o projeto da ponte de são joão -...

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

O Projeto da Ponte de São João

O Desafio à Engenharia e a Influência na Sociedade

Projeto FEUP 2014/2015 -‐-‐ Mestrado Integrado em Engenharia Civil:

Armando Sousa & Manuel Firmino Francisco Piqueiro

Equipa 11MC06_2:

Supervisor: Prof. Francisco Piqueiro Monitor: Rita Silva

Estudantes & Autores

Francisco Canavarro [email protected] Pedro Carvalho [email protected]

Leda Camila Padre [email protected] Tiago Miranda [email protected]

O Projeto da Ponte de São João O desafio à Engenharia e a influência na sociedade Pág.

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Resumo

Neste trabalho, analisamos o projeto da Ponte de São João com o intuito de aprofundar o

conhecimento acerca deste projeto com características excepcionais e que constitui um

marco muito importante no que toca à história ferroviária de Portugal e da Linha do Norte,

sendo que esta surgiu como resposta ao rápido desenvolvimento da Região Norte do País,

substituindo a Ponte Dona Maria Pia que já não conseguia escoar eficazmente o trafego

ferroviário.

Primeiramente iremos abordar a história deste projeto constituída por vários avanços e

volte-face. Em seguida, as suas características tecnológicas, as suas marcas excepcionais

fazendo com que seja uma ponte um pouco diferente de outras e por fim o impacte que esta

ponte provocou no serviço ferroviário, na cidade e na população.

Como via principal de pesquisa, recorremos a livros disponíveis na biblioteca e documentos

fornecidos pela REFER apresentando informações detalhadas aumentando cada vez mais o

nosso conhecimento sobre o tema.

Palavras-chave Linha do Norte, desenvolvimento da Região Norte, trafego ferroviário, REFER, Caminhos de

Ferro Portugueses, Ponte de São João, Ponte Dona Maria Pia


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Agradecimentos

Agradecemos à supervisora Rita Silva e ao monitor Professor Piqueiro, pela ajuda e pela

disponibilidade no esclarecimento de dúvidas indicando, deste modo, o melhor caminho a

seguir.

Agradecemos ao Engenheiro Luís Afonso, da empresa Soares da Costa, pela

disponibilidade que teve em nos receber e responder às nossas perguntas com muita

atenção e rigor.


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Índice Lista de figuras.............................................................................. Pág. 6

1. Introdução................................................................................. Pág. 7

2. A História do Projeto................................................................. Pág. 8

2.1 Planeamento, Construção e Inauguração......................... Pág. 8

2.2 Ficha Técnica da Obra...................................................... Pág. 11

3. Características do projeto........................................................ Pág. 12

4. A singularidade do projeto e da obra........................................ Pág. 14

5. Qual o impacte que o Projeto teve na qualidade do

serviço ferroviário, na cidade e na população do Porto?............ Pág. 15

5.1 Na cidade e na população................................................ Pág. 15

5.2 No serviço ferroviário........................................................ Pág. 16

6. Conclusão................................................................................. Pág. 17

7. Referências bibliográficas........................................................ Pág. 18

8. Anexos......................................................................................Pág. 20


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Lista de figuras

Figura 1: A Ponte de São João

Figura 2: Visão detalhada dos vãos da ponte

Figura 3 e 4: O pré-esforço

Figura 5: Ponte Dona Maria Pia, ainda em funcionamento antes da sua

desativação

Figura 6: A Ponte de São João em funcionamento, fazendo um contraste com

a de Dona Maria Pia já desativada


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1. Introdução

Figura 1

A 24 de Junho de 1991, por altura das festas do São João do Porto, foi inaugurada a ponte

ferroviária de S. João, a quarta e última ponte do Rio Douro, projetada pelo Engenheiro

Edgar Cardoso, este considerado o mais emblemático engenheiro português do século XX. A ponte é uma ligação da Linha do Norte, unindo as regiões de Vila Nova de Gaia e do

Porto, sobre o Rio Douro, em Portugal.

É uma ponte de betão armado, projetada em forma de π, com um vão central de 250 metros

e é considerada uma notável obra da engenharia visto que, na época, constituiu um recorde

mundial para pontes deste tipo.

Esta ponte com via dupla, permitindo a circulação nos dois sentidos, acabou por substituir a

Ponte D. Maria Pia, visto que, limitava gravemente o tráfego ferroviário, dadas as restrições

de carga, de velocidade, e do facto de ser constituída apenas por uma via permitindo a

circulação num só sentido.


