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PONTES E OBRAS DE ARTE Profª.: Suellem Luchi de Oliveira AULA 1 – INTRODUÇÃO E CONCEITOS IMPORTANTES PONTES O QUE DIFERE AS PONTES DAS OUTRAS ESTRUTURAS NO CAMPO DA ENGENHARIA ESTRUTURAL? 1. CARREGAMENTO Edifícios Residenciais: cargas permanentes (80 %) cargas acidentais (20 %) Pontes: cargas permanentes ≤ cargas acidentais 2. GRAU DE HIPERESTATICIDADE Edifícios Residenciais: grande hiperestaticidade Pontes: pequena hiperestaticidade PONTES: CONCEITOS GERAIS • Ponte Construção com o objetivo de transpor um obstáculo para estabelecer a continuidade de uma via de qualquer natureza. - Ferrovia - Rodovia - Passagem para pedestres Quando o obstáculo não tem água a ponte é chamada de Viaduto ( vale, outra via) PONTES: CONCEITOS GERAIS PONTES EVOLUÇÃO HISTÓRICA Origem da construção de Pontes Antigas civilizações PONTES: EVOLUÇÃO HISTÓRICA ROMANOS Primeiros construtores Necessidade: expandir o império e ligar o mesmo à capital. Técnica: abóbadas de alvenaria de pedra Ponte di Pietra, Verona, Itália PONTES: EVOLUÇÃO HISTÓRICA SÉCULO XIX Grande avanço técnico Pontes metálicas Inicia-se a utilização das pontes de concreto armado PONTE BRITANNIA Construída em 1846/50 Vãos: 70-138-138-70 metros Vigas tubulares compostas de placas e cantoneiras de ferro maleável PONTES: EVOLUÇÃO HISTÓRICA SÉCULO XX Pontes de concreto armado Mecânica dos solos: fundações Técnicas de obtenção de materiais de qualidade Concreto Protendido PONTE RIO NITEROI Inauguração em 1974 Vãos: 13,29 km É a maior ponte do Hemisfério Sul; Possui o maior vão em viga reta contínua do mundo: o vão central de 300 metros de comprimento e 72 metros de altura; É a mais importante estrutura protendida das Américas, com mais de 2.150 quilômetros de cabos no interior de sua estrutura; É uma das maiores pontes do mundo em volume espacial (área construída), por conta de seu comprimento, largura e a altura dos pilares e das fundações submersas cravadas na rocha do fundo da Baía de Guanabara. PONTES: EVOLUÇÃO HISTÓRICA PONTES: EVOLUÇÃO HISTÓRICA PONTES: EVOLUÇÃO HISTÓRICA PONTES: CONHECIMENTOS AFINS • Análise estrutural; • Determinação de esforços. • Análise estrutural; • Determinação de esforços. • Escolha da solução mais recomendável e econômica infraestrutura da obra • Perturbação introduzida no regime líquido; • Avaliação dos níveis de água. • Adequação dos materiais empregados na obra com as tecnologias construtivas disponíveis; • Avaliação do efeito do vento sobre a estrutura; • Atender ao efeito estético. PONTES: REQUISITOS FUNDAMENTAIS 1. FUNCIONALIDADE: satisfazer o fim para o qual foi destinada, permitindo o tráfego atual e futuro; permitir o escoamento das águas sob a ponte se processe com o mínimo de perturbações. 2. SEGURANÇA: para segurança da ponte deve ser consideradas: AS TENSÕES E AS DEFORMAÇÕES. - As tensões não devem ultrapassar a tensão admissível para o material que as constitui; - As deformações devem ser limitadas (flambagem). 3. ESTÉTICA: a ponte deve atender ao aspecto de boa aparência e deve satisfazer arquitetonicamente sem criar grandes contrastes com o ambiente em que ela é implantada. 4. ECONOMIA: requisito de maior importância. Atendendo aos requisitos anteriores, deve o engenheiro encontrar a solução mais vantajosa do ponto de vista da realização do projeto 5. DURABILIDADE: a ponte deve atender às exigências de uso durante um certo período previsto. SOLOS: ELEMENTOS CONSTITUINTES • Infraestrutura • Mesoestrutura • Superestrutura SOLOS: ELEMENTOS CONSTITUINTES PONTES: INFRAESTRUTURA É a parte da ponte por meio da qual são transmitidos ao terreno de implantação da obra (rocha ou solo) os esforços recebidos da mesoestrutura. Elementos da INFRAESTRUTURA: • Blocos • Sapatas • Estacas • Tubulões PONTES: MESOESTRUTURA 1. PILARES: suportes intermediários que apenas recebem os esforços da superestrutura 2. ENCONTROS: suportes de extremidades que ficam em contato com os aterros, sendo sua função resistir além dos esforços da superestrutura também aqueles provenientes dos empuxos e subpressões. 