APS Pontes

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
INSTITUTO DE CIÊNCIAS SOCIAIS E COMUNICAÇÃO
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
PONTES E GRANDES ESTRUTURAS: PONTE PÊNSIL PIRACICABA
APS: 9º Semestre
Nome do Aluno , RA: 
LIMEIRA
2016
RESUMO
 Um dos grandes desafios do homem é chegar aonde ninguém jamais chegou, ligando destinos diferentes não importando os obstáculos a serem transpostos, como rio, mares ou até mesmo os mais profundos vales. Porém as estruturas para se ultrapassar esses desafios devem ser muito bem projetadas garantindo a segurança não só daqueles que utilizam essas obras mas também daqueles que possam viver perto delas. As obras de pontes rodoviárias estão presentes no mundo desde os tempos antigos, desde a época da ascensão de Roma na conquista de novos territórios quanto nos dias atuais buscando diminuir a distância entre países e até mesmo continente. 
 
1. INTRODUÇÃO
 Desde a antiguidade o homem percebeu a necessidade de se ultrapassar obstáculos em busca de alimento ou abrigo. Sabe-se que as primeiras pontes surgirão ao acaso pelo fato da queda de troncos sobre rios, o homem ao ver tal evento prontamente o copiou, surgindo então pontes feitas de troncos de árvore ou pranchas eventualmente de pedras, usando recursos simples, porém adequados para suas necessidades.
 O projeto de uma obra de arte como uma ponte ou viaduto em concreto armado possui o seu início pela definição da sua finalidade e necessidade, buscando a transposição de obstáculos dando continuidade à via em que possui um fluxo de veículos. Para a completa realização do seu projeto são exigidos conhecimentos em diversas áreas da engenharia civil como hidrologia (para a determinação da seção de vazão e enchente máxima caso a obra seja de uma ponte), geotécnica, topografia, projeto de estradas, materiais construtivos e fundações. Durante a realização de cálculos das cargas e suas respectivas distribuições, são obrigatórios conhecimentos das disciplinas relacionadas a sistemas estruturais como mecânica dos sólidos, isostática, teoria das estruturas e concreto armado.
 Segundo MARCHETTI (2008), denomina-se Ponte a obra destinada a permitir a transposição de obstáculos podendo ser rios ou braços de mar. Denomina-se Viaduto quando o obstáculo transposto é um vale ou outra via. A obra de arte pode ser dividida em três partes: a superestrutura, que corresponde a laje e as vigas; a meso-estrutura, que são os pilares, aparelhos de apoio e encontros; e a infra-estrutura, que representa a fundação.
 
2. OBJETIVO
2.1 - Objetivo Geral
 O presente trabalho tem como objetivo o cálculo dos esforços aplicados as vigas da ponte em projeto. Com os seus cálculos estruturais executados e demonstrados possuindo o intuito de colocar em prática conhecimentos adquiridos nas aulas ao longo do curso de engenharia civil.
2.2 Objetivos secundários
 Demonstrar a grande importância da implantação de pontes, viadutos e aquedutos na atualidade. Que não tem por objetivo apenas vencer vãos e melhorar o trafego local, mas também a não descaracterização estética e arquitetônica do local a ser implantada.
2.3 - Objetivos Específicos
Analisar o comportamento da estrutura estudada de acordo com as cargas atribuídas;
Traçar os gráficos de esforços cortante e momento fletor para uma análise do comportamento da estrutura em concreto armado devido ao carregamento;
Traçar os gráficos de envoltória e linhas de influência;
Apresentar as reações adquiridas ao longo da estrutura, nos vãos, nos apoios, nos balanços para que a ponte se torne uma estrutura estável.
3 - A PONTE 
Construída em 1992, faz ligação entre a Av. Beira Rio e o Engenho Central. Oferece vista panorâmica do Salto do Rio Piracicaba e da Rua do Porto. A passarela pênsil tem 103 metros de extensão (de uma ponta a outra) e 78 metros de vão suspenso. Sua estrutura é sustentada por cabos de aço e madeiramento. É considerada uma obra de arte da engenharia, cujo projeto inicial foi inspirado no modelo de duas importantes e famosas pontes norte-americana: a Brooklin Bridge de Nova York (NY) e a Golden Gate, de San Francisco (CA), fato que justifica o seu formato. Em 2008 a passagem passou por manutenção, com a troca da madeira desgastada pelo tempo de uso. No ano anterior, foram feitas várias pequenas reformas. 
