aula 01- introdução ao estudo de pontes - cópia

2004 by Pearson Education 1-1

ENGENHARIA CIVIL

PONTES EM CONCRETO

ARMADO

PROFESSOR JOS NERES DA SILVA FILHO

Doutor em Engenharia de Estruturas

CURSO DE PONTES EM

CONCRETO ARMADO


PONTES EM CONCRETO ARMADO

AULA 01

CONCEITOS GERAIS



Ponte so estruturas destinadas a transpor um

obstculo naturais como cursos dgua, vales

profundos, baias ou obstculos criados pelo homem

como, por exemplo, um centro urbano ou uma via

expressa.

ATENO! a) Quando o obstculo no tem gua (centro urbano ou uma via expressa) a

ponte chamada de Viaduto.

b)Tecnicamente, as pontes e os viadutos so classificados como

Obras de Arte Especiais.

c) Quando a ponte permite somente a passagem de pedestre ela chamada de

Passarela.

1.1- INTRODUO



1.2- EXEMPLO DE PONTE

Ponte Milton Navarro (Natal - RN)



1.3- EXEMPLO DE VIADUTO

Viaduto da Recife (Manaus - AM)



1.4- VIADUTO DE ACESSO

Parte em seco construda quando o curso dgua

tem grades dimenses, fazendo a ponte necessitar de

uma parte externa antes de atravess-lo.

Acesso da Ponte Milton Navarro (Natal - RN)



1.5- GALERIAS

Comunicaes escavadas ou subterrneas que em

determinadas situaes, pode ser enquadrado na

categoria de pontes.



1.6-ESQUEMAS ILUSTRATIVOS

Esquema ilustrativo de uma ponte, um viaduto e de um viaduto de acesso (El Debs & Takeya, 2009)



2- CARACTERSTICAS : PONTES X EDIFCIOS Ao se comparar as pontes com os edifcios, pode-se estabelecer certas

particularidades das pontes em relao aos edifcios:

a) Aes - devido ao carter da carga de utilizao das pontes, torna-se

necessrio considerar alguns aspectos que normalmente no so

considerados nos edifcios. Nas pontes, em geral, deve-se considerar o

efeito dinmico das cargas, e devido ao fato das cargas serem mveis,

torna-se necessrio determinar a envoltria dos esforos solicitantes e

a verificao da possibilidade de fadiga dos materiais.

b) Processos construtivos - em razo da adversidade do local de

implantao, que comum na construo das pontes, existem

processos de construo que, em geral, so especficos para a

construo de pontes, ou que assumem importncia fundamental no

projeto.



c) Composio estrutural - a composio estrutural utilizada nas pontes

difere da empregada em edifcios, em razo da carga de utilizao, dos

vos a serem vencidos, e do processo de construo.

d) Anlise estrutural - na anlise estrutural existem simplificaes e

recomendaes em funo da composio estrutural, como por exemplo, o

clculo da estrutura em grelha considerando elementos indeformveis na

direo transversal.

ATENO!

Nas construes, de uma maneira geral deve-se atender os seguintes

quesitos: segurana, economia, funcionalidade e esttica. No caso das

pontes, dois destes quesitos merecem ser destacados: a esttica e a

funcionalidade (El Debs & Takeya, 2009).



3- HISTRICO

a) As as primeiras formas encontradas de pontes para transpor rios e

vales foram feitas por pontes com estruturas simples, realizadas com

cordas, madeira e pedras trabalhadas em forma de chapa, que serviam

para integrar desde pequenos vilarejos a cidades (Mattos 2001).

Ponte de pedra em Wycollar, Lancaster (www.argonet.co.uk)

ATENO!

Estas estruturas possuam limitaes, principalmente para vencer grandes vos

e rios com muita profundidade.



b) As primeiras grandes pontes realizadas foram feitas com madeira e

pedras. Oficialmente, a ponte mais antiga de que se tem registro a ponte

de madeira Sweet Track, com 1100 metros de comprimento, feita na

Inglaterra em 3806 A.C. (segundo www.sbi.se/bridges.htm#arch).

c) A forma estrutural mais utilizada em pontes ao longo do tempo a de

arco.



d) Os sumrios parecem ter sido os primeiros a construrem pontes em

arco, antes de 3.200 A.C. (segundo www.argonet.co.uk).

e) Os romanos tambm fizeram muito uso deste tipo de estrutura para

construo de pontes e aquedutos.



f- Dois exemplos de estruturas em arco so a Ponte de SantAngelo, tendo sido

construda pelos romanos em torno de 135 A.C., e o aqueduto conhecido como

Pont du Gard, construdo pelos romanos h aproximadamente 2000 anos

atrs (segundo www.argonet.co.uk).

Ponte de SantAngelo (www.absi-assoc.org)

Aqueduto Pont du Gart (www.pbs.org)



g) A primeira ponte de ferro fundido foi feita em 1779 na Inglaterra com

30 m de comprimento, localizada em Shropshire . Esta ponte ficou

conhecida como Ponte de Ao

(www.civilengineer.about.com/science/civilengineer).

