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Emil de Souza Sánchez filho D. Sc. Métodos Construtivos de Pontes 1 Estrutura do curso Métodos Construtivos de Pontes 16 horas Aulas teóricas Notas de aulas = + 2 Objetivos Formação técnica Normalização brasileira Obras Novos conceitos Tipos de pontes Técnicas e métodos construtivos Projetos 3 4 MÉTODOS CONSTRUTIVOS DE PONTES 1 Estruturas moldadas in loco 1.1 Tabuleiros com duas ou mais vigas 1.1 Concepção estrutural 1.2 Escoramento 1.3 Execução 1.2 Vigas caixão 2.1 Seção monocelular 1.3 Seções multicelulares 1.3 Pontes em laje pontes 5 MÉTODOS CONSTRUTIVOS DE PONTES 2 Estrutura em vigas pré-moldadas de concreto protendido 2.1 Concepção estrutural 2.2 Fabricação 2.3 Transporte 2.4 Montagem 3 Pontes em Balanços Sucessivos 3.1 Concepção estrutural 3.2 Fabricação das aduelas in loco ou pré- moldada 3.3 Lançamento das aduelas 3.4 Protensão pontes 6 MÉTODOS CONSTRUTIVOS DE PONTES 4 Pontes Estaiadas 3.1 Concepção estrutural 3.2 Tipos de Pilones 3.3Tipos de seções transversais 3.4 Tirantes e fixadores 5 Patologias 5.1 Vida útil 5.2 Tipos de patologias 5.3 Tipos de vistorias 5.4 Prova de carga 5.5 Reforço pontes pontes 7 8 pontes Construção de pontes Planejamento: é o processo de escolha da metodologia, da ordem e da sequência pela qual os trabalhos são realizados. Plano de execução: é o conjunto de providências necessárias para que os objetivos sejam alcançados. Programação: é a determinação dos períodos e prazos de cada atividade do projeto, que deve conter o dimensionamento do pessoal e equipamentos, de modo a se obter o prazo de execução. pontes 9 NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto. Procedimento. NBR 6123:2013 – Forças devidas ao vento em edificações. Procedimento. NBR 7188:2013 – Carga móvel em ponte rodoviária e passarela de pedestre e outras estruturas. Procedimento. NBR 7189:1985 – Cargas móveis para projeto estrutural de obras ferroviárias. Procedimento. NBR 8681:2003 – Ações e segurança nas estruturas. Procedimento. NBR 10830:1989 – Execução de obras de arte especiais em concreto armado e concreto protendido. Procedimento. Normalização brasileira leila Nota valida para todo tipo de estrutura. Norma de combinação de carga) leila Nota na falta de norma brasileira podemos utilizar norma internacional desde que devidamente identificada 10 pontes Tipos de estruturas Classificação das pontes e viadutos: 1) rodoviárias; 2) ferroviárias; 3) rodoferroviárias; 4) passarela de pedestres; 5) ciclovias. Tipos de sistemas estruturais: 1) laje; 2) arco; 3) vigas, retas ou curvas; 4) quadro rígido; 5) estaidas; 6) pênseis. leila Nota não muito usada atualmente devido aoustos de forma. Os grandes vão eram vencidos por arcos e hoje são vencidos por estais. leila Nota não se utiliza no brasil 11 pontes Tipos de estruturas A escolha do tipo de superestrutura depende de diversos fatores: 1) função e finalidade da obra; 2) localização, topografia e natureza do solo; 3) extensão, vão livre e restrições (gabaritos, acessos, saídas, etc.); 4) prazo de execução; 5) verba disponível para a obra; 6) estética. leila Nota no rio a 10 anos para ca as pontes são estaiadas 12 pontes Tipos de estruturas O método construtivo também é um fator condicionante para a execução da obra, sendo essa escolha é influenciada pelos seguintes fatores: 1) comprimento da obra; 2) altura do escoramento; 3) regime, profundidade e velocidade do fluxo d’água; 4) resistência do solo; 5) disponibilidade de equipamentos; 6) prazo estabelecido; 7) custo; 8) sustentabilidade ambiental. pontes Quanto ao material podem ser de: pedra, alvenaria, madeira, metálicas, concreto estrutural e de materiais compósitos. 13 Tipos de estruturas leila Nota tradicional nos cursos pontes Ponte antiga com tirantes. Tipos de estruturas Ponte rodoviária em arco de alvenaria: os elementos do arco são todos comprimidos. 14 pontes Fases para elaboração do projeto A) Estudo preliminares: A.1) definir a finalidade; A.2) estabelecer parâmetros para definir os vãos da ponte; A.3) analisar os fatores geológicos; A.4) análise econômica. B) Anteprojeto: estudo das diversas soluções viáveis que constam dos estudos preliminares; nessa fase se estima o custo da ponte. C) Projeto definitivo: escolhido o anteprojeto a ser desenvolvido faz-se o dimensionamento e obtém-se os custos de execução da ponte. 15 pontes Elementos topográficos Planta baixa nas escalas 1:1000 ou 1:2000 no trecho de implantação da obra. Perfil na escala horizontal 1:1000 ou 1:2000, escala vertical 1:1000 ou 1:2000. Planta baixa do terreno onde se executará a obra na escala 1:100 ou 1:200, com prolongamento mínimo de 50 m para cada lado, com largura mínima de 30 m. Curvas de nível a cada 1 m, indicando o eixo da obra e a sua esconsidade. O perfil longitudinal deve ser exceder em 50 m o comprimento da obra. 16 pontes Elementos hidrológicos Os elementos necessários são: 1) cotas da máxima enchente e vazante mínima, com indicação da época, frequência e período de ocorrência; 2) vazão do curso d’água. 17 Elementos geotécnicos Os elementos mínimos necessários são: 1) sondagem à percussão (SPT) ou por CPT; 2) sondagem rotativa; 3) serviços de sondagem completo (perfil longitudinal). 18 pontes Elementos das pontes Os elementos de uma ponte são: 1) superestrutura; 2) mesoestrutura; 3) infraestrutura; 4) encontros. 19 pontes Elementos das pontes Superestrutura: 1) lajes; 2) vigas principais; 3) transversinas; 4) cortinas; 5) guarda-corpo; 6) guarda-rodas. Mesoestrutura: 1) aparelhos de apoio; 2) vigas travessas; 3) vigas de amarração; 4) pilares. Infraestrutura: 1) sapatas, blocos; 2) tubulões; 3) estacas; 4) blocos de coroamento. pontes 20 Elementos das pontes Elementos estruturais de uma ponte: 1) comprimento da ponte; 2) vãos (eixo a eixo dos pilares) e vãos livres (face à face dos pilares ); 3) altura da superestrutura; 4) altura livre (gabarito). 