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2. A História do projeto 2.1 Planeamento, Construção e Inauguração

No início dos anos 50, a companhia dos Caminhos de Ferro Portugueses (CP), iniciou o

projeto da nova ponte ferroviária, a montante da ponte Dona Maria Pia, unindo as regiões de

Vila Nova de Gaia e do Porto, sobre o Rio Douro.

A ponte foi construída com o propósito de substituir a Ponte D. Maria Pia, projetada pelo

francês Gustavo Eiffel, a qual satisfez as necessidades de ligação ferroviária norte-sul

durante algumas décadas.

Devido ao aumento do tráfego ferroviário, na ligação do Porto com o sul do país, tornou-se

evidente a insuficiência da ponte D. Maria Pia para assegurar a mesma ligação, acabando

esta, por ser desativada. Este aumento do tráfego ferroviário foi devido ao rápido

desenvolvimento de toda a região norte e ao inicio da circulação de comboios mais

modernos, com maiores cargas e a uma maior velocidade, visto que na ponte Dona Maria, a

velocidade máxima de circulação era de 20 km/h.

Assim, em 1963, a convite dos Caminhos de Ferro Portugueses, o Professor e Engenheiro

Edgar Cardoso elaborou um primeiro anteprojeto para a nova ponte ferroviária, localizada

vinte e oito metros a montante da Ponte D. Maria Pia em que iriam reaproveitar o cimbre

metálico usado na construção da Ponte da Arrábida, inaugurada no mesmo ano.

A companhia planeou a duplicação da via entre as Estações Ferroviárias de Devesas e

Porto-Campanhã, fazendo com que a ponte S. João tivesse via dupla, semelhante à Ponte

da Arrábida.

A obra foi estimada em 120 milhões de escudos, aproximadamente 600 000 euros mas pelo

elevado custo, a companhia dos Caminhos de Ferro Portugueses teve que esperar que o III

Plano de Fomento se realizasse, entre 1968 e 1973.

O III Plano do Fomento consistiu em um regime industrial que teve como principais

objectivos aumentar a produtividade marginal do trabalho, a repartição igualitária do

rendimento e também a correção dos desequilíbrios regionais. Com estes objectivos,

poderiam assim disponibilizar fundos necessários para a realização da obra.


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Seguindo as recomendações do III Plano do Fomento e com o anteprojeto já aprovado pelo

ministério, abriu-se o concurso internacional para o projeto da nova ponte e dos seus

acessos o qual admitia as seguintes modalidades:

1) Utilização do cimbre da Ponte da Arrábida, seguindo integralmente o projeto a

elaborar pelo Eng.º Edgar Cardoso;

2) Utilização do cimbre da Ponte da Arrábida, com base num projeto a apresentar pelo

proponente;

3) Não utilizando o cimbre e com base num novo projeto a apresentar pelo proponente.

Este parecer viria em 1976 a merecer aprovação ministerial.

Na sequência desta aprovação e com base no anteprojeto, reformulado pelo Eng.º Edgar

Cardoso, a companhia foi encarregada de abrir um concurso público para a sua execução.

Ao concurso foram apresentadas três propostas:

1) O consórcio SEOP-CEPSA propôs a solução do Eng.º Edgar Cardoso;

2) O consórcio SOREFAME-OPCA apresentou uma proposta de aproveitamento do

cimbre, baseada num projeto do Eng.º João Sobreira;

3) A ZAGOPE apresentou uma solução porticada em betão pré-esforçado com os

pilares em V, da autoria do Eng.º Câncio Martins.

A CP aceitou todas as soluções, propondo que as mesmas fossem ouvidas por outras

entidades. Assim, a solução escolhida acabou por ser a de em betão pré-esforçado

apresentada pela ZAGOPE. O processo sofreu uma reviravolta, que se traduziu na anulação

do concurso em Outubro de 1978.

Com a anulação, viu-se que realmente a área metropolitana do Porto estava a ser afetada

pela carência ferroviária e por isso era necessário reformular a ligação entre as Devesas e

Campanhã. Com isto, em 1981, o conselho de ministros deliberou que fosse criado um

gabinete com o objectivo de levar a cabo, de forma muito dinâmica e eficiente, todas as

ações relacionadas com a construção da ponte e que esta devia ter uma localização mais

conveniente, visto que foi implementado um decreto no qual a ponte Dona Maria Pia, como

estava em curso a classificação como monumento nacional, deveria ter-se em atenção a

distância da mesma à nova ponte. A este gabinete, chamou-se Gabinete do Nó Ferroviário

do Porto.


