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GRANDES ESTRUTURAS:PONTES E BARRAGENS

MÓDULO 01: INTRODUÇÃO

Professor: Rogério Calazans Verlyrogerio.verly@udf.edu.br

Prof. Rogério Calazans Verly 2

Objetivos

• Apresentação do curso e da bibliografia;

• Introdução:

• Evolução histórica das pontes;

• Definições;

• Características particulares;

• Nomenclatura;

• Classificação.

Ementa:

Conhecimento dos sistemas construtivos e

sistemas estruturais das obras de Pontes e

Grandes Estruturas de Infraestruturas de

Barragens. Introdução ao Estudo das Obras

de Infraestrutura de Barragens.

Conteúdo do curso:

• Evolução histórica das pontes;

• Definições e elementos de projeto;

• Ações nas pontes;

• Introdução ao uso das tabelas de Rüsch;

• Avaliação de esforços nas pontes;

• Sistemas construtivos de pontes;

• Introdução às barragens.

Bibliografia:

MARCHETTI, Osvaldemar. Pontes de concreto armado. SãoPaulo: Edgard Blücher, 2008. viii, 237 p. ISBN9788521204404

FREITAS, Moacyr de,. Infra-estrutura de pontes de vigas:distribuição de ações horizontais: método geral de cálculo.São Paulo: Edgard Blücher, 2001. 93 p. ISBN97885212002905

Avaliação:

• 1ª avaliação (Prova): 08/10/2015 (50%)

• 2ª avaliação (Trabalho): 26/11/2015 (50%)

Federais (DNIT)Estaduais (DERs)MunicipaisParticulares

EVOLUÇÃO HISTÓRICA

• Material empregado;

• Sistemas estruturais;

• Processos construtivos.

• Pontes de madeira;

• Pontes de pedra;

• Pontes metálicas;

• Pontes de concreto armado;

• Pontes de concreto protendido.

• Pontes em arco;

• Pontes em viga/pórtico;

• Pontes estaiadas.

• Concreto moldado no local (cimbramento fixo);

• Com vigas pré-moldadas;

• Balanços sucessivos com concreto moldado no local;

• Balanços sucessivos com aduelas pré-moldadas;

• Com deslocamentos progressivos.

DEFINIÇÕES

PONTES E VIADUTOS:

• Walter Pfeil: Denomina-se ponte a obra destinada a transposição deobstáculos à continuidade do leito normal de uma via, tais como rios, braços,de mar, vales profundos, outras vias etc. Quanto a ponte tem por objetivo atransposição de vales, outras vias ou obstáculos em geral não constituídospor água, comumente, denomina-se viaduto.

• DNER (GTTR):

• Ponte: OAE destinada a permitir que uma estrada transponha umobstáculo líquido;

• Viaduto: Obra destinada a permitir que uma estrada transponha vales,grotas ou outras estradas ou contorne encostas, bem como substituaaterros.

DEFINIÇÕES

PONTES E VIADUTOS:

DEFINIÇÕES

PONTES E VIADUTOS:

DEFINIÇÕES

PONTILHÃO E BUEIRO:

• DNIT (010-PRO):

• Pontilhão: Ponte, inclusive apoios, com vão livre igual ou inferior a seismetros;

• Bueiro: Estrutura de drenagem, construída sob a rodovia, atravessando todo o corpo estradal.

• DNER (GTTR):

• Pontilhão: 1) Pequena ponte com comprimento inferior a uma dezenade metros.

• Bueiro: OAC destinada a conduzir as águas de um talvegue ou grota, em função da declividade.

DEFINIÇÕES

PONTILHÃO E BUEIRO:

DEFINIÇÕES: provisórias

Pontes provisórias de uso militar:

De rápida implantação em lugar deoutra ponte destruída ou em um lugaronde não há ponte.

DEFINIÇÕES: estrado móvel

CARACTERÍSTICAS PARTICULARES pontes X edifícios

Ações:• Efeito dinâmico das cargas;• Envoltória de esforços;• Fadiga dos materiais.

Processos construtivos:Definidos de acordo com o local de construção.

Composição estrutural:• Carga;• Vãos;• Processo construtivo.