21 pontes Comprimento das pontes e viadutos O projeto geométrico, o gabarito e as transposições são os principais parâmetros para definir o comprimento de um viaduto. O projetista não tem muita flexibilidade para definição do comprimento. Nas pontes a interseção do terreno natural com o nível do rio deve ter uma folga de aproximadamente 3 m (passagem de animais), e a distância entre o nível d’água e o intradorso da longarina deve ser no mínimo 1 m. pontes Perfil longitudinal Na fase de anteprojeto estuda-se o perfil longitudinal de modo a atender ao gabarito e o grade da estrada. No caso de pontes tem-se 22 Grade da estrada Gabarito do curso d’água Vias não navegáveis: h≥1,00 m. Vias navegáveis: hmín≥3,50 m (depende do tipo de embarcação). pontes 23 Perfil longitudinal No caso de viadutos tem-se Grade da estrada Gabarito A altura da construção (distância entre os pontos mais inferior e superior da superestrutura), em geral, define o sistema estrutural e os materiais a serem empregados. pontes 24 Desenvolvimento em planta baixa As pontes mais usuais em concreto armado são em duas vigas e com o eixo longitudinal reto perpendicular aos pórticos dos pilares. Nesse tipo de desenvolvimento em planta baixa não se tem torção devido ao empuxo do solo nos encontros da ponte. Pontes retas 25 pontes Desenvolvimento em planta baixa Nas pontes retas esconsas os eixos longitudinais dos tabuleiros não são ortogonais aos pórticos dos pilares. Esse tipo de solução, se possível, deve ser evitado devido à torção do tabuleiroque resulta de sua configuração. Pontes esconsas 26 pontes Desenvolvimento em planta baixa Devem ser projetadas de modo a se evitar a torção nos tabuleiros. Pontes esconsas Cortinas normais ao eixo da ponte Cortinas normais ao eixo da ponte Eixo da ponte Pórtico do pilar 27 pontes Desenvolvimento em planta baixa Nas pontes curvas a torção é uma solicitação de importância fundamental, o que leva à adoção de seção em caixão. Pontes curvas d F F 28 pontes Desenvolvimento em planta baixa A seção transversal do tabuleiro deve ter um superelevação de modo a garantir a estabilidade do veículo à força centrífuga na curva. Deve-se ter uma superlargura na faixas de rolamento para impedir que o veículo sai da faixa de tráfego. Pontes curvas 29 pontes Comprimento das pontes e viadutos Nos viadutos o comprimento fica condicionado ao projeto geométrico e gabaritos, e o projetista não tem muita flexibilidade para adotar um comprimento. Para uma ponte de pequeno porte o comprimento deve ser fixado de modo à atender ao nível máximo da cheia, ao gabarito de navegação, e pela altura máxima do aterro de acesso (verificar a capacidade resistente do solo). 30 pontes Encontro das pontes e viadutos A solução estrutural para o tabuleiro e a natureza do solo definem a tipologia do encontro, assim se tem: 1) encontros leves; 2) encontros de peso; 3) encontro em pórticos vazados; 4) encontro celulares cheios de terra ou pedra britada (usado em ferrovias); 5) encontros em terra armada; 6) pontes sem encontros. 31 pontes Encontro das pontes e viadutos No Brasil existem diversos projetos com pontes em com balanços sem encontro. Em nenhum outro país essa solução é admitida. 32 pontes Encontro das pontes e viadutos Inconvenientes técnicos: 1) dificultam a execução dos aterros de acesso e a compactação das camadas de aterro; 2) as saias de aterro atingem os pilares e as fundações gerando grande empuxos; 3) nas beiras de rios ocorre erosão nas saias de aterro, mesmo com revestimento de pedra argamassada ou outro tipo de proteção; 4) as cargas móveis geram solicitações no tabuleiro que provocam vibrações e deformações indesejáveis; 5) as juntas das placas de transição com o tabuleiro ficam danificadas. pontes 33 34 pontes Ponte rodoviária de concreto armado com duas vigas As pontes em duas vigas de concreto armado leva à soluções econômicas para vãos de 20 m a 40 m, e são simples de serem executadas. Podem ser isostáticas ou hiperestáticas. pontes 35 Ponte rodoviária de concreto armado com quatro vigas longitudinais Para tabuleiros mais largos são executadas várias vigas de concreto armado de alma cheia. Os vãos variam de 20 m a 40 m, mas nesse caso se tem maior custo devido às formas. pontes 36 Ponte rodoviária de concreto armado com quatro vigas longitudinais Esse tipo de solução atualmente é muito pouco adotada devido ao prazo de execução e aos custos das formas. pontes 37 Ponte rodoviária de concreto armado com quatro vigas longitudinais pontes 38 Evolução das larguras dos tabuleiros O aumento das larguras dos tabuleiros das pontes rodoviárias acompanhou o acréscimo das cargas dos trens-tipos nas últimas seis décadas. Período Peso do trem-tipo (kN) Largura do tabuleiro (m) 1950-1960 240 8,30 1960-1975 360 10,00 1975-1985 360 10,80 1985-2016 450 12,80 39 pontes Tabuleiros A deterioração ocorre com mais frequência em tabuleiros esbeltos e flexíveis do que em tabuleiros rígidos. As lajes devem ter espessura adequada para atender os cobrimentos prescritos pela NBR 6118:2014, sendo que tabuleiros esbeltos têm altas taxas geométricas de armaduras, o que ocasiona congestionamento de barras que geram dificuldades na concretagem. O recomendável é adotar-se alturas maiores. 40 pontes Durante a execução se tem imprecisões da ordem de 1,0 cm a 1,5 cm, com isso os cobrimentos prescritos na NBR 6118:2014, que variam de 2,5 cm a 4,5 cm no concreto armado e de 4,0 cm a 5,0 cm no concreto protendido, especificados de acordo com a agressividade do meio ambiente, ficam aquém do mínimo. É recomendável a colocação de armadura suplementar para inibir as fissuras de retração, numa posição acima da armadura principal. Tabuleiros 41 pontes As descontinuidades das juntas no pavimento, especialmente nos encontros ou cortinas, provocam imperfeições que provocam impactos dos veículos nesses locais. Os pavimentos se fissuram devido à variação térmica, retração e flexibilidade do tabuleiro, e os defeitos comuns ocorrem nos 5 cm na sua parte superior. Executar uma sobrecamada com 4 cm, acima da camada que compõe a laje, mas antes criar rugosidade entre essas duas camadas e usar uma argamassa (cimento e areia) de ligação. Tabuleiros 42 pontes As funções dos pavimentos das pontes são: 1) facilitar e dar segurança ao tráfego; 2) transmitir as cargas móveis ao tabuleiro; 3) proteger as armaduras das ações diretas das cargas móveis. As ações no conjunto pavimento-tabuleiro são: 1) impacto nas camadas do pavimento e no tabuleiro; 2) tensões tangenciais na interface laje-pavimento; 3) vibrações secundárias de alta frequência que prejudicam a aderência laje-pavimento; 4) variações térmicas. Tabuleiros pontes 43 Superestrutura Pilar Pilar Fundação Fundação hmín=5,50 m Largura mínima=7,00 m. Dimensões mínimas: pontes rodoviárias pontes 44 Superestrutura Pilar Pilar Fundação Fundação hmín=7,25 m Largura mínima Linha simples bitola estreita (1,00 m): 4,00 m. Linha simples bitola larga (1,60 m): 4,90 m. Dimensões mínimas: pontes ferroviárias pontes 45 Dimensões mínimas Vigas bi-apoiadas Em geral têm altura constante e são em concreto armado ou protendido. As vigas principais (longarinas) podem ser pré- moldadas. Até aproximadamente 25 m as pontes em concreto armado, em geral, são mais econômicas pontes 46 Dimensões mínimas Pontes rodoviárias Concreto armado L/15 ≤ h ≤L/10 Concreto protendido L/20 ≤ h ≤L/15 Pontes ferroviárias Concreto armado L/10 ≤ h ≤L/8 Concreto protendido L/15 ≤ h ≤L/10 Passarelas Concreto armado L/20 ≤ h ≤L/15 Concreto protendido L/25 ≤ h ≤L/20 pontes Seção transversal em duas vigas. 