SISTEMA DE GESTÃO DE OBRAS DE ARTE

MÓDULO DE INSPECÇÃO

Sónia Santos Santiago

UNL, 7 DEZEMBRO 2005

2

1067 km em operação

989 km com portagem

4605 km de vias

• 2x2 vias: 898 km

• 2x3 vias: 159 km

• 2x4 vias: 10 km

13 Centros Operacionais

23 Áreas de serviço

92 Praças de portagem

Rede Brisa

Espinha dorsal da rede de auto-estradas nacional

Porto

LisboaA5

A2

A6A13

A10

A12

A14

A3

A4

A9

A1

Centros Operacionais

Rede Brisa

Outros

3

Centros Operacionais

Portagens

Assistência Rodoviária

Assistênciaao cliente

Manutenção de infra-estruturasPorto

LisboaA5

A2

A6A13

A10

A12

A14

A3

A4

A9

A1

Centros Operacionais

Rede Brisa

Outros

Competências: Conservação e Operação

4

Obra de Arte

• As obras de arte são estruturas de qualquer natureza que asseguram os cruzamentos desnivelados. São constituídas por um conjunto de elementos estruturais, mais ou menos complexos, que quando dispostos segundo uma sequência pré-estabelecida e de acordo com as disposições de projecto formam uma estrutura a que se dá o nome de obra de arte.

5

Tipos de Obras de Arte

Obras de arte correntes

• Passagens superiores

• Passagens inferiores

• Passagens agrícolas

• Passagens hidráulicas

• Passagens pedonais

6

Tipos de Obras de Arte (cont.)

Obras de arte não correntes• Viadutos

• Tunéis

•

7

PS39,88%

PI39,03%

PH9,13%

VIADUTO11,70%

TÚNEL0,26%

Nº de Obras de Arte

AUTO-ESTRADA Nº TOTAL PS PI PH VIADUTO TÚNELA1 Auto-estrada do Norte 467 184 193 62 28 0A2 Auto-estrada do Sul 247 104 57 34 52 0A3 Auto-estrada Porto / Valença 201 89 74 4 34 0A4 Auto-estrada Porto / Amarante 110 48 46 2 13 1A5 Auto-estrada da Costa do Estoril 81 36 25 16 4 0A6 Auto-estrada Marateca / Caia 211 62 113 12 24 0A9 CREL (Estádio Nacional / Alverca) 63 23 28 1 9 2A10 Auto-estrada Bucelas / Arruda 13 2 5 5 1A12 Auto-estrada Setúbal / Montijo 40 18 12 8 2 0A13 Auto-estrada Marateca / Santarém 30 17 10 3A14 Auto-Estrada Figueira da Foz / Coimbra (Norte) 59 24 31 4 0

1522 607 594 139 178 4

Viadutos PI's / PA's / PH's PS's / PP's

57.723,54 21.231,10 37.975,07

116.929,71

TOTAL GERAL

8

Relação OA/Km por AE

Nº O.A. / KM

1,481,30

1,53 1,66

2,96

1,44 1,57

0,86

1,611,26

1,78

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A9 A10 A12 A13 A14

Auto-estrada

Un

9

Estrutura do SGOA

Chart Title

LEVANTAMENTOCODIFICAÇÃO

DADOSTÉCNICOS

DADOSCONSTITUIÇÃO

ANÁLISEPROJECTOS

SUBSISTEMA INFORMÁTICO

MANUTENÇÃOREPARAÇÃO

INSPECÇÕES FOTOGRAFIAS

SUBSISTEMA DE INSPECÇÃO

SISTEMA DE GESTÃO DE OBRAS DE ARTE

10

Objectivos do SGOA

•Preservar o investimento;

•Listar todas as obras de arte existentes;

•Conhecer e actualizar o estado de conservação;

•Planear acções de inspecção;

•Planear e orçamentar acções de conservação;

•Hierarquizar intervenções dentro das disponibilidades financeiras.