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Assim em 1982, deu-se início aos investimentos e foi feito um contrato com o Eng.º Edgar

Cardoso para elaborar o Processo para Concurso da Ponte e seus Acessos entre as

estações de Gaia e do Porto.

A 11 de Março de 1983, determinou-se que a solução a pôr em concurso fosse a de pórtico

múltiplo de betão armado pré-esforçado.

Escolhida a solução, foi lançado um concurso internacional para a pré-qualificação das

empresas, sendo que numa fase inicial, dez foram pré-qualificadas.

Mas a solução acabou por ser suspensa visto que o novo Ministério do Equipamento Social

queria que encontrassem uma solução que garantisse ao novo governo a melhor defesa dos

interesses nacionais e locais, com a maior economia para o país.

Por sua vez, o Eng.º Edgar Cardoso aproveitou para propor uma nova localização mais

próxima da Ponte Maria Pia (acerca de 180m para montante).

O concurso foi reaberto com a nova solução em que todo o traçado, a via é assente sobre

betão armado, sem qualquer balastro e manteve-se no concurso os mesmos concorrentes.

Os vencedores do concurso foram a FERDOURO – Construção de Pontes e Ferrovias e uma

associação constituída pelas empresas: Soares da Costa, Teixeira Duarte e a OPCA.

A construção viria a demorar o dobro do inicialmente previsto pelo facto do Eng.º Edgar

Cardoso, numa fase inicial, não ter preparado nenhum projeto completo de execução. Deste

modo, o projeto foi sendo executado à medida que decorria a construção da ponte e o seu

autor efetuava as diversas experiências. Mas para resolver este problema um gabinete de

engenharia, GRAPES, foi encarregado de acompanhar a execução da obra, reunindo todos

os elementos disponíveis.

A construção começou finalmente em Novembro de 1984 e a ponte seria inaugurada a 24

de Junho de 1991, três anos depois da data prevista para a sua entrada em funcionamento.

A sua abertura ao trânsito foi precedida de alguma polémica, porque uns dias antes da

ponte ser inaugurada houve um mini descarrilamento, visto que o projetista defendeu que a

inauguração estava apressada, já que ainda não estavam garantidas todas as condições de

segurança. Mas acabou por fazer-se e, excluindo alguns incidentes menores, os comboios lá

puderam atravessar a ponte a mais de cem quilómetros por hora.


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2.2 Ficha técnica da obra

Inauguração

Junho de 1991 – Abertura ao tráfego

Dono de Obra

Gabinete do Nó Ferroviário do Porto do Ministério de Obras Públicas, Transportes e

Comunicações

Projetista

Eng.º Edgar Cardoso

Fiscalização

Gabinete do Nó Ferroviário do Porto assessorado pela BRATEX – Agrupamento para a

Consultoria e Gestão de Projetos e A.C.E.

Em que A.C.E é Associação Complementar de Empresas onde vários empreiteiros juntam-

se e formam uma empresa com autonomia jurídica que subempreita várias empresas.

Empresa Construtora FERDOURO – Construção de Pontes e Ferrovias, A.C.E. uma associação temporária,

constituída pelas empresas:

Sociedade de Construções Soares da Costa, S.A. (participação 45%)

Teixeira Duarte, Engenharia e Construção, S.A. (participação 45%)

OPCA, Obras Públicos e Cimento Armado, S.A. (participação 10%)

Custo total 7,5 milhões de contos, aproximadamente, 30.6 milhões de euros

Duração da Construção

7 anos

Atual entidade responsável

REFER

Via de comunicação

Linha do Norte, 334,600 km


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3. Características do projeto

A Ponte de São João é uma ponte de betão armado e pré esforçado, com uma estrutura em

pórtico constituída por três vãos, dois laterais, de 125 metros, e um central, com 250 metros

de comprimento, apoiados em dois enormes pilares. “Sendo ocos, estes estão equipados

com dois elevadores que permitem a visita a toda estrutura e estão fundados sobre micro-

estacas de betão armado, cravadas no fundo rochoso do Rio Douro.” [1]

A estrutura principal, o tabuleiro, com 12 metros de altura, encontra-se a 66 metros do nível

do rio e é oco em toda a sua extensão. Considerando os viadutos de acesso, a ponte

apresenta, no total, 1.029 metros de comprimento, sendo que o viaduto de acesso à margem

direita é formado por três vãos, com um total de 170 metros, e o da margem à esquerda é

formado por seis vãos, com um total de 359 metros de extensão.

