PONTE PEDONAL SOBRE O RIO DOURO Concepção e processo construtivo

António Adão da Fonseca1

RESUMO

O desafio era o de conceber uma ponte pedonal realmente inovadora, uma verdadeira

ponte “state-of-the-art”, que pudesse realçar a beleza e o carácter do local, classificado como

Património da Humanidade. No início, a presença poderosíssima da magnífica Ponte Luiz I

parecia tornar a tarefa impossível. Mas a melhor forma de lidar com a força é não a

enfrentando. Assim, a leveza deveria ser a principal característica da nova ponte. Não se

poderiam admitir soluções com “cabos voadores” e o material estrutural deveria ser tão

inovador quanto o fora o tipo de aço utilizado na construção da ponte projectada pelo

Engenheiro Théophile Seyrig.

Neste contexto, desenvolveu-se uma solução esplêndida: um arco vencendo um vão

único de 156 m com uma razão de esbelteza de 1:13 que sobe ligeiramente acima do tabuleiro

inferior da Ponte Luiz I e assim permite que este possa continuar a ser admirado, e adoptou-se

o aço inoxidável como material estrutural.

Fig. 1 – Alçado poente da Ponte Pedonal

1. UM NOVO ATRAVESSAMENTO

Um novo atravessamento para peões a ligar as duas cidades do Porto e de Gaia, na área

classificada como Património Mundial, será um instrumento fundamental na estratégia de

requalificação urbana de toda a área envolvida pelas margens das duas Ribeiras.

1 Engenheiro Civil, AFAssociados – Projectos de Engenharia, SA

Prof. Catedrático, Departamento de Engenharia Civil, FEUP

A qualidade da relação funcional nos caminhos pedestres à cota das duas margens será,

com a construção de uma ponte exclusiva para peões, muito acrescentada, além de vir a

constituir mais um passo no sentido de se viabilizar o grande percurso entre as cotas altas dos

dois morros – Muralhas Fernandinas – Elevador dos Guindais (em reinstalação) – Rio –

Elevador de Gaia – Mosteiro da Serra do Pilar.

2. CONDICIONANTES

2.1. Contexto Histórico / Cultural

Um atravessamento sobre o Douro implica obrigatoriamente falar sobre este. Qualquer

texto ou memória sobre as cidades de Porto e Gaia estão inevitavelmente agregadas a falar

sobre o rio Douro. Foi por ele e através dele que as duas cidades se formaram, cresceram e

naturalmente se dividiram. Factor fundamental de ligação e divisão, foi principalmente para

ambas o seu elo de desenvolvimento económico, estético e funcional.

Se Porto e Gaia tivessem desenvolvido uma relação mais próxima com o rio, como foi

exemplo o século passado, teriam com certeza uma dúzia de pontes entre ambas as margens e,

principalmente, talvez em maior número, a cota baixa. Como a sua política apontou noutro

sentido, as pontes existentes pretenderam somente resolver o problema do atravessamento, se

possível de forma rápida.

Assim se desenvolveram à cota alta grandes obras de engenharia com enormes vãos.

Obviamente, grandes obras deram lugar a poucas pontes. São exemplos disso as Pontes

D. Maria, Luiz I, da Arrábida e de S. João. Estas quatro pontes, tal como a Ponte Infante

D. Henrique, presentemente em construção, têm cada qual as suas características particulares e

apresentam aliás quer uma qualidade técnica quer uma qualidade estética que conduzem a

uma fasquia elevada e condicionam a um elevado padrão de técnica e desenho qualquer outra

que se pretenda vir a construir.