11

Menu principal do SGOA

12

Código das Obras de Arte

A#-##-PK-Tipo OA #

•Denominação da auto-estrada – A1, A2, A3, ...

• Código, interno, referente ao Centro Operacional – 1 Carregado, 2 Leiria, 3 Mealhada, ....

• Quilómetro referenciado ao eixo da obra de arte, em relação à auto-estrada;

•Designação do tipo de obra – PI (passagem inferior), PS (passagem superior), PA (passagem agrícola), PH (passagem hidráulica), PP (passagem pedonal), VI (viaduto);

•Número sequencial, da obra de arte, dentro da auto-estrada.

13

Código das Obras de Arte (cont.)

A5-11-15+500-PI 035

A5-11-15+180-PP 033

A5-11-15+000-PS032

A5-11-0+000-PS 032.1

A5-11-0+000-PS 032.2

A5-11-0+000-PS 032.3

A5-11-15+200-PS 034

14

Inventário – Dados Administrativos

15

Inventário – Dados Técnicos

16

Inventário – Dados de Constituição

17

Esquemas

18

Tipos de Inspecção

Inspecções ordinárias ou do 1º nível

São inspecções realizadas periodicamente por pessoal qualificado, mas sem ser necessariamente um engenheiro, e sem auxílio de meios especiais de acesso. Este tipo de inspecção é essencialmente visual, auxiliando-se, quando necessário, de ensaios não destrutivos elementares – Medição da profundidade de carbonatação, teste do esclerómetro, medição da amplitude de fissuras, repercussão com martelo.

19

Tipos de Inspecção (cont.)

Inspecções principais ou do 2º nível

As inspecções principais são inspecções mais pormenorizadas, realizadas por um técnico qualificado (engenheiro) e que permitem, para além da verificação da actividade dos inspectores do 1º nível, homogeneizar a avaliação dos defeitos. O inspector do 1º nível deveráacompanhar o inspector do 2º nível neste tipo de inspecção. Esta inspecção tanto pode ser realizada a pé, no caso das obras de arte correntes, como recorrendo a meios especiais de inspecção, no caso de viadutos e túneis.

20

Tipos de Inspecção (cont.)

Inspecções extraordinárias

Quando uma visita a uma obra de arte está fora da cadência estabelecida dentro do plano de inspecções, édefinida como sendo uma inspecção extraordinária. Será sempre feita por um engenheiro qualificado para o efeito e pode ser desencadeada devido a dois tipos de situação:

• sempre que nas inspecções do 1º ou 2º níveis se registe alguma anomalia que ponha em risco a segurança estrutural da obra;

• na sequência de acontecimentos excepcionais tais como: colisões acidentais, sismos, inundações, incêndios, etc..

21

Periodicidade da inspecção

• OBRAS DE ARTE CORRENTES - 3 anos

• OBRAS DE ARTE NÃO CORRENTES - 6 anos

22

Planeamento da Inspecção

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

A1 438Lisboa / Sacavém Carregado Carregado CarregadoSacavém / Alverca 23 Carregado Carregado CarregadoAlverca / Vila Franca Xira 26 Carregado Carregado CarregadoVila Franca Xira / Carregado 17 Carregado Carregado CarregadoCarregado / Aveiras 17 Carregado Carregado CarregadoAveiras / Santarém 26 Carregado A CarregadoSantarém / A1-A15 34 Leiria A LeiriaA1-A15 / Torres Novas Leiria LeiriaTorres Novas / Fátima 20 Leiria Leiria LeiriaFátima / Leiria 26 Leiria Leiria LeiriaLeiria / Pombal 37 Leiria Leiria LeiriaPombal / Condeixa 39 Mealhada Mealhada Mealhada ACondeixa / Coimbra Sul 19 Mealhada Mealhada A MealhadaCoimbra Sul / Coimbra Norte 10 Mealhada Mealhada A MealhadaCoimbra Norte / Mealhada 20 Mealhada Mealhada Mealhada MealhadaMealhada / Aveiro sul 29 Mealhada Mealhada Mealhada MealhadaAveiro Sul / Albergaria 20 Feira Feira FeiraAlbergaria / Estarreja 14 Feira Feira AEstarreja / Feira 28 Feira Feira AFeira / IC 24 33 Feira A FeiraIC 24 / Carvalhos Feira Feira FeiraCarvalhos / Stº Ovídeo 7 Feira A Feira