Estes viadutos de acesso estão ligados ao tabuleiro monoliticamente terminando em

encontros de grandes dimensões, onde estão instalados aparelhos que permitem

movimentos lentos, como os devidos às variações de temperatura, mas impedem os

movimentos rápidos como os causados pelas severas ações de frenagem dos comboios ou

por um sismo.

Figura 2

Os carris assentam diretamente na laje superior da viga caixão (tabuleiro). Entre os carris e

as vigas do bordo e do centro, a plataforma está revestida de betão poroso, um betão de alta

resistência e com grande flexibilidade devido aos seus constituintes, fazendo, assim, que

funcione como um dispositivo de frenagem em caso de descarrilamento das composições.


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Ao longo do traçado concretizaram-se muitas obras das quais se destacam o Viaduto das

Devesas, a Estação Ferroviária de General Torres, o túnel sob a Serra do Pilar e a estrutura

do Morro da China.

Ao longo do processo de construção da ponte realizaram-se muitos ensaios, tendo um

edifício de dois pisos, que englobava um laboratório, uma zona de escritórios, oficinas, um

anfiteatro e salas para maquetas e modelos reduzidos, sido sustentado por duas torres

simulando o tabuleiro da ponte.

Segundo a entrevista realizada ao Eng.º Luís Afonso, as maiores dificuldades encontradas

no processo de construção da ponte foi fazer as fundações e executar a técnica do betão

pré-esforçado.

“Um dos aspectos interessantes do projeto desta ponte foi o recurso a modelos

experimentais, entre os quais se destaca a execução à natural de uma aduela de tabuleiro

da ponte, no qual foram ensaiados e verificados os processos construtivos. Também é

importante referir que a via férrea assenta diretamente no betão, sem travessas nem

balastro, de modo a aligeirar as cargas permanentes. A Ponte de São João está classificada

na categoria D4 da União Internacional dos Caminhos-de-Ferro (UCI), permitindo, assim, a

passagem de comboios com uma carga por eixo de 22,5 toneladas e uma carga rebocada de

8 t/m. A velocidade permitida é de 120 km/h. “ [2]

A ponte foi construída muito perto da Ponte D. Maria Pia, o que faz ter um contraste visual

muito grande entre ambas já que contrariamente à ponte desenhada em ferro por Eiffel, a

ponte de São João tem a aparência toda esbranquiçada.


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4. A singularidade do projeto e da obra

Ao contrário das outras pontes construídas na época, a Ponte de São João não é em arco, é

em pórtico múltiplo contínuo, ou seja, é constituída por uma só peça contínua, de grandes

dimensões, construída em betão armado e pré-esforçado.

O seu vão central é apresentado como um recorde na altura em termos de comprimento,

pois, é realmente inédito ter um vão tão grande apenas sustentado pelos vãos laterais e

pelos pilares. Isto porque, quando os vãos são muito grandes é necessário haver um apoio

complementar para que estes não tenham deformações exageradas. Estes apoios

complementares podem ser, por exemplo, estruturas em arco ou cabos.

A sua singularidade reside mais nas técnicas utilizadas para a sua construção do que,

propriamente, nas suas características.

Segundo a entrevista realizada ao Eng.º Luís Afonso, relativamente às técnicas usadas para

construção da ponte houve vários métodos pouco utilizados até à data, tais como a aplicação

de pré-esforço vertical, pois foi realizado um ensaio antes da aplicação do pré-esforço e este

era muito elevado acabando por provocar fissuras nas peças. Para ultrapassar este

problema, o Professor Edgar Cardoso decidiu utilizar cabos de pré-esforço verticais ao longo

da peça, o que se considerava inédito na época.

Figura 3 Figura 4


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5. Qual o impacte que o Projeto teve na

qualidade do serviço ferroviário, na cidade e

na população do Porto?

A construção e edificação da Ponte de São João constitui um marco muito importante no

que toca à história ferroviária de Portugal e da Linha do Norte ( ligação ferroviária entre o

sul e o norte do país). Já que, como referido, esta surgiu como resposta ao rápido

desenvolvimento da Região Norte do País.

5.1 Na cidade e na população

É importante referir que o rápido desenvolvimento da região norte deveu-se a fatores como:

• O fim da 2ª Guerra Mundial que provocou uma grande emigração, sendo que os

familiares, que ficavam em Portugal, recebiam dinheiro dos emigrantes permitindo

aumentar a qualidade de vida, aumentar o investimento na escolaridade e na

economia;

• O desenvolvimento e o aumento do número de indústrias que começaram a fixar-se

principalmente na região de Vila Nova de Gaia havendo assim um grande aumento

populacional.

