Estudo Comparativo entre Aço e Concreto Protendido no

Dimensionamento da Superestrutura de uma Ponte Ferroviária

Autores: Glauco Rodrigues

José António Otto Vicente

Características da Obra

1 – Características Geométricas:

Em perfil - rampa com inclinação de 1,175%

Em planta – trecho em tangente

2 – Materiais:

Concreto:

- Superestrutura = 35MPa

Aço:

- concreto armado = CA-50

- Aço estrutural = ASTM A588

3 – Pesos Específicos:

- Concreto estrutural = 25kN/m³

- Lastro (pedra britada) = 18kN/m³

- Impermeabilização = 22kN/m³

- Aço estrutural = 78,5kN/m³

Características da Obra

4 – Coeficientes de segurança:

Majoração:

Carga permanente = 1,35

Carga móvel = 1,50

Minoração:

Resistência do concreto = 1,4

Resistência do aço = 1,15 / 1,10

Características da Obra

Carregamentos Atuantes

1 – Cargas Permanentes:

g1 - Peso próprio : 0,25 x 1,0 x 25 = 6,25 kN/m

g2 - Mureta 1: 0,40 x 0,15 x 25 = 2,5 kN/m

g3 - Mureta 2: 0,62 x 0,20 x 25 = 1,5 kN/m

g4 - Guarda-corpo metálico = 1,0 kN/m

g5 - Lastro+dormentes 0,5 x 18 = 9,0 kN/m

g6 - trilhos+contratrilhos 2 x 0,68 = 1,5 kN/m (p/ trilho)

g7 - Impermeabilização 0,075 x 22 x 1,0 = 1,65 kN/m

Carregamentos Atuantes

g = g1 + g5 + g7

g = 6,25 + 9,0 + 1,65

g = 16,90 KN/m

g1 - peso próprio

g5 - lastro+dormentes

g7 – impermeabilização

Esquema Estrutural

- Cargas Permanentes - CP

Seção Transversal

Esquema Estrutural

- DMF devido as cargas permanentes

•Seção Transversal

Esquema Estrutural

- carga distribuída no eixo da laje no sentido transversal

0,001 (1600 60 2,25 )

0,001 (1600 60 2,80 2,25 2,80)

1,506

x l l

x x

2

1

(1,506 180)1

(2,0 1,60)

1 84,70 /

xPq

dxb

xq

x

q KN m

Esquema Estrutural

- DMF devido a carga móvel

Esquema Estrutural

- DMF devido a carga móvel

Trem Tipo de Cálculo – TB 360

(NBR 7189 – item 2.2.2 – Tab. 1)

- DMF – Envoltória CP + CM

Trem Tipo de Cálculo – TB 360

- DEC – Envoltória CP + CM

Concreto Protendido

Superestrutura - Planta

Estrutura Mista

Superestrutura - Planta

Concreto Protendido - Seção Longitudinal

Estrutura Mista - Seção Longitudinal

Concreto Protendido

Seção Transversal no apoio

Estrutura Mista

Seção Transversal no apoio

Algumas vantagens da Construção em Aço

- Menor tempo de execução;

- Facilidade de vencer grande vãos;

- Precisão das dimensões dos componentes estruturais;

- Resistência à corrosão;

- Alívio das cargas na meso e infraestrutura;

- Menores dimensões das peças.

Peso Total - Estrutura Mista

Material Peso (Kg)

Concreto 87.625,00

Aço CA 50 5.483,00

Aço ASTM A588 21.047,00

Total 114.155,00

Peso Total - Estrutura em CP

Material Peso (Kg)

Concreto 226.950,00

Aço CA 50 8.642,00

Aço CP-190RB 2.356,00

Total 237.948,00

Comparativo entre os pesos das estruturas

Comparativo entre o peso das estruturas

açoP%

114.155,00% 100 48%

237.948,00

cpP

x

=

æ ö= =ç ÷

è ø

Conclusão: A alternativa em estrutura mista aço-concreto

representa 48% do peso total da alternativa em concreto

protendido.

Estrutura Mista

Material R$

Concreto 9.814,00

Aço CA 50 16.575,00

Aço ASTM A588 38.410,00

Total 64.799,00

Estrutura em CP

Material R$

Concreto 25.419,00

Aço CA 50 23.015,00

Aço CP-190RB 3.020,00

Total 51.454,00

Comparativo de custos dos materiais

Comparativo entre o peso das estruturas

Conclusão: A alternativa em estrutura mista aço-concreto

tem um custo 26% maior do que a alternativa em concreto

protendido em relação apenas aos materiais utilizados.

%

64.799,00% 1,26

51.454,00

cp

aço

CustoCusto

=

æ ö= =ç ÷

è ø