o impediam. A partir da Idade do Bronze, o homem se tornou sedentário devido as suas ferramentas que impulsionaram a agricultura, tornando-se ainda mais importante novas estruturas duradouras que o auxiliassem a ultrapassar rios e córregos. Com essas mesmas ferramentas, o homem passou a ter a capacidade de cortar e moldar a pedra e a madeira de acordo com as suas necessidades, surgindo assim as primeiras pontes em madeira e as pontes em arco, feitas em pedra, vistas inicialmente na Mesopotâmia 4.000 anos a.C. e com maior presença em 500 a.C. na Grécia, devido ao desenvolvimento dessa sociedade. Fonte: Galyna Andrushko / Shutterstock Mesmo que inicialmente as pontes em arco tenham sido difundidas pelos gregos, elas foram aperfeiçoadas pelos romanos, chegando a um estágio de desenvolvimento só ultrapassado séculos depois. Diferente das pontes mais antigas, as pontes romanas usavam uma sucessão de arcos para ultrapassar seus obstáculos, em um sistema semelhante aos aquedutos e, além disso, introduziram a argamassa na construção, mantendo a estrutura resistente mesmo submersa. Um exemplo da ponte romana em arco é a famosa Sant’Angelo em Roma, originalmente chamada Pons Aelius, construída em 134 a.C. e utilizada até hoje. Mesmo sendo uma maravilha da engenharia, essa ponte não é a mais famosa construída durante o Império Romano. Como forma de a�rmação de sua hegemonia militar e tecnológica perante outros povos e para levar as suas legiões para a campanha na Gália, o então general Júlio Cesar ordenou que os seus engenheiros construíssem uma ponte com 304 metros de comprimento sobre o rio Reno. A Renascença, além de trazer para a humanidade avanços na ciência e nas artes, também trouxe novas tecnologias e métodos construtivos. Nessa época surgiram as pontes de treliça amplamente difundidas pela Corps des Ponts et Chaussées, criada por Luís XIV com a responsabilidade de conservar as estradas e pontes da França. Essa iniciativa do monarca francês inspirou a criação da École des Ponts et Chaussées, a primeira instituição de ensino superior voltada para a engenharia civil. Construída no ano de 1900 com o incentivo de Luís XIV, a ponte Alexandre, em Paris, é de treliça e continua em total atividade. 1 Marten_House / Shutterstock Durante a Renascença, novas técnicas e teorias matemáticas foram criadas, alavancando a construção civil. Nessa mesma época a ponte em arco romana sofreu uma releitura, passando a ter linhas mais arrojadas, além de agregar habitações à sua estrutura. A ponte Vecchio, em Florença, é um exemplo dessa nova concepção de pontes que foram difundidas durante todo esse período, tendo �m na Revolução Industrial. Fonte: Emperorcosar / Shutterstock Com a Revolução Industrial, ou seja, com a introdução da máquina ao processo de construção, que antes era manual e rudimentar, passou a ser possível criar peças e componentes padronizados em grandes volumes e com rapidez. Com esse avanço tecnológico, gradativamente a pedra passou a ser substituída pelo aço, iniciando uma nova era na construção de pontes, pois, com a melhor utilização do aço, passou a ser possível a construção de pontes mais largas e com vãos maiores, aumentando consideravelmente a sua capacidade de carga e a superação dos obstáculos. Fonte: Olavs / Shutterstock Outro avanço obtido durante a Revolução Industrial foi a nova concepção estrutural das pontes pênseis ou pontes suspensas. Em épocas mais antigas, principalmente em sociedades andinas e asiáticas, as pontes pênseis já existiam, feitas em madeira e suspenas com o auxilio de cordas. Na nova concepção estrutural, as peças em madeira foram substituidas pelo aço e as cordas para a sustentação foram substituídas por correntes, o que permitiu vencer vãos cada vez maiores. A ponte de Londres é um exemplo dessa época. Ainda em meio à Revolução Industrial, o próximo passo no desenvolvimento das pontes veio com o uso de fundações mais profundas e rígidas, o que permitiu a construção em ambientes marinhos agressivos. Para isso, grandes cilindros metálicos, usualmente chamados de tubulões, passaram a ser utilizados, o que trouxe uma enorme evolução tecnológica em sua infraestrutura. A ponte de Chelsea, em Londres, é um exemplo de infraestrutura construída com tubulões. Fonte: BBA Photography / Shutterstock Hoje as pontes são projetadas e planejadas objetivando vencer o maior vão possível com o menor tempo de construção e gastando a menor quantidade de recursos. Em casos especiais, quando objetiva-se produzir um ícone ou um marco do desenvolvimento local, há um maior investimento no design e no