47 Dimensões mínimas 0,10Lvão ≤H≤0,08Lvão central Lt HT=0,75H 0,2Lt≤Lbal≤0,25Lt 0,5Lt≤Lc≤ 0,6Lt Espaçamento entre as transversinas ≤2Lc 30 cm≤ largura das transversinas ≤40 cm Mín=20 cm pontes Característica geométricas 48 Junto aos pilares as longarinas devem ser alargadas para colocação dos aparelhos de apoio. Devem ser executadas mísulas na junção das longarinas com as lajes. pontes Seções transversais A seção em caixão é menos deformável que a seção com duas longarinas, daí ser apropriada para pontes curvas nas quais se tem elevada solicitação de torção, e requer menor altura. 49 pontes Para carregamento excêntricos se tem torção, daí a vantagem da seção em caixão. 50 Seções transversais pontes Aberturas Em estruturas celulares as aberturas para retirada das formas, inspeção e eventual aplicação de protensão no interior da célula devem ser previstas em projeto. Devem ser dispostas aberturas permanentes para inspeção e manutenção da estrutura. Drenagem O escoamento das águas pluviais do tabuleiro deve ser previsto em projeto. No caso de pilares celulares devem ser previstos drenos para eventual infiltração de águas pluviais. 51 Disposições construtivas hlong 0,75hlong b pontes 52 Dimensões das transversinas Para se desprezar a torção na laje do tabuleiro deve-se ter: 1) pelo menos uma transversina em cada apoio e no mínimo uma no meiodo vão; 2) L≤2b onde L é a distância entre as transversinas; 3) btransv≥20 cm (largura da transversina); 4) htransv≥0,75hlong (desligadas da laje). pontes 53 VP VP VT VT É necessária a adoção de transversinas nos apoios ou pórtico transversal, senão a laje do tabuleiro fica muito solicitada. Locação das transversinas VP VT VT pontes 54 As lajes em balanço necessitam de um reforço no bordo extremo. Locação das transversinas VP VP VT VT L/2 L/2 VP VT VT VT VT pontes 55 VP Um número maior de transversinas e superestrutura com duas vigas bi-apoiadas é inútil. Locação das transversinas VP VP VT VT L/3 L/3 L/3 VT VT VT VT VT VT Essa solução e a solução com uma transversina no centro do são quase equivalentes. pontes 56 Solução sem transversinas sobre os pilares ou pilares com grande rigidez transversal. Locação das transversinas VP VT VT Vigas contínuas VP VP VT VT pontes 57 Solução com transversina sobre os pilares formando um pórtico transversal. Locação das transversinas VP VT VT VT VT Vigas contínuas VP VP VT VT pontes 58 Para os espaçamentos adotar nos vãos extremos adotar 0,4L a partir do apoio central, e nos vãos centrais adotar 0,5L. Locação das transversinas VP VT VT VT VT Grelhas VP VP VT VT VT VT VT VT VT VT VT 0,4L 0,5L VT pontes 59 Transversinas desligadas da laje A laje do tabuleiro não é ligada à transversina do apoio ou do vão, com isso se evitam momentos de flexão longitudinais negativos na laje. Laje VP VT Laje VP VT pontes 60 A transversina de extremidade evita a rotação por torção da viga principal. Se não houver transversina no meio do vão as vigas principais têm rotações. Transversinas ligadas à laje Apoio central Apoio central e no extremo do balanço pontes 61 Engastamento elástico Esse caso é aplicável à transversinas desligadas da laje do tabuleiro. As vantagens da transversina desligada da laje do tabuleiro são: 1) simplificar as formas; 2) simplificação das armaduras (a mesma em todo o tabuleiro). Desvantagens: as lajes ficam mais armadas, mas as transversinas têm sua armaduras reduzidas. pontes 62 Engastamento elástico Grau de engastamento entre laje e a viga principal T L I I . b l, 2620 1 1 12 1 3L L h. I TwtT hbI 3 Momento de inércia da laje Momento de inércia à torção da transversina. L= espaçamento entre as transversina; b=distância intereixo das transversinas. η=1 engastamento perfeito. Grau de engastamento pontes 63 Engastamento elástico Grau de engastamento entre laje e a viga principal O parâmetro η determina a condição de apoio da laje sobre as vigas principais. η=1 engastamento perfeito. Quando η diminui tem-se laje articulada. Na transversina de extremidade tem-se η=1 (engastamento perfeito). As transversinas são contraventamentos das vigas principais gerando um conjunto rígido dessas vigas e lajes. pontes 64 65 pontes Ponte em lajes de concreto As pontes em lajes são adequadas para vãos pequenos, da ordem de 20 m quando têm apenas um vão, e 30 m ou 35 m no caso de pontes contínuas, sendo que nesse caso se adotam mísulas. São adotadas em pontes esconsas e trechos de bifurcação de vias. 66 pontes Ponte em lajes de concreto Pontes rodoviárias Concreto armado L/15 ≤ h ≤L/22. Concreto protendido L/26≤ h ≤L/36. Para h≥70 cm adotam-se seções ocas com formas perdidas circulares ou retangulares. 67 pontes Ponte em lajes de concreto Vantagens: 1) pequena altura, daí permite maior gabarito; 2) grande rigidez à torção, logo é apropriada para pontes esconsas de vãos pequenos; 3) apresenta, em geral, menor fissuração; 4) simples e rápida de ser executada devido à simplicidade das formas. Desvantagem: grande peso próprio. Para maiores vãos tem-se maior preponderância da carga de peso próprio em relação às cargas móveis. 68 pontes Ponte em lajes de concreto As almas dos vazados devem ter estribos. Sobre os apoios e no meio do vão os tubos (formas que formam os vazios internos) devem se interrompidos, e deve ser executada uma viga transversal com espessura igual à metade da altura da laje. 69 pontes Ponte em lajes de concreto A lajes nervuradas apoiadas numa ou em ambas as direções também podem ser usadas, desde que o capeamento sobre os vazados (tipo Artex) tenha no mínimo 12 cm de espessura, e o espaçamento entre as nervuras seja inferior a 1,50 m. São usadas para pequenos vãos e quando há predominância do momento de flexão positivo. As lajes pré-moldadas protendidas (alveolar) também são usadas para pequenos vãos, principalmente em pontilhões de estradas vicinais de tráfego pouco intenso. 