2.2. Contexto Local

As Ribeiras do rio Douro têm características muito particulares e bem diversas nas

duas margens. Do lado do Porto, apresenta-se um bairro de características urbanas bem

consolidadas, essencialmente habitacionais mas de um crescente lazer e turismo. Do lado de

Gaia, surge uma encosta dominada pelos armazéns de Vinho do Porto, com características

habitacionais pouco importantes e uma actividade de lazer e turismo já muito significativa

mas de um potencial imenso ainda em desenvolvimento. Ora a consolidação e qualidade de

tais actividades requerem precisamente a existência de pelo menos um atravessamento do

Douro exclusivo para peões e com características de segurança compatíveis com o conceito de

“passeio” e desfrutando do espectáculo cénico quer das duas Ribeiras quer da Ponte Luiz I.

Mas nunca afectando a navegabilidade de barcos ou de veleiros até à frente das

Ribeiras e nunca tornando a “nova ponte” no centro de todas as perspectivas, remetendo as

encostas e as margens do rio para meros cenários dessa mesma ponte.

Tal como a meados do século XIX o fora para a Ponte Pênsil, projectada pelo

Engenheiro Stanislas Bigot, o local certo para a implantação da nova Ponte Pedonal é

precisamente aquele onde existem dois pequenos promontórios graníticos, frente a frente, um

em cada margem, definindo um alinhamento transversal ao rio Douro com a largura mínima

de 156 metros. Portanto, paralelamente e a poucos metros da Ponte Luiz I.

Fig. 2 – Vista aérea do local

Claro, a vivência, lado a lado, das duas pontes exige uma concepção da nova ponte que

assegure que não existem conflitos de percepção visual e estrutural de qualquer delas. Pois,

como que em confirmação do acerto da localização da Ponte, a síntese dos diversos factores

afectando a sua concepção estrutural e hidrodinâmica conduziram a uma solução em que a

Ponte Pedonal “sobe” acima do tabuleiro inferior da Ponte Luiz I, permitindo a “leitura” de

todo esse tabuleiro; em que a zona central da Ponte Pedonal é um verdadeiro miradouro para

ambos os lados e para a própria Ponte Luiz I, a qual terá uma presença “enorme” e magnífica

na grandeza e nos pormenores da sua estrutura metálica; e em que o confronto da grande

Ponte (Luiz I) do final do século XIX com a pequena Ponte (Pedonal) do início do século XXI

as tornará ainda mais belas.

Fig. 3 – Fotomontagem: vista a partir de V. N. de Gaia

3. CONCEITOS FUNDAMENTAIS DA CONCEPÇÃO DA PONTE

A Ponte proposta nasce então de um discurso técnico rigoroso que cria uma obra de

total harmonia e dignidade. Um arco singular e esbeltíssimo que “sai” de um modo natural

dos promontórios rochosos das duas margens do rio. Para além da sua beleza própria, sem

quaisquer ornamentações, a Ponte será uma grande novidade mundial e original neste tipo de

estruturas. Isto é, será uma ponte do século XXI. E esta novidade é aumentada pela utilização

exclusiva de aço inoxidável como material estrutural.

Não há nada nesta Ponte que seja acrescentado decorativamente, não há nada que não

responda às exigências funcionais, estruturais e hidrodinâmicas. Por isso tem a virtude da

simplicidade, a pureza estrutural e a regularidade geométrica.

Fig. 4 – Fotomontagens da Ponte Pedonal

Sobre este arco invulgarmente abatido apoia-se um pavimento constituído por réguas

de madeira de ipê anti-deslizantes que se separa do arco nas suas nascenças através de duas

rampas que limitam a inclinação máxima do percurso e alcançam as plataformas existentes

nas margens.

Todas as superfícies visíveis da Ponte são compostas apenas por estes dois materiais

nobres: aço inoxidável e madeira de ipê, unindo de forma harmoniosa os promontórios de

granito das duas margens do rio.