Devido à forte proximidade entre a cidade Vila Nova de Gaia e a do Porto, e devido ao

grande crescimento económico e melhoria das condições de vida da população, explicadas

pelos fatores anteriormente referidos, Vila Nova de Gaia acolheu, progressivamente, a

população que trabalha diariamente no Porto. Assim, verificou-se um aumento no número de

pessoas a fazer o trajeto Vila Nova de Gaia – Porto e vice versa, provocando um intenso

tráfego ferroviário concentrado na ponte D. Maria Pia que acabava por limitar a circulação na

área, visto que a ponte era de via única. Para além do aumento da circulação de comboios

de passageiros também se verificou um aumento da circulação de comboios de mercadorias.


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Com a construção da ponte de São João, a duplicação da via no trajeto Vila Nova De Gaia

ao Porto contribuiu para uma maior mobilidade de pessoas e cargas. Provocando assim uma

melhoria em termo de acessos e eventuais processos de valorização funcional e imobiliária

da região envolvente.

5.2 No serviço ferroviário

Os impactes na exploração ferroviária que a ponte de São João causou como a

transposição do Rio Douro sem quaisquer restrições foram:

• O aumento do número de comboios;

• O aumento da velocidade de circulação e a potenciação do aumento dos níveis de

procura;

• Aumento da segurança;

• A redução dos tempos de trajeto e a redução dos custos de exploração.

Assim verificou-se um crescimento elevado a nível económico da própria empresa.

Figura 5

Figura 6


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6. Conclusão A ponte de São João foi um projeto, que pela sua dimensão e particularidade nas questões

técnicas, desafiou a Engenharia e as suas diferentes áreas e especialidades. A sua

integração na linha ferroviária foi importante no desenvolvimento da economia e da

qualidade de vida da população.

Tentamos responder de forma sucinta às questões que nos foram colocadas: “A história do

projeto da Ponte de São João. Características do projeto. A singularidade do projeto e da

obra. Qual o impacto que o Projeto teve na qualidade do serviço ferroviário, na cidade e na

população.” e chegamos à conclusão que a construção da ponte foi um marco essencial para

o desenvolvimento da região norte respondendo às necessidades exigidas na época.

Este projeto foi interessante, visto que possibilitou abordar um assunto de grande

importância na história da Engenharia Civil e do país, de uma forma estimulante e construtiva

para nós.


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7. Referências Bibliográficas

• Pontes dos Rios Douro e Tejo/ António de Vasconcelos. Ingomium edição, p. 34-35

(2008)

• Monografia “Vias de Ferro” elaborado pela REFER

• Livro: Pontes do Porto, Paulo Jorge de Sousa Cruz e José Manuel Lopes Cordeiro,

Editora Civilização, ISBN: 972-26-1890-3

• Entrevista feita ao Engenheiro Luís Afonso da empresa Soares da Costa

• “Ponte de São João”

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte_de_São_João

• “Vila Nova de Gaia”

http://pt.wikipedia.org/wiki/Vila_Nova_de_Gaia

• “Painel comemorativo dos 20 anos da inauguração da Ponte Ferroviária de S. João

no Porto”

http://www.oern.pt/noticia.php?id=513

• “As pontes do Porto”

http://www.porto24.pt/cultura/pontes-do-porto/

• “Experiências dos usuários em Ponte São João”

http://www.minube.pt/sitio-preferido/ponte-sao-joao-a907

• “Portfólio das ferroviárias da Soares da Costa”

http://portfolio.soaresdacosta.com/pt/

• “20 anos da Ponte Ferroviária de S. João”

http://www.engenhariaeconstrucao.com/2011/06/20-anos-da-ponte-ferroviaria-de-s-

joao.html


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• “Portugal de 1945 até 1974”

http://conhecerahistoria12.blogspot.pt/2012/02/portugal-de-1945-ate-1974.html

[1] Pontes do Porto, Paulo Jorge de Sousa Cruz e José Manuel Lopes Cordeiro, Editora

Civilização, ISBN: 972-26-1890-3

[2] Pontes dos Rios Douro e Tejo/ António de Vasconcelos. Ingomium edição, p. 34-35

(2008)


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8. Anexos


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Revista da época em que a Ponte São João foi inaugurada

Fonte: Gazeta dos Caminhos de Ferro N.º 1883

o projeto da ponte de são joão -...

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