70 pontes Ponte em lajes de concreto Ponte rodoviária em laje. Ponte ferroviária em laje. pontes 71 72 Pontes Içamento e sequência de posicionamento 73 Içamento e sequência de posicionamento pontes 74 pontes Equipamentos Em anos mais recentes houve uma grande evolução nos equipamentos de montagem das pontes, pois alguns equipamentos atualmente têm seus comandos computadorizados. Os principais equipamentos para içamento e montagem das pontes são: 1) os guindastes; 2) os derricks; 3) as grúas; 4) os guinchos. 75 pontes Equipamentos Derricks São guindastes de grande capacidade de carga, são formados por uma mastro que permanece na vertical e sustenta uma lança, e por uma lança que se movimenta para levantar e baixar a carga içada. São usados principalmente na indústria naval, e alguns têm altura de 100 m e capacidade de carga de 1.000 kN. 76 pontes Equipamentos Derricks O guy derrick, ou derrick estaiado, é estacionário e tem grande capacidade para manusear cargas. Seu uso é recomendado na pré- montagem de pontes em pátios de operações, onde não há necessidade de grande mobilidade do equipamento. 77 pontes Equipamentos Derricks O derrick de hastes tem o mastro mantido na vertical por uma par de haste que formam em planta um ângulo reto. O mastro e a lança desse equipamento é muito similar ao do derrick estaiado, mas não se tem interferência da lança com os estais, sua estrutura é independente de ligações com o solo. O mastro é mais curto que a lança o que lhe dá maior mobilidade. A lança trabalha em planta sobre um ângulo inferior a 2600, daí não pode operar na região entre hastes. 78 pontes Equipamentos Travellers São estruturas provisórias deslizantes, apoiadas sobre a extremidade já montada da ponte e se projeta para fora. São utilizadas em montagens de pontes em balanços sucessivos quando do içamento e sustentação das novas aduelas, além de servirem como plataforma de trabalho. São mais simples que os derricks, além de servirem como formas para o tabuleiro no caso de aduelas moldadas in loco. 79 pontes Equipamentos Treliças São estruturas com duas pontes rolantes que servem para suspenderem e transladarem as cargas. A cabine de comando acima da treliça se desloca longitudinalmente com a treliça transportando a carga. No conjunto se tem dois carrinhos sobre os quais deslizam os trilhos dos banzos inferiores da treliça. Esses carrinhos deslizam transversalmente à treliça o que permite o deslocamento transversal da carga. 80 pontes Equipamentos Treliças lançadeiras São equipamentos que operam sobre apoios deslizantes ocupando o vão no qual a estrutura será montada. Sem esse tipo de treliça a montagem de vigas pré- moldadas deve ser realizada por guindastes de alta capacidade de carga, mas se puderem ser apoiados sobre o solo. O lançamento convencional de vigas de concreto tem o inconvenienteda inversão do momento durante o processo, assim praticamente inquestionável o uso da treliça lançadeira. 81 pontes Equipamentos Guinchos São equipamentos de tração para mover cargas na horizontal, mas também são usados para içamento. Os acionados a diesel são os de maior capacidade de carga, daí serem os preferidos para as montagens por lançamento. É comum se usar jogos de roldanas para aumentar a eficiência do equipamento, reduzindo-se a força de tração no cabo de aço de acionamento. 82 pontes Equipamentos Macacos hidráulicos São usados como equipamentos auxiliares quando é necessário a montagem de peças pesadas, da ordem de 40.000 kN, e atuam exclusivamente na vertical. Em alguns casos se tem o içamento de vão inteiros à partir das extremidades das pontes. 83 Guindastes O tipo de guindaste depende de diversos fatores, incluindo- se a distância entre o centro de gravidade do equipamento e o centro de gravidade da peça a ser içada. Para todas as faces do painel o raio de operação do guindaste deve ser 1,5 m maior do que o raio da posição final do elemento içado pontes Equipamentos pontes 84 85 pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido Esse sistema permite a industrialização do processo construtivo, pois as vigas podem ser fabricadas num canteiro de forma rápida com o uso de formas metálicas e controle de qualidade mais apurado. A protensão, em geral, é realizada em fases de acordo com os carregamentos, com modificação das características da seção transversal durante a construção. Desvantagem: o tabuleiro é descontínuo, daí tem-se locais para problemas futuros e patologias. 86 pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido Esse sistema é adequado para vãos entre 25 m e 45 m, apresentando vantagens quando se tem: 1) altura de escoramento elevada; 2) ponte comprida, o que leva à necessidade de um número elevado de vigas justificando a montagem de um canteiro de fabricação; 3) caixa do rio muito profunda e com regime de escoamento indefinido; 4) prazo curto para execução da obra exigindo a execução simultânea da superestrutura e mesoestrutura. 87 pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido Vigas pré-fabricadas: produzidas numa fábrica, com instalações fixas e permanentes. As vantagens desse tipo de viga são: 1) controle de qualidade mais apurado; 2) redução da área do canteiro de obras; 3) rapidez de execução; acabamento perfeito devido às formas metálicas; mão de obra especializada ; 4) utilização de protensão com aderência inicial, o que dispensa a execução de nova protensão no canteiro de obras. 