De todos os tipos estruturais, as pontes pênseis ou suspensas, junto as estaiadas, são aquelas que possibilitam os maiores vãos sobre os rios, lagos e etc. Nelas o tabuleiro é continuo é sustentado por vários cabos metálicos atirantados ligados a dois maiores que por sua vez , ligam-se as torres de sustentação. A transferência das principais cargas às torres e às ancoragens em forma de pendurais é feita simplesmente por esforços de tração. Os cabos comprimem as torres de sustentação que transferem os esforços de compressão para as fundações.
A ponte pênsil quando sujeita a grandes cargas de vento, apresenta movimentos de tabuleiro que podem tornar o trafego desconfortável e até perigoso, por esta razão, exige que o tabuleiro seja projetado com grande rigidez à torção para minimizar esse efeito. A figura 1 abaixo mostra a figura a ser estudada nesse trabalho.
Figura 1 – Ponte pênsil sobre o Rio Piracicaba
Fonte: Site Galeria Foto
4 - ASPECTOS TÉCNICOS
4.1 Elementos estruturais
4.1.1 Superestrutura
Parte da ponte destinada a vencer o vão. Dividida em duas partes, sendo principal e secundária:
• Estrutura principal: sua função é vencer os vão por meio da utilização de vigas.
• Estrutura secundária- Responsável por receber e suportar todas as ações advindas das cargas e as transmite a estrutura principal pelo meio da laje.
Figura 2: Vigas e Tabuleiros (Superestrutura)
Fonte: Do autor
4.1.2 Infraestrutura
 Estrutura responsável por receber todas as cargas da superestrutura por meio de aparelhos de apoio as transmitindo ao solo.
 A mesma pode ser subdividida nos seguintes itens:
Encontro: Situado na extremidade da ponte, tem a função de arrimo de solo e também de suporte.
Pilar: Situado na região intermediária tem a função de receber todos os esforços vindos da superestrutura e os transmitir para a fundação.
Fundação: Recebe todos os esforços dos pilares e os transmite ao solo.
Figura 3 – Elementos de Superestrutura e Infraestrutura
Fonte: Do autor
4.1.3 - Elementos estruturais transversais
Pista de rolamento: é a região da ponte reservada ao tráfego deveículos. A pista é composta por uma ou mais faixas de transito, cada uma de 3,50 m delargura, conforme a intensidade de tráfego de veículos;
Passeio: é a região da ponte reservada ao tráfego de pedestres. Conforme a intensidadede tráfego de pessoas, se define a existência (já que sua construção é opcional), aquantidade e a largura dos passeios;
Acostamento: Destina-se à utilização de emergência em casos de emergências, pelos veículos;
Guarda rodas: é um obstáculo para que os veículos não transitem sobre os passeios. O guarda-rodas é vulgarmente conhecido por meio-fio ou guia;
Guarda-corpo: é uma proteção para evitar a queda de pedestres da ponte. O guarda-corpo, por sua vez, é formado por peças verticais, usualmente chamadas de pilaretes, e por peças horizontais, que formam o corrimão;
Comprimento da ponte:distância horizontal entre os dois extremos da ponte;
Vão – Distancia horizontal entre os eixos de dois elementos estruturais verticais;
Vão livre -distância entre as faces de dois elementos estruturais;
Altura de construção -distância entre o ponto mais baixo e o mais alto da superestrutura;
Altura livre -distância entre o ponto mais baixo da superestrutura e o ponto mais alto do obstáculo;
4.2 - Ponte Pênsil
 Ponte pênsil ou ponte suspensa é um tipo de ponte sustentada por cabos ou tirantes de suspensão. As primeiras pontes suspensa modernas, com plataformasniveladas, são datadas dos 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 cordaIncas.
4.3 Métodos Construtivos
 As pontes são construídas iniciando com os cabos que são usados como transporte para equipamentos e peças. O Tabuleiro é construído por segmentos pré-moldados, sendo os mesmos transportados segmento por segmento pelos cabos de transporte até que o ultimo seja lançado.
 As pontes penseis são as de maiores vãos, o tabuleiro sustentado por cabos metálicos ligados em dois cabos maiores, ligando as torres de sustentação. Por esforços de tração é feita a transferência das cargas para as torres. 
 É importante que o tabuleiro seja projetado com rigidez a torção para diminuir esse efeito, pois quando tem movimentos projetados pelo vento forte pode dificultar o trafego. 
