ponte dos arcos - página inicial · departamento de ...cristina/ebap/rre_2012/ponte dos...

Ponte dos ArcosRio Sado

Reabilitação e Reforço de EstruturasMestrado em Engenharia de Estruturas

Reabilitação estrutural

Estrutura

Solução de dois tramos do tipo arco de tabuleiro inferior (Bowstring) realizada em betão armado.

O comprimento total da ponte é de 75.00m, correspondendo 33.00m a cada um dos tramos “Bowstring” e 4.50m aos muros

Autor: Eng. Edgar Cardoso 1944


O comprimento total da ponte é de 75.00m, correspondendo 33.00m a cada um dos tramos “Bowstring” e 4.50m aos muros avenida dos encontros. A largura total é de 9.90m, com 6.00m de faixa de rodagem.

Os arcos, com vão teórico de 31.50m, têm um eixo parabólico com 5.25m de flecha. A sua secção transversal recta é constante com 0.60m de largura por 1.10m de altura. Os tirantes existentes ao nível da laje têm a secção de 0.60x0.80m².

Os arcos suportam o tabuleiro por intermédio de oito montantes de suspensão, de 0.50x0.30m² articulados nas suas extremidades no plano dos arcos, com excepção dos dois centrais, que formam com as vigas horizontais superiores que os ligam, dois pórticos de contraventamento a fim de resistirem às acções horizontais do vento sobre os arcos

O pilar com 5.00m de altura. Na base, a espessura é de 3.00m e o comprimento de 10.50m. É de betão simples e encontra-se fundado por 24 estacas moldadas Ø 0.50m encabeçadas por um maciço com 1.50m de altura.

Cada um dos encontros é constituído por um muro de testa e por dois muros de avenida, de betão simples, assentes sobre maciço de encabeçamento de estacas Ø 0.40m moldadas no terreno e com 8.00m de comprimento.

Dos aparelhos de apoio metálicos de cada tramo, um par é fixo (no pilar) e outro de livre dilatação por meio de rolamento, fazendo-se este segundo um plano inclinado a 5% sobre a horizontal, a fim de favorecer a estabilidade dos encontros

Estrutura


InspecçãoOs danos visíveis na obra envolvem os seguintes aspectos:

− Fendilhação nos muros avenida do encontro Este;

− Danos nas travessas superiores devido a embate de veículos;


Inspecção− Corrosão de armaduras e delaminação do betão nos pendurais e guarda corpos;


Inspecção− Juntas de dilatação destruídas


Inspecção− Aparelhos de apoio com corrosão ligeira;


Avaliação da segurança

Cargas verticais

Sobrecargas rodoviárias - Regulamento das Pontes Metálicas de 1929

Elementos analisados

− Tabuleiro

− Arcos e Tirantes


− Arcos e Tirantes

− Pilar e Encontros

− Fundações

− Aparelhos de apoio

� A estrutura não apresenta deficiências

Avaliação da segurançaAcção sísmica

Comportamento dinâmico da estrutura existente (antes do reforço).


Comportamento dinâmico da estrutura existente (antes do reforço).

Modo de vibração longitudinal: fL = 0.69 Hz

Modo de vibração transversal: fT = 1.72 Hz

A acção sísmica foi caracterizada, de acordo com o RSA, para a região A e solo tipo III. Adoptou-se um coeficiente de

amortecimento ξ = 0.05 e um coeficiente de comportamento q= 1.50 para o pilar e para as estacas e q = 1.00 para os

aparelhos de apoio.

Avaliação da segurança

A combinação sísmica origina nas estacas esforços muito superiores à capacidade resistente.

As estacas têm apenas uma resistência da ordem dos 22% da resistência necessária para o sismo

regulamentar.

Não sendo viável reforçar as fundações do pilar central para o sismo regulamentar concebeu-se uma

solução que reduzirá significativamente os esforços transmitidos ao pilar, consistindo no seguinte:

� Substituir os aparelhos de apoio actuais por aparelhos de neoprene de alta distorção e


Estratégia mista de reforço sísmico por isolamento/dissipação/acréscimo de resistência.

A solução de isolamento consiste em substituir os apoios existentes por blocos HDRB com rigidez

horizontal igual a 1230kN/m (por apoio) e 10% de amortecimento equivalente

� Substituir os aparelhos de apoio actuais por aparelhos de neoprene de alta distorção e

amortecimento – aparelhos HDRB;

� Reforçar as fundações do pilar central, introduzindo micro-estacas.

Reforço sísmicoDados obtidos do modelo:

rigidez total é kL = 177945.5 kN/m.

massa total do tabuleiro m = 1176.9 t

Com estes dados, se a estrutura estivesse fixa

aos encontros e pilares, a frequência seria:

A frequência que se espera obter a partir do modelo é de:


A análise sísmica foi efectuada por intermédio de um espectro de resposta modificado, correspondente à

acção referida, para estruturas com 10% de amortecimento (para os três primeiros modos de vibração,

referentes ao isolamento) e para 5% de amortecimento para os restantes modos com maior frequência

(menor período).

Para esta frequência, o sismo tipo 2 (afastado) é condicionante, originando

uma aceleração espectral de 0.79m/s². O deslocamento expectável é de:

O deslocamento devido à combinação sísmica de cálculo é de 0.094 x 1.50 = 0.141m

Reforço sísmico

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

Período T (s)

Ace

lera

ção

Se/

a g

2%

5%

10%15%

20%30%

0.10

Caracterização qualitativa do desempenho da solução de reforço ( espectros indicados não correspondem aos relativos à análise realizada)

A – estrutura fixa aos encontros e pilares

B – estrutura isolada

A B


0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.10

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

Período T (s)

Des

loca

men

to S

De/

a g

2%

5%

10%15%

20%30%

Estratégia B/D

BA

Reforço sísmicoDeslocamentos e forças transmitidas à estrutura na direcção longitudinal:

Nota: F – forças na base do pilar e na base dos encontros


Comparação entre a situação anterior à intervenção e após a intervenção:

Nota: F – forças na base do pilar e na base dos encontros

ReabilitaçãoIntrodução de aparelhos de apoio HDRB


ReabilitaçãoReforço das fundações do pilar


ReabilitaçãoAbertura de juntas nos encontros


ReabilitaçãoIntrodução de novas juntas nos encontros e entre tabuleiros


ponte dos arcos - página inicial · departamento de ...cristina/ebap/rre_2012/ponte dos...

Documents