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E d iç ã o 4 | a n o 2 | s e te m b ro d e 2 0 17 P u b li c a ç ã o d a A s s o c ia ç ã o B ra s il e ir a d e E n g e n h a ri a e C o n s u lt o ri a E s tr u tu ra l Ponte Obra vital para destravar o trânsito na zona Sul paulistana, venceu vários desafios em sua execução, desde as fundações até o uso de balanços sucessivos mesclado com apoio sobre cimbramento Itapaiúna Publicação da Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural Edição 4 | ano 2 | setembro de 2017 | R$ 15,90 ENTREVISTA Indio da Costa fala da importância do engenheiro de estruturas em seus projetos NOSSO CRAQUE A experiência de Ernani Diaz em inúmeros projetos de infraestrutura 03 PROJETO COMPLEXO E DESAFIADOR 12 PONTE ITAPAIÚNA EXPEDIENTE ÍNDICE A Revista Estrutura é uma publicação da ABECE – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHARIA E CONSULTORIA ESTRUTURAL, dirigida aos escritórios de engenharia e engenheiros projetistas, construtoras, arquitetos e demais profissionais do setor. Os artigos assinados ou as entrevistas concedi- das refletem as análises e opinião dos autores ou entrevistados e não necessariamente do Co- mitê Editorial da revista. PRESIDENTE: Jefferson Dias de Souza Junior VICE-PRESIDENTE DE RELACIONAMENTO: João Alberto de Abreu Vendramini VICE-PRESIDENTE DE TECNOLOGIA E QUALIDADE: Enio Canavello Barbosa VICE-PRESIDENTE DE MARKETING: José Luiz V.C. Varela DIRETOR ADMINISTRATIVO FINANCEIRO: Roberto Dias Leme DIRETORA DE NORMAS TÉCNICAS: Suely Bacchereti Bueno DIRETOR DE METÁLICAS: Tomás Vieira DIRETOR DE PONTES E ESTRUTURAS: João Luis Casagrande DIRETOR DE PRÉ-MOLDADOS: Fabricio Tomo DIRETORES: Claudio Adler, José Martins Laginha Neto, Leonardo Braga Passos, Luiz Aurélio Fortes da Silva, Ricardo Borges Kerr, Thomas Carmona, Túlio Nogueira Bittencourt SECRETARIA GERAL: Elaine C. M. Silva ÍNDICE | REVISTA ESTRUTURA 04 | EDITORIAL ENGENHARIA, JUVENTUDE, INOVAÇÃO E PERSPECTIVAS 05 | PALAVRA DO PRESIDENTE CONVERSA DE BAR 06 | NOSSO CRAQUE UM MESTRE DA ESTRUTURA 10 | O QUE ELES QUEREM DE NÓS AUMENTAR A PRODUTIVIDADE É O MAIOR DESAFIO DA CONSTRUÇÃO 25 | ESPAÇO ABERTO CONSTRUÇÃO EM AÇO 26 | ESTRUTURAS METÁLICAS REFORÇO EM PONTE COM LAMINADO CFRP PROTENDIDO NÃO ADERENTE 30 | ARTIGO TÉCNICO DIRETRIZES PARA INSPEÇÃO EM ESTRUTURAS DE OBRAS PARALISADAS 38 | INDUSTRIALIZAÇÃO PROJETO ESTRUTURAL DO TERMINAL 1 DO COMPLEXO DO AÇU 44 | ARTIGO RETRÔ VIBRAÇÕES 49 | VALORIZAÇÃO PROFISSIONAL O ENSINO DE SISTEMAS ESTRUTURAIS NO CURSO DE ARQUITETURA 52 | NORMAS TÉCNICAS REVISÃO DA ABNT NBR 7187:2003 DEVERÁ ESTAR CONCLUÍDA EM 2018 54 | MUSEU DO PROJETO EDIFÍCIO PEDRA GRANDE 56 | ENTREVISTA ARQUITETURA E URBANISMO EM HARMONIA 58 | INOVAÇÃO OBRAS DE EXPANSÃO DO SHOPPING IGUATEMI DE FORTALEZA 64 | BOAS PRÁTICAS DE PROJETO CÁLCULO MANUAL 66 | APRENDENDO COM O ERRO A FINALIDADE DA ATP 68 | NOTAS E EVENTOS 71 | ACONTECE NAS REGIONAIS 73 | JOGO DE SETE ERROS DESCUBRA AS FALHAS 74 | AGENDA CALENDÁRIO DE CURSOS FO TO : D IV U LG A Ç Ã O M A U B ER TE C COMITÊ EDITORIAL: Alexandre Duarte Gusmão, Antonio Laranjeiras, Augusto C. Vasconcelos, Augusto G. Pedreira de Freitas, Carlos Britez, Cesar Pinto, Daniel Domingues Loriggio, Douglas Couto, Eduardo Barros Millen, Guilherme A. Parsekian, Guilherme Covas, Inês L. S. Battagin, Joaquim Mota, José Celso da Cunha, Leonardo Braga Passos, Márcio Roberto Silva Correa, Mario Cepollina, Milton Golombek, Nelson Covas, Ricardo Leopoldo e Silva França, Selmo C. Kuperman, Sergio Hampshire, Valdir Pignatta e Silva. EDIÇÃO: Mecânica de Comunicação www.meccanica.com.br JORNALISTA RESPONSÁVEL: Enio Campoi – MTB 19.194 REDAÇÃO: Lázaro Evair de Souza, Sylvia Mie PRODUÇÃO GRÁFICA: MGDesign www.mgdesign.art.br DIAGRAMAÇÃO: Alcibiades Godoy PUBLICIDADE: ABECE Av. Brigadeiro Faria Lima, 1.993 - cj. 61 - CEP: 01452-001 - São Paulo/SP abece@abece.com.br Tel.: (11) 3938-9400 IMPRESSÃO: Editora Gráfica Nywgraf TIRAGEM: 5.000 CORREÇÃO: Na página 7 da edição 3 da Revista Estrutura publicamos, equivocadamente, o nome da empresa do entrevistado Hugo Corres. O correto é: FHECOR Ingenieros Consultores. Cadastre-se no site da ABECE para receber a revista. REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 2017 Entretanto, é na adversidade que se descobre a oportunidade de inovar e crescer, pois em um país como o Brasil que, apesar de sua liderança regional na América do Sul e de ter ostentado o sta- tus de sétima economia mundial durante a última década, ainda possuí um grande déficit habitacional, reservas minerais das mais abundantes do mundo e um povo com uma incrível capacidade de se rein- ventar em um curto espaço de tempo. Se há algo de positivo em toda essa ba- gunça que estava sob nosso tapete, é o EDITORIAL 04 Nos últimos anos, o Brasil tem experimentado uma série de eventos políticos que afeta-ram quase todos os setores da sociedade. Não obstante, a área de engenharia é uma das que mais tem so- frido com as incertezas politicas, falta de confiança generalizada e retirada de in- vestimentos dos setores imobiliário e de infraestrutura. Muito disso se deve ao sistema alta- mente sofisticado de corrupção e pro- pinas implantado no poder público, com auxílio (quem diria!?) das próprias cons- trutoras. Sistema esse que vemos ago- ra eviscerado pela Operação Lava Jato, onde as maiores empreiteiras do país financiaram um esquema bilionário de propinas a troco de obras públicas e fa- vores do governo. A perda de confiança do mercado é notória. E a falta de investimentos afe- tou substancialmente o segmento de projetos, onde somos testemunhas da expressiva diminuição do tamanho dos escritórios de engenharia e desempre- go de profissionais dos mais jovens aos mais experientes. Uma situação que nos faz, mais uma vez, desperdiçar toda uma geração de profissionais jovens, compe- tentes e cheios de garra e de sonhos que agora buscam recolocação. Muitos, em setores fora da engenharia. ENGENHARIA, JUVENTUDE, INOVAÇÃO E PERSPECTIVAS fato que agora temos a chance de colo- car as coisas em ordem, fazer nossa lição de casa e, por que não, nosso mea culpa, pois, afinal de contas, não importamos políticos de Marte, eles também são fru- to de nossa sociedade e cultura. Se qui- sermos ver algo diferente e mudar nosso país de forma efetiva, preci- samos come- çar a mudar nossos pró- prios hábitos e agir diferente ante as si- tuações irregulares e antiéticas. Afinal de contas, não se pode esperar por resulta- dos diferentes fazendo sempre as coisas da mesma forma. Acreditamos que a nova geração de profissionais tem a chance de fazer o novo, fazer melhor, fazer de fato a dife- rença. Não só na engenharia, mas em todos os setores da sociedade, passando principalmente pela política, que em nos- so país, é a área mais carente de pessoas competentes e comprometidas com a Nação. A tempestade foi forte, ainda está em curso, mas tende a acalmar e espere- mos a bonança de um novo e próspero ciclo econômico para a engenharia. Criado em outubro de 2010, o Grupo ABECE Ino- vação tem como proposta reforçar as ações em- preendidas pela entidade, tendo como palavras de ordem: renovar, inovar e crescer. 05 PALAVRA DO PRESIDENTE | JEFFERSON DIAS DE SOUZA JUNIOR Porque insisto em “Conversa de Bar”, sim, com letras maiúsculas... Por quê?!?!?! Porque no Brasil, a grande maioria dos problemas é resolvida em uma mesa de bar!!! Garçom, mais uma cerveja, por favor!!! Que o papo é sério, precisamos resol- ver os Problemas do Brasil!!! Mas os Problemas do Brasil são gran- des, vamos ser mais modestos... Que tal nos atermos aos Problemas da Construção Civil?!?? Boa!!! Já temos muito espaço para divagar- mos... Mas a Construção Civil é uma área mui- to diversificada... Que tal resolvermos os problemas das construtoras e incorporadoras?!?! O mercado financeiro está em polvo- rosa. Altamente volátil. O ano 2.018 está sob uma nuvemde neblina. As incertezas são muitas, a economia brasileira atravessa o que alguns consi- deram uma crise sem precedentes. Mas uma coisa não muda, não há nenhuma nebulosidade: • As pessoas se unem, casam, nascem, a vida não para!!! As demandas continuam ascenden- tes... O déficit de moradia, em todas as ca- madas sociais, cresce. A necessidade de produção aumenta... Há menor oferta de financiamentos, tanto para as incorporadoras e constru- toras para execução das obras, quanto diretamente para o consumidor final rea- lizar a aquisição do imóvel. CONVERSA DE BAR A construção está represada. Posso falar um pouco sobre o meu uni- verso de clientes, construtoras de médio e pequeno porte. Quem está investindo? Preferencialmente três perfis: 1- Os que foram agraciados com recur- sos institucionais; 2- Parcela de clientes que estão com caixa; 3- Clientes que atuam com algum gru- po de investidores. Para esses, o momento é bom, melhor dizendo, é ótimo. Acreditam que tudo é uma questão de tempo. A mão de obra, escassa em outras épo- cas é abundante hoje. Os insumos estão com preços convida- tivos. Profissionais de todas as áreas estão mais propensos à negociação. Fora isso, notícias nos dão conta de que parcela dos estoques das construtoras e incorporadoras já está sendo revertida em novos negócios e, aos poucos, fazendo a máquina do setor da construção e dos negócios imobiliários voltar a engrenar; contudo, agora com uma nova visão que a crise ensinou; talvez com mais parcimônia, cuidado e lucidez na tomada de decisões. A mão de obra disponível está ávida por trabalho, o que gera mais empenho e zelo. As estruturas das empresas estão mais enxutas, prontas para atuarem com mais vigor e eficiência. Os agentes financeiros, em especial a CEF, já estão contratando novamente, priorizando critérios técnicos mais rígi- dos, o que não deixa de ser um indica- dor altamente positivo para as empresas mais sérias e bem estruturadas. A crise, de certa forma, selecionará em- presas e