Análise estrutural: simplificações (análise em grelha)

NOMENCLATURA

Superestrutura: é a parte da ponte destinada a vencer o obstáculo. É divididaem duas partes: sistema estrutural e tabuleiro (é o tabuleiro que recebe a açãodireta das cargas e as transmite ao sistema estrutural).

Mesoestrutura: composta pelos aparelhos de apoio, travessas e pilares. São oselementos que recebem o carregamento da superestrutura e os transmite àinfraestrutura.

Infraestrutura: Fundações (blocos, estacas, tubulões etc.).

Encontro: Tem a função de receber cargas e o empuxo dos aterros de acesso.São divididos em dois grandes grupos: pesados e leves.

Obs.: serão tratados em detalhes nas aulas posteriores.

ELEMENTOS DE PROJETO

1. GEOMÉTRICOS;

2. GEOMÉTRICOS DAS RODOVIAS;

3. GEOMÉTRICOS DAS OAEs;

4. TOPOGRÁFICOS;

5. HIDROLÓGICOS;

6. GEOLÓGICOS E GEOTÉCNICOS;

7. ACESSÓRIOS;

8. NORMATIVOS.

ELEMENTOS DE PROJETO - Geométricos das OAEs

Tramo: parte da superestrutura situada entre dois elementos sucessivos damesoestrutura.

Vão teórico do tramo: distância medida horizontalmente entre os centros de dois apoios sucessivos.

Vão livre do tramo: distância medida horizontalmente entre as faces de dois apoios sucessivos.

Altura de construção: distância medida verticalmente, entre o ponto mais alto do estrado e o ponto mais baixo da seção.

Altura livre: distância medida verticalmente entre o ponto mais baixo da superestrutura e o ponto mais alto do obstáculo transposto.

Esconsidade: quando o ângulo formado entre o eixo da OAE e o obstáculo transposto é diferente de 90º, a ponte é oblíqua ou esconsa.

Ponte reta (trecho em tangente) Ponte curva

• FAIXA DE ROLAMENTO;

• FAIXA DE SEGURANÇA;

• ACOSTAMENTOS (desvios eventuais de veículos,parada de veículos e trânsito de pedestres);

• DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO;

• TUBULAÇÕES;

• Etc.

SEÇÃO TRANSVERSAL

PASSEIO ACOSTAMENTO PISTAS

SEÇÃO TRANSVERSAL

Distância da obstrução lateralao bordo da pista (ambos oslados)

Capacidade da pista de 7,20mcomo porcentagem dasituação ideal

1,80 m 100%

1,20 m 92%

0,60 m 83%

0,00 m 72%

AASHO, Highway Capacity Manual, 1965

SEÇÃO TRANSVERSAL

ENTRE 1960 E 1975.

(2 x 3,50) + (2 x 0,60) = 8,20m

SEÇÃO TRANSVERSAL

DRENAGEM

• Não ter declividades transversais nulas;

• Sempre que possível, manter uma única situação transversal das pistas;

• Declividade mínima de 2% para pista de rolamento.

SEÇÃO TRANSVERSAL

DISPOSITIVOS BÁSICOS DE PROTEÇÃO

BARREIRAS DE CONCRETO

(ABNT NBR 14885:2004 - Segurança no tráfego - Barreiras de concreto)

“Dispositivo ou sistema de segurança, rígido e contínuo, destinado a serimplantado ao longo das vias públicas, com forma e dimensões tais que, quandocolididos por veículos desgovernados, reconduzam esses veículos à pista comdesacelerações suportáveis pelo corpo humano e com os menores danospossíveis aos veículos e ao próprio dispositivo (...).”

SEÇÃO TRANSVERSAL

DISPOSITIVOS BÁSICOS DE PROTEÇÃO - BARREIRAS DE CONCRETO - Tipo F

SEÇÃO TRANSVERSAL

DISPOSITIVOS BÁSICOS DE PROTEÇÃO - BARREIRAS DE CONCRETO - New Jersey

SEÇÃO TRANSVERSAL

DISPOSITIVOS BÁSICOS DE PROTEÇÃO - Guarda-corpo

• SISTEMA GUARDA-CORPO/GUARDA-RODAS;

• SIMPLES BALIZADOR DE TRÁFEGO;

• USADO (INDEVIDAMENTE) COMO PASSEIO;

• POUCO EFICAZES.

