APS 2017 - Engenharia Civil - 9º Semestre docx 1

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Campus – Brasília – DF
Departamento de Engenharia Civil
Curso de Engenharia Civil
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA
Visita a uma ponte estaiada, abordando os principais aspectos técnicos, econômicos e arquitetônicos das pontes estaiadas. Engenharia Civil, UNIP – Brasília / DF.
Brasília – DF
Maio / 2017
Campus – Brasília – DF
Departamento de Engenharia Civil
Curso de Engenharia Civil
Aluno: Fernando Raffaelli Ra: B67ADJ-6 Turma: EC9V30 
Aluno: Gustavo Vasconcelos Lemos Ra: B812F1-4 Turma: EC9V30
Aluno: Nilton de Oliveira Junior Ra: C658DC-5 Turma: EC9Y30
Aluno: Rafael Antunies dos Santos Ra: B75867-8 Turma: EC9Y30
Aluno: Richardson Pereira de Oliveira Ra: B72AHD-3 Turma: EC9V30
Aluno: Thyago Augusto de Souza Ra: B73JCF-6 Turma: EC9Y30
Aluno: Vinicius Stuart Santos Ra: T227364 Turma: EC9Y30
Aluno: Wagner Jorge Menezes Lima RA: T283620 Turma: EC9Y30
Brasília – DF
Maio / 2017
Sumário
Introdução...........................................................................................................03
Fotos...................................................................................................................04
Viaduto Luciano Mendes de Almeida.................................................................05
Métodos de execução.........................................................................................06
Estaiamento com selas.......................................................................................07
Etapas de execução..........................................................................................08
Logística da obra..............................................................................................09
Complexo Viário Padre Adelino.......................................................................10
Instalação das Selas...........................................................................................11
Ficha técnica.......................................................................................................14
Bibliografia..........................................................................................................15
INTRODUÇÃO
Este trabalho tem o objetivo de demonstrar a execução de uma ponte estaiada passo a passo, seus projetos de fundação e estrutura, projetos de viabilização da obra, junto com orçamentos e cronogramas. 
Neste trabalho contaremos um pouco da história da construção deste ponte e citando outros como exemplo de projetos e desenvolvimento do empreendimento.
Fotos
 