profissionais e forçará uma saí- da que certamente exigirá conhecimento e eficiência; receitas que precisam ser estudadas e reaprendidas. Parcerias entre empresas para somar conhecimento e experiências e, ao mes- mo tempo, reduzir custos, dividindo es- paços, enxugando as estruturas; – reestudar projetos, eliminando ou substituindo materiais e serviços – eficiência nas soluções evitando-se erros e retrabalho. Talvez não tenhamos resolvido todos os problemas das construtoras e incor- poradoras, mas acredito que estejam bem encaminhados! Garçom, a saideira e a conta... ...enquanto eu chamo um Uber... REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201706 NOSSO CRAQUE | BENJAMIN ERNANI DIA Z UM MESTRE DA ESTRUTURA RESPEITADO COMO UM DOS MAIS CONCEITUADOS PROJETISTAS DE ESTRUTURAS DO PAÍS, ERNANI DIAZ FOI RESPONSÁVEL PELA EXECUÇÃO DE ALGUMAS DAS MAIS IMPORTANTES OBRAS DE INFRAESTRUTURA BRASILEIRAS DAS ÚLTIMAS DÉCADAS Em boa parte das grandes obras de infraestrutura erguidas no Bra-sil nas últimas quatro décadas, o nome do engenheiro carioca Benjamin Ernani Diaz está sempre em evidência, seja como chefe de projeto ou como consultor de estruturas. Formado pela Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), na tur- ma de 1959, Ernani Diaz, hoje na casa dos 80 anos, é um dos maiores especialistas brasileiros em projetos ligados ao con- creto armado e protendido utilizados em obras de infraestrutura. Suas habilidades foram aprimoradas com especializações e doutorado na Alemanha, onde também atuou em diversas empresas. Na volta ao Brasil, sua experiência foi fundamental para a criação de um grupo de profissio- nais responsável pelo projeto da ponte Rio-Niterói e de outro grupo encarrega- do das estruturas da Central Nuclear de Angra 2. Acompanhe na entrevista con- cedida à revista ESTRUTURA, outros as- pectos da vida e da carreira profissional de Ernani Diaz. ABECE – Com base em sua trajetória profissional, quais as mais importan- tes alterações ocorridas na forma de elaborar projetos estruturais nas úl- timas décadas? ERNANI DIAZ – Nas últimas décadas, o desenvolvimento da engenharia de estruturas foi simplesmente fantásti- co. Comparando o que se podia fazer em 1970 com o que fazemos hoje, as possibilidades e a rapidez com que os serviços de projeto podem ser feitos são quase inacreditáveis. Os fatos mais BENJAMIN ERNANI DIAZ marcantes destas últimas décadas são vários, mas podemos citar os mais im- portantes, sem priorizar um único: a possibilidade de podermos desenhar de forma automática por programas comerciais com a técnica de CAD; a ca- pacidade de analisarmos uma estrutu- ra complexa por meio de programas de computador ricos em possibilidades; o desenvolvimento de novos materiais em todas as áreas (concreto, aços, pro- tensão, epóxi, fibra de carbono) com O uso do CAD em toda as fases do projeto é a diferença básica entre a época de hoje e a em que me formei “ “ 07 resistências muito elevadas; a possibili- dade de efetuarmos análises não linea- res com o material solo (um desenvolvi- mento recente); e também o fato de ser possível fazer dimensionamento com- putacional de estruturas sem necessi- dade de nos atermos às simplificações restritivas de normas. Soma-se a esses avanços, o uso de equi- pamentos sofisticados e poderosos para a construção de obras de estruturas (equipamentos estes ainda de uso inci- piente no Brasil em alguns casos); a mo- dernização dos conceitos das teorias de dimensionamento dos diversos materiais utilizados; a possibilidade de obtermos os dados tecnológicos de publicações e de novas pesquisas em questão de se- gundos pela Internet, sem esquecer da elevada qualidade e elevada capacidade de processamento dos computadores atualmente disponíveis para o projeto e, finalmente, a facilidade em preparar os relatório de projeto em processadores de texto. ABECE – Quais os principais avanços registrados nesse campo da enge- nharia brasileira desde em que o se- nhor iniciou suas atividades profis- sionais? ERNANI DIAZ – Todos estes avanços citados são válidos também no Brasil em vista da facilidade de se trocar in- formações e de participarmos também, em âmbito internacional, dos organis- mos internacionais de divulgação da tecnologia avançada em estruturas. O único desenvolvimento que deixa a desejar no Brasil é o emprego de equi- pamentos de construção sofisticados, o que condiciona muitas vezes a con- cepção de obras com projetos simpló- rios e dispendiosos. A diferença básica de hoje em relação ao passado, como todos sabem, é o uso do computador em todas as fases do projeto, da con- cepção até à construção. Mas o mais importante é o uso da técnica do CAD na preparação de desenhos e na facili- dade de analisar e dimensionar as es- truturas. Me formei em 1959, passei al- gum tempo no exterior e quando voltei e comecei a atuar no projeto da Ponte Rio Niterói, em 1970, criamos o primei- ro grupo de projeto com uso de com- putadores no Brasil na firma Noronha Engenharia, com Antonio de Noronha Filho. Este foi o marco decisivo de tudo do que aconteceu depois na engenha- ria de estruturas. ABECE – A seu ver, qual foi o mais significativo? Quais as áreas da en- genharia de estrutura onde houve maior evolução nas últimas décadas? ERNANI DIAZ – Em termos de projetos de estruturas dois grandes desenvolvi- mentos ocorreram na concepção de pro- jetos. Um foi o uso de lajes protendidas sem necessidade dos apoios em vigas e o outro foi a utilização de pontes estaiadas de forma quase corriqueira. ABECE – Como avalia o atual momen- to da engenharia brasileira na área estrutural, do ponto de vista técnico? ERNANI DIAZ – O trabalho de projeto envolve engenheiros e projetistas com experiência em CAD. No passado já so- fremos hiato no desenvolvimento tecno- lógico destes profissionais importantes. Vai haver sem dúvida nenhuma um outro hiato atual em que a formaçãodestes técnicos vai sofrer de novo uma interrup- ção importante. ABECE – Poderia relacionar obras marcantes da quais participou, deta- lhando os principais desafios venci- dos com sua realização? ERNANI DIAZ – Participei de grandes obras, entre elas a da Ponte Rio Niterói, na qual atuei como chefe de projeto da Noronha Engenharia. Concebemos uma obra capaz de trazer para o Brasil várias tecnologias modernas de projeto e de construção: uso maciço de computado- res, pré-fabricação de estruturas, funda- ções em estacas escavadas até a rocha, montagem de peças estruturais com equipamentos especializados, colagem de aduelas com epóxi, etc. No caso da obra da Central Nuclear de An- gra 2, atuando como chefe de projeto na Promon Engenharia, usamos maciçamen- te o computador com a utilização da téc- nica de elementos finitos e conseguimos, junto com Eduardo Thomaz, levar adiante este projeto complexo e pioneiro no Bra- sil. Na Ferrovia do Aço, como consultor para a Engefer, resolvemos, junto com a equipe da empresa e também da firma Fi- gueiredo Ferraz, os inúmeros problemas de projeto e de construção. No caso das pontes e viadutos conseguimos, atuando com vários projetistas, todos excelentes, obter obras seguras e que satisfizeram a todos os envolvidos nos projetos. Atual- mente, estamos atuando, juntamente Uso de laje protendida sem apoios em vigas e utilização de pontes estaiadas de forma quase corriqueira foram dois dos grandes desenvolvimentos que ocorreram na concepção de projetos “ “ REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201708 com o Labgene – Laboratório de Geração de Energia Nucleoelétrica, em obras es- truturais da Marinha do Brasil que estão relacionadas a instalações nucleares, um trabalho em comum acordo com a CNEN – Comissão Nacional de Energia Nuclear, de modo a obter estruturas seguras e ao mesmo tempo pioneiras. ABECE – Relate um pouco sobre sua experiência internacional e qual a importância dela em sua carreira profissional? ERNANI DIAZ – Comecei a minha vida profissional na Alemanha na Dyckerhoff und Widmann atuando com o professor Herbert Kupfer durante quatro anos. Aprendi concreto protendido lá utilizan- do o know how alemão. Trouxe para o Bra- sil na época várias ideias novas criadas na Alemanha e que agora são padrões aqui, tais como: armadura de estribos verti- cais, barras superiores e inferiores de flexão retas e cabos de protensão com configuração retilínea, entre outras. ABECE – Como avalia o atual estágio do ensino da engenharia de estrutu- ras no Brasil? Pode comparar com a praticada em países europeus ou nos Estados Unidos? ERNANI DIAZ – O curso de engenharia civil praticado na UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro tem um cará- ter muito adequado adotando a espe- cialização já na graduação. Os alunos já saem com uma bagagem tecnológica bem adequada nas várias áreas de es- truturas, construção, mecânica dos so- los, obras hidráulicas, transportes. Creio que esta especialização da engenharia civil na UFRJ suplanta o ensino em ou- tras universidades estrangeiras. Já em outras universidades brasileiras o nível generalista do curso de engenharia civil não consegue acompanhar o desenvol- vimento tecnológico existente na co- munidade profissional. É praticamente impossível poder ministrar disciplinas que ao mesmo tempo pretendem dar uma base tecnológica e ao mesmo tem- po conferir bagagem tecnológica para acompanhar o que se faz na prática com o volume de informação e desenvolvi- mento existente. ABECE – Que análise faz de alguns epi- sódios recentes envolvendo colapsos estruturais ocorridos no Brasil? ERNANI DIAZ – Os problemas ocorri- dos poderiam simplesmente ser evita- dos com a atuação de revisores compe- tentes de projeto. Uma firma importante de construção chega a exigir dois revi- sores quando um projeto começa a ficar muito sofisticado. Alguns erros seriam detectados por meio de uma verifica- ção simples. A firma construtora só tem a ganhar com a atuação destes