3. PILARES-ENCONTROS: suportes reforçados que devem garantir a estrutura ou resistir a empuxos de arcos ou abóbadas adjacentes 4. MUROS DE ACOMPANHAMENTO: são complementos dos encontros e destinam-se a conter os taludes dos aterros nas entradas das pontes (MUROS DE ALA; MUROS DE RETORNO) PONTES: MESOESTRUTURA PONTES: SUPERESTRUTURA É a parte da ponte composta geralmente de lajes e vigas principais e secundárias; é o elemento de suporte imediato do estrado, sob o ponto de vista da sua finalidade. Elementos da SUPERESTRUTURA: • Tabuleiro • Tímpano • Pendurais • Estrutura principal • Apoios • Enrijamento PONTES: PONTES: SUPERESTRUTURA PONTES: SUPERESTRUTURA PONTES: SUPERESTRUTURA PONTES: SUPERESTRUTURA PONTES: SEÇÃO TRANSVERSAL PONTES: SEÇÃO TRANSVERSAL PONTES: SEÇÃO LONGITUDINAL PONTES: SEÇÃO LONGITUDINAL PONTES: CLASSIFICAÇÃO PONTES: CLASSIFICAÇÃO COMPRIMENTO - VÃOS: • Galeria (De 2,0 A 3,0 M); • Pontilhões (De 3,0 A 10,0 M); • Pontes (Acima De 10,0 M). PONTES: CLASSIFICAÇÃO NATUREZA DO TRÁFEGO: • Rodoviárias; • Ferroviárias; • Passarelas (Pontes Para Pedestres); • Utilitárias (Aquedutos); • Mistas (Rodo-ferroviárias). PONTES: CLASSIFICAÇÃO DESENVOLVIMENTO PLANIMÉTRICO: • Pontes retas • Pontes em curva • Pontes esconsas PONTES: CLASSIFICAÇÃO DESENVOLVIMENTO ALTIMÉTRICO: • Pontes horizontais • Pontes em rampa PONTES: CLASSIFICAÇÃO SISTEMA ESTRUTURAL DA SUPERESTRUTURA: •Vigas Bi apoiada e sucessão de vãos isostáticos; • Vigas Bi apoiadas com balanços • Ponte construída por vão continua • Ponte em arco • Ponte Estaidas • Ponte suspensas • Pontes Treliçadas • Ponte em vigas ancoradas PONTES: CLASSIFICAÇÃO SISTEMA ESTRUTURAL DA SUPERESTRUTURA: PONTES: CLASSIFICAÇÃO SISTEMA ESTRUTURAL DA SUPERESTRUTURA: PONTES: CLASSIFICAÇÃO SISTEMA ESTRUTURAL DA SUPERESTRUTURA: PONTES: CLASSIFICAÇÃO SISTEMA ESTRUTURAL DA SUPERESTRUTURA: PONTES: CLASSIFICAÇÃO DURAÇÃO • Provisórias • Definitivas • Desmontáveis POSIÇÃO DO TABULEIRO • Tabuleiro superior • Tabuleiro embutido PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES Para que o projeto estrutural atinja suas finalidades, há a necessidade do conhecimento de muitas informações como observado no item 2. Desse modo, o desenvolvimento do projeto envolve as seguintes etapas: • ESTUDOS PRELIMINARES; • ANTE-PROJETO; • PROJETO DEFINITIVO. PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES •FINALIDADE: Elementos geométricos do estrado e Cargas COLOCAÇÃO DE UMA PONTE: Peculiaridades inerentes a cada caso •NORMAS GERAIS: 1. Menor custo para a obra 2. Condições de boa fundação 3. Não interferir no regime líquido NECESSIDADE AINDA: 1. Levantamentos TOPOGRÁFICOS 2. Levantamentos HIDROLÓGICOS 3. Levantamentos GEOTÉCNICOS 4. Elementos ACESSÓRIOS PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES ESTUDOS PRELIMINARES São as informações sobre sistema viário, topografia, cargas, gabaritos, drenagem, estudos geotécnicos, etc PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES ANTE-PROJETO O ante-projeto envolve os seguintes elementos, após os estudospreliminares: • Memorial de cálculo, através do qual se justificam as soluções propostas; • Desenhos com o pré-dimensionamento; • Estimativa de quantidades de materiais. PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES PROJETO DEFINITIVO Se constitui num conjunto de documentos que permitirão a execução da obra. Esses documentos são: a) Memorial descritivo: no memorial descritivo são relatadas as características geométricas da obra, o esquema estrutural e a