Ponte JK
 A Ponte Juscelino Kubitschek, também conhecida como Ponte JK ou Terceira Ponte, está situada em Brasília, ligando o Lago Sul, Paranoá e São Sebastião à parte central de Brasília, através do Eixo Monumental, atravessando o Lago Paranoá. Inaugurada em 15 de dezembro de 2002, a estrutura da ponte tem um comprimento de travessia total de 1200 metros, largura de 24 metros com duas pistas, cada uma com três faixas de rolamento, duas passarelas nas laterais para uso de ciclistas e pedestres com 1,5 metros de largura e comprimento total dos vãos de 720 metros. 
 A estrutura da ponte tem quatro apoios com pilares submersos no Lago Paranoá. Os três vãos de 240 metros são sustentados por três arcos assimétricos e localizados em planos diferentes, com cabos tensionados de aço colocados em forma cruzada, o que geometricamente faz com que os cabos formem um plano parabólico. Com seus arcos assimétricos, a estrutura em três arcos, inspirados "pelo movimento de uma pedra quicando sobre o espelho d'água",[2] é única no mundo, comparável em forma mas não em sistema estrutural, como a passarela do Aquário Público do Porto de Nagoya, Japão.[3] Inicialmente orçado, em 1998, em R$40 milhões, estima-se que o custo total de construção foi de R$ 160 milhões.[4] Sua beleza arquitetônica resultou num projeto estrutural de grande complexidade, mas apesar do custo adicional, o Governo do Distrito Federal considerou indispensável que a ponte estivesse ao nível da monumentalidade com que Brasília foi projetada. 
 Projeto inaugurado em 15 de dezembro de 2002, em Brasília, a Ponte Juscelino Kubitschek. O projeto audacioso impressiona pela funcionalidade e pela arquitetura monumental que transformam o empreendimento em uma execução ímpar da engenharia brasileira. Iniciando pela arquitetura, com três arcos inspirados pelo movimento de uma pedra quicando sobre o espelho d'água, a obra se integra ao conceito de Brasília, aliando beleza e inovação. A forma estrutural adotada conta com três arcos que sustentam, por meio de estais de aço, três tabuleiros com vão de 240 metros cada um, sendo um desafio imposto pela arquitetura e vencido pela engenharia, responsável pela obra, Via Dragados, José Celso Gontijo. 
 A ponte JK se assenta em um ponto muito privilegiado do Lago Paranoá. Recursos de monitoramento eletrônico serão usados para avaliar a segurança da estrutura da ponte nos próximos dois anos, por meio de 51 sensores acoplados aos 48 cabos de sustentação e três no topo dos arcos da ponte.
Métodos de execução
Segundo Antonio Fernando C. Sampaio, engenheiro da Siurb, o método foi escolhido por interferir pouco no fluxo da Avenida Salim Farah Maluf durante a obra. "Um pilar central permite a execução das lajes sem que se faça uma intervenção muito grande no movimento da avenida", explica. A prefeitura chegou a estudar a utilização de outros três sistemas convencionais: vigas pré-moldadas, caixão cimbrado e balanço sucessivo. A primeira solução, de acordo com o engenheiro da Siurb, era a mais econômica e possibilitava um cronograma reduzido. No entanto, as vigas pré-moldadas não venciam o vão pré-definido, que era de 61 m. "Não havia condição de colocar um pilar no meio da Avenida Salim Farah Maluf para adotar as vigas pré-moldadas, porque a gente também não podia reduzir as faixas, então o sistema acabou sendo descartado", conta Sampaio. Já o segundo sistema, caixão cimbrado, vencia o vão pré-definido, mas demandava a execução do cimbramento sobre a Salim Farah Maluf, o que também não era possível, pois influenciaria na altura do gabarito (distância entre o solo e a superfície inferior da laje) e não permitiria a passagem de veículos altos, como caminhões e ônibus.
Corte do Viaduto Padre Adelino (fig. 1)
A terceira solução estudada pela Siurb foi o balanço sucessivo, que vencia o vão pré-definido e não necessitava de cimbramento. O problema, no entanto, é que o sistema não possibilitava a elevação do greide (altura da pista) necessária, já que a altura do caixão era de 6 m. "Assim, não poderia ter passagem de veículos durante a fase da obra ou então teríamos que fazer a ponte bem mais alta, mas todo o viário da região teria que ser elevado, o que é inviável economicamente", analisa Sampaio. Por isso, a Prefeitura de São Paulo determinou a utilização da solução estaiada no viaduto, com dois vãos de 61 m, totalizando 122 m de comprimento.
Estaiamento com selas
Para o estaiamento do viaduto, foi utilizada a tecnologia conhecida como selas passíveis de manutenção. "O principal diferencial desse viaduto estaiado é que, além de não ter travamento, o pilar é maciço, em forma de arco, e possui selas especiais que permitem a passagem dos estais", conta Marcelo Yassuo Sunemi, gerente de produção da Construbase. Com isso, em vez de os estais serem travados no mastro, os cabos vão de ponta a ponta no viaduto. Segundo o engenheiro Alfredo de Souza Queiroz, da BIT engenharia, empresa responsável pelos projetos do viaduto, o sistema de sela (ou, em inglês, saddles) se originou na Europa e é muito utilizado na França e Alemanha desde as décadas de 1960 e 1970. A execução do projeto, cálculo estrutural e a instalação do sistema seguem as recomendações do Post-tensioning Institute (Recommendationsfor stay cable design, testing and installation).
No caso do viaduto Padre Adelino, o sistema de selas se mostrou o mais adequado porque demandava a construção de um pilar central bem menor do que o necessário para soluções estaiadas convencionais. "No viaduto Padre Adelino não era possível construir um mastro grande como normalmente é feito porque ele teria quatro vezes a dimensão do que foi adotado, de 43 m de altura, e não caberia no meio da Avenida Salim Farah Maluf", afirma o gerente de produção da Construbase. Além disso, a tecnologia é a mais indicada para mastros maciços, que foi o escolhido para o viaduto Padre Adelino. "Por se tratar de um mastro em forma de arco, com seção transversal retangular de 1,5 m x 4,0 m2, optou-se por trabalhar com a seção maciça devido à facilidade construtiva, já que não é preciso utilizar fôrma interna, porém demanda o uso das selas", afirma Alfredo de Souza Queiroz.
O espaço limitado para a construção do viaduto não foi a única dificuldade do projeto. A geometria da estrutura teve que considerar a esconsidade de 9,64º do viaduto em relação ao pilar central. A esconsidade acontece quando o eixo longitudinal do viaduto não forma um ângulo reto com o eixo longitudinal do obstáculo transposto, no caso, o mastro de 43 m de altura. "Olhando para os estais, em qualquer ponto do viaduto, nunca um cabo fica simétrico ao outro, estão todos esconsos em cerca de 10º. Não só os estais, como todas as lajes e todos os pontos do viaduto estão esconsos em cerca de 10°, como se estivessem torcidos, exemplifica Sunemi. A distância dos estais é de cerca de 5 m. "Essa distância foi adotada para limitar o peso da aduela, em função da capacidade da treliça", disse o projetista Alfredo de Souza Queiroz.
Etapas de execução
A construtora optou por utilizar fundações em tubulões, sendo dois em cada extremo do viaduto e oito por pilar (16 no total). "A fundação teve que ser em tubulões com ar comprimido, porque o nível da água está muito próximo ao nível da pista da Avenida Salim Farah Maluf", lembra o engenheiro. Para conseguir a taxa mínima de carga necessária para o viaduto, a profundidade da fundação é de 20 m. O pouco espaço disponível na Avenida Salim Farah Maluf para a fundação - nos apoios extremos o diâmetro dos tubulões é de 140 cm e nos apoios centrais, de 160 cm - exigiu que os blocos fossem protendidos. Quanto à tensão na base, nos apoios extremos, a tensão normal básica foi calculada em 4 kgf/cm² (quilograma força por centímetro quadrado), enquanto a tensão de borda máxima em de 4,5 kgf/cm². Já nos apoios centrais, a tensão normal máxima é de 7 kgf/cm² e a tensão de borda máxima 8 kgf/cm².
Para corrigir possíveis falhas no projeto e treinara instalação das selas, a Construbase executouum protótipo do mastro central no canteiro de obras (fig 2.)
Executadas as fundações, a construtora iniciou a construção dos pilares até a altura do travamento, de 7 m, onde nascem as lajes. Depois fizeram o travamento, com mais 3 m de altura, e iniciaram a execução da torre de 33 m de altura. O pilar, o travamento e a torre, juntos, totalizam 43 m de altura. A estrutura do mastro central foi executada em 12 lances, sem contar o fechamento. A concretagem aconteceu a cada 2,5 m de altura, utilizando fôrmas trepantes inclinadas, que se apoiam no segmento anteriormente executado. Já o fechamento do mastro foi feito com cimbramento. Foram utilizadas ainda estroncas a cada três lances e nichos aparentes.
	