A construção de uma ponte pênsil é dividida por etapas:
Construção dos mastros, pilares, blocos de ancoragem;
Instalação dos cabos principais;
Inicio da instalação das vigas do centro para o meio do vão, e nos vão laterais;
Fechamento das vigas como os mastros, e de todas as juntas nas vigas.
 O início da instalação da viga do centro, é a aplicação do peso da viga nos cabos causando deslocamento e as juntas entre as secções da viga, são abertas para evitar momentos excessivos nas seções, para os vãos laterais a instalação é necessária para diminuir deslocamentos horizontais dos mastros.
 O fechamento das vigas tem início junto com a instalação das vigas e com o fechamento como mastros, estando na posição correta.
Para montagem dos elementos metálicos pré-fabricados é seguido uma ordem:
O segmento central é lançado ao mar após desce pelo píer, o segmento central é apoiado nas colunas de içamento montadas pela torre, é preciso verificar os cabos de amarração reguláveis;
Os Segmentos laterais são realizados sobre escoramento, apoiado no segmento central flutuante é feito seu içamento, montagem dos vãos laterais de 44m com auxílio de torres triangulares. 
 O material mais usado em estrutura de tabuleiros é o concreto moldado in-loco sendo o mais tradicional, o pré-moldado usado em algumas pontes na Europa, e o aço. Os tabuleiros formados por placas de concreto protendidas ou por armadura convencional. A figura 4 é um exemplo de ponte pênsil em construção:
Figura 4 – Execução de ponte pênsil
Fonte: Site IPT
As pontes são classificadas conforme os materiais utilizados nas suas construções:
Para pontes de concreto: Armado, protendido, leve e alta resistência. 
 A não ser em passarelas, dificilmente se usa para pontes penseis com tabuleiros de concreto e treliças, essas estão sendo usadas novamente com advento do concreto de alto desempenho.
 O concreto possui vantagens em relação a durabilidade, resistência ao fogo, a compressão e a escolha da forma, e suas desvantagens como falta de resistência a tração, retração e fluência.
Para pontes de aço e mista aço/concreto: Aço-carbono, baixa liga.
 Para os métodos construtivos só não se adaptam as estruturas de aço moldagem in loco, de cimbra mento fixo ou móvel. 
 O aço assim como o concreto também possui vantagens, como alta resistência a compressão, tração e por seu peso leve, e suas desvantagens como difícil durabilidade, resistência ao fogo e problemas de estabilidade.
 Temos como exemplo: Treliças, arcos, grelhas, caixões, Pontes penseis e estaiadas.
Para pontes de madeira: Aroeira do sertão, jatobá, Gonçalo Alves, ipê roxo.
 Para os métodos construtivos é considerada a mesma observação para as pontes de aço, todos os tipos estruturais se adaptam. 
 A vantagem da madeira é sua economia quando tem qualidade e quantidade aceitáveis, e desvantagens são as dificuldades na durabilidade e resistência ao fogo, variabilidade e da anisotropia. 
Existem alguns tipos de estruturas de superfície, suas classificações: 
Placa: tem a superfície media e perpendicular. Conhecidas como lajes.
Chapa: tem a superfície media e paralela. Conhecidas como vigas parede.
Casca: tem a superfície media curva.
 As lajes são de extrema importância em todas as pontes, inclusive nas pontes em viga onde ligam o tabuleiro nas vigas.
É necessário para iniciar a execução de uma ponte identificar alguns itens.
 É preciso para o planejamento de início de uma ponte todas essas informações para estudo de possibilidades, eliminando problemas.
Tipo ponte ou viaduto;
Número de vãos; 
Vigas bi apoiadas ou continuas;
Estrutura perfis de alma cheia ou treliçada; horizontal ou vertical;
Tipo de inercia;
Longarinas retas ou curvas; 
Espaço disponível nas margens para montagens.
 É necessário verificar acesso para equipamentos compatíveis e acesso para estruturas auxiliares, acesso aéreo ou sobre a agua, condição de operação, e peso das peças, verificar se possui acesso para balsa.
 As peças e equipamentos para uma estrutura sobre a agua são transportados por meio de balsa chata, em alguns casos é usado duas balsas, uma para os equipamentos e outra para as peças. Para içamento no mar possui equipamento marítimo exclusivo para a operação, são as cabreas. 
 As balsas são usadas onde existam ondas ou correnteza, devem ser ancoradas as margens ou a ponte para ter estabilidade, não podendo haver movimento que possa ter risco para os montadores. 
