pontes e estruturas especiais · • em pontes com pilares de grande altura (por exemplo, 50 m a...
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Pontes e Estruturas Especiais
Processos Construtivos Elementos para Elaboração de Projetos Solicitações nas Pontes Superestrutura de pontes
PROCESSOS CONSTRUTIVOS
• Construção com concreto moldado no local, com cimbramento fixo;
• Construção com elementos pré-moldados;
• Construção com balanços sucessivos;
• Construção com deslocamentos progressivos.
Construção com concreto moldado no
local, com cimbramento fixo
• Necessita de escoramento para sua execução;
• Local da construção do viaduto ou ponte deve ter espaço
e condições para montagem do escoramento.
Não é recomendado para:
• Altura de escoramento elevada (pilar com altura maior que
15 metros);
• Leitos de água profundos e largos, sem regimes bem
definidos e com correnteza forte (velocidade da água acima
de 3 metros por segundo);
• Obras de grande comprimento (acima de 400 metros);
• Execução lenta e, portando, não é recomendada para
cronogramas apertados.
Construção com concreto moldado no
local, com cimbramento fixo
Escoramento metálico:
• Pequena mão-de-obra de montagem e desmontagem;
• Grande capacidade portante, permitindo a execução
de vãos grandes, torres elevadas etc.;
• Possibilidade de repetidas utilizações mediante
padronização dos elementos;
• O preço da madeira subiu mais que o dos outros
materiais tornando-a menos competitiva;
Construção com concreto moldado no
local, com cimbramento fixo
Cuidados:
• A retirada do escoramento deve ser
realizada de tal modo a não produzir
solicitações prejudiciais à estrutura da
ponte;
• Cuidados durante a concretagem com
relação aos possíveis recalques e
deformações;
• Após a desmontagem do escoramento,
realizar a desforma do centro para os
apoios de cada vão;
Construção com elementos pré-
moldados
A construção com elementos
pré-moldados consiste no
lançamento de vigas pré-
moldadas por meio de
dispositivo adequado, seguido
da aplicação de parcela
adicional de concreto moldado
no local, eliminando ou
reduzindo o cimbramento.
Construção com elementos pré-moldados
Características:
• Recomendado para vãos entre 25 e 45 metros;
• Rápida execução da obra, pois, a superestrutura
e mesoestrutura podem ser executadas
simultaneamente;
• Altura de escoramento elevada;
• Recomendado em casos de viadutos sobre vias
movimentadas em que não é possível ser feito o
escoramento das vigas;
Construção com elementos pré-moldados
Lançamento com auxílio de treliças
Possível para vãos de até 45 metros e vigas com até 120 toneladas.
Em casos de trechos curvos e rampas máximas de até 5% este
processo também é possível de ser executado.
Construção com elementos pré-moldados
Lançamento com guindaste
• Este processo é aplicável para peso de vigas até 300 toneladas;
• É necessário que se tenha espaço suficiente no local da obra
para seu posicionamento e resistência no terreno para sustentar
o guindaste;
• O greide da obra deve ser compatível com o comprimento e
altura da lança do guindaste.
Construção com balanços sucessivos • A construção das pontes em balanços sucessivos é feita a partir
dos lados dos pilares, em segmentos;
• A fôrma para a moldagem de cada segmento é sustentada pelo
segmento anterior, sendo, portanto necessário que o concreto
desse segmento anterior esteja com a resistência adequada.
Construção com balanços sucessivos
Construção com deslocamentos progressivos
• A construção com deslocamentos progressivos consiste na
execução da ponte em segmentos, em local apropriado junto à
cabeceira da ponte;
• à medida que o concreto de cada segmento vai adquirindo a
resistência adequada, a ponte é progressivamente deslocada
para o local definitivo, também eliminando ou reduzindo o
cimbramento.
Construção com deslocamentos progressivos
ELEMENTOS PARA ELABORAÇÃO DE PROJETOS
Elementos para elaboração de projetos
• Informações sobre a geometria;
• Informações topográficas;
Elementos para elaboração de projetos
• Informações hidráulicas/hidrológicas;
• Informações geotécnicas;
• Informações das condições locais.
Elementos para elaboração de projetos
O projeto das pontes deve incluir também:
a)Dispositivos de proteção (defensas, guarda-
corpos, etc.);
b)Dispositivos de transição (laje de transição,
encontros, alas, cortinas, etc.);
c)Juntas de dilatação (quando for o caso);
d)Drenagem (elementos de captação, drenagem
internas, pingadeiras, etc.);
e)Pavimentação;
f)Plano de manutenção e programa de inspeção.
SOLICITAÇÕES NAS PONTES
• Solicitações provocadas pelo peso da estrutura (carga permanente);
• Solicitações produzidas pelos elementos naturais;
• Solicitações produzidas por deformações internas
• Solicitações provocadas pelas cargas úteis;
Carga Permanente
• Pavimentação;
• Guarda-corpo;
• Guarda-rodas;
• Postes;
• Canalizações, etc;
Concreto armado 2,50 t/m3
Concreto simples 2,20 t/m3
Pavimento asfáltico 2,40 t/m3
Aço 7,85 t/m3
Brita compactada com rolo 1,90 t/m3
Madeira 0,80 t/m3
Alvenaria de pedra 2,70 t/m3
Ferro fundido 7,80 t/m3
Solicitações produzidas pelos
elementos naturais
Os elementos naturais em contato com a ponte (ar, água,
terra) exercem pressões sobre a estrutura:
• Em pontes com pilares de grande altura (por exemplo, 50
m a 100 m), as solicitações provocadas pelo vento têm
grande importância no dimensionamento dos pilares.