Ponte de ferro fundido (www.civilengineer.about.com/science/civilengineer)



h) Com a evoluo do ao como material de construo e o surgimento do

concreto armado e protendido, as pontes em arco puderam ter vos cada

vez maiores.

Ponte da Arrbida Portugal, Porto (www.vistasnapaisagem.weblog.com.pt)



i) Exemplos de pontes pelo mundo

Ponte sobre o rio Guadalquivir ( fib, 2000 ) Ponte Akashi Kaikyo (www.matsuo-bridge.co.jp)

ATENO!

A ponte Akashi Kaikyo atualmente a maior ponte

suspensa do mundo, com 3922 m de comprimento e

o recorde de 1991m de vo central. Construda em

1998, esta ponte liga as cidades de Kobe e Awaji

Island no Japo (segundo www.matsuo-

bridge.co.jp).



i) Exemplos de pontes pelo mundo

Ponte JK (Braslia-DF)

Ponte Milton Navarro (Natal - RN)



4- ELEMENTOS CONSTITUINTES DAS PONTES

Elementos de uma ponte (Marchetti, 2008)



4- ELEMENTOS CONSTITUINTES DAS PONTES

1- A SUPERESTRUTURA a parte da ponte destinada a vencer o

obstculo e receber diretamente as cargas de trfego. Ela composta por:

a) Lajes ou tabuleiro;

b) Vigas principais;

c) Vigas transversinas;

d) Cortinas;

e) Dentes;

f) Consoles;

g) Chanfros.



ATENO!

A SUPERESTRUTURA PODE SER SUBDIVIDIDA EM DUAS

PARTES:

1) Estrutura principal (ou sistema estrutural principal ou simplesmente

sistema estrutural) que tem a funo de vencer o vo livre;

2) Estrutura secundria (ou tabuleiro ou estrado) que recebe a ao

direta das cargas e a transmite para a estrutura principal.



3- A MESOESTRUTURA recebe os esforos da superestrutura

transmitindo-os para a infraestrutura, sendo normalmente composta por:

a) Aparelho de apoio;

b) Pilares;

c) Vigas de contraventamento dos pilares.



3- A INFRAESTRUTURA a parte com a funo de transmitir ao

terreno os esforos provenientes da mesoestrutura. Ela composta

por:

a) Blocos;

b) Sapatas;

c) Estacas;

d) Tubules;

e) Estaqueamentos.



4- ELEMENTOS COMPLEMENTARES so elementos acessrios que

no enquadram na classificao anterior, mas que integram ponte. Entre

eles, podem ser citados:

a) Encontros - Tem a funo de receber o empuxos dos aterros de acesso e

impedir que se transmitam aos outros pilares.

Detalhe do encontro (Mendes, 2003)



b) Placas de transio - Tem a funo acompanhar o assentamento do

terreno quando este for muito recalcvel.




c) Dolphins - So cortinas de estacas-pranchas que tem a funo de dar

proteo aos pilares quanto aos choques de embarcaes.




a) Segundo a natureza do trfego:

o Rodovirias;

o Ferrovirias;

o Passarelas (pontes para pedestres);

o Pontes Mistas (Rodo-Ferroviria);

o Pontes Aquedutos;

o Pontes Canal e Pontes Aerovirias.

5- CLASSIFICAO DAS PONTES



b) Segundo a extenso do vo:

o Vo de at 2 metros (Bueiros);

o Vo de 2m a 3 m (Galerias);

o Vo de 2 m a 10 m (Pontilhes);

o Vo maior do que 10 m (Pontes).



c) Segundo o Tipo de Material Empregado:

o Pontes em Madeira;

o Pontes Metlicas;

o Pontes em Concreto Armado;

o Pontes em Concreto Protendido;

o Pontes em Alvenaria de Pedra.



d) Segundo a durabilidade:

o Pontes Permanentes;

o Pontes Provisrias.

e) Segundo o meio que esto inseridas:

o Pontes Marntimas;

o Pontes Pluviais;

o Pontes Lacustres

o Elevados e Viadutos.



f) Segundo o desenvolvimento Planimtrico:

o Pontes Retas - Ortogonais;

Ponte reta com dois balanos (Santos 2003)



f) Segundo o desenvolvimento Planimtrico:

o Pontes Retas - Esconsas;

As pontes esconsas so aquelas cuja disposio dos elementos estruturais de tal forma que no ocorre cruzamento normal entre elas e o

eixo da estrada ou fluxo d gua que passa por baixo dela (Mendes, 2003);

A no ortogonalidade definida pelo ngulo de esconsidade ;

A disposio das vigas e pilares acompanha o eixo da ponte e a linha de esconsidade;

Os pilares devem ser locados de tal forma a no interferirem no fluxo de veculos que passam por debaixo da ponte.