SublançoNº Obras de

arte

PROGRAMA DE INSPECÇÕES DE OBRAS DE ARTE CORRENTES

23

Planemanto da Inspecção (cont.)

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

A1 28Sacavém / Alverca 1 1 1Alverca / Vila Franca Xira 2 2Carregado / Aveiras 1 1 1Aveiras / Santarém 1 1Santarém / Torres Novas 3 3 3Torres Novas / Fátima 3 3 3Leiria / Pombal 2 2 2Pombal / Condeixa 4 4 4Coimbra Sul / Coimbra Norte 5 4 5Mealhada / Aveiro sul 3 3 3Aveiro Sul / Albergaria 2 2 2Albergaria / Estarreja 1 1 1

A2 52Fogueteiro / Coina 1 1No A2 / A12 / Marateca 3 3A2-A6-A13 / Alcácer 7 7Alcácer / Grândola Norte 5 5Grândola Norte / Grândola Sul 1 1Grândola Sul / Aljustrel 4 4 4Aljustrel / Castro Verde 3 3 3Castro Verde / Almodovar 2 2 2Almodôvar / S. B. Messines 26 8 18 8S.B. Messines / V.L.A. 1 1

SublançoNº Viadutos e

Túneis

PROGRAMA DE INSPECÇÕES DE OBRAS DE ARTE NÃO CORRENTES

24

Obras de Arte Correntes

Nº O.A. INSPECCIONADAS / ANO

0

100

200

300

400

500

600

700

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Ano

Un

25

Obras de Arte Não Correntes

Nº VIADUTOS INSPECCIONADOS POR ANO

20

41

2925 23

34 3632 33 34 33

05

1015202530354045

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Anos

Nº V

iadu

tos

Média

26

Idade das Obras de Arte

0

0

13

56

1

0

0

3

36

13

3

00

0

0

0

0

0

23

5

30

0

0

0

0

11

4 4

24 9

5

3

1 6

0 20 40 60 80 100

<=5

10-15

20-25

30-35

40-45

Idad

e

Nº OA

A1A2A3A4A5A6A9A10A12A13A14

27

Equipamento de inspecção

INSPECÇÃO ORDINÁRIA INSPECÇÃO PRINCIPAL

papel, lápis e impresso da ficha a preencherrégua para medir fissurasmartelo e escopromáquina fotográfica + escala para fotosbinóculostermómetrogiz ou marcadores próprios para betão

equipamento da inspecçãoordinária, mais:

lanternaesclerómetroberbequim e solução de

fenolfetaleínafio de prumo, régua e nívelmagnetómetroescova de aço

28

Esquema geral da inspecção

1

4

4

4

3

2

29

Fluxograma da inspecção1

NÃO

NÃO

SIM

•modelação dos terrenos•integração paisagística

SIM

INSPECÇÃO

ENCONTRO

•fundações•muros de ala e avenida;•viga de estribo;•carlinga do encontro;•interior do encontro, quando visitável;•aparelhos de apoio; •plintos;•juntas de dilatação;•sistema de drenagem;•perré.

INSPECÇÃOPOR TRAMO

DE: TABULEIRO •Consolas; •vigas, nervuras ou caixão;•laje(s);•carlingas;•cornijas/vigas de bordadura;•sistema de drenagem.

PILARES •fundações;•fuste;•coroamento;•aparelhos de apoio;•plintos ou banquetas;

Há mais tramos

?