88 pontes Etapas executivas: 1) concepção estrutural; 2) fabricação; 3) transporte; 4) montagem. Vigas pré-moldadas de concreto protendido Essas etapas devem ser criteriosamente analisadas. Por exemplo, caso a distância entre a usina de produção e o canteiro de obras seja longa e o número de vigas pequeno, esse sistema pode ser inviabilizado no que diz respeito ao custo. Vigas pré-moldadas: produzidas em canteiro temporário e específico para uma obra. pontes 89 Pré-moldados Particularidades: a) economia devido à padronização; b) exige equipamentos especiais para elevação das peças; c) exige meios de transporte para as peças; d) a largura do tabuleiro é dividida em faixas longitudinais que carregam as longarinas pré- moldadas; e) as ligações são por meio de juntas de concreto moldado in loco. Vigas pré-moldadas de concreto protendido 90 pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido A execução de estruturas pré-moldadas requer o planejamento acurado de uma série de etapas, desde à concepção até à montagem das peças. As medidas locais devem ser minuciosamente verificadas: níveis, distâncias e alinhamentos. Os erros de projeto ou de fabricação ocasionam perda de produtividade e atrasos na montagem. Os erros de montagem demandam o triplo do tempo para ser corrigido, por exemplo, no caso de uma peça montada no local errado tem-se a desmontagem e a nova colocação. pontes 91 Seção transversal com várias vigas principais Esse tipo de arranjo estrutural é usual para larguras de tabuleiro superior a 10 m. Atualmente são utilizadas vigas pré- moldadas protendidas lançadas por meio de treliças metálicas. Vigas pré-moldadas de concreto protendido 92 Expressões para o cálculo prévio do braço de alavanca na flexão de seções usuais. d dz 67,0 dz 73,0 dz 80,0 fhhz 50,0 A escolha do tipo de seção é função da arquitetura do elemento estrutural; é estabelecida em função de um fator de eficiência da seção. hf=altura da mesa da viga; d= altura útil. pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido 93 Fatores de eficiência à flexão para algumas seções transversais usuais. 55,045,0 55,035,0 80,0 pontes seçãodaaltura inérciadecentralnúcleodonsãodime Vigas pré-moldadas de concreto protendido 94 Seção antissimétrico: a largura da alma é dada em função da altura adotada. 78 800 h b h m,h w 40 120800 h ,bm,h w 1,00 h y 510 1 h hh f Para hb f 9,0 O fator de eficiência dessa seção é ρ=0,5. pontes fb h wb fh 0 y e i y s y Vigas pré-moldadas de concreto protendido 95 Concreto Protendido Para peças pré-moldadas com aderência inicial as seções mais comumente usadas são: fb fb h h fh fh wb wb b 0d md 5,2:1 1:1 1:1 h 2025 a f b 30 a 50 cm b 30 a 40 cm f h 15 a 20 cm 0 d 12 a 20 cm w b 10 a 15 cm h 2025 a f b 35 a 40 cm f h 15 a 20 cm w b 12 a 20 cm Vigas pré-moldadas de concreto protendido 96 pontes Fixação da altura da viga em função do vão (pontes rodoviárias): para um vão de 30 m tem-se a esbelteza variando de 13 a 23, com valor médio igual a 20 (curva azul). Vigas pré-moldadas de concreto protendido 97 pontes Dimensões básicas para anteprojeto de vigas pré- moldadas protendidas para pontes rodoviárias utilizando- se pré-laje. A largura do talão da viga deve ser no mínimo três vezes a espessura da alma. Vigas pré-moldadas de concreto protendido 98 pontes Dimensões básicas para o anteprojeto. Para evitar a flambagem lateral da viga pré-moldada a largura da mesa deve atender à 30 100 L h. L f onde as dimensões e o coeficiente são em metros. Para as vigas usuais até de 30 m de vão o primeiro limite se resume em adotar o valor mínimo f=1,00 m, pois sempre prevalecerá o segundo limite ao se adotar a esbelteza mínima. Vigas pré-moldadas de concreto protendido 99 pontes Dimensões básicas para o anteprojeto. 282 L%,a onde as dimensões e o coeficiente são em metros. Balanço lateral do tabuleiro a,b 40 Distância intereixo das vigas Vigas pré-moldadas de concreto protendido 100 pontes Dimensões básicas para o anteprojeto. Espessura da laje no apoio extremo, incluindo a parte da espessura da mesa cm b, e 35 150 Distância entre as bordas da laje pré-moldada a, ee. s vãoapoio 40 32 Vigas pré-moldadas de concreto protendido 101 pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido Seção no meio do vão e no apoio de uma ponte em curva. 102 pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido Vista lateral de viga pré-moldada de uma ponte com diversos vãos. 103 pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido Vista lateral e vista superior de uma viga pré- moldada. 104 pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido Detalhe da seção de apoio onde se tem o furo para içamento da viga. pontes 105 Tabuleiro com várias vigas Quando as vigas são pré-moldadas deve-se garantir a continuidade desses elementos. Seção transversal de uma ponte rodoviária em vigaspré- moldadas de concreto protendido, sendo as lajes também pré-moldadas com concretagem de certa áreas in loco. pontes 106 Tabuleiro com várias vigas Transversina do apoio para tabuleiro pré-moldado. pontes 107 Tabuleiro com várias vigas Vigas pré-moldadas com continuidade. Laje de continuidade ligando vãos isolados. pontes 108 Tabuleiro com várias vigas Detalhes de conexões para dar continuidade ao tabuleiro. pontes 109 Conexões para dar continuidade ao tabuleiro. Tabuleiro com várias vigas pontes 110 Tabuleiro com várias vigas Conexões para dar continuidade ao tabuleiro. pontes 111 Tabuleiro com várias vigas Conexões para dar continuidade por meio de armadura passiva. pontes 112 Conexões para dar continuidade por meio de pós-tensão em toda extensão da viga. Esquema longitudinal da armação principal da viga. Detalhe da extremidade da viga. Tabuleiro com várias vigas pontes 113 Conexão para dar continuidade às vigas pré-moldadas de concreto protendido por meio de pós-tensão na região dos apoio. É necessário executar um escoramento provisório. Tabuleiro com várias vigas pontes 114 Quanto ao uso de transversinas em tabuleiros com várias vigas existem algumas questões a serem melhor analisadas: 1) se o uso de transversinas reduz as deformações máximas do tabuleiro; 2) qual a contribuição das transversinas no valor do deslocamentos entre as lajes e longarinas? As transversinas de apoio diminuem as deformações horizontais nesses pontos, mas os questionamentos relatados persistem para as transversinas intermediárias. Tabuleiro com várias vigas 115 pontes Tabuleiro com várias vigas Laje de continuidade Sem o uso das lajes de continuidade os tabuleiros formados por vão múltiplos têm uma junta transversal em cada viga travessa. Berço para instalação do dispositivo de vedação da junta de dilatação simples num tabuleiro. 116 pontes Tabuleiro com várias vigas Laje de continuidade Nas juntas torna-se necessário a execução de dispositivos de vedação para garantir a sua estanqueidade, tarefa delicada e dispendiosa. A durabilidade desses dispositivos é de poucos anos, e o reparo locais são realizados com interrupção do trânsito. 117 pontes Tabuleiro com várias vigas Laje de continuidade Nos dispositivos de vedação da junta se tem dificuldade para a ajustar a sua largura ao tabuleiro. Dificuldade para vedar a junta de dilatação junto ao guarda roda. 118 pontes Tabuleiro com várias vigas Laje de continuidade Junta de dilatação deteriorada. Esse tipo de dano causa desconforto ao usuário, pois a pista de rolamento apresenta protuberâncias que provocam baques no veículo. 