Indubitavelmente, a Ponte fica marcada pela utilização do aço inoxidável como

material estrutural. A pureza da sua cor, textura e brilho marcam de forma indelével a

concepção desta obra. Desde as centenárias casas do centro histórico aos edifícios públicos

(civis ou religiosos) e às magníficas pontes, os materiais estruturais empregues no património

construído da cidade do Porto sempre foram um importante símbolo dessas realizações, sem

necessidade de “delírios ornamentais” supérfluos e redundantes. Materiais rudes como a pedra

granítica, o ferro fundido e mais tarde o aço, algumas das vezes complementados com a

maleabilidade da madeira, foram sendo domesticados e humanizados ao serem trabalhados

com rigor, cuidado estético e respeito pela envolvente cultural, mas mantendo sempre

explicitamente a essência e sensibilidade da matéria prima escolhida. Assim são a Sé do

Porto, as Pontes Maria Pia e Luiz I, a torre dos Clérigos, o extinto Palácio de Cristal, o

Mercado Ferreira Borges, o edifício da Alfândega, o edifício da Bolsa, a estação de S. Bento e

tantos, tantos outros.

4. SISTEMA ESTRUTURAL DA PONTE

A Ponte que se apresenta é constituída essencialmente por uma viga caixão em aço

inoxidável com uma secção transversal que resulta da combinação da forma elíptica inferior

com a forma rectilínea superior ser realizada por arcos de circunferência, os quais asseguram,

também, uma forma hidrodinâmica à Ponte.

Fig. 5 – Modelo tridimensional da Ponte

O arco com 156 m de vão e cerca de 12 m de flecha é formado por uma secção

hidrodinâmica, em caixão unicelular com 6,6 m de largura e altura variável entre 3 m no

arranque e 2 m no meio vão. Na zona das rampas, a secção tubular é inteiramente composta

pela chapa de aço inoxidável, passando a ser uma secção mista na zona central dado que o seu

banzo superior é realizado pela laje em betão armado que serve de suporte ao pavimento em

madeira.

A forma hidrodinâmica do caixão pretende também assegurar a segurança da estrutura

quando em contacto com o elevado nível das águas do rio em caso de cheia (a maior cheia

conhecida verificou-se em 1739, com um caudal estimado em 19.000 m3/s (cerca de 1,65 km

3

por dia, a que corresponde uma velocidade média da água superior a 6 m/s). Em Dezembro de

1961 ocorreu uma cheia com um caudal máximo de cerca de 18.000 m3/s e os descarregadores

da Barragem de Crestuma estão dimensionados para um caudal de 22.000 m3/s.

Fig. 6 – Cortes transversais nos arranques e a meio-vão do arco

A chapa de aço inoxidável que realiza a secção estrutural resistente tem espessura

constante e igual a 20 mm, necessária tanto por exigências de resistência e de rigidez como

por exigências estéticas, de maneira a que todas as soldaduras internas não afectem o aspecto

exterior da superfície do arco. O aço inoxidável estrutural é o aço duplex austenítico-ferrítico

estabelecido na Norma Europeia EN 1.4462, e tem as características mecânicas seguintes (a

20ºC, salvo indicação em contrário):

- Limite elástico característico a 0.2% fyk ≥ 460 MPa

- Tensão última de rotura em tracção fpu ≥ 640 MPa

- Deformação última de rotura A5 ≥ 25 %

- Módulo de elasticidade Es = 200 GPa

- Peso específico γ = 78 kN/m3

- Coeficiente de dilatação térmica αs ≈ 1.3×10-5

ºC-1

entre 20 e 100ºC.

Mas as estruturas internas de contraventamento e rigidização são em aço carbono

S-355J2G3.

Nos arranques do arco coloca-se betão junto à face inferior da secção, obtendo-se um

funcionamento misto na resistência aos elevados momentos flectores negativos que se geram

nos encastramentos.