reviso- res. Por outro lado, alguns acidentes não seriam evitados com a atuação de um revisor. Um exemplo clássico é o da ciclovia na avenida Niemeyer no Rio de Janeiro. Nenhum engenheiro poderia imaginar que a construção de uma pla- taforma inferior (para piqueniques) nas décadas passadas na encosta rochosa poderia provocar uma onda que se pro- jetasse para cima derrubando o viaduto pré-moldado. ABECE – Fora sua atuação na enge- nharia, quais são seus outros interes- ses, hobbies ou atividades que prati- ca em horários de folga? ERNANI DIAZ – Além de engenheiro civil o meu interesse é amplo com um leque que abrange várias especialida- des: a botânica (publiquei um livro so- bre Figueiras no Brasil), a arquitetura, a música (fui aluno do curso de violino na UFRJ), leitura de revistas científicas (Scientific American, Recherche, Science et Vie), medicina (tenho inúmeros livros de medicina de várias especialidades). Também sou vidrado em filmes e ope- ras, que assisto sempre ao lado de mi- nha mulher. ABECE – Qual sua mensagem para jo- vens que estejam pensando em iniciar o curso de engenharia civil? E, especi- ficamente, para quem pretende come- çar na área de estruturas o que diria? ERNANI DIAZ – A crise brasileira vai passar. Os alunos precisam aproveitar a época de “vacas magras” e se preparar muito, para quando chegar a hora da euforia de de- senvolvimento na indústria de construção, eles estarem aptos a enfrentar o desafio. Os especialistas de estruturas podem atuar de forma adequada em todas as áreas da en- genharia civil. É a atividade de projetista de estrutura que dá uma melhor base para en- frentar qualquer desafio na profissão. O especialista em estruturas pode atuar em todas as áreas da engenharia, pois ela é o ramo da engenharia civil que dá a melhor base para o profissional enfrentar qualquer desafio “ “ NOSSO CRAQUE | BENJAMIN ERNANI DIA Z 9 REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201710 O QUE ELES QUEREM DE NÓS | REPENSAR A FORMA DE ATUAR Atualmente o grande desafio para a construção civil é o aumento da produtividade de todas as etapas do processo construtivo. Para conseguirmos esse objetivo te- mos de repensar a forma em que os di- versos elos da cadeia produtiva se rela- cionam buscando uma maior integração entre eles, assim como a eliminação de perdas nos diversos processos produti- vos que formam o setor da construção. A produtividade da atividade da cons- trução civil no mundo é inferior à média mundial de todos os demais setores da economia. No Brasil, temos um segundo delta quando comparamos indicadores de produtividade da construção civil brasi- leira com a construção civil mundial. Todos esses dados que dão respaldo a essa analise estão disponíveis no relató- rio da McKinsey Global, que foi divulgado em fevereiro de 2017. Muitas empresas, convencidas de que buscar o aumento da produtividade é o único caminho para se tornarem pere- nes, tem feito grande esforço para alterar seus processos baseadas em ferramen- tas como lean construction e também em informações de clientes e fornecedores. AUMENTAR A PRODUTIVIDADE É O MAIOR DESAFIO DA CONSTRUÇÃO POR: YORKI ESTEFAN1 1 Yorki Oswaldo Estefan é engenheiro civil for- mado pela Fundação Armando Álvares Pen- teado (FAAP). Já atuou em diversas empre- sas e atualmente é diretor de Engenharia da Conx Empreendimentos Imobiliários. Além disso, é coordenador do Comitê de Tecnolo- gia e Qualidade do SindusCon-SP – Sindicato da Indústria da Construção Civil do Estado de São Paulo. É impossível aumentar a produtividade sem quebrar paradigmas e colocar de um mesmo lado todos os atores envolvi- dos com o segmento da construção civil e da engenharia de maneira geral. Incorpo- radores, construtoras, projetistas, indús- trias e trabalhadores tem que repensar a sua forma de atuação. Os incorporadores precisam repensar as suas alianças estratégicas e ter nas O AUMENTO DA PRODUTIVIDADE PASSA PORCOLOCAR DO MESMO LADO INCORPORADORES, CONSTRUTORAS, PROJETISTAS, INDÚSTRIA E TRABALHADORES REPENSANDO A FORMA DE ATUAR Um projeto, mesmo tecnicamente adequado, se não observar a construtibilidade, acarretará em perdas de qualidade “ “ 11 construtoras parceiros na elaboração de projetos com menor exposição a risco e com lucratividade potencializada. Cada construtora tem um perfil que certamente será mais adequado a um tipo de parceria que o incorporador busca. Os construtores devem buscar proje- tistas cientes de que um projeto, mesmo tecnicamente adequado, se não obser- var a construtibilidade, acarretará em perdas de mão de obra ou “arranjos” no canteiro que fatalmente levarão a perdas de qualidade. Além da construtibilidade os projetos devem observar que a construção civil avança para se tornar uma indústria de montagem. Esse processo que se iniciou a algum tempo, tem agora a sua maior expressão nas empresas que atuam no mercado de habitação popular, onde os kits de mon- tagem já são uma realidade sem volta. No nosso mercado não existe mais espa- ço para o improviso, as soluções devem ser previamente “engenheiradas” à exaustão e o planejamento e logística integrados a to- das as etapas, do projeto à execução. As indústrias modernas há muito tem- po abandonaram o perfil de vendedoras de materiais para se tornarem verda- deiros braços técnicos e de logística das construtoras. Elas perceberam que o co- nhecimento mútuo das necessidades traz a sinergia e o ganho de competitividade. Mudamos muito nos últimos anos e a velocidade das mudanças só aumenta a cada dia. No nosso mercado não há mais espaço para o improviso, as soluções devem ser previamente “engenheiradas” e o planejamento e logística integrados a todas as etapas, do projeto à execução “ “ O setor da construção civil precisa aprender a valorizar mais as suas con- quistas e passar essa nova imagem aos consumidores finais. Estou otimista de que após esse mo- mento difícil em que a economia do Brasil atravessa haverá um mercado forte para os que souberem fazer o trabalho diário de transformação necessário. REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201712 ESTRUTURA EM DESTAQUE | PONTE ITAPAIÚNA PROJETO COMPLEXO E DESAFIADOR POR: MAUBERTEC ENGENHARIA E PROJETOS LTDA INTRODUÇÃO Inicialmente, os projetos Básico e Exe- cutivo da ponte foram desenvolvidos pela Maubertec para a SPObras. Pos- teriormente, ainda na sua fase de im- plantação, a ponte se tornou objeto de contrapartida viária, por polo gerador, através da Lei Municipal 15.150 de 6 de maio de 2010, onde, se determinou a execução desta obra, pela compensação aos empreendimentos da Odebrecht Realizações, na região. Assim, a descri- ção da obra é subdividida em duas par- tes: a primeira, referente ao desenvolvi- mento dos projetos básico e executivo para a SPObras, e a segunda, relativa ao desenvolvimento do Projeto Executivo para o Consórcio Complexo Itapaiúna, que foi o efetivamente implantado. DESCRIÇÃO DA OBRA A: Primeira Parte: Projeto para a SPOBras Sistema Viário A Ponte Itapaiúna , obra vencedora da Categoria Infraestrutura da 14ª Edição do Prêmio Talento Engenharia Estrutu- ral, é composta por três ramos: Ramo Ponte, Ramo 100 e Ramo 200. O Ramo Ponte, que interliga a avenida Itapaiúna com a pista local das Nações Unidas, é acessado a partir da pista expressa da Marginal Pinheiros por meio do Ramo 100 na altura do Apoio AP4, situado jun- to à margem do Rio Pinheiros (ver Figura 1a, 1b e 2 ). A PONTE ITAPAIÚNA FAZ PARTE DE UMA AMPLA INTERVENÇÃO VIÁRIA NA ZONA SUL PAULISTANA QUE DEMANDOU UM CONJUNTO ARROJADO DE SOLUÇÕES DE ENGENHARIA PARA VENCER OS COMPLEXOS DESAFIOS DO PROJETO FIGURA 1A – PLANTA GERAL FO TO : U LM A CO N ST RU CC IÓ N 13 O acesso do Ramo Ponte ao futuro pro- longamento da Marginal Expressa do Rio Pinheiros, em direção a Interlagos, será feito por meio do Ramo 200, a partir do Apoio AP2 (ver Figura 2). O Ramo 200 será executado quando da implantação do prolongamento da Marginal Expressa. A ponte tem a função de interligar o bairro do Morumbi, através da avenida Itapaiúna, com a avenidas das Nações Unidas na outra margem, e permitir, atra- vés do Ramo 100, o retorno do usuário que trafega pela Marginal Pinheiros. O Ramo 200, por sua vez, permitirá o aces- so da avenida Itapaiúna à futura pista do prolongamento da Marginal Expressa do Pinheiros, no sentido de Interlagos. Trata-se de uma geometria complexa decorrente dos diversos movimentos a serem atendidos. O Ramo Ponte, até seu encontro com o Ramo 200 e com o Ramo 100, foi previsto cas do traçado, o conforto do usuário e a durabilidade da estrutura e, por outro, às exigências dos gabaritos rodoviário, ferroviário e hidroviário, além de se com- patibilizar com as interferências aérea e subterrânea das redes elétrica, drena- gem, gás, esgotamento sanitário, e com estruturas já existentes, todas sem pos- sibilidades de remanejamento, à exceção da rede de alta tensão. Complementarmente a esse conjunto de exigências, a obra deveria, dentro do possível, apresentar o melhor proporcio- namento de vãos e de alturas de constru- ção e agregar esteticamente ao entorno, de forma marcante. A partir desse cenário buscaram-se so- luções e alternativas que resultaram nas seguintes escolhas: • A geometria curva da obra e a con- vergência de ramos sugeriu a adoção de uma estrutura em concreto pro- tendido, com altura de construção variável no vão principal sobre o rio e nos dois adjacentes. Nos demais vãos a altura foi mantida constante. • Sobre o rio estabeleceu-se um vão de 112,00m e para os adjacentes 78,91m e 84,40m no Ramo Ponte, e 79,60m para o Ramo 100 (ver Figura 3). • A altura de construção nos apoios do vão maior foi fixada em 6,00m (h/l =1:18,60) e no meio do vão em 3,00m (h/l = 1:37,33). A altura de 3,00m foi assumida para o restante dos vãos. • Após os ajustes com o viário inferior e a compatibilização com as inter- ferências, chegou-se à seguinte