 É preciso um rebocador caso o trajeto da balsa seja longitudinal ao longo d’agua. Abaixo um exemplo de balsa:
5 - METODOLOGIA
 
 Esta atividade pratica supervisionada tema “Pontes e grandes estruturas: Ponte pênsil Piracicaba” trata-se da necessidade do homem em ultrapassar obstáculos para suprir suas necessidades.
 Com base em pesquisas, estudos de artigos de engenharia civil, experiência de campo e visita a ponte de Piracicaba. Descrevemos e apresentamos os componentes de uma ponte pênsil.
 Apresentando os aspectos técnicos identificando e exemplificando os elementos da superestrutura relacionados a baixo que são ilustrados na figura 2.
Estruturais principais
Estruturais secundários
 A Infra-estrutura que é responsável por receber toda carga de superestrutura tem os elementos estruturais relacionados a baixo que são ilustrados na figura 3.
Encontro
Pilar
Fundação
 Apresentando os métodos utilizados. As etapas que são empregadas na parte executiva da construção, pelo uso de equipamentos de grande porte de uma ponte pênsil.
6 – JUSTIFICATIVA
A obra de arte e também importante ferramenta utilizada ponte pênsil de Piracicaba, foi o tema escolhido por nós para melhor descrever a grande importância de pontes e viadutos em nosso cotidiano que foi desenvolvido neste trabalho.
 Trata-se de uma grande obra de uso intenso em nossa região, onde sua criação se tornou um dos cartões-postais de Piracicaba apelidada carinhosamente de “Tião Carreiro”. Muito utilizada por moradores e visitantes.
 A ponte tem como função atender a superação de algum obstáculo neste caso o rio Piracicaba. Esta ponte pênsil é inspirada em outras de mesma forma de outros países.
 A ponte pênsil simples tem como característica ser sustentada por cabos ou tirantes de suspensão.
 As pontes são construídas iniciando com os cabos que são usados como transporte para equipamentos e peças. O Tabuleiro é construído por segmentos pré-moldados, sendo os mesmos transportados segmento por segmento pelos cabos de transporte até que o ultimo seja lançado.
 Sabemos que as pontes são importantes ferramentas dia a dia e que a cada são desenvolvidas novas maneiras, novas tecnologias de construção para que seja eficaz e coerente com o que se é necessário.
7 - CONCLUSÃO
 Após o estudo da Passarela Pênsil sobre o Rio Piracicaba, conclui-sesua grande importância para o município, além de dar acesso exclusivo à pedestre ao Engenho Central tornou-se ponto turístico, uma vez que na época da chuva entre os meses de outubro e fevereiro é possível ver um espetáculo majestoso, chamado piracema, no qual os peixes sobem o leito do rio para desovarem. 
 A construção dessa ponte que já existe há mais de 20 anos, possibilitando aos habitantes passagem segura e rápida e trazendo mais perto o cotidiano da cidade. Aumentou o comércio da região, principalmente com bares e restaurantes que oferecem comida típica, à base de peixe, mesclando com o cardápio nacional.
REFERÊNCIAS
SITE WIKIPEDIA, Pontes. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte> Acesso em 23 de maio de 2015.
SITE BRASIL CHANNEL, Passarela Pênsil. Disponível em: <http://brasilchannel.com.br/municipios/mostrar_municipio.asp?nome=Piracicaba&uf=SP&tipo=turismo> Acesso em 23 de maio de 2015.
SITE PREFEITURA DO MUNICÍPIO DE PIRACICABA, Prefeitura entrega passarela pênsil totalmente reformada. Disponível em: <http://www.piracicaba.sp.gov.br/prefeitura-entrega-passarela-pensil-totalmente-reformada/29847> Acesso em 23 de maio de 2015.
GOMES, Izak da Silva. Sistemas Construtivos de pontes e viadutos com ênfase em lançamentos de vigas com treliças lançadeiras. 2006. 46 f. Monografia (Especialização) - Curso de Engenharia Civil, Universidade Anhembi Morumbi, São Paulo, 2006. Cap. 1.
SITE GALERIA FOTO, Luzes que enchem os corações. Disponível em: <http://galeriafoto.com.br/?p=4287> Acesso em 23 de maio de 2015.
SITE BRAVAMAR,Balsa chata. Disponível em: < http://www.bravamar.com.br/servico/24> Acesso em 24 de maio de 2015.
SITE IPT,Execução de ponte pênsil. Disponível em: http://www.ipt.br/institucional/campanhas/42100_anos_da_ponte_pensil_de_sao_vicente.htm> Acesso em 25 de maio de 2015.