material utilizado nas pontes, o que signi�ca também um aumento em seu orçamento. Segundo Brown (1993), essa abordagem projetual tem origem na ponte Bailey construída pelos britânicos durante a Segunda Guerra Mundial para avançar com as suas tropas rapidamente sobre os rios. Para tal, eram utilizadas vigas e pilares de aço pré- fabricados e montados in loco, �nalizadas com o acréscimo do tabuleiro. Essa urgência e necessidade de economizar recursos, necessária em tempos de guerra, foi adotada por engenheiros e projetistas que viram nesse modelo a possibilidade de maximizar a e�ciência na construção de pontes. Ponte Bailey Ponte Bailey Permanente O futuro das pontes está na utilização de novos materiais como o alumínio e a �bra de vidro, além da busca por mais economia, segurança e qualidade de sua estrutura, pois, diferente das necessidades anteriores, hoje as necessidades humanas estão na preservação ambiental e na redução do uso dos recursos naturais, além da preservação da própria vida humana com a redução de acidentes. Essas pontes vencem grandes vãos utilizando novas ligas metálicas e materiais avançados em sua estrutura. Em sua operação, as novas pontes são controladas por computadores e sensores, onde dados são processados e geram informações como as condições do tráfego, que podem ser transmitidos aos usuários através de painéis de mensagens variadas nas vias. Informações como a velocidade do vento e a aderência da pista em tempo chuvoso podem ser transmitidas também para os técnicos da ponte por meio de computadores e smartphones. Pontes como a Incheon, na Coreia do Sul, são totalmente controladas por computadores e até mesmo a intensidade da iluminação é de�nida a partir da luminosidade natural do ambiente. Essa tecnologia aplicada a pontes signi�ca uma interferência menor do homem sobre a operação da ponte, pois todos os processos são decididos e iniciados por sistemas geridos por inteligência arti�cial o que aumenta a economia com a redução acentuada da mão de obra humana e maximiza a segurança viária. Ponte Incheon Painéis de Mensagens Variadas da ponte Incheon No Brasil, um marco foi a construção da ponte Rio-Niterói, obra desenvolvida pelo Exército Brasileiro e inaugurada em 1974 pelo então presidente Emílio Garrastazu Médici, tendo como base construtiva o concreto e o aço. A ponte é uma via de 13,2 quilômetros construída para ligar dois trechos da BR-101 (Rio Grande do Norte-Rio Grande do Sul). Fonte: Celso Diniz / Shutterstock Destaca-se, na ponte Rio-Niterói, a altura do seu vão central. A Marinha desejava um vão central com altura mínima de 60 metros para a passagem dos seus navios de guerra, cargueiros e petroleiros, enquanto a Aeronáutica desejava uma altura máxima de 72 metros, devido aos cones aéreos dos aeroportos do Galeão e Santos Dumont. Por esse motivo, estabeleceu-se uma altura de vão com 72 metros de altura e 300 metros de largura, construído com estrutura de aço. Comentário No primeiro ano, ela atingiu a média de 20 mil veículos por dia. Hoje, sua média já ultrapassa os 150 mil veículos por dia, sendo esta uma média comparável a vias de trânsito rápido do Rio de Janeiro. Classi�cação das pontes quanto ao uso As pontes podem ser classi�cadas quanto ao uso em: Pontes ferroviárias Trânsito de trens. Pontes rodoviárias Trânsito de veículos rodoviários de uso coletivo e/ou individual. Passarelas Trânsito de pessoas. Pontes ferroviárias Segundo Thomaz (1975), as pontes ferroviárias são utilizadas para auxiliar trens na ultrapassagem de obstáculos, principalmente os que alterem muito a elevação da linha férrea, como rios e montanhas. As ferrovias possuem muitas pontes férreas a �m de manter sua declividade longitudinal baixa, pois as normas técnicas vigentes para essa construção estabelecem 1% como declividade máxima, ou seja, para subir 1 metro é necessária uma rampa com 100 metros de comprimento. Fonte: Serjio74 / Shutterstock Pela dimensão, peso e velocidade das composições, os trens não podem subir ou descer montanhas como os automóveis em rodovias. Por este motivo, em regiões montanhosas há uma grande incidência de pontes ferroviárias que amenizam de maneira equilibrada o percurso da ferrovia. Segundo Thomaz (1975), em uma linha férrea o peso do trem é descarregado no trilho, que o transmite para os dormentes, ou seja, as tábuas de madeira que suportam os trilhos, que por sua vez o descarrega sobre a camada de brita e após esse estágio o peso é distribuído de maneira bastante descentralizada no terreno natural. No caso das pontes ferroviárias, essa distribuição ocorre de