dis- posição dos encontros e dos apoios (ver Fig. 1.a na página 12): o Ramo Ponte: – Encontro: E1: 42,15 m; – Vãos: 45,00m; 55,00m; 27,30m; 78,91m; 112,00m; 84,40m e 61,60m; – Encontro: E2: 100,51m; – Comprimento do Ramo Ponte: 606,87m. o Ramo 100: – Encontro: E3: 7,28 m; – Vãos: 55,00m; 55,00m; 79,60m; – Comprimento do Ramo 100: 196,88m. o Ramo 200: – Encontro: E4: 71,90 m; – Vãos: 35,66m; 43,00m; 36,00m; – Comprimento do Ramo 200: 186,56m. FIGURA 1B – ACESSO AO RAMO PONTE ATRAVÉS DO RAMO 100 FIGURA 2 – FUTURO RAMO 200 FIGURA 3 – ELEVAÇÃO – VÃO CENTRAL E ADJACENTES com uma plataforma para duas faixas de rolamento de 3,50m e uma largura total de 8,96m, confinadas por guarda rodas nas extremidades. Essa mesma configu- ração foi definida para o Ramo 100 e para o futuro ramo 200. A partir da junção do Ramo Ponte com o Ramo 100, nas imediações do Apoio AP4, o tabuleiro converge para uma pla- taforma com três faixas de rolamento de 3,50m e uma largura total de tabuleiro de 12,46 m. Os inúmeros movimentos ne- cessários para atender aos diferentes flu- xos exigiram uma geometria com vários trechos curvos e com raios relativamente pequenos, da ordem de 100m. As pis- tas possuem uma declividade constante transversal de 3% no sentido radial, vol- tada para o centro da curva. Os gabaritos mínimos que foram aten- didos são respectivamente de 5,50m para a passagem de veículos, 7,00m para a faixa sobre a ferrovia e de 13,00m x 40,00m sobre o rio Pi- nheiros. Não foi permitida a implantação de pilares no leito do rio em decor- rência de navegação exis- tente. Esta condicionante exigiu um vão de 112,00m sobre o rio. Concepção da Superestrutura A concepção da su- perestrutura teve que atender, por um lado, as características geométri- REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201714 – Comprimento total da obra: 990,31m; – Área total de tabuleiro: 10.284,95m2 A seção transversal do viaduto da ponte,adotada para os trechos com duas pistas, foi a seção unicelular com dois balanços de 2,00m (ver Figura 4). Esses trechos são: Ramo Ponte até o Apoio AP4, Ramo 100 e Ramo 200. Para o Ramo Pon- te, entre o Apoio AP4 e o encontro E2, a seção adota- da foi a bicelular, mantendo-se os balanços de 2,00m (Ver Figura 5). Apesar de a lar- gura da seção ser relativamente mo- desta, a seção bicelular propiciou, através da alma interna, a fusão das almas das seções unicelulares no encontro do Ramo Ponte com o Ramo 100, mantendo a con- tinuidade, e assim, favorecendo o lança- mento dos cabos de protensão nas almas, na região de transição (ver Figura 6). Objetivando dar maior conforto ao usuário e reduzir pontos de transição que demandam maior manutenção, optou-se por restringir a quantidade de juntas na superestrutura aos encontros, e a uma única junta no tabuleiro, no Apoio AP3. Em decorrência da geometria muito curva e complexa da obra, foram neces- sários estudos cuidadosos para estabe- lecerem-se os pontos fixos da obra e o direcionamento dos aparelhos de apoio, para minimizar a geração de esforços ho- rizontais e deslocamentos significativos nos encontros que pudessem provocar desalinhamentos muito grandes da su- perestrutura com os encontros. Os aparelhos de apoio escolhidos fo- ram do tipo Vasoflon fixos, unidirecionais e multidirecionais. Esses aparelhos, no geral, foram dispos- tos em dupla na cabeça dos apoios, dando condições para absorverem momentos de torção. Apenas no Apoio AP3, onde se localiza a junta de dilatação, optou-se por utilizar um único aparelho, abrindo-se mão de absorver o momento de torção em decorrência da desproporção do vão AP3 – AP2 em relação ao vão AP2 – AP1. Essa desproporção foi condicionada pela compatibilização com o viário inferior. Também no Apoio AP5 optou-se por um único aparelho por razões decor- rentes da geometria, como se verá mais adiante. As transversinas foram limitadas aos apoios e às duas bifurcações decor- rentes das junções das seções unicelula- res, uma nas proximidades do Apoio AP2 (Ramo Ponte com Ramo 200) e outra do Apoio AP4 (Ramo Ponte com Ramo 100). Apesar da grande curvatura, a ausência de transversinas intermediárias facilitou bastante a execução. Concepção dos Pilares Os pilares foram concebidos em forma de cálice convergindo para um fuste com seção transversal circular para as cargas menores, e com seção composta por um trecho central retangular, concordando nas suas extremidades com dois semi- círculos, para as cargas maiores. Essa ESTRUTURA EM DESTAQUE | PONTE ITAPAIÚNA FIGURA 4 – SEÇÃO TÍPICA - RAMO PONTE (ATÉ AP4), RAMO 100 E RAMO 200 FIGURA 5 - SEÇÃO TÍPICA - RAMO PONTE (AP4 – E2) FIGURA 6 – JUNÇÃO DOS RAMOS PONTE E 100 - UNIFICAÇÃO DAS LONGARINAS B E C FIGURA 7A – FORMA DO PILAR AP5 FIGURA 7B – MODELO TRIDIMENSIONAL DO PILAR AP4 15 composição permitiu manter para todos os pilares a mesma forma curva do fuste, variando apenas o núcleo central retan- gular, o que viabilizou uma otimização no reaproveitamento das formas dos pilares (ver Figura 7a e 7b). Escolha do Tipo de Fundação e Configuração dos Blocos As características do perfil geotécnico junto aos apoios recomendaram dois ti- pos de fundação: uma delas em tubulão a ar comprimido e a outra em estacas es- cavadas de grande diâmetro, variando de 1,20m a 1,80m. A opção escolhida foi a de estacas es- cavadas para todos os pilares, com exce- ção do apoio AP4 em que a solução ado- tada foi a de tubulão a ar comprimido, devido à interferência com a linha de alta tensão da Eletropaulo que necessitaria ser remanejada caso se adotasse a alter- nativa em estaca escavada. Para os encontros onde as cargas eram menores, a fundação escolhida foi em es- taca raiz, quando profunda, ou em sapata direta, quando rasa. A opção pela estaca escavada foi decorrente da rapidez al- cançada em sua implantação. Como o re- manejamento da linha da Eletropaulo se antecipou à execução dos tubulões, esse fato permitiu que se adotasse, também no Apoio AP4, a solução de fundação com estacas es- cavadas, ficando assim toda a superestrutura sobre o mesmo tipo de fundação. Para alguns apoios a dispo- sição das estacas escava- das teve que se adaptar à presença das interferências citadas. Nos casos em que os pi- lares ficaram sujeitos a mo- mentos transversais signi- ficativos devidos às cargas de peso próprio, portanto com a resultante de peso próprio fora de seu eixo, procurou-se dispor o centro de gravidade do estaqueamento no centro de gravidade das resultantes das cargas de peso próprio, de forma a uniformizar, ao máximo, as cargas nas estacas para esse carregamento. Foram os casos das fundações dos apoios AP2, AP3, do Apoio AP4 que tan- genciou uma ponte existente, do Apoio AP5 que interferiu com tubo de drenagem e teve que atender às condições das fases construtivas, e do Apoio AP6 que tangen- ciou o interceptor de esgotos da Sabesp. Em sua maioria, os blocos tiveram uma configuração usual paralelepipédica, com a face superior horizontal e o pilar locado no eixo do bloco. Apenas os apoios men- cionados no item anterior, pelas razões ci- tadas, fugiram a esse critério (ver Figura 8) Encontros Os encontros foram concebidos em forma de caixa, em que o tabuleiro se FIGURA 8 – BLOCO AP2 (CG DESLOCADO) A OPÇÃO PARA OS PILARES FOI DE ESTACAS ESCAVADAS, COM EXCEÇÃO DO APOIO AP4, ONDE SE USOU TUBULÃO A AR COMPRIMIDO REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201716 apoia nas paredes, mantendo os mes- mos balanços da seção transversal da su- perestrutura. As paredes, por sua vez, se apoiam em estacas raiz ou em fundação direta, conforme apresentado em corte genérico na Figura 9. Análise Estrutural Em função de sua grande curvatura, a obra foi inicialmente concebida como moldada “in loco”. As análises estruturais da fase de Pro- jeto Básico foram feitas a partir da simu- lação da superestrutura na configura- ção de barras, (ver Figura 10). Com essa simulação foi possível realizarem-se o pré-dimensionamento da estrutura e uma avaliação da cablagem de proten- são, além de se estudar a vinculação da superestrutura aos pilares e os direcio- namentos dos aparelhos de apoio, de forma a minimizar os esforços decorren- tes das deformações devidas à tempera- tura, às deformações elástica e lenta, e à retração. No Projeto Executivo, a complexidade da geometria da superestrutura, acresci- da da decisão de não se utilizar transver- sinas intermediárias nos vãos, conduziu à decisão de se fazer a modelagem integral da estrutura por elementos planos e pro- cessá-la por elementos finitos, utilizando o software Sofistik. Analogamente, a partir de processos desenvolvidos internamente na Mau- bertec, modelou-se a cablagem, cons- tituída por cabos de alta capacidade, de 27 cordoalhas, diâmetro de 15,2mm e aço CP 190RB, com o objetivo de re- duzir a quantidade de cabos e econo- mizar espaço para seu alojamento na estrutura. A visualização da modela- gem é mostrada na Figu- ra 11 (a, b e c). O concreto especificado foi de fck = 40 MPa, refri- gerado, para minimizar os riscos de fissuração decorrentes do calor de hidratação. ESTRUTURA EM DESTAQUE | PONTE ITAPAIÚNA A B C FIGURA 11 (A, B E C) – MODELO TRIDIMENSIONAL ELABORADO NO SOFTWARE SOFISTIK FIGURA 10 – MODELO TRIDIMENSIONAL EM ELEMENTOS DE BARRA FIGURA 9 – ENCONTRO ESTAQUEADO SOBRE O RIO PINHEIROS ESTABELECEU-SE UM VAO DE 112,00 METROS FOI USADO CONCRETO FCK = 40 MPA, REFRIGERADO PARA REDUZIR RISCOS DE FISSURAÇÃO 17 B. Segunda Parte: Projeto para a Odebrecht Sequência Construtiva e Métodos Construtivos da Superestrutura Conforme apresentado anteriormente, a implantação do Ramo 200 está condi- cionada à ampliação da via expressa da Marginal Pinheiros e, portanto, foi reme- tida à outra fase que será implementada posteriormente. O Consórcio Complexo Itapaiúna, decide contratar o reprojeto da ponte, para melhor atendersuas estratégias e metodologias de construção, bem como considerar a situa- ção