Viaduto sobre a BR-324, trecho Salvador-Feira de Santana-BA (Santos 2003)

o Pontes Retas - Esconsas;

Pontes esconsas (Marchetti & Mendes, 2003)



o Pontes Curvas;

Viaduto na cidade de Alagoinhas-BA (Santos 2003)



g) Segundo o desenvolvimento Altimtrico:

o Pontes Horizontais ou em Nvel;

o Pontes em Rampa, Retilneas ou curvilneas

Detalhe 1 (Marchetti, 2008)

Detalhe 2 (Marchetti, 2008)



h) Segundo o Sistema Estrutural:

o Ponte em Laje (Macia ou Vazada);

As pontes em laje possuem a seo transversal desprovida de qualquer

vigamento, podendo ter um sistema estrutural simplesmente apoiado ou

contnuo.

Vantagens:

a) pequena altura de construo e boa resistncia toro e rapidez de

execuo, possuindo tambm boa relao esttica;

b) podem ser moldadas no local ou constitudas de elementos pr-

moldados e, os detalhes de frmas e das armaduras e a concretagem

so bastante simples.

Ponte em Laje(Marchetti, 2008)



o Ponte em Viga Reta de Alma Cheia;

Este sistema estrutural possui vigamentos suportando o tabuleiro. As

vigas principais so denominadas de longarinas e normalmente so

introduzidas transversinas para aumentar a rigidez do conjunto.

Ponte em Viga Reta de Alma Cheia (Marchetti, 2008)



o Ponte em Viga Reta de Alma Vazada (Trelias);

Nestas pontes, o tabuleiro com a pista de rolamento pode estar na parte

superior ou inferior da trelia. So comumente feitas de ao e de madeira,

possuindo a caracterstica de ser uma estrutura leve e de rpida

execuo.

Ponte em Viga Reta de Alma Vazada (Marchetti, 2008)



o Ponte em Quadro Rgido

Nestas pontes a superestrutura e a mesoestrutura esto monoliticamente

ligadas, eliminando-se o uso de aparelhos de apoio. Isto conveniente no

caso em que h pilares esbeltos onde existe a necessidade da reduo do

comprimento de flambagem (o pilar bi-engastado tem menor comprimento

de flambagem), ou quando se deseja ter manuteno mnima, uma vez que

inexistem articulaes e aparelhos de apoio (Santos, 2003).

Ponte em Quadro Rgido (Marchetti, 2008)



o Ponte em Arco

Pontes em Arco (Santos, 2003)

As estruturas em arco permitem o uso do concreto armado convencional

em pontes com grandes vos com pequeno consumo de material. O eixo do

arco preferencialmente projetado coincidindo com a linha de presses

devidas carga permanente, para tirar proveito da boa resistncia

compresso que o concreto possui (Santos 2003).



o Ponte Pnsil

O tabuleiro contnuo sustentado por vrios cabos metlicos atirantados

ligados a dois cabos maiores que, por sua vez, ligam-se s torres de

sustentao. Neste caso, a transferncia das principais cargas s torres e

s ancoragens em forma de pendurais feita simplesmente por esforos de

trao.

Ponte Pnsil (Marchetti, 2008)



o Ponte Estaiada;

Ponte Estaiada Tipo Leque e Tipo Arpa (Santos, 2003)

Segundo Morrissey apud Santos (2003), as pontes estaiadas diferem das

pontes pnseis principalmente na maneira como os cabos so conectados

s torres. Nas pontes pnseis os cabos passam livremente atravs das

torres e, nas pontes estaiadas os cabos so ancorados nas torres.



o Fotos de Pontes em Geral



i) Segundo a Natureza do Sistema Estrutural:

o Isosttica;

o Hiperesttica.

j) Segundo o Tipo Construtivo da Superestrutura:

o In Loco ;

o Pr-Moldada;

o Em Balanos Sucessivos;

o Em Aduelas ou Segmentos.



l) Segundo o Coeficiente de Dificuldade nd do fib 2000:

Grau de responsabilidade e risco assumidos pelo engenheiro;

Dificuldade de clculo e dificuldade tcnica para construo;

Complexidade das tarefas;

Dificuldade para execuo do projeto;

Condies climticas, topogrficas, geolgicas, geotcnicas e

hidrolgicas;

Extenso do trabalho necessrio.



Grau de Dificuldade do fib 2000 (adaptado por Santos 2003)



Pontes Pnseis (Santos 2003)

6- PONTES COM MAIORES VOS DO MUNDO



Pontes Estaiadas (Santos 2003)



Pontes em Arcos de Concreto (Santos 2003)



Pontes em Arcos de Ao (Santos 2003)



Pontes em Concreto Protendido (Santos 2003)



Pontes em Caixo Metlico (Santos 2003)



Pontes em Trelias Metlicas (Santos 2003)

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