119 pontes Laje de continuidade O prolongamento da laje do tabuleiro dos dois lados, na região da viga travessa de apoio, permite suprimir a junta. A continuidade é realizada por meio da concretagem de uma laje armada apenas na direção longitudinal do tabuleiro, e engastada nos tabuleiros dos dois vãos adjacentes. Tabuleiro com várias vigas O comportamento isostático dos tabuleiros adjacentes é pouco influenciado por essa nova laje, sendo que as restrições locais impostas pouco influenciam as deformações das extremidades das lajes existentes. 120 pontes Tabuleiro com várias vigas Laje de continuidade A laje de continuidade tem a função de resistir às ações horizontais, longitudinais e transversais que atuam nos trechos dos tabuleiros formados depois de sua execução. 121 pontes Tabuleiro com várias vigas Laje de continuidade Essa solução estrutural dispensa a colocação de dispositivo de vedação da junta entre os dois vãos adjacentes. 122 pontes Tabuleiro com várias vigas Laje de continuidade Evitam os choques das rodas contra os “restos” de uma junta em mau estado de conservação e garante a estanqueidade do pavimento. Trata-se de uma solução de baixo custo, sendo o consumo das formas e concreto da mesma ordem de magnitude do que seria necessário para a execução de uma junta, mas o consumo de aço é maior. O aumento do consumo de aço é largamente compensado pelo custo dos dispositivos da junta que são suprimidos. 123 pontes Tabuleiro com várias vigas Laje de continuidade As despesas de manutenção ou troca dos dispositivos das juntas são suprimidas e a durabilidade, e a durabilidade é grande, próxima da vida útil do tabuleiro. As tensões de tração devidas às forças horizontais longitudinais que solicitam a laje de continuidade são aproximadamente da ordem de 0,1 MPa, valor muito baixo em relação às tensões de tração geradas na flexão, desse modo são dimensionadas apenas à flexão simples. 124 pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido Os processos construtivos na montagem dessas vigas são: 1) lançamento com treliça autopropelida; 2) lançamento com a) deslocamento transversal (ripagem); b) treliça fixa; c) escoramento metálico; 3) lançamento com guindaste. 125 pontes Tabuleiro com várias vigas Assentamento da viga As situações de assentamento da viga na meso estrutura depende de vários fatores: locais (topografia, altura do pilar, etc.), equipamentos disponíveis, dentre outros. Ao chegar ao seu vão de destino há três situações de assentamento, a viga está situada: 1) no mesmo alinhamento da treliça; 2) lateralmente ao alinhamento da treliça; 3) no bordo da viga transversa. 126 pontes Tabuleiro com várias vigas Assentamento da viga Viga situada no mesmo alinhamento da treliça: o conjunto chega ao vão do posicionamento e a viga é posicionada com um simples movimento vertical. Chegada da viga ao vão de posicionamento. Posicionamento da viga com um simples movimento transversal, pois a treliça está no eixo da ponte, e não necessita de operação de retorno ao eixo. 127 pontes Tabuleiro com várias vigas Assentamento da viga Viga depositada lateralmente ao alinhamento da treliça. Chegada da viga ao vão de posicionamento. O conjunto é deslocado na direção transversal, sendo que o tempo gasto depende da posição da viga será em relação ao eixo da ponte. 128 pontes Tabuleiro com várias vigas Assentamento da viga Viga depositada lateralmente ao alinhamento da treliça. Com um movimento vertical a viga fica posicionada, com a treliça fora do eixo da ponte. Com um movimento vertical a viga fica posicionada, como a treliça não está no eixo da ponte há uma operação de retorno ao eixo para novo içamento. 129 pontes Tabuleiro com várias vigas Assentamento da viga Viga situada no bordo da viga transversa. Chegada da viga ao vão de posicionamento. Tem-se o deslocamento transversal do conjunto viga/treliça até a borda da viga transversa. 130 pontes Tabuleiro com várias vigas Assentamento da viga Viga situada no bordo da viga transversa. Posiciona-se a viga com um movimento descendente A treliça retorna para o içamento, suspensa agora pela face lateral, lançando a viga pela extremidade lateral da treliça. 131 pontes Tabuleiro com várias vigas Assentamento da viga Viga situada no bordo da viga transversa. Deslocamento transversal do conjunto até o extremo, e a viga fica suspensa pela lateral. Após a colocação da viga a treliça volta ao eixo da ponte para iniciar um novo içamento. 132 pontes Tabuleiro com várias vigas Assentamento da viga Viga situada no bordo da viga transversa. A complementação lateral da viga travessa permite que a treliça coloque a viga de uma só vez. É preciso verificar a estabilidade da complementação quanto à rotação, é evitar que o momento do balanço é superior ao momento estabilizador, sendo às vezes necessário a fixação do estabilizador.133 pontes Tabuleiro com várias vigas Dispositivo de rolamento longitudinal e transversal. Binário de caminhamento: são dispositivos metálicos que se deslocam sobre os apoios, e têm comprimento um pouco maior do que a treliça, e são utilizados para o posicionamento das vigas pré-moldadas de concreto. Sobre eles só haverá deslocamento longitudinal, com a liberdade dos roletes travada. 134 pontes Tabuleiro com várias vigas Se for possível, no caso de viadutos, o fechamento do tráfego durante algumas horas por dia, o lançamento por guindaste é um sistema viável e rápido. Caso haja fornecedor de equipamentos nos arredores da obra, com facilidade para mobilizar e desmobilizar esse equipamento no caso de descontinuidade da obra, esse sistema de montagem é atrativo. Assentamento com guindaste 135 pontes Tabuleiro com várias vigas Lançamento com treliça autopropelida Após o içamento tem-se o transporte da viga até o seu posicionamento. A translação é realizada de forma a haver um movimento alternado entre a viga e a treliça. Viga posicionada sob a treliça. Viga içada até a treliça. 136 pontes Tabuleiro com várias vigas Lançamento com treliça autopropelida Viga deslocada até o vão 1. A treliça desloca-se para a posição biapoiada. 137 pontes Tabuleiro com várias vigas Lançamento com treliça autopropelida A viga é posicionada no vão 1. Após a conclusão da última viga do vão a treliça passará para o próximo vão levando o binário de lançamento. No caso de pontes muito largas o binário de lançamento é desmontado em duas partes. 