da implantação futura do Ramo 200. O planejamento inicial seria de exe- cutar o vão sobre o rio em balanços su- cessivos, mantendo o restante da obra apoiada sobre cimbramento. Porém, para melhor adequação ao seu cronogra- ma e às interferências existentes, essa al- ternativa evoluiu para uma configuração executiva em que os vãos entre os apoios AP6 e AP5, e entre os apoios AP5 e AP4, seriam executados por balanços sucessi- vos e os demais, cimbrados. A Ponte foi então dividida em duas su- perestruturas independentes, separadas pela junta de dilatação sobre o pilar AP3. O trecho entre o encontro E1 e o apoio AP3 foi denominado Ponte 1 e o trecho compreendido entre o apoio AP3, e os encontros E2 e E3 foi denominado Ponte 2, conforme esquematizado na Figura 12. A Ponte 1 foi executada “in loco”, sobre cimbramentos e em uma única frente e uma única fase. Já a Ponte 2 foi subdivi- dida em três frentes de trabalho, e cada frente, por sua vez, em fases construtivas conforme descrito a seguir (ver Figura 13). FRENTE 1 – Constituída pelo Ramo 100 e pelo Ramo Ponte no trecho compreendido entre os apoios AP3 e AP4 e balanço partin- do do apoio AP4 até o meio do vão. A frente foi dividida em quatro fases, sendo as três primeiras moldadas “in loco“ sobre cimbra- mentos e a quarta fase executada em ba- lanços sucessivos; FRENTE 2 – Constituída por dois balan- ços partindo do apoio AP5, executados em duas fases: a primeira, constituída por um trecho moldado “in loco” sobre o pilar, para alojamento das treliças, e a segunda, por dois balanços sucessivos disparados simultaneamente, com exceção das duas primeiras aduelas que foram executadas defasadas para viabilizar a montagem das treliças dos balanços sucessivos; FRENTE 3 – Constituída pelo vão entre o encontro E2 e o apoio AP6, moldada ”in loco” sobre cimbramentos, denominada Fase 1, e parte do vão entre o apoio AP6 e o apoio AP5, denominada Fase 2, executada em balanços sucessivos. Os fechamentos entre a Frente 1 e a Frente 2 e entre a Frente 2 e a Frente 3, deram-se por fases de protensão parcial alternadas. A nova configuração executiva mudou profundamente o projeto da obra, intro- duzindo novos elementos estruturais para permitir sua viabilização. As alterações em relação à solução origi- nal, moldada “in loco” sobre cimbramento, foram as seguintes: – Consideração da situação provisória decorrente da execução futura do Ramo 200, anteriormente previsto para ser executado juntamente com a Ponte 1; – Execução dos trechos moldados “in loco” cimbrados, por vãos; – Introdução de balanços sucessivos a partir de estruturas cimbradas molda- das “In loco”, nas Frentes 1 e 3; – Introdução de um duplo disparo em balanços sucessivos a partir do Apoio AP5 em um trecho curvo com raio de 100,00m. Impactos no projeto Os impactos dessas alterações no pro- jeto podem ser resumidos como segue: – Na Ponte 1, a execução do Ramo 200 em fase futura exigiu o estudo des- se trecho nas duas condições, sem o Ramo 200 e com o Ramo 200, su- perpondo as duas situações no que tange ao comportamento estático às deformações, bem como ao dimen- sionamento e à disposição da cabla- gem e à viabilidade executiva; – Na execução dos trechos por vãos, a estrutura sofreu uma mudança nos esforços solicitantes para cada fase executiva, o que requereu uma aná- lise da cablagem a ser determinada e compatibilizada, para atender a essas diferentes situações; – A introdução dos balanços sucessi- vos a partir dos trechos cimbrados exigiu uma mudança do tipo de cabo que teve sua capacidade reduzida para se adequar à quantidade de aduelas do balanço sucessivo e per- mitir que em cada aduela houvesse, pelo menos, dois cabos ancorados. Além disso, como de praxe, a cada avanço do balanço, toda a estrutura foi verificada em termos de esforços solicitantes, bem como de deforma- ções, considerando os efeitos da de- formação lenta no cálculo das con- traflechas. FIGURA 12 – PONTES 1 E 2 FIGURA 13 – FRENTES DE TRABALHO E SEQUÊNCIA EXECUTIVA SOBRE O RIO PINHEIROS ESTABELECEU-SE UM VAO DE 112,00 METROS REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201718 – Foram adotados cabos de 27 cordoalhas de diâmetro 15,2mm e de 12 cordoalhas nos balanços sucessivos, todos montados com enfia- ção posterior. A sequência de protensão nos balanços sucessivos seguiu os avanços das aduelas e a dos trechos cimbrados seguiu uma sequência obtida após análise dos impactos das fases de pro- tensão no carregamento do cimbramento, bem como na própria su- perestrutura. Com o estudo detalhado da sequência de protensão, foram evitadas boa parte das sobrecargas nos cimbramentos que em alguns casos poderiam chegar a 100% da carga original. – Em decorrência do uso de cabos de alta capacidade e da ancora- gem de vários deles em uma mesma seção e em seções consecu- tivas, foram realizados estudos detalhados do fluxo e dos níveis de tensões desenvolvidos nessas regiões de concentração de cargas. Duplo disparo sobre o Pilar AP5 – Frente 2 A solução de duplo balanço a partir do apoio AP5 apresentou dois problemas de estabilidade ao tombamento durante a fase de execu- ção. O primeiro decorreu do fato de a superestrutura, na fase definiti- va, se articular no pilar e não estar preparada para absorver qualquer desequilíbrio longitudinal. Esse problema foi resolvido com a utiliza- ção de quatro pilares provisórios, dimensionados para absorverem o desequilíbrio provocado pela concretagem de um avanço, admitindo que seu par estivesse defasado de um avanço. Em outras palavras, o momento de desequilíbrio considerado correspondeu àquele provo- cado pelo peso do concreto da aduela, acrescido pelo do momento ESTRUTURA EM DESTAQUE | PONTE ITAPAIÚNA FIGURA 14 – PILARES PROVISÓRIOS JUNTO AO AP5 FORAM USADOS CABOS DE 27 CORDOALHAS COM DIÂMETRO 15,2MM E 12 CORDOALHAS NOS BALANÇOS SUCESSIVOS 19 FIGURA 16 – APARELHO DE APOIO ESPECIAL TABELA 1A – CARGAS NOS APOIOS APÓS A PROTENSÃO FINAL (KN) Fases AP5 Topo PP1 Topo PP2 Topo PP3 Topo PP4 Topo PP5 Topo Total PT Positiva P4-P5-P6 -10070.8 -11193.2 -3971.8 -1561.4 -1314.4 2124.9 -25986.7 Retirada PP4 -10932 -11321 -3978 -829.7 1337 -25723.7 Retirada PP5 -9361 -11079 -4346 -902.8 -25688.8 Retirada PP2 -9852 -12867 -2890 -25609.0 Retirada PP3 -13604 -11973 -25577.0 Retirada PP1 -24737 -24737,0 TABELA 1B – DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DA CARGA TOTAL NOS APOIOS APÓS A PROTENSÃO FINAL Fases AP5 Topo PP1 Topo PP2 Topo PP3 Topo PP4 Topo PP5 Topo PT Positiva P4-P5-P6 39% 43% 15% 6% 5% -8% Retirada PP4 42% 44% 15% 3% -5% Retirada PP5 36% 43% 17% 4% Retirada PP2 38% 50% 11% Retirada PP3 53% 47% Retirada PP1 100% FIGURA 15 – PILAR E CONSOLO PROVISÓRIO decorrente das diferenças de posições de avanço das treliças, além do desequilíbrio provocado por uma carga acidental distri- buída de 500 N/m2. Os pilares foram posicionados e solidariza- dos nas faces inferiores das longarinas e apoiados no bloco do apoio AP5, (ver Figura 14). O segundo problema originou-se da instabilidade transversal decorrente da curvatura da obra, de tal forma que, na situação dos dois balanços finalizados, o centro de gravidade das cargas da superestrutura situava-se fora do pilar, configurando uma si- tuação de tombamento caso não se engastasse no pilar, ou alter- nativamente, se não se criasse um pilar auxiliar, alinhado com o eixo transversal do pilar definitivo, na direção da resultante das cargas, e que auxiliasse a estabilidade transversal dos balanços na fase executiva. Esta última alternativa foi a solução adotada. A carga dos dois balanços foi absorvida pelo aparelho de apoio definitivo do apoio AP5, nesse caso constituído de apenas uma unidade, e por outro aparelho de apoio locado no pilar provisó- rio. Para a superestrutura poder se apoiar no pilar provisório foi necessário criar-se um console, também provisório, ligado à transversinade apoio, por contato, por meio de uma superfície dentada e por cabos de protensão não injetados. (ver Figura 15) A concepção inicial previa que no pilar provisório fosse instalado um aparelho tipo Vasoflon, análogo ao do pilar defini- tivo, e a transferência de carga do apare- lho provisório para o definitivo fosse rea- lizada na última etapa executiva da obra, pela desprotensão progressiva dos cabos não injetados do console provisório, após a superestrutura estar totalmente soli- darizada. Essa proposta foi alterada por sugestão da Protende, fornecedora dos aparelhos de apoio e executora da pro- tensão, que julgou complexa a operação devido à localização dos cabos, tendo sugerido que a transferência da carga se desse através do aparelho de apoio pro- visório, configurado especialmente para essa finalidade. Esse aparelho especial foi projetado em forma de bacia, com a pla- ca superior apoiada em um leito de areia confinado pela bacia, para facilitar a fase de transferência de carga (ver Figura 16). Com essa configuração, constituída pelo pilar definitivo com um único aparelho de apoio e por cinco pilares às vezes funcio- nando como tirantes, foi possível garantir a estabilidade da fase de balanços sucessivos com duplo disparo a partir do Apoio AP5. Essa configuração permaneceu até a protensão completa e definitiva da obra. Somente após essa fase é que se iniciou a demolição dos pilares e dos consoles pro- visórios, na seguinte sequência: PP4, PP5, PP2, PP3 e PP1. A Tabela 1 (a e b) indica as cargas nos diversos apoios na fase logo após a pro- REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201720 ESTRUTURA EM DESTAQUE | PONTE ITAPAIÚNA Ramo Ponte Apoio Id Carga Nominal (kN) Tipo Direcionamento E1 Esq 5500 Multidirecional Dir 5500 Multidirecional AP1 Esq 11000 Unidirecional Direcionado ao aparelho fixo do AP2 Dir 11000 Multidirecional AP2 Esq 17000 Fixo Dir 17000 Multidirecional AP3 Central 5500 Multidirecional Esq 5500 Unidirecional Paralelo ao eixo da obra Dir 5500 