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Anteprojeto de pontes em seção caixão mistas de aço e concreto

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ANTEPROJETO DE PONTES EM 
SEÇÃO CAIXÃO MISTA DE AÇO E 
CONCRETO
Aluno: Renato Silva Nicoletti
HISTÓRICO
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SISTEMAS ESTRUTURAIS MISTOS E HÍBRIDOS DE AÇO E CONCRETO
Profa. Dra. Silvana De Nardin
Aluno: Renato Silva Nicoletti
1. Pontes em pedra;
2. Pontes em madeira;
3. Pontes em ferro fundido;
4. Pontes em concreto armado e protendido
PONTES MISTAS DE AÇO E CONCRETO
Necessidade de maiores vãos, rapidez e
racionalização na construção, facilidade de
manutenção, redução de custos e impactos
ambientais
DEFINIÇÃO
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Aluno: Renato Silva Nicoletti
Uma ponte mista de aço e concreto trata-se da associação entre o
tabuleiro em concreto e uma seção de aço por meio de conectores de
cisalhamento
Fonte: NAKAMURA et al, 2002.
SOLUÇÕES
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VANTAGENS
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• Facilidade construtiva;
• Grande rigidez a torção;
• Vantagem econômica para vãos pequenos a médio;
• Economia em termos de manutenção e durabilidade;
• Melhor aspecto visual;
• Possibilita a execução de pontes curvas.
VANTAGENS
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Fonte: VERÍSSIMO, 2007
VANTAGENS
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Disponível em: <http://www.steelconstruction.info/Box_girder_bridges>. Acesso em 09 mai. 2018
FOSSEDIKY BRIDGE, LINCOLN 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
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➢ Nacionais
o Klisky (1999);
o Souza (2006);
o Bellei (2007).
➢ Internacionais
o Brozzetti (2000);
o Nakamura et al. (2002);
o Patel (2000).
NORMALIZAÇÃO
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➢ Normas Brasileiras
o NBR 7188:2013;
o NBR 7187:2003;
o NBR 8800:2008;
o NBR 6118: 2013;
o Manuais do DNIT.
➢ Internacionais
o AASHTO LRFD (2012);
o EUROCODE 4 – Parte 2(1994).
Para pontes metálicas e mistas não 
existem normas nacionais
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Simbologia
o 𝐿 – Comprimento do vão da ponte;
o ℎ – Altura da viga caixão; 
o 𝐷 – Comprimento da alma;
o 𝜃 – Inclinação da alma;
o 𝑡𝑤– Espessura da alma;
o 𝑏𝑓𝑠 – Largura do flange superior;
o 𝑤 – Largura superior do caixão;
o 𝑏𝑓𝑖 – Largura da mesa inferior;
o 𝑡𝑓𝑠 – Espessura mínima do flange superior;
o 𝑡𝑓𝑖 – Espessura mínima da mesa inferior;
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Simbologia
o 𝑎 – Distância entre dois caixões paralelos;
o 𝐷𝑒𝑡 – Espaçamento entre enrijecedores transversais;
o 𝐷𝑒𝑙 – Espaçamento entre enrijecedores longitudinais;
o 𝑏𝑡𝑒 – Largura de enrijecedores transversais;
o 𝑏𝑡𝑙 – Largura de enrijecedores longitudinais;
o 𝑡𝑒𝑡 – Espessura de enrijecedores transversais;
o 𝑡𝑒𝑙 – Espessura de enrijecedores longitudinais;
o 𝐸 – Módulo de Elasticidade Longitudinal do Material.
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Simbologia
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Altura do caixão
ℎ =
𝐿
𝑥
, 25 ≤ 𝑥 ≤ 37
A altura mínima recomendada é de 5 pés, 
o que equivale a 1,524 m
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Inclinação da alma
cos 𝜃 =
ℎ
𝐷
, 𝜃𝑚á𝑥 ≤ 14,03° 𝜃 [°]
Fonte: AASHTO LRFD 2012
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Espessura da alma
𝐷
𝑡𝑤
≤ 150
Alma com enrijecedores longitudinais𝐷
𝑡𝑤
≤ 300
Alma sem enrijecedores longitudinais
➢ Largura da flange superior
𝑏𝑓𝑠 ≥
𝐷
6
𝑏𝑓𝑠 ≥
𝐿
85
Construtibilidade e 
estabilidade
(VERIFICAÇÃO)
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Espessura da flange superior
𝑡𝑓𝑠 ≥ 1,1 ∙ 𝑡𝑤
A AASHTO recomenda uma espessura mínima de 19 mm.