INSPECÇÃODA ZONA SUPERIOR DO

TABULEIRO

•guarda-corpos e guardas de segurança; •passeios e guarda-rodas;•grelhas de descarga e drenagem•acrotérios;•separador central;•pavimento;•juntas de dilatação e respectivas zonas de transição betuminoso / junta;•barreiras acústicas, acessos diversos, sinalização, rede de protecção e candeeiros

2

3

4

Há mais encontros?

30

Inspeccionabilidade

31

Inspeccionabilidade (cont.)

32

Matriz de Componentes

1 OBRA DE ARTE

2 MURO DE ALA

3 TALUDES

4 ENCONTROS

5 APARELHOS DE APOIO

6 APOIOS INTERMÉDIOS

7 TABULEIRO

8 CORNIJAS

9. GUARDA CORPOS

10. GUARDA DE SEGURANÇA

11. PASSEIOS

12. REVESTIMENTO VIA

13. DRENAGEM

14. JUNTAS DILATAÇÃO

15. OUTROS COMPONENTES

33

1 Obra de Arte

34

2. Muros de ala

MURO AVENIDA

MURO ALA

35

3.Taludes

36

4. Encontro e 5. Aparelhos de Apoio

CORNIJA

NERURA(base)

LAJE

CARLINGA

NERVURA(alma)

CONSOLA

4. ENCONTRO 5. APARELHOS DE APOIO

Viga de estribo

tímpano

Carlinga do encontro

Sistema drenagem

Nervura / Viga

Plinto / banqueta

Aparelho apoio

PANELA

Plinto/banqueta

NEOPRENE

37

6. Apoios intermédios / 7. Tabuleiro/ 8. Cornijas

NEOPRENE

6. APOIOS INTERMÉDIOS

COROAMENTO

PILAR(fuste)

7. TABULEIRO

NERVURA(base)LAJE

CARLINGA

NERVURA(alma)

CONSOLA

8. CORNIJAS

CORNIJA

38

9. Guarda-corpos e 10 Guardas de Segurança

9. GUARDA-CORPOSTRAVESSA

BASE /SAPATA

PRUMO / MONTANTE

ACROTÉRIO

10. GUARDAS DE SEGURANÇA

SAPATA

Amortecedor / afastador

Perfil W / perfil U

TERMINAL(cauda de carpa)

LAJETAS / BETONILHA ESQUARTELADA

LANCIL

39

11. Passeios

PRUMO /MONTANTE

ACROTÉRIO

11. PASSEIOS

TRAVESSA

CHAPA REMATE(junta dilatação)

CAIXA VISITA

LAJETAS / BETONILHA ESQUARTELADA

LANCIL

BAÍNHAS

40

12. Revestimento de Via e 13. Drenagem12. REVESTIMENTO DE VIA

PAVIMENTO

TERRA BATIDA

TUBO QUEDA CALEIRA GÁRGULA /

GRELHA

13. DRENAGEM

41

14. Juntas de Dilatação

Junta não aparente

MÓDULOS EM NEOPRENE ARMADO

ALVÉOLO

PENTE METÁLICO

JUNTA NÃO APARENTE

BORDO TRANSIÇÃO

14. JUNTAS DE DILATAÇÃO

42

15. Outros Componentes

15. OUTROS COMPONENTES

ESCADAS

ACESSO AO ENCONTROCATENÁRIA

REDE PROTECÇÃO

43

Esquema de orientação

No caso das PASSAGENS INFERIORES (PI) / PASSAGENS AGRÍCOLAS (PA) / PASSAGENS HIDRÁULICAS (PH) e VIADUTOS (VI), o Encontro 1 fica sempre do lado da Origem, bastando rodar o esquema acima indicado de 90º no sentido anti-horário.

ENCONTRO 1

DESTINO

ORIGEM

ENCONTRO 2

TRAMO 1

TRAMO 2

TRAMO 3

PILAR 1

PILAR 2

EXEMPLO PASSAGEM SUPERIOR

44

Esquema de Orientação (cont.)