SEÇÃO TRANSVERSAL

OBSERVAR AO ESPECIFICAR O GUARDA-CORPO:

• ASPECTO ECONÔMICO;

• LEVEZA (ESTÉTICA);

• DESESTIMULAR O ROUBO.

SEÇÃO TRANSVERSAL

DISPOSITIVOS BÁSICOS DE PROTEÇÃO - Defensas metálicas

• Não fazem parte da OAE;

• Transição deve ser feita sem superfícies salientes.

Gabaritos: conjunto de espaços livres.

• AHIMOC;

• AHIMOR;

• AHITAR;

• etc.

PARTES DAS OAEs

DISPOSITIVOS BÁSICOS DE TRANSIÇÃO E CONTENÇÃO

• TRANSIÇÃO OAE-PISTA

• DEFICIÊNCIAS

• TRANSIÇÃO:

• Obras curtas;

• Extremos em balanços muito flexíveis;

• Aterros mal compactados;

• Drenagem insuficiente.

• APOIOS (encontros): cortinas, alas e laje de transição

• BALANÇOS: cortinas, alas e laje de transição

PARTES DAS OAEs

DISPOSITIVOS BÁSICOS DE TRANSIÇÃO E CONTENÇÃOTransição pista-OAE

PARTES DAS OAEs

LAJE DE TRANSIÇÃO:

• Estrutura em placa;

• Ligada à OAE por meio de articulações SEM ARMADURA PASSANTE;

• Apoiada no aterro de acesso

PARTES DAS OAEs

LAJE DE TRANSIÇÃO:

• Espessura ≥ 25 cm;

• Comprimento = 400 cm.

PARTES DAS OAEs

LAJE DE TRANSIÇÃO: Cálculo

• Peso próprio;

• Pavimento + aterro;

• Veículo.

PLACA APOIADA EM MEIO ELÁSTICO!

PARTES DAS OAEs

ENCONTROS:

Elementos estruturais que possibilitam uma boa transição entre obras de arte especiais e rodovias:

• São os apoios extremos da OAE;

• Elementos de contenção.

Podem ser: LEVES ou GRANDE PORTE

PARTES DAS OAEs

ENCONTROS – LEVES

• Aterro cai livremente;• Pode ser executado posteriormente à OAE;• Esforço relativamente pequeno nos pilares;• Empuxo nos pilares (3 x a largura das faces expostas).

PARTES DAS OAEs

ENCONTROS – GRANDE PORTE

• Custo elevado;• Recomendados para:

• Pontes longas, com grandes forças horizontais;• Aterros altos, executados após a OAE.

PARTES DAS OAEs

CORTINAS

Transversinas extremas, dotadas, no lado externo, de um ou dois dentes ao longo de todo o seu comprimento.

PARTES DAS OAEs

Estruturas laminares, solidárias àscortinas e com geometria adequadapara contenção lateral dos aterros deacesso.

• Espessura mínima de 25 cm;

• Mergulhadas 50 cm no terrapleno;

• Confinar toda a laje de transição(preferencialmente);

• Inclinação do terrapleno;

• H contado a partir do bloco (apenasna cortina).

PARTES DAS OAEs

Exemplo: H=2,0m

B = H - 60

D = C- 50

H - 60=

PARTES DAS OAEs

Exemplo: H=2,0m

B = 200 - 60 =140

D = C- 50

200 - 60=

2®C- 50 =

2(200 - 60)

2(200 - 60)+ 50 = 260

PARTES DAS OAEs

SUPERESTRUTURA: LAJE

Tem a função de receber diretamente as cargas dos veículos que circulam no tabuleiro.

Nas pontes de concreto armado e protendido, também fazem parte das vigas “T”.

PARTES DAS OAEs

SUPERESTRUTURA: VIGAS (VIGAMENTO PRINCIPAL OU LONGARINAS)

Tem a função de vencer os obstáculos que determinam o projeto da obra, transferindo as cargas dos vãos para os apoios.

PARTES DAS OAEs

SUPERESTRUTURA: TRANSVERSINAS (VIGAMENTO SECUNDÁRIO)

Quando ligadas às lajes, servem de apoio, conduzindo os esforços destas ao vigamento principal.

Distribuição transversal dos esforços.