Construtibilidade e 
estabilidade
𝑏𝑓𝑠
2 ∙ 𝑡𝑓𝑠
≤ 12 (VERIFICAÇÃO)
➢ Largura e espessura da mesa inferior
𝑏𝑓𝑖
𝑡𝑓𝑖
≤ 120
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Diafragmas
Fonte: KIM & YOO, 2006
O espaçamento dos diafragmas pode ser de no máximo 12200 mm e
deve-se respeitar a espessura mínima de 160 mm (AASHTO LRFD, 2012)
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Enrijecedores
Previstos para resistir à forças e esforços que provocam a
distorção da seção.
Disponível em: <http://www.steelconstruction.info/Stiffeners>. Acesso em 09 mai. 2018
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Enrijecedores
Transversais Longitudinais
𝐷𝑒𝑡 ≤ 3 ∙ 𝑤
𝑏𝑡𝑒 ≥ 2 +
𝐷
30
16 𝑡𝑒𝑡 ≥ 𝑏𝑡𝑒 ≥
𝑏𝑓
4
𝑏𝑓 − Largura do maior flange superior
𝑏𝑡𝑙 ≤ 0,48 ∙ 𝑡𝑒𝑙 ∙
𝐸
𝑓𝑦
,
𝑓𝑦 − Resistência ao escoamento do enrijecedor
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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Parâmetro Recomendação Verificação Referência
𝒉
𝐿
37
≤ ℎ ≤
𝐿
25
-
AASHTO LRFD 
Bridge Design 
Specifications, 6th 
Edition, 2012.
𝑫 𝐷 =
ℎ
cos 𝜃
𝐷
𝑡𝑤
≤ 150, sem enrijecedores 
longitudinais
𝐷
𝑡𝑤
≤ 300, com enrijecedores 
longitudinais
𝜽 𝜃𝑚á𝑥 ≤ 14,03° -
𝒃𝒇𝒔 𝑏𝑓𝑠 ≥
𝐷
6
𝑏𝑓𝑠 ≥
𝐿
85
𝑒
𝑏𝑓𝑠
2 . 𝑡𝑓𝑠
≤ 12
𝒕𝒇𝒔 𝑡𝑓𝑠 ≥ 1,1. 𝑡𝑤 𝑡𝑓𝑠𝑚𝑖𝑛 = 19,05 𝑚𝑚
𝒃𝒇𝒊
𝑏𝑓𝑖
𝑡𝑓𝑖
≤ 120
-
𝒕𝒇𝒊 -
𝒂 0,8. 𝑤 ≤ 𝑎 ≤ 1,2. 𝑤 -
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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Parâmetro Recomendação Verificação Referência
Diafragmas
Tipo K
𝑒𝑚í𝑛 = 16 𝑚𝑚
𝑑𝑚á𝑥 = 12200 𝑚𝑚
-
AASHTO LRFD 
Bridge Design 
Specifications, 
6th Edition, 2012.
Enrijecedores 
Transversais
𝐷𝑒𝑡 ≤ 3 ∙ 𝑤
𝑏𝑡𝑒 ≥ 2 +
𝐷
30
16 𝑡𝑒𝑡 ≥ 𝑏𝑡𝑒 ≥
𝑏𝑓
4
Enrijecedores 
Longitudinais
𝐷𝑒𝑙 ≤ 3 ∙ 𝑤
𝑏𝑡𝑙 ≤ 0,48 ∙ 𝑡𝑒𝑙 ∙
𝐸
𝐹𝑦𝑠
-
PRÉ-DIMENSIONAMENTO
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➢ Lajes
o Maciça;
o Steel Deck;
o Pré-lajes.
➢ Conectores de Cisalhamento
o Stud bolt;
o Perfis laminados tipo U.
Dimensionamento idêntico ao de 
vigas mistas.
DIMENSIONAMENTO
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Pontes mistas são dimensionadas apenas para a situação de
interação completa.
Considerando vinculação biapoiada, tem-se os seguintes casos:
1. Construção não escorada
2. Construção escorada
DIMENSIONAMENTO
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Construção escoradaConstrução não escorada
➢ Etapa 1: Fase construtiva
o Verificação do perfil de aço
➢ Etapa 2: Após a cura do concreto
o Verificação da viga mista
Verificação