(TRAMO 2)

PILAR 2.1 PILAR 2.2

VIGA 1VIGA 2

LAJE (DO TRAMO 2)

CARLINGA 1 ( DO TRAMO 2)

CARLINGA 2 (DO TRAMO 2)

CARLINGA 3 (DO TRAMO 2)

CARLINGA n DO TRAMO 2

A identificaçãocomponfaz-se tendoseguinte

1ºencontro 1 (costas voltadas para a Origem –PI’s, PA’sdireito caso de PS’s);

2ºcomponentesobraa Direita, seguinnumeraçãonumeraçãotranDestino, seguindonumeração

OB

dos entes da obra de arte

em conta o procedimento:

- Posicionamento no

no Caso de ou PH’s – ou braço

do lado da Origem - no

- Numeração dos longitudinais da

de arte da Esquerda parado uma

sequencial e, dos componentes

sversais da Origem para o uma

sequencial.

S: As carlingas têm uma numeração sequencial por tramo.

45

Escala de Avaliação

AVALIAÇÃO DAS ANOMALIAS

1. No estado preliminar. Pode evoluir para outros defeitos mas não requer intervenção específica.

2 Defeito em evolução mas não requer intervenção.

3 O defeito requer intervenção mas sem carácter de urgência

4 O defeito não influencia o comportamento estático mas requer intervenção a curto prazo.

5 O defeito pode provocar uma redução dos coeficientes de segurança. Requer intervenção urgente

46

Matriz de Anomalias

A

B

C

D

E

FALT

A REC

OBRIM

ENTO

- F G

SELA

GEM D

EFICI

ENTE

- H

I

J K

l

M

N

O

P

Q

ACABA

MEN

TOS

GERAIS

INCO

MPLET

OS -

RS

FALT

A ACE

SSO - T

1 OBRA DE ARTE x x x x x x2 MUROS DE ALA x x x x x x x x x x x x x x3 TALUDES x x x4 ENCONTROS x x x x x x x x x x x x x x5 APARELHOS DE APOIO x x x x x x x6 APOIOS INTERMÉDIOS x x x x x x x x x x x x x7 TABULEIRO x x x x x x x x x x x x x8 CORNIJAS x x x x x x x x x x x x9 GUARDA-CORPOS x x x x

10 GUARDA DE SEGURANÇA x x x11 PASSEIOS x x x x x x x x12 REVESTIMENTO VIA x x13 DRENAGEM x x x x14 JUNTAS DILATAÇÃO x x x x x x x15 OUTROS COMPONENTES x x x

47

Exemplo de Ficha de Anomalia

48

Relação Anomalias / Avaliação

ANOMALIAS AVALIAÇÃO

A – EROSÃO / DESCALÇAMENTO 3 / 4 / 5 - Conforme a gravidade

B - FENDILHAÇÃO1 /2 - Amplitude ≤ 0,3 mm3 – 0,3mm < Amplitude < 0,5 mm4 - Amplitude ≥ 0,5mm

C – DESTAQUE DE BETÃO / ARGAMASSA

1 /2 – sem exposição de armadura3 / 4 – com exposição de armadura

D – EXPOSIÇÃO DE ARMADURA

3 – armadura exposta ≤ 0,10m2

4 – 0,10 < armadura exposta ≥0,50m2

5 – armadura exposta > 0,5m2

E – BETÃO SEGREGADO 1 / 2 / 3 - Conforme a gravidade

F – FALTA DE RECOBRIMENTO 3 / 4 / 5 - Conforme a gravidade

G – DEGRADAÇÃO INTERNA

3 – armadura exposta ≤ 0,10m2

4 – 0,10 < armadura exposta ≥0,50m2

5 – armadura exposta > 0,5m2

H – SELAGEM DEFICIENTE 3 / 4 / 5 - conforme a gravidade

I – REPARAÇÕES DETERIORADAS1 /2 – sem exposição de armadura3 / 4 – com exposição de armadura

49

Relação Anomalias / Avaliação (cont.)