justificativa técnica da solução final. b) Memorial de cálculo: neste memorial são mencionadas as normas usadas e apresentados os cálculos de forma minuciosa. PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES PROJETO DEFINITIVO 1. Planta de situação do local da travessia, indicando as regiões habitadas mais próximas (1:1000 A 1:2000) 2. Corte do conjunto estrada-ponte com escalas diferentes: ALTURAS: 1:100 a 1:200; COMPRIMENTOS: 1:1000 a 1:2000 3. Corte transversal indicando o sub-solo, com detalhes de sondagens 4. Elevação da ponte, podendo ser metade em vista e metade em corte longitudinal (1:50 a 1:100) 5. Seções transversais da superestrutura e plantas da mesma (1:20 a 1:50) PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES PROJETO DEFINITIVO 5. Seções transversais da superestrutura e plantas da mesma (1:20 a 1:50); 6. Plantas e elevações da infraestrutura e mesoestrutura; 7. Detalhes de construção: - PLANTAS DE FORMAS; - PLANTAS DE FERRAGENS, etc. 8. Memorial descritivo acompanhado de todos os cálculos; 9. Orçamento; 10. Programa de execução. PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES PROJETO DEFINITIVO 5. Seções transversais da superestrutura e plantas da mesma (1:20 a 1:50); 6. Plantas e elevações da infraestrutura e mesoestrutura; 7. Detalhes de construção: - PLANTAS DE FORMAS; - PLANTAS DE FERRAGENS, etc. 8. Memorial descritivo acompanhado de todos os cálculos; 9. Orçamento; 10. Programa de execução. PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES ELEMENTOS GEOMÉTRICOS PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DA PONTE PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES ELEMENTOS TOPOGRÁFICOS PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES ELEMENTOS GEOTÉCNICOS PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES ELEMENTOS HODROLÓGICOS PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES ELEMENTOS ACESSÓRIOS NORMAS BRASILEIRAS NORMAS INTERNACIONAIS PONTES: ELEMENTOS BÁSICOS PARA A ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PONTES ELEMENTOS NORMATIVOS 1. O que difere as pontes das outras estruturas no campo da Engenharia Estrutural? 2. Defina Pontes. 3. Defina Viadutos. 4. Quais são os quatro requisitos fundamentais de construção de uma ponte? 5. Descreva o requisito Funcionalidade em se tratando de construção de pontes. 6. Descreva o requisito Segurança em se tratando de construção de pontes. 7. Descreva o requisito Estética em se tratando de construção de pontes. 8. Descreva o requisito Economia em se tratando de construção de pontes. 9. Quais são os 3 elementos constituintes de uma ponte estrutural? 10..Quais são os elementos constituintes da Infraestrutura de uma ponte?. VAMOS PRATICAR 11.Quais são os elementos constituintes da Mesoestrutura de uma ponte? 12.Quais são os elementos constituintes da Superestrutura de uma ponte? 13.Defina Vão Teórico. 14.Defina Vão Livre. 15.Quanto ao sistema estrutural, como são classificadas as Pontes? 16.Quais são os elementos necessários para elaboração de projetos de Pontes? 17.O que é o projeto de uma ponte? E o que esse projeto permite ao interessado? 18.Do ponto de vista de drenagem do tabuleiro, de que forma as seções transversais sobre as Obras-de-arte deverão ser estabelecidas? 19.Caracterize as Pontes em Pórtico. VAMOS PRATICAR 20.Esquematize (representação estrutural) um exemplo de ponte em pórtico bi-engastado e uma ponte em pórtico bi-apoiado. 21.Descreva as vantagens e desvantagens das pontes em Pórtico. 22.Caracterize as pontes tipo em Arco e como podem ser classificadas. 23.Quais são os componentes estruturais das pontes Pênsis? 24.Defina ponte Estaiada. 25.Caracterize os Estais das pontes Estaidas. Qual sua importância?. VAMOS PRATICAR
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