Multidirecional AP4 Esq 40000 Fixo Dir 40000 Multidirecional AP5 Esq 45000 Unidirecional Direcionado ao aparelho fixo do AP4 Prov 25000 Multidirecional AP6 Esq 25000 Unidirecional Paralelo ao eixo da obra Dir 20000 Multidirecional E2 Esq 8000 Multidirecional Dir 8000 Multidirecional FIGURA 19 – VARIAÇÃO NO MOMENTO DE TORÇÃO DEVIDO À REMOÇÃO DO PILAR PROVISÓRIO PP1 FIGURA 20 – VARIAÇÃO NO MOMENTO FLETOR DEVIDO À REMOÇÃO DO PILAR PROVISÓRIO PP1 (AZUL = MOMENTO POSITIVO; VERMELHO = MOMENTO NEGATIVO) FIGURA 18 – COMPORTAMENTO DOS SENSORES DE DESLOCAMENTO FIGURA 17 – ENSAIO DO APARELHO ESPECIAL EM ESCALA REDUZIDA tensão final (denominada PT positiva en- tre os apoios AP4, AP5 e AP6), bem como as cargas e respectivas participações percentuais nos apoios remanescentes, na medida em que os pilares provisórios iam sendo eliminados. Para garantir uma transferência lenta de carga do pilar PP1 para o apoio definitivo AP5, por se tratar de carga muito elevada, como se pode ver na Tabela 1, foram feitos ensaios em aparelhos de porte menor em laboratório, utilizando o mesmo processo especificado na obra que consistia do uso de água injetada pelas aberturas, já pre- vistas nas laterais da bacia do aparelho, para a retirada progressiva do colchão de areia que suportava a placa superior do aparelho (ver Figura 17). Os resultados dos ensaios mostraram que esse processo de retirada do colchão de areia permitia um assentamento lento e sem impactos, o que se repetiu também na obra, tendo sido realizada a transferência da carga com pleno sucesso (ver Figura 18). 21 Verificou-se, inclusive, que o desloca- mento poderia ser controlado ao inter- romper a injeção d’água (patamares des- tacados no gráfico). Como a decisão foi de deixar apenas um aparelho de apoio no AP5, ao se transferir a carga do PP1 para o apoio AP5 introduziu-se um momento de tor- ção que foi absorvido pela superestru- tura e transmitido para os apoios AP6 e AP4 (ver Fig. 20). Observe-se, ainda, que a carga final, após a retirada do pilar PP1, foi reduzida em relação à carga existen- te antes dessa retirada, passando de 25.577 kN para 24.737 kN, indicando uma redução do momento negativo no FIGURA 21 – DISPOSIÇÃO E DIRECIONAMENTO DOS APARELHOS DE APOIO FIGURA 22 – DISPOSIÇÃO DAS JUNTAS DE DILATAÇÃO FIGURA 23 – LOCAÇÃO DE ESTACAS, BLOCOS E PILAR FIGURA 24A – TUBULAÇÃO PASSANDO PELO BLOCO AP5 – PLANTA FIGURA 24B – TUBULAÇÃO PASSANDO PELO BLOCO AP5 – CORTE apoio (ver Figura 20). Os diagramas a seguir foram obti- dos da modelagem e simulação do fa- seamento constru- tivo e apresentam as variações causa- das pela remoção do Pilar Provisório PP1 no momento de torção (Figura 19) e no momento fletor (Figura 20) Aparelhos de Apoio Por força das elevadas cargas e dos deslocamentos decorrentes dos efei- tos de deformação elástica, deforma- ção lenta, retração e temperatura, do processo construtivo e da geometria complexa, utilizaram-se os aparelhos de apoio do tipo Vasoflon fixo, unidirecional e multidirecional. A configuração da disposição dos apa- relhos de apoio nas cabeças dos pilares foi normalmente composta pela combina- ção de dois aparelhos, possibilitando a ab- sorção do movimento de torção no pilar. Fogem a essa configuração os pilares dos apoios AP5 e AP3, de junta, que, no lado do vão entre os apoios AP3 e AP2, pos- suem um único aparelho (Ver Figura 21). O resultado final dos estudos resultou a seguinte configuração: Juntas de Dilatação A obra tem três juntas de extremidade nos encontros E1, E2, E3, e uma interme- diária sobre o apoio AP3 (ver Figura 22). Foi especificada a junta Jeene, ade- quando o tipo aos movimentos previstos longitudinal e transversalmente. A distribuição das juntas e os respecti- vos deslocamentos longitudinais e trans- versais resultaram os seguintes: Junta Tipo Desloc. Long. Desloc. Transv. E1 JJ13090CP 8,00 cm 3,50 cm E2 JJ170120CP 16,00 cm 7,00 cm E3 JJ170120CP 13,00 cm 6,00 cm AP3 JJ13090CP 6,00 cm 1.00 cm Blocos de Fundação dos apoios AP4, AP5 e AP6 l AP4 Dadas as restrições locais de implanta- ção da ponte, o bloco do apoio AP4 ficou Ramo 100 Apoio Id Carga Nominal (kN) Tipo Direcionamento E3 Esq 5500 Multidirecional Dir 5500 Multidirecional AP1 R 100 Esq 11000 Unidirecional paralelo ao eixo da obra Dir 11000 Multidirecional AP2 R 100 Esqw 13000 Multidirecional Dir 13000 Multidirecional REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201722 ESTRUTURA EM DESTAQUE | PONTE ITAPAIÚNA tangente à ponte existente e ao córrego. A Figura 23 mostra a disposição de estacas, bloco e pilar. l AP5 A execução do bloco do apoio AP5 exigiu um aterro de ponta na margem do rio para permitir a execução das estacas escava- das e da vala necessária para a moldagem do bloco sobre a ca- beça das estacas. Na contenção da vala foram utilizadas estacas prancha, preservando o tubo de drenagem que, dada a dificulda- de de remanejá-lo, foi incorporado ao bloco. A Figura 24 (a e b) mostra o projeto da vala com o respectivo po- sicionamento do duto. l AP6 Por sua vez, as estacas do apoio AP6 tangenciaram o intercep- tor de esgotos da Sabesp, passando a uma distância mínima de 50 cm da face do túnel, após a execução de cuidadosos levanta- mentos de campo e de documentação, para determinar com se- gurança a posição do interceptor. Apesar disso, decidiu-se cravar um tubo guia de maior diâmetro, 1,80m, cuja geratriz distasse 50 cm do interceptor, até atingir uma profundidade superior à de sua base. A estaca foi então escavada por dentro do tubo, assegurando, assim, que não houvesse qualquer possibilidade de interferência com o interceptor. A disposição em planta do es- taqueamento foi determinada em função desta interferência e, por consequência, a forma do bloco (ver Figura 25). l Encontro E1 O encontro E1, denominado “Caixa 1”, é composto por dois cai- xões justapostos, com comprimentos de 16,08m e 23,83m, apoia- dos diretamenteno solo por meio de uma sapata corrida associada, de onde saem as duas paredes laterais verticais. Sobre essas pare- des se apoiam a laje superior, constituída pelos dois balanços de 2,00m, que concordam com os balanços da seção celular da supe- restrutura, e pela laje interna, esta com vão de 4,66m entre os eixos das paredes. Transversalmente, na extremidade de cada caixa há um septo transversal, (Figura 26). A estrutura foi moldada “in loco”. l Encontro E2 O encontro E2, denominado “Caixa 2”, foi concebido em cai- xões em módulos de aproximadamente 32,0m, sequenciados e FIGURA 26 – “CAIXA 1” FIGURA 25A – BLOCO DO APOIO AP6 COM A LOCAÇÃO DO INTERCEPTOR – PLANTA FIGURA 25B – BLOCO DO APOIO AP6 COM A LOCALIZAÇÃO DO INTERCEPTOR – CORTE 23 ciada, de onde partem as paredes late- rais com mesma inclinação das almas da seção celular da superestrutura. A sapata tangencia e em alguns pontos se super- põe transversalmente ao envelope de duto da Comgás (ver Figura 28). O tabuleiro foi projetado em pré-mol- dado, com complementação “in loco”. Sobre as paredes laterais se apoiam os elementos pré-moldados com largura de 2,00m, com seção transversal em ∏ entre as paredes de apoio e complementados nas suas extremidades por duas lajes em balanço com vãos de 2,00m que concor- dam com os balanços da superestrutura (ver Figura 29). Os elementos pré-moldados são mon- tados justapostos e nos apoios são liga- dos às paredes por um pino. Posterior- mente, são capeados por uma camada complementar de concreto com 16,0 cm de espessura. l Encontro E3 O encontro E3 é composto pela viga travessa que recebe os aparelhos de apoio da superestrutura, e que se apoia sobre duas estacas escavadas de Ø 1,50m (ver Figura 30). A partir da tra- vessa saem duas paredes verticais dis- tanciadas entre si de 4,71m e com vãos de 6,65m, que se apoiam na outra ex- tremidade em uma viga transversal com FIGURA 27 – ELEVAÇÃO - ENCONTRO 2 justapostos, perfazendo um comprimen- to total de 97.58m. (ver Figura 27) Cada caixão tem três septos, sendo um inter- mediário e os demais nas extremidades. Cada módulo está apoiado em funda- ção direta, em uma sapata corrida asso- A OBRA TEVE DE CONVIVER COM TRÂNSITO, ALÉM DE OBSTÁCULOS COMO REDE DE ENERGIA ELÉTRICA E O LEITO DO RIO PINHEIROS REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201724 ESTRUTURA EM DESTAQUE | PONTE ITAPAIÚNA comprimento igual à largura do tabulei- ro que, por sua vez, se apoia em duas estacas raiz Ø 41,0m. Essas paredes estão distanciadas entre si de 4,71m e possuem vãos de 6,65m. O tabuleiro entre as paredes verticais está estruturado transversalmente por vigas espaçadas entre si de 1,00m e nas extremidades, de 1,33m. Externamente às paredes, as lajes em balanço dão con- tinuidade aos balanços que vêm da supe- restrutura. O encontro é todo moldado “in loco”. CONCLUSÃO Procurou-se abordar os aspectos mais relevantes do projeto da Ponte Itapaiuna, cuja execução ocorreu em perfeito en- trosamento das equipes de projeto e da Construtora Odebrecht, chave do suces- so do empreendimento. Deseja-se agradecer inicialmente à equipe da Maubertec pela dedicação e o empenho no enfrentamento do desafio de um projeto complexo, a partir de uma metodologia nova com novos recursos de softwares complementados por desenvol- vimentos internos durante a elaboração do projeto. O agradecimento estende-se tam- bém às demais equipes que participaram do empreendimento, pelo elevado espírito profissional, dedicação, colaboração e inte- gração manifestados durante os períodos de projeto e de execução da obra. FIGURA 28 – ENCONTRO 2 - SEÇÃO TRANSVERSAL FIGURA 29 – ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS FIGURA 30 – CAIXA 3 FICHA TÉCNICA Proprietário: Prefeitura do Município de São Paulo / SIURB – Secretaria de Infraes- trutura Urbana Responsável: SPObras - São Paulo Obras Empreendedora: Odebrecht Realizações Imobiliárias Executora: Construtora Norberto Ode- brecht Projetista: Maubertec Engenharia e Projetos Controle