maneira distinta, pois todo o peso do trem é descarregado sobre o trilho e consequentemente sobre a estrutura da ponte ferroviária. Por esse motivo, há total atenção no projeto da estrutura dessas pontes, sendo utilizado em muitos casos grandes per�s metálicos e treliças, com per�s em cantoneira, em formato de “L”, que apresentam maior resistência do que per�s quadrados. Pontes rodoviárias Segundo Pedro (2007), as pontes rodoviárias possuem a função de auxiliar veículos motorizados ou não, de uso individual ou coletivo, a ultrapassar obstáculos naturais e/ou arti�ciais. Quando os obstáculos são rios ou córregos, as pontes rodoviárias são chamadas simplesmente de pontes e quando o obstáculo são ruas ou avenidas as pontes rodoviárias são chamadas de viadutos. As pontes rodoviárias são constituídas por tabuleiro, pilar, aparelhos de apoio, encontro de ponte e fundações. Além das pontes de tirante, que são pontes suspensas por estais e mastros, as pontes rodoviárias também são classi�cadas como: Pontes em viga - suspensas por vigas de aço, madeira ou concreto; Pontes em arco - de pedra, aço ou concreto, suspensas por um ou uma sucessão de arcos sob o tabuleiro; Pontes suspensas – sustentadas por cabos. Fonte: FTiare / Shutterstock Fonte: 06photo / Shutterstock Passarelas Também conhecidas como passarelas de pedestres, são usadas para auxiliar indivíduos a ultrapassar obstáculos como rios, ferrovias ou vias. Normalmente são feitas de concreto e aço, sendo o aço mais utilizado quando o objetivo é vencer grandes vãos sem a necessidade de pilares intermediários. Atividades 1. Como visto no início do estudo, a partir da Idade do Bronze, o homem se tornou sedentário devido as suas ferramentas que impulsionaram a agricultura, tornando-se ainda mais importante novas estruturas duradouras que o auxiliassem a ultrapassar rios e córregos. Com essas mesmas ferramentas, o homem passou a ter a capacidade de cortar e moldar a pedra e a madeira de acordo com as suas necessidades, surgindo assim as primeiras pontes em madeira e as pontes em arco, feitas em pedra, vistas inicialmente na Mesopotâmia 4.000 anos a.C. e com maior presença em 500 a.C. na Grécia, devido ao desenvolvimento dessa sociedade. A partir da informação apresentada anteriormente, pesquise sobre a ponte de Arcádico, na Grécia, uma ponte em arco feita de pedra, construída nesse período histórico. Ao encontrá-la, descreva as suas características construtivas e o seu entorno. 2. Busque na Internet imagens da ponte romana da ribeira de Odivelas e da ponte romana de Vila Formosa. Comparando as duas pontes com a ponte de Arcádico, vista anteriormente, qual elemento é comum às três pontes? a) Lâmina d'água pequena. b) Lâmina d'água grande. c) Método construtivo no corte e posicionamento das pedras. d) O arco como elemento estrutural. e) A capacidade de carga. 3. Veja o vídeo Operação Market Garden Battle�eld <https://www.youtube.com/watch?v=i3jvWf4-R5Q&t=310s> e elabore um texto baseado na história contrafactual, em que as pontes Bailey não houvessem sido inventadas e utilizadas no con�ito. A história contrafactual é um exercício no qual se supõe que um fato histórico não ocorreu e deste ponto são feitas suposições do que poderia ter ocorrido e quais as consequências para os dias atuais. Nesse caso, descreva quais seriam as consequências, desse fato histórico, sem a utilização das pontes Bailey. Notas Ponte1 Essa ponte, sustentada por toras de até 9 metros de comprimento, foi construída em apenas 10 dias e resistiu à passagem de 40 mil soldados e seus suprimentos bélicos. Segundo especialistas, apenas a construção dessa ponte monumental em um tempo de execução tão curto causou pânico nos povos instalados na outra margem do rio, o que cooperou decisivamente para a vitória romana. Referências BROWN, D. J. Bridges. Nova Iorque: Macmillan Publishing Company, 1993. LUCAS JUNIOR, R. Pedágio urbano. Rio de Janeiro: Agência 2A, 2009. PEDRO, J. J. O. Pontes. Portugal: IST – DECivil – Secção de Mecânica e Estruturas, 2007. THOMAZ, E. C. S. Pontes Ferroviárias - concreto protendido, Rio de Janeiro: IME, 1975. Próxima aula Processo de planejamento de pontes; Elementos do projeto de pontes; Estudos necessários para o projeto de pontes. Explore mais Assista aos vídeos e aprenda mais um pouco: Obras incríveis: ponte Millau; <https://www.youtube.com/watch?v=oy8s_k5CaCA> A maior ponte do mundo; <https://www.youtube.com/watch?v=0_PQZ1EHdIg> Megaconstruções: A ponte da Baía de Oakland. <https://www.youtube.com/watch?v=co-gz27PewQ>
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