Aduela de disparo do tabuleiro tem 14,4m de comprimento, sendo 7,2m cada lado do mastro. (fig. 3)
Concluída a execução do mastro começou-se a instalação das selas. A peça, com travas removíveis, é inserida dentro de uma camisa metálica ou tubo guia concretado no mastro. Por não estar aderente ao concreto, caso seja necessário, a sela poderá ser removida da camisa metálica e substituída. "As selas são instaladas dentro do pilar, por onde passa o estal. Na verdade, o cabo nasce de um lado da laje, passa por dentro da peça, e desce do outro lado, como se fosse um conduíte especial e passível de manutenção depois da conclusão do viaduto, em caso de acidente ou qualquer outro acontecimento", afirma Marcelo. Após a construção do mastro central, a construtora começou a execução do tabuleiro, que é formado por duas longarinas de 1,50 m de largura, dois passeios de 2 m, duas defensas de 0,40 m e um leito carroçável de 12,50 m, totalizando 20,3 m de largura. "No que diz respeito à concepção do tabuleiro, trata-se de duas vigas invertidas unidas pela laje, sem a necessidade de transversinas", explica o projetista Alfredo de Souza Queiroz.
A execução do tabuleiro foi feita como um balanço sucessivo, moldado in loco em 12 etapas: primeiro, foi construída a aduela de disparo de 14,4 m de comprimento, sendo 7,2 m para cada lado do mastro; depois as dez aduelas típicas, de 5 m de comprimento, foram sendo concretadas uma a uma, lado a lado; então se executou uma aduela especial de 2,5 m e, por fim, um fechamento de 1 m. A laje é protendida em ambas as direções. Até o fechamento desta edição, a Construbase trabalhava na construção das alças de acesso e no acabamento do viaduto.
Logística da obra
Apesar do espaço limitado para a construção do viaduto, a logística da obra foi bem mais simples, segundo o engenheiro da Construbase. "A própria justificativa técnica para a escolha da solução estaiada incluía a questão da logística, pois a obra não poderia interditar a Avenida Salim Farah Maluf", explica Sunemi. "Em alguns momentos, no entanto, a construção influenciou no trânsito, isso era inevitável. Então, para diminuir os transtornos, optamos por fazer os serviços que utilizavam as pistas durante a noite, e não de dia", completa. Os materiais foram alojados em três pequenos canteiros de obras próximos ao local do viaduto. "Utilizamos o próprio canteiro central da Salim para preparo dos estais também. Enfim, embora os espaços fossem limitados, eram suficientes para as nossas necessidades", conclui.
Três pequenos canteiros de obras serviram para o recebimento e alojamento dos materiais para as obras do Complexo Padre Adelino. (Fig. 4)
Complexo Viário Padre Adelino
A construção do viaduto estaiado faz parte da obra do Complexo Viário Padre Adelino, que também é constituído por outras duas intervenções: a construção do Viaduto Catinguá/Balem, que ligará a região da Penha ao Belém e ao Brás, e a ampliação de duas faixas do viaduto Pires do Rio, na Radial Leste, além do seu reforço e reforma. O objetivo principal das construções é dividir o fluxo da Radial Leste em três partes. "Para quem está vindo do Centro, haverá três opções: pegar o viaduto estaiado Padre Adelino e ir para o bairro do Anália Franco e alto do Tatuapé; ou ir pelo viaduto Catiguá/Balem e cair na região da Penha; ou seguir pela própria Radial Leste para chegar a Itaquera", explica Antonio Fernando C. Sampaio, engenheiro da Siurb.
Por outro lado, a Avenida Salim Farah Maluf, que liga a Rodovia Presidente Dutra e a Avenida Professor Luiz Ignácio Anhaia Mello, na Vila Prudente, será uma via expressa. "Com a construção do Complexo Padre Adelino, os semáforos da avenida serão totalmente retirados nesse trecho do Tatuapé. Hoje, quando o trânsito para na Salim Farah Maluf por causa dos semáforos, para também na Anhaia Mello e influi até mesmo no trânsito da Marginal do Tietê", conta o engenheiro da Prefeitura. O custo total da obra do Complexo Padre Adelino é de R$ 114 milhões e a previsão de inauguração é para dezembro de 2010.
Instalação das Selas
As selas, peças metálicas instaladas dentro dos pilares, servem para ancorar os cabos dos estais no mastro central do Viaduto Padre Adelino. Entre as vantagens, as peças permitem a seção reduzida, não demandam a protensão do pilar e podem ser removidas caso necessite uma eventual substituição dos estais. Confira como foi o passo-a-passo da instalação das selas.
1. Para encaixar as selas, peças conhecidas como "camisa metálica" ou "tubo guia" já devem ser concretadas no mastro central.2. Com um tipo de cera ou graxa, as selas são instaladas:
	