de Qualidade de Projeto (CQP): EGT Engenharia Protensão e Aparelhos de Apoio: Protende Formas e Escoramentos: ULMA Cons- truction Balanços Sucessivos: ConstruGomes / ULMA Construction Controle de contra-flechas: OUTEC Enge- nharia Juntas: Jeene Juntas e Impermeabilizações Fundações: EMPA 25 CONSTRUÇÃO EM AÇO Publicada em outubro de 2015, a norma específica para o steel deck, a ABNT NBR 16.421:2015 - Telha-fôrma de aço colaborante para laje mista de aço e concreto - Requi- sitos Gerais, estabelece os requisitos e os ensaios aos quais devem atender a telha- -fôrma de aço colaborante para laje mista de aço e concreto, revestida, conformada a frio, de seção transversal trapezoidal, reentrante, retangular, ondulada, entre outras, com os seguintes tipos de reves- timento: zincado por imersão a quente; zincado por imersão a quente e revestido por um processo de pintura. Lajes em steel deck estão sendo cada vez mais adotadas no Brasil por vanta- gens como a não necessidade de escora- mento, qualidade industrial, planicidade, boa relação custo–benefício, assertivi- dade de custo, velocidade e facilidade de instalação, limpeza no canteiro, menor fluxo de entrada de materiais e saída de resíduos. Apesar de serem muito adotadas em prédios de estrutura em aço, também podem ser utilizadas em edificação de concreto armado, alvenaria estrutural, parede de concreto, madeira, entre ou- tros. Há elementos de fixação próprios para os diversos sistemas construtivos. É preciso atentar, porém, que todos es- ses benefícios só se realizam se for feito um bom projeto de engenharia e arquite- PROJETO E CONTRATAÇÃO DE MONTAGEM DE LAJES STEEL DECK CUJAS VANTAGENS SÃO: MAIOR VELOCIDADE DE CONSTRUÇÃO, QUALIDADE INDUSTRIAL E NÃO NECESSIDADE DE ESCORAMENTO ESPAÇO ABERTO | CBCA tura que, desde o princípio, preveja o steel deck e contemple suas características. Como em outros elementos estruturais, o steel deck deve atender aos requisitos de resistência e serviço durante toda sua vida útil, descritos na NBR 8.800. O steel deck é bem versátil e suporta qualquer tipo de sobrecarga. “Caso ne- cessário, é possível colocar armadura adicional, aumentando sua capacida- de resistente”, explica Humberto Bel- lei, membro da comissão executiva do CBCA e coordenador do projeto da NBR 16.421. Alguns cuidados específicos devem ser tomados. “Recomenda-se que a es- pessura nominal da chapa de aço não seja inferior a 0,8 mm, e o aço deve ter qualificação estrutural e resistência ao escoamento nominal mínimo não inferior ao ZAR 280 MPa”, conta Bellei. Os vãos habituais deste tipo de laje ficam entre 2,50 m e 3,50 m. Em relação ao revestimento, o aço pode ser zincado por imersão a quen- te e também ser revestido por pintura. É fundamental que o fornecedor tenha todos os ensaios e comprovações de de- sempenho do seu produto. Comparati- vamente a outros sistemas estruturais, a montagem do steel deck é simples e pode ser realizada pelo próprio fabricante ou pela construtora. Mas é preciso haver um planejamento antecipado e detalhado de paginação e fixação, feito em parceria com o fornecedor. Um dos principais cuidados é garantir que a laje seja instalada do lado correto, em que as mossas têm maior aderência com o concreto, para não comprometer seu desempenho. Outros cuidados são a paginação, posição de instalação, ele- mentos de fixação (conectores e costu- ras) e também aos acessórios que permi- tem a estanqueidade do sistema. “Todas essas informações devem estar contidas no projeto”, avisa Bellei. REFERÊNCIAS NBR 8.800 – Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Con- creto de Edifícios; NBR 7008-3 – Chapas e bobinas de aço revestidas com zinco ou liga zinco-fer- ro pelo processo contínuo de imersão a quente – Aços Estruturais; NBR 7013 – Chapas e bobinas de aço revestidas pelo processo contínuo de imersão a quente – Requisitos gerais; NBR 14.323 – Dimensionamento de Es- truturas de Aço deEdifícios em Situa- ção de Incêndio – Procedimentos NBR 16.421 - Telha-fôrma de aço colabo- rante para laje mista de aço e concreto Requisitos gerais APESAR DE SER MUITO ADOTADO PARA ESTRUTURAS DE AÇO, O STEEL DECK PODE SER USADO EM EDIFICAÇÕES DE ESTRUTURA MISTA, DE CONCRETO ARMADO, ALVENARIA ESTRUTURAL, ENTRE OUTROS SISTEMAS REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201726 ESTRUTURAS METÁLICAS | SISTEMA INOVADOR DE REFORÇO EM PONTE DE METAL REFORÇO EM PONTE COM LAMINADO CFRP PROTENDIDO NÃO ADERENTE POR FILIPE DOURADO E JOANA PEREIRA A Ponte de Münchestein localiza--se perto da cidade de Basel, sobre o Rio Birs e foi construída em 1875 por Gustav Eiffel. Em 1891, 15 anos após iniciada sua utilização, a ponte colapsou após a passagem de um trem de passageiros. O acidente foi in- vestigado pelo Prof. L. Tetmajer, primeiro diretor do EMPA, que concluiu que a fór- mula de Euler para a flambagem deveria ser modificada para elementos esbeltos. Em 1892 foi construída uma nova ponte, com vão único, para reestabelecer a liga- ção ferroviária. O tráfego normal diário inclui trems de carga e passageiros. Os métodos de reparação e reforço tradicionais de pontes metálicas antigas envolvem geralmente soluções pesadas com elementos metálicos, também sus- ceptíveis à fadiga. Os materiais de reforço CFRP têm sin- do utilizados em muitas aplicações de ESTUDO DA APLICAÇÃO DO SISTEMA DE REFORÇO À FADIGA DE PONTE METÁLICA FERROVIÁRIA POR MEIO DE LAMINADOS CFRP PROTENDIDO NÃO ADERENTE FIG. 1 – PONTE DE MÜNCHESTEIN – EXTRAÍDO DE [5] (A) PONTE SUJEITA À AÇÃO DE TREM S3 (B) CONSTITUIÇÃO DE 10 PAINÉIS COM COMPRIMENTO TOTAL DE 45.2 M, ALTURA DE 6.5 M E LARGURA DE 5 M, EM CONSTRUÇÃO INCLINADA A 45º FILIPE DOURADO JOANA PEREIRA 27 FIG 2 – SISTEMA DE MONITORIZAÇÃO WIRELESS DO REFORÇO - EXTRAÍDO DE [5] reforço por terem uma elevada taxa de resistência x peso, elevada resistência à corrosão e excelente performance à fadiga. O recurso da protensão permi- te utilizar maior capacidade resistente do material, o que resulta no aumento das tensões de escoamento e capacida- de resistente dos elementos estruturais reforçados. Este estudo de caso apresenta um mé- todo inovador de reforço com laminados CFRP, que dispensa a preparação da su- perfície, diminuindo o tempo de aplica- ção do sistema em obra. A ponte foi construída em ferro for- jado (“batido”). De acordo com a do- cumentação disponível, o módulo de Young, tensão de escoamento e ten- são última são 200 GPa, 220 MPa e 320 MPa, respectivamente. Os laminados de carbono são do tipo S&P C-Lamina- te 150/2000 50/1.2 (50 mm de largura e 1,2 mm de espessura) com E=167,2 GPa e resistência à tração de 2710 MPa. Para medir a extensão dos laminados foram colados vários extensômetros – um extensômetro na zona central de cada laminado tipo 6/120 LY16, com fator k=2,06±1 e resistência elétrica de 120W±0,35%. Para medir a extensão das vigas metálicas foram colocados ex- tensômetros magnéticos =0,544 na alma inferior das vigas do tipo FGMH-1 (CBF-6), k=2,02±2 e resistência elétrica de 120W±0,5% [5]. Foi também instalada uma rede de sensores wireless, que agrega os vários equipamentos de medição menciona- dos, bem como medidores de tempera- tura ambiente e umidade relativa. A rede de sensores wireless, que inclui senso- res de 8 canais e nós das estações base, foi fornecida pela Decentlab GmbH [5] – ver Fig 2. Previamente à aplicação do sistema protendido não aderente na estrutura da ponte, foram realizados ensaios la- boratoriais com diversos tipos de carre- gamento, de forma a estudar o compor- tamento estático e sob fadiga das vigas metálicas [3]. Os ensaios foram realiza- dos de tal forma que o método analíti- co desenvolvido fosse ensaiado experi- mentalmente. Foram ensaiados um total de seis vigas metálicas em duas etapas: uma fase inicial de quatro vigas, e duas adicionais em fase posterior. Todas as vigas foram ensaiadas com um sistema simétrico de quatro pontos de flexão e um vão de 5m. Em cada uma das vigas, foram abertos dois pequenos orifícios no meio do vão do banzo inferior, para criar zona de concentração de tensões e consequente abertura de fissuras por fadiga, bem como simular o efeito das aberturas dos rebites das vigas. A viga de controle (não reforçada) foi ensaiada para uma carga cíclica de fadi- ga F entre 2,5 e 68 kN, tendo sido detec- tada uma fissura no ciclo N= 600 000 e o ensaio paralisado. As outras três vigas reforçadas foram ensaiadas com níveis de protensão de 30% (N=2 000 000 de ciclos para carga similar à viga de con- trole), 22% (N= 4.000.000 sem abertu- ra de fissuras) e 14% respectivamente (N=1 200.000 com abertura de fissura). Constatou-se correspondência de resul- tados entre os ensaios experimentais e a formulação analítica. Por questões de dispersão de resultados, foram ainda ensaiadas mais duas vigas, com procedi- mento idêntico ao descrito. Maior deta- lhe sobre o plano de ensaios realizados poderá ser consultado em [3]. No que se refere à estrutura da pon- te metálica, as tensões na alma inferior das vigas foram determinadas por mo- delo em elementos finitos, consideran- do as cargas permanentes e a sobre- carga do trem de carga D4 (ver Fig. 3), de acordo com as imposições do código Suíço SIA. O método analítico desenvolvido tem como base o princípio de Constant Life Diagram (CLD) e os critérios de fadiga de Goodman e Johnson modificado. Estes critérios incorporam a variação de ten- sões, o nível médio de tensões e as pro- priedades do material – Fig. 4. Com base nestes critérios foram determinados os níveis de protensão mínimos para pre- venir o início do aparecimento de fissu- ras por fadiga. FIG. 3 – MODELO DE CARGA DE TREM DE PASSAGEIROS S3 (A) E DE TREM DE CARGA D4 (B) – EXTRAÍDO DE [5] (B)(A) REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201728 A força de protensão aplicada ao sis- tema de reforço com laminados CFRP permite reduzir o nível médio de ten- sões, de forma que a