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Aveiro, 2 de Março de 2007

MANUEL LOUREIRO SUSANA BISPO

THOMAZ RIPPER ARMANDO RITO

REABILITAÇÃO DA PONTE DA BARRA

REFORÇO DA ESTRUTURA

Rehabilitation of the Barra Bridge – The strengthening sideA. Rito, M. Loureiro, S. Bispo, T. Ripper

1 - INTRODUÇÃO

- A Ponte da Barra sobre o Canal de Mira está localizada em Aveiro, na Estrada Nacional E.N. 109-7.

- Foi projectada pelo Prof. Edgar Cardoso em 1971, tendo entrado em serviço no anode 1975.

- O objectivo do Projecto de Reforço foi adaptar a Ponte às imposiçõesregulamentares actuais, garantindo, assim, a melhoria dos seus níveis de desempenho.

- Em face dos resultados das várias inspecções e da análise estrutural, foramestabelecidas as operações de reforço necessárias para cumprir os objectivosdefinidos.

- Comprimento total entre eixos de apoio - 578 m

- Viadutos de Acesso – Tramos extremos com 25 m e tramos correntes com 32 m

- Tramo Central – 80 m

2 – DESCRIÇÃO DA PONTE


32.00

578.00

32.00

P4

20.90

COSTA NOVA

25.00 32.0032.0032.00

P1 P2 P3

80.0032.0032.0032.00

P5 P6 P7 P8

32.0032.00

P9 P10 P11

32.0032.0032.0032.00

P12 P13 P14 P15

20.9025.00

AVEIRO

P16

- Tabuleiro dos Viadutos – 4 vigas de

altura variável ligadas por uma

laje superior



- Tabuleiro dos tramos centrais – Dois

caixões de altura variável

- O tramo central é formado por

duas consolas de 34 metros,

ligadas por um tramo isostático.




- Os pilares são constituídos por

dois pórticos sobrepostos.

- Os encontros são caixas ocas.

As forças horizontais do tabuleiro

são transferidas por escoras/tirante à

laje de ensoleiramento que coroa os

poços de fundação.


- Primeiro sinal – Desenvolvimento de uma deformada excessiva das consolas do

tramo central, devido à escolha do sistema estrutural e fluência excessiva.

3 – PROBLEMAS ESTRUTURAIS DETECTADOS



Inspecções

AnáliseEstrutural

Problemas de manutenção,principalmente devido aos efeitos agressivos do meioambiente.

Necessidade dereforço global

e local

revelaram

revelaram

- Desde essa altura, foram realizadas várias inspecções à obra:


- Primeiro sinal – Desenvolvimento de uma deformada excessiva das consolas do

tramo central, devido à escolha do sistema estrutural e fluência excessiva.

-Algumas das não conformidades com a regulamentação actual surgem devido

a que:

- Os valores das cargas de exploração eram inferiores

- Os estados limite de serviço e estados limite últimos não eram

contemplados

(a segurança era verificada por tensões admissíveis)

- A regulamentação para as acções sísmicas era diferente, e as

ferramentas para a análise sísmica que temos actualmente, não

existiam naquela época



- Análise do Tabuleiro

- Modelo plano (2D) de análise longitudinal


- Problemas detectados:

- Descompressão nos tramos correntes (tensões de 2,4 MPa nas fibrasinferiores das vigas)

- Insuficiente:

- Capacidade resistente à Flexão (-15% nos tramos correntes e -10% nostramos em consola)

- Capacidade resistente ao Esforço Transverso junto a todos os apoios(manifestamente insuficiente nos tramos em consola e adjacentes)

- Capacidade resistente para Flexão e Esforço Transverso nas zonas de apoio do tramo isostático.


- Análise do Tabuleiro

- Modelo 3D de elementos finitos



- Insuficiente capacidade resistente à flexão da consola da laje superior naszonas de bordo livre


- Análise dos pilares

- Análise estática


- Análise sísmica


- Capacidade resistente inadequada (fustes, travessas e lintéis)


- Análise dos pilares

- Análise estática



- As reacções de apoio no P7 e P10 atingem valores significativos de tracção quando as sobrecargas estão localizadas no tramo central


- Análise dos encontros


- O valor da força sísmica longitudinal transferida pelo tabuleiro é de

8400 kN Vs 3000 kN (valor do projecto original de acordo com a

regulamentação da época )