138 pontes Tabuleiro com várias vigas Lançamento com treliça autopropelida A treliça retorna ao vão de içamento. A viga do segundo vão é içada. 139 pontes Tabuleiro com várias vigas A viga desloca-se até o vão 1. A treliça desloca-se até o vão 2. 140 pontes Tabuleiro com várias vigas A viga é deslocada até o vão 2. A treliça desloca-se para a posição biapoiada. 141 pontes Tabuleiro com várias vigas A viga é posicionada no segundo vão. A treliça retorna ao vão de içamento. 142 pontes Tabuleiro com várias vigas Após colocar a última treliça o binário de caminhamento é deslocado para o próximo apoio, dando início a um novo ciclo de montagem. A viga pré-moldada está situada no eixo da viga travessa. A viga pré-moldada está posicionada na lateral em relação ao eixo da viga. 143 pontes Tabuleiro com várias vigas A viga pré-moldada será posicionada no bordo da viga travessa. Viga travessa com cinco vigas pré-moldadas já posicionadas. 144 pontes Tabuleiro com várias vigas Concretagem de viga pré-moldada executada sobre escoramento metálico, com um sistema de deslizamento. O processo de ripagem sob escoramento metálico é mais econômico do que o de treliça propulsora, considerando-se a limitação de altura desse último. 145 pontes Tabuleiro com várias vigas Berço de fabricação sobre treliça fixa. Dependendo do peso da viga pré- moldada a ser suportada deverão ser usadas treliças justapostas para aumentar a capacidade resistente do sistema, que em geral resite a um momento de 1500 kN.m. O vão máximo é 30 m, e dependendo do peso por metro, os elementos da treliça deverão ser justapostos e travados com peças metálicas. 146 pontes Tabuleiro com várias vigas Colocação de treliça fixa com o guindaste apoiado em terra. Colocação de treliça fixa com o guindaste apoiado em terra. 147 pontes Tabuleiro com várias vigas Concretagem de viga pré- moldada sobre berço que tem como suporte treliça fixa, com as operações são executadas sobre o mar. Colocação de treliça fixa sobre apoios por meio de guindaste situado em barcaça; essa montagem tem maior custo. 148 pontes Colocação de vigas pré-moldadas estocadas na lateral de um rio por meio de dois guindastes. Colocação de vigas pré- moldadas estocadas num berço auxiliar por meio de um ou dois guindastes. Tabuleiro com várias vigas pontes 149 Lançamento de vigas pré-moldadas de concreto protendido por meio de treliça metálica lançadeira. Lançamento de vigas de pontes Vigas pré-moldadas de concreto protendido pontes 150 151 pontes Seção em caixão As seções celulares são apropriadas para vigas curvas e grandes vãos. Podem ser de concreto armado ou concreto protendido, e são adotadas em pontes em balanços sucessivos e pontes estaiadas. 152 pontes Seção em caixão Em 1875 foi construída a primeira ponte de concreto armado do mundo com estrutura em arco. A primeira ponte em viga com seção multicelular foi construída em 1911, sendo projetada por Hennebique. 153 pontes Seção em caixão A altura das vigas dos viadutos são limitadas principalmente nos centros urbanos, o que limita o vão. O balanço (b) tem uma aparência mais elegante do que o balanço (a). (a) (b) O comprimento do balanço em conjunto com a laje central formam o tabuleiro, suas dimensões, além da função estrutural, compõem a estética da superestrutura. 154 pontes Seção em caixão Para a/d<1 não há efeito de sombra do balanço sobre o intradorso da seção, o que fica acentuado para a/d>3. Usualmente se adota a/d>2. Dependendo da altura da viga o efeito de sombra não é considerável. 4 1 5 1 d hG em geral 3 1 d hG hG mín =200 mm 80 1 120 1 L hG para pontes longas. 155 pontes hc B hG L2 L1 d3 Seção em caixão d1 d2 L1 Dimensões transversais: alturas da alma e das lajes, vãos dos balanços e laje central d3, mín=250 mm 156 pontes Seção em caixão Dimensões transversais (em metros). B L1 L2 hG d1 d2 d3 10,00 1,50 5,00 0,25 0,45 0,40 0,25 15,00 3,70 7,60 0,25 0,50 0,45 0,25 17,50 4,30 8,90 0,25 0,58 0,50 0,25 20,00 5,00 10,00 0,25 0,60 0,52 0,25 157 pontes Seção em caixão Dimensões transversais. Para grandes vão e larguras grandes adotar d3, máx=0,50 m ou mais. As inclinações mais usadas variam entre 2:1 e 5:1. 158 pontes Seção em caixão Dimensões transversais. Num caso excepcional se tem inclinação de 300. 300 A vantagem desse caso é a menor largura da laje inferior e estética, pois acarreta maior esbeltez. As tensões devidas à força cortante se reduzem devido à menor largura da laje, logo a altura da laje é menor. Tem-se dimensões menores para o pilar de apoio. 159 pontes Seção em caixão Para a inclinação de 900 a colocação das armaduras e a concretagem ficam simplificadas. As pontes mais antigas tinham esse tipo de seção transversal, atualmente abandonada. A estética não é boa. 900 160 pontes Seção em caixão emín=0,15 m e1, min=0,30 m f1, min=0,20f e1 e f1 f Dimensões mínimas para a laje inferior. A largura da laje inferior é função da inclinação da alma e largura do tabuleiro. 161 pontes Seção em caixão As transversinas intermediárias são adotadas de acordo com a mesma sistemática adotada para pontes em vigas de concreto armado. Atualmente muitos projetista não adotam transversinas intermediárias com o argumento que a viga caixão tem rigidez suficiente para assegurar a transmissão transversal das solicitações para as vigas longitudinais. As transversinas nos apoios são indispensáveis. Transversinas 162 pontes Seção em caixão As seções monocelulares são as mais adotadas atualmente, mas quando se tem B≥28 m adota-se a seção multicelular. ≥4,50 m Nesse caso deve-se protender a laje transversalmente para se evitar grandes alturas. 163 pontes Seção em caixão Laje superior 1) transmite as cargas permanentes e as cargas móveis para as paredes do caixão, que são as vigas longitudinais; 2) atua como placa na transmissãodas forças horizontais no seu plano médio (força devido ao vento, por exemplo); 3) atua como mesa da viga caixão. A inclinação das paredes origina uma tração transversal na laje superior, e uma compressão horizontal na laje inferior. 164 pontes Seção em caixão Laje superior A protensão transversal permite diminuir a espessura da laje. Para força de protensão 300 kN≤P∞≤600 kN tem-se o afastamento horizontal entre os cabos de protensão 0,50 m≤eh≤1,00 m. Em geral são cabos retos, pois as armaduras, positivas (inferior) e as negativas (superior), das lajes dificultam a execução de cabos curvos. As espessuras das lajes variam no intervalo 0,22 m≤hL≤0,30 m. 165 pontes Seção em caixão e Mísula curta. Cabos retos. Cabos curvos. Mísula Longa. Na mísula a excentricidade e é grande, o que gera um maior momento devido à força de protensão. 