Apresentação Minoru Onishi

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A evolução das PONTES ESTAIADAS
Projetos e Obras Estaiadas no 
BRASIL
Monitoração de Estruturas
Eng. Minoru Onishi
INTRODUÇÃO
Dados estatísticos de obras estaiadas
no BRASIL
1 - Existem no BRASIL 21 projetos e obras;
2 - Temos 16 obras concluídas;
3 - Temos 5 obras em execução;
4 - Temos 1 obra cancelada após projeto executivo terminado;
5 - Existem outras 10 obras sendo projetadas e viabilizadas.
ESCOPO DA APRESENTAÇÃO
• A evolução dos sistemas de estruturas estaiadas ao longo do tempo;
• Premissas básicas para definição de uma obra estaiada;
• Estruturas eficientes;
• Mastros; 
• Estais; 
• Os projetos e obras estaiadas no BRASIL;
• Monitoração de estruturas;
• Pontes Pensil.
Obras estaiadas: período 1950 - 1970
• Stromsund Bridge 1955
• Düsseldorf Bridge 1960
• Maracaibo Bridge 1962
• Wye Bridge 1968
– Características Técnicas 
• Aumento no espaçamento dos estais;A
• Tabuleiro com grande altura de viga; B
• Conceito de vigas contínuas e apoios elásticos.C
Desenvolvimento das modernas 
estruturas estaiadas
• O novo conceito de ponte estaiada foi introduzido inicialmente por 
Fabrizio de Miranda na ocasião do concurso do projeto da ponte de 
MESSINA 1969, considerando a estrutura estaiada equivalente a 
um grande sistema reticulado.D1
• O sistema estrutural é composto de elementos de tração e 
compressão, através de articulações ideais entre o tabuleiro e os 
estais, sendo a superestrutura como uma grande treliça (Fabrizio de 
Miranda).D2
Premissas para
projetos de obras estaiadas (01)
• Considerar a estrutura estaiada como sistema estrutural reticulado;D2
• Considerar seções transversais para o tabuleiro onde predominem 
esforços de flexo compressão, evitando-se ao máximo tração na 
mesa superior dos tabuleiros, tanto na fase de montagem quanto na 
fase de serviço;E
• Considerar que os esforços decorrentes do estaiamento devem ser 
auto equilibrados pelo tabuleiro;F1
• No caso de arranjos estruturais de geometria complexa, as mesmas
devem ser analisadas dinamicamente através do método de 
elementos finitos, ou modelo físico completo para definir a trajetória 
das tensões e efeitos localizados;G0;G1
• Na definição do sistema estrutural o projetista deve conhecer 
claramente o funcionamento de cada elemento estrutural, seja na 
fase construtiva ou na utilização, evitando-se assim reforços em fase 
de execução;
Premissas para
projetos de obras estaiadas (02)
• Adequação das formas geométrica e distribuição de massas para 
evitar esforços desnecessários na estrutura;F2;F3;F4
• Sempre que possível evitar mecanismos na região de apoio para 
garantir a durabilidade e segurança estrutural;H
• A durabilidade dos sistemas estruturais esta intimamente 
relacionada as inspeções e monitorações, portanto o projeto deve 
permitir o acessos a todos os elementos estruturais.CX;BSB
ESTRUTURAS EFICIENTES
• Secção da estrutura adequada;J1;J2;J3
• Equilíbrio de massas; D0
• Menor peso das estruturas, com materiais respeitando 
os custos dos mesmos;K1;K2
• Conhecimento dos equipamentos de montagem e a 
tecnologia dos materiais disponíveis no mercado;L
• Estrutura adequada para o local de construção.M
Mastros
• O mastro tem função de transferir o carregamento do tabuleiro para 
a fundação, possibilitando menor altura útil do tabuleiro e a 
otimização dos métodos construtivos;
• Na concepção estrutural do mastro deve se evitar as 
excentricidades permanentes, predominando as forças de 
compressão;
• Os pilares dos mastros devem ter sua inclinação limitada para 
reduzir esforços de implantação durante a construção evitando-se 
danos permanentes ( fissuras ) ;
• No caso de estruturas em curvas, a inclinação dos mastros 
minimiza as excentricidades permanentes;
Mastro equilibrado
Mastro com inclinação acentuada
Obra curva com mastro inclinado
Estais
• Atualmente, os estais são compostos de cordoalhas Ø 15,7 mm, CP 
177 RB, que permitem a composição de grande número e 
comprimento;
• São a parte mais nobre dos materiais, devido ao controle da 
fabricação e montagem, devendo resistir ao teste de fadiga de 
2.000.000 ciclos; 
• A sua quantidade deve ser otimizada com a relação a altura do 
mastro e do vão principal;
• Controle das cargas atuantes na estrutura, durante e após 
carregamento final (monitoração).