Fig. 7 – Pormenor do betão de fundo nos arranques do arco

5. PROCESSO CONSTRUTIVO

A localização da Ponte Pedonal entre os centros históricos do Porto e de Gaia, numa

área com um intenso movimento, tanto diurno como nocturno, e muito perto da Ponte Luiz I,

única ligação existente à cota baixa entre as zonas ribeirinhas das duas cidades, condicionou a

escolha de um processo construtivo que não impossibilite a circulação pela Ponte Luiz I e que

minore a intervenção a fazer na zona. Por outro lado, sendo a estrutura em aço, portanto

relativamente ligeira - o peso da estrutura metálica é aproximadamente de 520 toneladas -

torna-se possível elevar e transportar a estrutura inteira, desde o local de construção até à sua

localização final. Mais, a possibilidade do arco ser totalmente montado em “terra firme”

permite uma limpeza final do aço inoxidável. Esta limpeza é feita com uma solução ácida

(usualmente uma combinação entre ácido fluorídrico e nítrico) que tem de ser recolhida e

tratada em local apropriado, portanto impossível de realizar sobre o rio.

No processo construtivo adoptado, o arco é totalmente montado na margem do rio,

com recurso a cimbre ao solo, sobre o qual se apoiam e se soldam entre si as aduelas “pré-

fabricadas” em aço inoxidável. Antes de proceder à retirada do cimbre, é necessário atirantar

inferiormente a estrutura, pois, sem o impulso de arco, este não é capaz de resistir aos esforços

de flexão provocados pelo seu peso próprio. Para esse efeito, são utilizados quatro tirantes

ancorados, em cada extremo, a contrafortes verticais encastrados no arco.

Fig. 8 – Processo construtivo

Para ser transportado até ao seu local definitivo, o arco é suspenso a partir de

diafragmas de contraventamento localizados no interior do arco, afastados de cerca de 90 m,

recorrendo-se a dois pórticos de translação apoiados numa barcaça ou a duas gruas flutuantes,

que o colocam na sua posição final sobre o rio. Ao ser suspenso a partir de secções

intermédias, o funcionamento estrutural do arco passa a ser predominantemente de flexão,

registando-se importantes deslocamentos horizontais e verticais nas secções extremas do arco.

Os tirantes referidos perdem a quase totalidade da força instalada, mas não deixam de agravar

a flexão instalada.

Previamente à colocação do arco no seu local definitivo, betona-se a primeira fase das

fundações do arco, com a colocação e preparação dos seus apoios provisórios. Os apoios

provisórios no Porto permitem o deslizamento longitudinal e a rotação dos contrafortes

verticais do extremo do arco, enquanto que os apoios provisórios em Gaia apenas permitem a

rotação dos contrafortes. O arco é descido com os contrafortes do lado de Gaia na vertical das

suas posições finais, deslizando nos apoios do lado do Porto à medida que o seu peso se

transfere para os apoios nas margens, até o arco atingir exactamente a mesma geometria e

esforços de quando estava atirantado e descimbrado na margem do rio. Dada a grandeza das

rotações geradas nos arranques do arco durante esta operação, é necessário utilizar apoios

especiais super-basculantes.

Após a colocação do arco na sua posição final, executa-se a segunda fase de

betonagem das sapatas de modo a encastrar o arco, deixando embebidos os contrafortes

verticais de ancoragem dos tirantes inferiores de montagem. Atingida a resistência necessária

no betão das sapatas, a força nos tirantes é libertada progressivamente, sendo cortadas, para

este efeito, as placas de ligação dos tirantes aos contrafortes que ficaram embebidos nas

sapatas. Deste modo, os maciços graníticos das margens do rio substituem os tirantes

inferiores no “fornecimento” do impulso do arco.

Fica, assim, executada a estrutura resistente principal da Ponte Pedonal. Segue-se

então a colocação da estrutura metálica das rampas de acesso e é betonada a laje mista. Por

fim, são colocados todos os acabamentos, nomeadamente o pavimento de madeira, os

guarda-corpos e o equipamento de iluminação.

6. REFERÊNCIAS

[1] “Oporto Footbridge, Oporto, Portugal”, Bridge - design & engineering, issue nº 22, First

Quarter 2001, London, pp 30, 2001.

[2] Adão da Fonseca, A., “Two 21st century arch bridges in Oporto”, The World of Bridges,

Veneza, Abril 2001.