estrutura metá- lica, inicialmente sujeita a níveis de ten- sões elevadas, passe para um regime de tensões seguro e tendencialmente sem fadiga. De acordo com a metodologia analí- tica desenvolvida, foi também possível determinar os níveis de tensão da viga em análise. Concluiu-se que para um fator de segurança de n=1,04 de acordo com o Critério de Johnson modificado, o nível de protensão laminado de CFRP é da ordem de 35% [5]. A protensão nas vigas metálicas da ponte é aplicada mecanicamente por meio de um sistema temporário, e a li- gação entre o sistema de reforço e os elementos estruturais é constituída por dois sistemas de placas de ancoragem e duas barras de desvio. O sistema dispensa a tradicional colagem, e por- tanto, não está limitado pela aderência do CFRP aos elementos metálicos – ver Figs. 5 e 6. Ao fixar as ancoragens por atrito, foi observada uma excentricidade inicial etp=77mm. Para obter o nível de reforço de portensão foi necessária uma excen- tricidade ep = 142 mm [5]. A aplicação do reforço foi realizada com recurso a um macaco e a variação de tensões nos elementos foi medida pelo sistema de monitoração instalado. A operação de aplicação de protensão ocorreu com a estrutura em serviço por cerca de 30 minutos. A Fig. 7. ilustra as medições efe- tuadas durante esta operação. Os picos assinalados no gráfico referem-se à pas- sagem de dois trens. O gráfico da Fig. 8 ilustra os níveis de tensão antes e depois da aplicação do FIG. 4 – CLD REPRESENTATIVO DO CRITÉRIO DE GOODMAN E DE JOHNSON MODIFICADO – EXTRAÍDO DE [5] (A) ESQUEMA GENÉRICO (B) RESULTADOS OBTIDOS FIG. 5 – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DE VIGA REFORÇADA COM SISTEMA DE LAMINADOS CFRP PROTENDIDO NÃO ADERENTE – EXTRAÍDO DE [5] FIG. 6 – COMPONENTES DO SISTEMA DE REFORÇO – EXTRAÍDO DE [5] ESTRUTURAS METÁLICAS | SISTEMA INOVADOR DE REFORÇO EM PONTE DE METAL 29 sistema. Pode-se observar a passagem de um estado de tensões de tração (antesda aplicação do sistema de reforço) para um estado de tensões de compressão. A rede wireless de sensores colocada na estrutura permitiu fazer a compara- ção do nível de tensões obtido no mode- lo de elementos finitos tridimensional, na zona crítica da ponte – ver Fig. 9. Em conclusão, foi desenvolvido e apli- cado um sistema de reforço à fadiga em ponte metálica ferroviária com 120 anos na Suíça, por meio de sistema de proten- são não aderente de laminados CFRP. Esta solução permitiu a redução do nível médio de tensões na estrutura, e a tran- sição de regime de fadiga para um estado de tensões seguro e fora dos limites de fadiga. Foi desenvolvido um método ana- lítico, com base no constant life diagram, para determinar o nível mínimo de pro- tensão que inibe a abertura de fissuras por fadiga na estrutura metálica da pon- te, e permite que esta tranforme de um regime de vida limitado para um regime infinito no que à fadiga diz respeito [5]. Vantagens de aplicação deste sis- tema: – Possibilidade de aplicação em su- perfícies rugosas – Rápida instalação – Fácil aplicação de protensão sem necessidade de recurso hidráulicos – Sem interrupção de tráfego – Mínima intervenção estrutural (dis- pensa preparação de superfície) – Fácil remoção do sistema – Nível de protensão ajustável Nesta obra foram aplicados lami- nados e sistema de protensão de- senvolvido pela S&P. A S&P também disponibiliza soluções de laminados CFRP protendidos colados usualmente aplicadas em estruturas de concreto armado. Na realização deste projecto houve en- volvimento de várias entidades. Parceiros Industriais: • Swiss Comission for Technology and Innovation (CTI) • S&P Clever Reinforcement Company AG • Swiss Federal Railways (SBB) • Parceiros de investigação: • EPFL, Swiss Federal Institute of Tech- nology Lausanne, Steel Structures Laboratory (ICOM) • ETHZ, Swiss Federal Institute of Te- chnology Zürich, Institute of Structu- ral Engineering (IBK) • EMPA, Swiss Federal Institute of Mate- rial Science and Technology, Structural Engineering Laboratory, Dübendorf REFERÊNCIAS Ghafoori E., Motavalli M., Botsis J., Her- wig A., Galli M., Fatigue strengthening of damaged steel beams using ubnon- ded and bonded prestressed CFRP plates, International Journal of Fatigue, 2012, 44, pp. 303 – 315. Ghafoori E., Schumacher A., Motavalli M., Fatigue behavior of notched steel beams reinforced with bonded CFRP plates: Determination of prestressing level for crack arrest, Engineering Structures, 2012, 45, pp. 270 – 283. Ghafoori E., Motavalli M., Nussbaumer A., Herwig A., Prinz G.S., Fontana, M., Determination of minimum CFRP pre- -stress levels for fatigue crack preven- tion in retrofitted metalic beams, Eng Struct 84, 2015, pp. 29 – 41. Ghafoori E., Motavalli M., Normal, high and ultra-high modulus carbon fi- ber-reinforced polymer laminates for bonded and un-bonded strengthe- ning of steel beams, Materials and de- sign 67, 2015, pp. 232 – 243. Ghafoori E., Motavalli M., Nussbaumer A., Herwig A., Prinz G.S., Fontana, M., Design criterion for fatigue strengthe- ning of riveted beams in a 120-year- -old railway metallic bridge using pre- -stressed CFRP plates, Composites: Part B 68, 2015, pp. 1 – 13. FIG. 7 – MONITORAÇÃO DA APLICAÇÃO DA PROTENSÃO IN SITU – EXTRAÍDO DE [5] FIG. 8 – TENSÕES NA ZONA CRÍTICA DA VIGA N.º 5 SUJEITA À AÇÃO DO TREM S3 – EXTRAÍDO DE [5] FIG. 9 – COMPARAÇÃO DE TENSÕES DO MODELO DE ELEMENTOS FINITOS E TENSÕES MEDIDAS NA ESTRUTURA DEVIDO À PASSAGEM DE UM TREM S3 - EXTRAÍDO DE [5] REVISTA ESTRUTURA | SETEMBRO • 201730 DIRETRIZES PARA INSPEÇÃO EM ESTRUTURAS DE OBRAS PARALISADAS POR ALEXANDRE TOMAZELI E PAULO HELENE ARTIGO TÉCNICO | INSPEÇÃO EM ESTRUTURAS DE OBRAS PARALISADAS 1 - INTRODUÇÃO Inúmeras cidades brasileiras possuem ou possuirão um dia em seu histórico uma estrutura de concreto armado inacabada ou uma obra paralisada, da qual foram extraviados a documentação de controle de aceitação do concreto. Quando da re- tomada dessas obras, dúvidas ocorrerão quanto às condições de resistência, dura- bilidade e qualidade do concreto estrutu- ral, resultando em incertezas sobre como retomar e concluir o projeto. Esta dúvida é mais complexa quan- do não há históricos e documentações técnicas que comprovem a qualidade do concreto empregado na execução destas estruturas, no que se referem à conformidade da resistência mecânica à compressão especificada no projeto estrutural. A situação se agrava em face das ações agressivas do meio onde a es- trutura ficou inserida ao longo dos anos, e devido também às eventuais falhas construtivas ocorridas durante a fase de construção, que poderão reduzir signifi- cativamente seu desempenho. O presente trabalho propõe diretrizes e critérios que podem ser empregados nas inspeções, nos registros das princi- pais falhas construtivas eventualmente FOTO 1 - VISTA DE OBRA PARALISADA COM ESTRUTURA À VISTA. FONTE: ARQUIVO PESSOAL DO AUTOR (TOMAZELI, 2004, P. 05) ALEXANDRE TOMAZELI PAULO HELENE 31 encontradas, nos ensaios tecnológicos que podem ser adotados para a obten- ção das resistências mecânicas à com- pressão dos concretos e na durabilidade, de modo a buscar atender os principais requisitos de qualidade de toda estrutu- ra: capacidade resistente, desempenho em serviço e durabilidade. 2 – CONHECIMENTO DOS FENÔMENOS PATOLÓGICOS NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO O concreto armado ou as estruturas executadas com este material devem se manter duráveis ao longo dos anos, des- de que projetadas e construídas dentro dos padrões de qualidade determinados por normas técnicas e também das boas práticas construtivas, em concordância com o meio em que se encontra e aten- dendo às manutenções preventivas es- pecificadas no Manual de Uso e Opera- ções do Proprietário. Por sua vez, quando ocorrerem falhas em alguma de suas fases ou ao longo de sua vida útil operacional (projeto, execução e manutenção), a estrutura padecerá de males e doenças, denomi- nadas ou caracterizadas por manifesta- ções patológicas. As estruturas e os materiais constituin- tes do concreto armado ou do concreto protendido, assim como as criaturas hu- manas, podem padecer de males congêni- tos e adquiridos, bem como sofrer aciden- tes durante a vida (Noronha, 1980, p.04). Segundo o autor, tais falhas são geralmen- te causadas por projetos inadequados ou impraticáveis; métodos deficientes de execução; cargas excessivas; choques; in- cêndios; e mão de obra incompetente ou não devidamente qualificada. Cumpre notar que um acidente ou mesmo muitos sintomas patológicos po- dem ocorrer por deficiências originadas em várias etapas do processo de cons- trução e uso, ou seja, em geral acidentes estruturais raramente ocorrem devido a uma única razão. Por sua vez, Andrade, Medeiros e He- lene (2011, p.784) apresentam uma visão geral dos principais mecanismos físico- -químicos de deterioração das estrutu- ras de concreto armado e protendido, conforme mostrado no quadro I. QUADRO 1 – PRINCIPAIS MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO Agressividade do ambiente Consequências sobre a estrutura Natureza do processo Condições particulares Alterações inicias na superfície do concreto Efeitos a longo prazo Carbonatação UR 60% a 85% Imperceptível Redução do pH, corrosão de armaduras, fissuração superficial Lixiviação Atmosfera ácida, águas puras Eflorescências, manchas brancas Redução do pH, corrosão de armaduras, desagregação superficial Retração Umedecimento e secagem, ausência de cura, UR baixa (<50%) Fissuras Fissuração,corrosão de armaduras Fuligem Partículas ácidas em suspensão na atmosfera urbana e industrial Manchas escuras por deposição sobre a estrutura Redução do pH, corrosão de armaduras Fungos e mofos Colônias ácidas em temperaturas (>20°C e <50°C) com UR >75% Manchas escuras e esverdeadas Redução do pH, desagregação superficial,
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