Insuficiente:

- Resistência dos ferrolhos que fixam o tabuleiro à viga de estribo

- Resistência local dos elementos estruturais

CONSEQUÊNCIAS


- Reforço do tabuleiro

- Pré-esforço exterior longitudinal

4 – SOLUÇÕES DE REFORÇO ADOPTADAS


ENCONTRO PILARESCABO 1

10.5010.50

32.00

11.0010.50

25.00

15.0010.00

16.6

0

LIMITE DO TABULEIRO

LIMITE DO TABULEIRO

32.00

11.00

P1/P16PILARESP2/P15





PILARES

PILARES

CABO 3 CABO 4

LIMITE DO TABULEIRO

LIMITE DO TABULEIRO

CABO 1 CABO 2

P7/P10P8/P9


- Maciços de ancoragem junto aos encontros




CORTE LONGITUDINAL

SUPERFÍCIEPICADA


- Desviadores nos tramos correntes




TRAVESSA0.30x0.30

CABO DEPRÉ-ESFORÇO

CORTE TRANSVERSAL

SUPERFÍCIEPICADA

BARRAS DEPRÉ-ESFORÇO

TRAVESSA 0.3x0.3


- Reforço das almas e lajes inferiores dos caixões



PILAR P7

PILAR P8

LIMITE DO TABULEIRO

PILAR P7 PILAR P8

HEM280HEM280 BARRAS DEPRÉ-ESFORÇO


- Reforço das lajes inferiores dos caixões


- Corte transversal - Corte longitudinal


HEA100 HEA100

HEM280

CH.20x500x250

CH.12

1390==

HEM280

Conectores

2000

DETALHE

HEM280

BARRAS DE

SUPERFÍCIE PICADA

C C

PRÉ-ESFORÇO


- Reforço das almas dos caixões


- Corte transversal

Detalhe da ligação entre as barras e as almas


- Reforço do tramo simplesmente apoiado


- Reforço para esforço transverso com barras de pré-esforço inclinadas a 45º

- Reforço para flexão com barras de pré-esforço horizontais

Corte transversal


P8

0.07 0.07 0.0818 0.0935 0.1053 0.1170 0.1288 0.1406 0.1524 0.1641 0.17 0.10

4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00

PORMENOR "A"

0.17 0.10BETÃOBETUMINOSO

- Reperfilamento da plataforma do tabuleiro


Enchimentosdos tramos emconsola e do tramo isostático

Elevação do tramosimplesmenteapoiado (70 mm)


TRANSVERSAL ELEVATION LONGITUDINAL ELEVATION

- Reforço dos pilares

- Reforço comum a todos os pilares correntes


LAMINADOS DE FIBRAS DE CARBONO

BARRAS DE PRÉ-ESFORÇO

A A

NOVOS MACIÇOS DE BETÃO


- Reforço dos pilares

- Reforço dos pilares P7 e P10


1.10

0.90

1.30

Dispositivos de ancoragem do tabuleiro

Pré-esforçoexterior dos fustes

Aumentodos lintéis


- Modificação do sistema estrutural

- Libertação do tabuleiro nos encontros na direcção longitudinal

- Introdução de aparelhos dissipadores visco-elásticos na ligação do

tabuleiro aos encontros



- Modificação do sistema estrutural

- Fixação, na direcção longitudinal, do tramo isostático às consolas adjacentes,

deixando livres as rotações segundo os eixos vertical e transversal



CORTE TRANSVERSAL

A B

Dispositivos de

Dispositivo principal detravamento longitudinal

Blocos de

travamento transversalDispositivos de segurançatravamento longitudinal

Neoprene

CORTE "A"

Dispositivo de segurança

Bloco de

Tubo CHSde travamento longitudinal

Neoprene

Dispositivo principal de

CORTE "B"

travamento longitudinal

Dispositivo detravamento transversal

- A dimensão da estrutura e a complexidade e diversidade dos problemasestruturais e de conservação, obrigou ao estudo de uma intervenção profunda de reforço estrutural e de reparação:

5 – CONCLUSÕES


- Desenvolvimento e optimização das soluções de reforço

necessidades de reforço global

Vs

minimização das consequentes intervenções locais

- Harmonização entre os trabalhos de reforço e de reparação

- Procura de novas técnicas de reforço, explorando as potencialidades de novosmateriais e de diferentes formas de interacção entre materiais

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