Estais montados em fábrica
Estais - Protende
Montagem de estais: cordoalha/cordoalha
Confecção de tubo PHDE na obra 
Montagem de estais
Teste de estaias em Münich
Monitoração - células de carga
Projetos e obras estaiadas no Brasil
1. Ponte sobre o Rio Paranaíba - MS / MG
2. Ponte sobre o Rio Pinheiros - SP
3. Ponte JK sobre o Lago Paranoá - DF
4. Viaduto Mario Covas - Imigrantes - SP
5. Ponte Brusque / SC
6. Ponte sobre o Rio Cuiabá - MT
7. Ponte sobre o Rio Guamá - Belém / PA 
8. Ponte Internacional Brasil - Bolívia - divisa Brasil / Bolívia
9. Ponte sobre o Rio Sergipe - Aracajú / SE
10. Ponte sobre o Rio Potengi - Natal / RN
11. Ponte sobre o Rio Paraná - Panorama - SP / MS
12. Passarela sobre o Rio Acre - Rio Branco / AC
13. Ponte Rio das Ostras - RJ
14. Viaduto Estaiado - Guarulhos - SP (Via Dutra)
15. Ponte Jacu Pêssego - São Paulo / SP
16. Ponte Jornalista Roberto Marinho - São Paulo / SP
17. Viaduto Campina Grande - Campina Grande / PB
18. Ponte sobre o Rio Poti - Teresina / PI
19. Ponte de Vitória / ES
20. Ponte sobre o Rio Tocantins - Imperatriz / MA
21. Ponte General Dutra - RJ
Projetos e obras estaiadas no Brasil
Ponte sobre o Rio Paranaíba - MS / MG
Ponte sobre o Rio Pinheiros / SP
Ponte sobre o Rio Pinheiros / SP
Ponte JK sobre o Lago Paranoá / DF
Ponte JK sobre o Lago Paranoá / DF
Ponte JK sobre o Lago Paranoá / DF
Ponte JK sobre o Lago Paranoá / DF
Ponte sobre Rio Cuiabá / MS
Viaduto sobre Rod. dos Imigrantes / SP
Viaduto sobre Rod. dos Imigrantes / SP
Viaduto sobre Rod. dos Imigrantes / SP
Viaduto sobre Rod. dos Imigrantes / SP
Ponte em Brusque / SC
• Tipo: assimétrica
• Comprimento total da 
ponte: 100,00 m
• Largura do tabuleiro: 
14,35 m 
• Cabos de estais: 29 ton
• Número de cordoalhas
por cabo: 37 a 91
Ponte sobre Rio Guamá / PA
Ponte sobre Rio Guamá / PA
Ponte sobre Rio Guamá / PA
Ponte sobre Rio Guamá / PA
Ponte divisa Brasil e Bolívia
Ponte divisa Brasil e Bolívia
Ponte sobre o Rio Sergipe, Aracajú / SE
Ponte sobre o Rio Sergipe, Aracajú / SE
Ponte sobre o Rio Sergipe, Aracajú / SE
Ponte sobre o Rio Sergipe, Aracajú / SE
Ponte sobre o Rio Sergipe, Aracajú / SE
Ponte sobre o Rio Sergipe, Aracajú / SE
Ponte sobre o Rio Sergipe, Aracajú / SE
Superestrutura - acessos, Aracajú / SE
Superestrutura - acessos, Aracajú / SE
Superestrutura - acessos, Aracajú / SE
Ponte sobre o Rio Potengi, Natal / RN
Ponte sobre o Rio Potengi, Natal / RN
Ponte sobre o Rio Potengi, Natal / RN
Ponte sobre o Rio Potengi, Natal / RN
Ponte sobre o Rio Paraná,
Panorama - SP / MS
Passarela sobre o Rio Acre, Rio Branco / AC
Passarela sobre o Rio Acre, Rio Branco / AC
Passarela sobre o Rio Acre, Rio Branco / AC
Passarela sobre o Rio Acre, Rio Branco / AC
Passarela sobre o Rio Acre, Rio Branco / AC
Passarela sobre o Rio Acre, Rio Branco / AC
Passarela sobre o Rio Acre, Rio Branco / AC
Ponte Rio das Ostras / RJ
Viaduto sobre Rod. Dutra, Guarulhos / SP
Ponte de Vitória / ES
Ponte sobre rio Poti (Teresina / PI)
Ponte Jacu Pêssego - São Paulo / SP
Ponte Jor. Roberto Marinho, São Paulo / SP
Ponte Jor. Roberto Marinho, São Paulo / SP
Ponte Jor. Roberto Marinho, São Paulo / SP
Ponte Jor. Roberto Marinho, São Paulo / SP
Ponte Jor. Roberto Marinho, São Paulo / SP
Viaduto Campina Grande / PB
Viaduto Campina Grande / PB
Viaduto Campina Grande / PB
Viaduto Campina Grande / PB
Viaduto Campina Grande / PB
Viaduto Campina Grande / PB
Viaduto Campina Grande / PB
Viaduto Campina Grande / PB
Viaduto Campina Grande / PB
Ponte JK / DF
Real time load control
INSTALAÇÃODE CABOS ESTAIADOS COM MONITORAÇÃO EM TEMPO REAL
(REAL TIME LOAD CONTROL)
por
Pedro Afonso de Oliveira Almeida[1]
Alex Barros de Sá[2]
Minoru Onishi[3]
Fernando Rebouças Stucchi[4]
1. Procedimento para instalação de estais
Uma das principais dificuldades encontradas na construção de obras estaiadas é o controle do 
tensionamento dos estais e de seus elementos o constituem. Durante as fases de construção as 
cargas podem ser afetadas por diversos fatores, como vento ,variação da temperatura e carregamento 
da estrutura pelo desenvolvimento da obra. Vários métodos são utilizados para minimizar estes efeitos. 