PARTES DAS OAEs

JUNTAS

SEPARAÇÃO FÍSICA ENTRE DUAS PARTES DA ESTRUTURA:

• Permite à estrutura se movimentar;

• Sem a transmissão de esforços.

SISTEMA DE VEDAÇÃO DAS JUNTAS:

• Estanque;

• Acomodar as movimentações da estrutura (rotação ou translação)

PARTES DAS OAEs

JUNTAS

JUNTAS ELÁSTICAS EXPANSÍVEIS(vedação)

LINHA DE PRODUTOS UNIONTECH

VEJAMOS AGORA ALGUNS TRATAMENTOS EXECUTADOS PELA UNIONTECH

Execução de lábios poliméricos 3 x 2 cm e instalação de perfil elastomérico de neoprene UT 35 OAE – As medidas aqui citadas são hipotéticas, não servem para qualquer projeto.

Tratamento de junta serrada com mastique de epóxi semi-rigido

Unionflex

Tratamento de junta serrada com perfil de neoprene UT 06 VMA

PARTES DAS OAEs

JUNTAS

JUNTAS METÁLICAS(estruturais)

PARTES DAS OAEs

JUNTAS

INCONVENIENTES CAUSADOS PELAS JUNTAS:

• Descontinuidade na pavimentação;

• Necessidade de manutenção;

• Possibilidade de infiltração de água;

• Vida útil limitada;

• Substituição difícil.

PARTES DAS OAEs

JUNTAS

REDUÇÃO DO NÚMERO DE JUNTAS!

• APARELHOS DE APOIO ESPECIAIS;

• LAJE ELÁSTICA OU DE CONTINUIDADE (ATÉ 3 VÃOS)

PARTES DAS OAEs

APARELHOS DE APOIO

• Transição entre a superestrutura e a mesoestrutura:

• Permitem a transmissão de cargas da superestrutura;

• Permitem movimentos longitudinais e de rotação.

• TIPOS: FIXOS, MÓVEIS E ELÁSTICOS.

QUAL APARELHO DE APOIO USAR?

PARTES DAS OAEs

APARELHOS DE APOIO:

NEOPRENE FRETADO

• Placas de aço alternadas com elastômero(as chapas dispensam tratamento);

• Permitem a translação em qualquerdireção;

• Permitem a rotação em torno de qualquereixo.

PARTES DAS OAEs

APARELHOS DE APOIO:

ARTICULAÇÕES DE CHUMBO

PARTES DAS OAEs

APARELHOS DE APOIO:

ARTICULAÇÕES DE FREYSSINET

• Estrangulamento da seção de concreto;

• Libera apenas movimentos de rotação;

• Armadura passante (opcional).

PARTES DAS OAEs

APARELHOS DE APOIO:

ARTICULAÇÕES DE FREYSSINET

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

• O concreto do trecho estrangulado fica sujeito ao efeito de cintamento provocado peloalargamento das seções vizinhas;

• Estado duplo de tensões favorável, que permite elevar o valor das tensões decompressão.

PARTES DAS OAEs

APARELHOS DE APOIO:

ARTICULAÇÕES DE MESNAGER

• Armaduras cruzadas;

• Resistir ao esforço normal e transmitiro esforço cortante;

• Há a necessidade de armaduratransversal (estribos).

PARTES DAS OAEs

APARELHOS DE APOIO:

ARTICULAÇÕES POR CONTATO

• Duas superfícies cilíndricas em contato;

• Uma côncava e outra convexa;

• Raios diferentes; e

• As superfícies requerem acabamentocuidadoso (concentração de tensões).

PARTES DAS OAEs

APARELHOS DE APOIO:

PÊNDULOSBlocos de concreto articulados nas duas extremidades.

PARTES DAS OAEs

APARELHOS DE APOIO:

METÁLICOS

• Escorregamento (translação):placas de aço polido – Curto prazo;

• Rolamento (Rotação);

• Móveis – Rotação e translação.

DE DIFÍCIL FABRICAÇÃO E MANUTENÇÃO!

PARTES DAS OAEs

APARELHOS DE APOIO:

ESPECIAIS

• Dificuldade de fabricação emanutenção dos aparelhos de apoiometálicos;

• Limitada capacidade de carga edeformação dos demais aparelhosde apoio;

• A partir de 1960 – surgimento denovos tipos de aparelhos de apoio.

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