• Em pontes com pilares em rios sujeitos a grandes
enchentes, a pressão da água gera solicitações
consideráveis nos pilares.
Solicitações produzidas pelos
elementos naturais
Os elementos naturais em contato com a ponte (ar, água,
terra) exercem pressões sobre a estrutura:
• Os empuxos de terra são produzidos pelos aterros de
acesso à obra, dando origem a esforços horizontais
absorvidos pelos encontros ou pilares da ponte.
• Os deslocamentos das fundações, provocados por
deformação do terreno, podem produzir solicitações nas
obras com estrutura estaticamente indeterminada.
Solicitações produzidos por
deformações internas
As deformações internas dos materiais estruturais,
produzidos por variações de temperatura, retração ou
fluência do concreto, originam solicitações horizontais por
vezes importantes, cuja consideração é exigida na análise de
estabilidade das obras.
Carga Móvel
Cargas rodoviárias de cálculo,
em serviço
A carga móvel rodoviária
padrão TB-450 é definida por
um veículo tipo de 450 kN,
com seis rodas, P = 75 kN,
três eixos de cargas
afastados entre si em 1,5 m,
com área de ocupação de
18,0 m2, circundada por uma
carga uniformemente
distribuída constante p = 5
kN/m2
Carga Móvel
• A carga móvel assume qualquer posição em toda a pista
rodoviária com as rodas na posição mais desfavorável,
inclusive acostamento e faixas de segurança;
• A carga distribuída deve ser aplicada na posição mais
desfavorável, independentemente das faixas
rodoviárias;
• Para obras em estradas vicinais municipais de uma faixa
e obras particulares, a critério da autoridade
competente, a carga móvel rodoviária é no mínimo igual
ao tipo TB-240;
Carga Móvel
Cargas nos passeios
• Nos passeios para pedestres das pontes e viadutos,
adotar carga uniformemente distribuída de 3 kN/m2 na
posição mais desfavorável concomitantemente com a
carga móvel rodoviária;
• As ações sobre os elementos estruturais dos passeios
não são ponderadas pelos coeficientes de majoração.
• Todos os passeios de pontes e viadutos devem ser
protegidos por dispositivos de contenção.
Carga Móvel
Coeficientes de ponderação das cargas verticais
Coeficiente de impacto vertical (φ)
φ = 1,35 para estruturas com vão menor do que 10,0 m
Onde
Liv é o vão em metros para o cálculo de φ, conforme o tipo de estrutura,
Sendo:
• Liv = usado para estruturas de vão isostático. Liv: média aritmética
dos vãos nos casos de vãos contínuos;
• Liv = é o comprimento do próprio balanço para estruturas em
balanço;
• L = é o vão, expresso em metros (m).
50
2006,11
Liv
Carga Móvel
Coeficientes de ponderação das cargas verticais
Coeficiente de número de faixas (φ1)
Onde
• n = é o número (inteiro) de faixas de tráfego rodoviário a serem
carregadas sobre um tabuleiro transversalmente contínuo.
Coeficiente de impacto adicional (φ2)
• φ2 = 1,25 para obras em concreto ou mistas;
• φ2 = 1,15 para obras em aço.
9,0205,011 n
SUPERESTRUTURA DAS PONTES
Lajes do tabuleiro;
Vigamento do tabuleiro;
Passeios de pedestres, guarda corpos e barreiras;
Cortinas e alas;
Laje de transição;
Juntas de dilatação;
Sistema de drenagem;
Pista de rolamento dos veículos.
Superestrutura de pontes
Superestrutura de pontes
Superestrutura de pontes
Superestrutura de pontes
DIMENSIONAMENTO DAS VIGAS
PRINCIPAIS
Determinação do Trem-tipo
Determinação do Trem-tipo
Denomina-se trem-tipo de uma longarina o quinhão de
carga produzido nela pelas cargas móveis de cálculo,
colocadas na largura do tabuleiro, na posição mais
desfavorável para a longarina em estudo;
O trem-tipo é o carregamento de cálculo de uma
longarina levando-se em consideração a geometria da
seção transversal da ponte, como, por exemplo, o
número e o espaçamento das longarinas e a posição da
laje do tabuleiro.
Idealização para o cálculo das
solicitações
Superestrutura decomposta em elementos lineares
(as vigas) e de superfície (as lajes), de modo a
permitir o seu cálculo manual;
Colocam-se as cargas móveis numa seção próxima
ao meio do vão, na posição transversal mais
desfavorável para a viga estudada, e obtém-se o
seu trem-tipo;
Determinação do Trem-tipo
Determinação do Trem-tipo
Determinação do Trem-tipo
Idealização para o cálculo das
solicitações
As ações em razão do peso próprio para seção
transversal com duas vigas: cada uma recebe metade
do peso próprio da superestrutura;
Os esforços decorrentes do peso próprio e da carga
móvel são calculados em diversas seções de cálculo
ao longo da viga;
O número de seções adotadas em cada tramo varia
com o seu vão, podendo-se adotar cinco seções para
vãos pequenos (da ordem de 10 m a 15 m) e dez
seções para vãos médios (da ordem de 25 m a 30 m).
Determinação do Trem-tipo
As cargas móveis podem ocupar qualquer
posição sobre o tabuleiro da ponte;
Para cada longarina, é necessário procurar a
posição do carregamento que provoque a
máxima solicitação em cada uma das seções de
cálculo.
Exemplo Calcular o trem-tipo para a longarina 1 da ponte abaixo.
Dados:
• Ponte classe 45; Pista com duas faixas de tráfego; Ponte em concreto armado
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