166 pontes Seção em caixão Cabos longitudinais para protensão. Cabos na parede. Cabos na laje inferior. Seção 1 Cartela 167 pontes Seção em caixão Cabos longitudinais para protensão. Cabos na laje superior. Seção 2 Cabos na parede. Nas pontes de vãos maiores, com forças de protensão de grande magnitude, os cabos de protensão são colocados nas cartelas das lajes, evitando-se colocá-los nas paredes, nas quais são colocadas as armaduras passivas. 168 pontes Seção em caixão A laje inferior da viga caixão é solicitada à: 1) flexão transversal devido ao peso próprio, peso dos materiais e artefatos de trabalho, pessoas, etc.; 2) flexão e força cortante da viga caixão, e fica tracionada na região de momento de flexão positivo. Para torção de grande magnitude, caso das pontes apoiadas sobre uma fila de pilares centrais, a laje inferior deve ser protendida transversalmente. Nas regiões de momento positivo, para reduzir o peso próprio, a laje inferior deve ter altura mínima hmín ≥12 cm. 169 pontes Seção em caixão Transversina Apoio indireto: a transversina transmite a carga para o pilar; as solicitações são maiores do que no caso de apoio direto, assim a transversina deve ser protendida. Apoio direto: as reações de apoio são transmitidas pelas paredes da viga. 170 pontes Seção em caixão A transversina da viga caixão tem as seguintes funções: 1) enrijecer a viga caixão de tal maneira que sua a forma não se modifique quando das solicitações (não permite que haja distorção da seção); 2) transmite a torção da viga caixão para os apoios; 3) transmite a ação do vento que atua sobre a superestrutura para os apoios; 4) no caso de apoio indireto deve transmitir a reação de apoio da viga caixão aos pilares centrais. 171 pontes Seção em caixão Dimensões mínimas da viga caixão para que a transversina possa ser dispensada. e0 0,5b b0 h 7 b h 10 0 e b As paredes têm rigidez suficiente para transmitir as cargas diretamente para os apoios. 172 pontes Seção em caixão Laje central com a carga móvel. Engastamento Engastamento elástico. A parede (alma) não gira, daí se tem um engastamento perfeito laje-parede, pois a laje inferior impede o giro. 173 pontes Seção em caixão 40,00 m 40,00 m Análise das esbeltezas para três tipos de seções em caixão. 174 pontes Seção em caixão 16,00 m 2,50 m Esbeltez=16 16,00 m 2,00 m Esbeltez=20 16,00 m 1,60 m Esbeltez=25 175 pontes Ponte em balanço sucessivos Seção em caixão mono e bicelular. Seção em caixão monocelular com nervura transversal. 176 pontes Seção em caixão As seções têm caixão esbeltez de aproximadamente L/d≈18 tem-se para superestrutura: 1) o volume de concreto por área do tabuleiro pode ser obtido, aproximadamente, por meio de uma altura média 2) consumo de armaduras aço CA=110 kg/m3 aço CP 3) custo das formas cerca de 60% do custo do concreto e das armaduras. 23 100 450 350 m/m L, ,dm 35054 m/kgL,, 177 pontes Seção em caixão Uma das vantagens das pontes em viga caixão em relação às pontes de vigas de concreto é a sua rigidez à flexão aliada ao seu menor peso próprio, com uma melhor razão carga permanente / carga móvel. A sua grande rigidez à torção permite a livre escolha dos apoios e do alinhamento da ponte. Permite a utilização do espaço interno do caixão. 178 pontes Seção em caixão A escolha do vão depende das condições locais e da estética. Lext Lint Lext Lext<0,75Lint Mas não adotar Lext<0,40Lint para evita o levantamento do apoio extremo. A razão Lext<0,50Lint não é boa. 179 pontes Seção em caixão Para viga com altura constante recomenda-se a esbeltez: 1) ponte com viga de concreto armado e um vão L/d≈17; 2) ponte com viga de concreto armado com vários vão L/d≈18; 3) ponte com viga de concreto protendido com um vão L/d≈21; 4) ponte com viga de concreto protendido com vários vão L/d≈25. A protensão permite um acréscimo de 28% na esbeltez das pontes em vigas contínuas. 180 pontes Seção em caixão A variação da altura da viga ao longo do vão visa atender a imposições estruturais e a aspectos estéticos. A adoção de altura de viga com altura variável deve ser para vãos acima de 60 m. Para vãos acima de 150 m essa variação é imprescindível. dF dS 33<L/dF<50 12<L/dS<20 0,5L 181 pontes Altura de viga sobre pilar Concreto: 25 MPa ≤fck ≤ 50 MPa. 182 pontes Seção em caixão Para pontes esconsas com inclinação menor que 150 as vigas em caixão podem ser projetadas como se a ponte fosse reta. Nas pontes curva tem-se o momento de flexão MF e o momento de torção MT e o ângulo de curvatura influencia a razão MT/ MF. Para α<300 não é necessário calcular a interação entre esses dois momentos, que podem ser calculados separadamente. No caso de ângulos superiores essa inclinação deve ser considerada. 183 pontes Seção em caixão No caso de duas ou mais células próximas é vantajoso conectá-las na sua parte inferior e superior, e com isso se obter uma melhor distribuição transversal dos carregamentos. Se somente as partes superiores forem conectadas (extremos do balanços) a seção será solicitada transversalmente pelos momentos de flexão, sem que tenha efetividade na distribuição dessas tensões nessa direção. Então é melhor separar as células. 184 pontes Seção em caixão Partes superiores conectadas (extremos do balanços) em seções monocelulares finas. pontes 185 Aduelas pré-moldadas Particularidades: a) utilizadas em ponte muito longas; b) as aduelas medem de 3 m a 8 m em função dos equipamentos utilizados; c) são penduradas ou colocadas sobre treliças metálicas; d) são protendidas em conjunto; e) a execução pode ser realizada em balanços sucessivos, evitando-se qualquer tração na junta e com um nível de protensão variando de 20% a 30% a mais em relação às vigas concretadas in loco. Seção em caixão 186 pontes 1,4 m a 1,7 m L ≥200 mm ≥200 mm ≥200 mm t≥L/9 a L/7 cabos mísula reta mísula curva Seção em caixão 187 pontes Tipos de tabuleiros Cada tipo de tabuleiro tem um consumo de aço por metro cúbico de concreto. Valores indicativos (U. K.): 1) laje maciça= 45 kg/m3 a 60 kg/m3; 2) laje com vazados= 110 kg/m3; 3) laje ortotrópica= 120 kg/m3; 4) viga T pré-moldada= 110 kg/m3 a 130 kg/m3; 5) viga caixão, vão<80 m= 150 kg/m3 a 180 kg/m3; 6) viga caixão, vão>80 m= 120 kg/m3 a 160 kg/m3.
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