3. Cordoalhas são fixadas no tabuleiro do viaduto (cada estal é formado por 48 cordoalhas de aço):
	
4. Tubo de PEAD (polietileno de alta densidade) é cortado e soldado para revestir o estal:
	
	
5. Ao contrário do estal que atravessa a sela, o tubo de PEAD é travado em cada extremidade da peça:
	
Ficha Técnica
Construção: Construbase Engenharia; projetista: Bit Engenharia;
Acompanhamento técnico: Enescil Engenharia; 
Controle da qualidade do projeto: Studio De Miranda - Milão/Itália;
Terraplenagem: Tecla Terraplenagem; 
Fundações: Arcon Fundações e Túneis; 
Controle tecnológico: LA Falcão Bauer; 
Fôrmas e andaimes: Doka Brasil; 
Treliças e ancoragens: Protende; 
Topografia: NR Consultoria; 
Concreto: Polimix; 
Aço: Gerdau; 
Cordoalhas dos estais: Belgo Bekaert Nordeste; 
Montagem mecânica: Simbratec; 
Içamento de cargas: Locar Guindastes
Bibliografia
http://techne.pini.com.br
http://noticias.uol.com.br
http://pt.wikipedia.org/wiki
Ponte Estaiada Construção de Sentidos Para São Paulo- Cotrim, Luciana