Em uma recente obra a Protende-Tensacciai, monitorou as cargas de tensionamento com celulas de 
carga fixadas na ancoragem. A carga é gravada em notebook no local ou on-line usando Internet 
protocol TCP/IP. Este método permite ao engenheiro controlar os efeitos provocados pelo meio 
ambiente e comparar com os valores de projeto. Este método permite conduzir a instalação de estais 
com a máxima precisão dispensando a operação de pesagem final. Este procedimento é recomendado 
principalmente para obras com estruturas complexas ou metálicas e quando o cliente desejar conhecer 
as cargas reais implantadas na obra.
Este método é chamado de controle de tensão global (REAL TIME LOAD CONTROL) e esta 
sendo aplicado na nossa obra de Brasília sobre lago Paranoá .
Esta ponte possui uma geometria complexa constituído de estais,arco e tabuleiro metálico, como 
ilustramos a seguir:
Fig. 1 – Vista panorâmica da ponte de Brasilia (under construction)
Real time load control
Real time load control
Notation:
ANEM: anemometer;
E ####: strain gage on the arc 
surface;
TD ####: displacement transducer
PR #: target of the total station
LC #: strand anchor load cell;
LCR#: bearing load cell
ADS 2000: data logger
HUB: on-line device TCP/IP
Real time load control
Lay out da instrumentação dos três arcos de Brasília 
Monitoração
Real time load control
Fig. 4 – Setup of the data logger before on-site installation
Monitoração
Real time load control
Real time load control
Fig. 6 – Load cell on the strand anchor – bearing
Real time load control
Fig. 8 – View of the data logger inside the arc
Fig. 9 – View of the anchor setup – first strand installation
Real time load control
Fig. 10 – View of the anchor inside the arc with the load cell on the strand – after final installation
A célula de carga é instalada 
na primeira cordoalha. Depois 
da instalação de cada 
cordoalha subseqüente pelo 
método do comprimento (iso-
alongamento), a carga 
monitorada é gravada com as 
identificações das ações sobre 
o sistema.
Vista da ancoragem totalmente 
montada, Fig. 10.
Depois de totalmente montada 
as ancoragens são protegidas 
com materiais anti-corrosivos. 
Real time load control
4. Results and analysis
A evolução da força no estai número 8 do arco SHIS de ponte de Brasília é
mostrado na figura 11. O histórico do tempo de 24 horas mostra valores de pico a pico de 
9.6 KN por cordoalha. No caso de estais de 31 cordoalha que corresponde a um máximo 
valor de 17.9 KN x 31 = 554.9 KN e um valor mínimo de 8.3 KN x 31 = 257.3 KN; com 
uma diferença de 297.6 KN.
Fig. 11 - Stay tensile time-history during 24 hours
Real time load control
Na ponte de Brasília utilizamos simultaneamente dois métodos: sendo o método do 
comprimento para montagem dos elementos dos estais e o método de força (REAL 
TIME LOAD CONTROL) para faseamento das cargas a serem implantadas na obra. 
Sessenta células de cargas estão instaladas nos cabos estaiados entre o arco e a laje e 
entre a laje e os aparelhos de apoio. Esta instrumentação permite a medida dos efeitos 
provocados pelas ações do meio ambiente e ações de montagem com garantia de 
equalização dos elementos tensionados dentro de um desvio de no máximo 2,5% (PTI 
Recommendation).
Concomitantemente com a introdução dos carregamentos, deformações, 
temperatura e velocidade do vento são armazenados. A medida das deformações das 3 
seções do arco são comparadas durante as instalações dos cabos estaiados.
Para concluir o trabalho de monitoração além de toda instrumentação de células de 
carga, anemômetros, termômetros, strain gauges (medidores de deformação), deverão 
ser conectados a 12 servo-acelerômetros para efetuarmos um teste de performance 
estrutural denominado Assinatura Dinâmica da obra. A Assinatura Dinâmica é usada 
para avaliar o desempenho da ponte e manutenção preventiva.
References
“PTI Guide Specification – Recommendations For Stay Cable Design, Testing And 
Installation”, Post-Tensioning Institute. 2001.
Ponte Pensil utilizando cordoalhas
Ponte Pensil utilizando cordoalhas
Ponte Pensil utilizando cordoalhas
Ponte Pensil utilizando cordoalhas