J – IRREGULARIDADES / DEFORMAÇÕES

1 – não compromete o comportamento2 – deformação < 0,025m3 / 4 / 5 – deformação ≥ 0,025m

K – RETENÇÃO / ACUMULAÇÃO DE ÁGUA 3 / 4 - Conforme a gravidade

L – ESCORRÊNCIA / INFILTRAÇÕES 3 / 4 - Conforme a gravidade

M – EFLORESCÊNCIAS / ESTALACTITES1 / 2 – eflorescência sem humidade3 / 4 – eflorescência associada a humidade

N - OXIDAÇÃO / CORROSÃO ELEMENTOS METÁLICOS

3 – pontos corrosão / empolamentopintura4 – corrosão generalizada5 – redução da secção > 10%

O – FIXAÇÕES DEGRADADAS / EXPOSTAS

3 – elementos expostos4 – elementos soltos < 10%5 – elementos soltos ≥ 10%

50

Relação Anomalias / Avaliação (cont)

P - DEGRADAÇÃO DE ELEMENTOS EM NEOPRENE 3 / 4 / 5 - Conforme a gravidade

Q - ROTURA / DESTAQUE DE ELEMENTOS NÃO ESTRUTURAIS 3 / 4 / 5 - Conforme a gravidade

R – ACABAMENTOS GERAIS INCOMPLETOS

1 / 2 não compromete comportamento da oa3 – Compromete comportamento da oa

S – OCUPAÇÃO INDEVIDA / DETRITOS1 / 2 não compromete comportamento da oa3 – compromete comportamento da oa

T – FALTA ACESSO Não aplicável

51

AUTO-ESTRADA: Nº OBRA DE ARTE

CENTRO OPERACIONALP.K.:

SUBLANÇO: CONDIÇÕESATMOSFÉRICAS

INSPECTOR: DATA: / /

DENOMINAÇÃO: SENTIDO:

COMPONENTE FOTO

ANOMALIA

LOCALIZAÇÃO B / M

EXTENSÃO AVALIAÇÃO

FICHA DE INSPECÇÃO

ESTADO MANUTENÇÃO

Folha ______/______

52

Sinais de Referência no Local

Assinalar com X o início e fim das fissuras;

Assinalar numa secção a amplitude da fissura;

Delimitar zonas ocas;

Usar cores diferentes de inspecção para inspecção;

Delimitar/medir zonas com destaque de betão;

53

Levantamento fotográfico

• Preenchimento na ficha de inspecção de uma referência associada à fotografia;

• Fazer aparecer na própria fotografia não só o defeito como os dados de localização.

54

Manutenção durante a inspecção

• Limpeza de aparelhos de apoio;

• Desentupimento de gárgulas;

• Remoção de elementos auxiliares;

• Remoção de ervas ou vegetação

• Reparações pontuais.

55

Simbologia de anomalias

56

SGOA - Inspecção

57

Sistema de decisão

• Interpretação das anomalias e possível evolução;

• Avaliação global do estado de degradação de cada estrutura;

• Estimativa do custo das reparações;

• Orçamento disponível.

58

Empreitadas externas

• Reparação / substituição de juntas de dilatação;

• Reparação / substituição de aparelhos de apoio;

• Reparações de elementos em betão;

• Tratamentos anticorrosivos de estruturas metálicas;

• Monitorização e estudos específicos;

• Fornecimento e operação de equipamento específico de auxílio às inspecções;

• Empreitadas de reabilitação/reforço estrutural.

59

Empreitadas internas

• Reparações pontuais em elementos de betão;

• Reparações em juntas de dilatação;

• Reparação de danos provocados por acidente, em elementos secundários;

• Reparações/limpeza do sistema de drenagem dos encontros, etc.

60

Orçamento 2005

€ 90.000,00€ 2.360.000,00

€ 4.690.000,00

Manutenção corrente Grandes Reparações Inspecções

61

Evolução de custos de reparação de juntas de dilatação

REPARAÇÃO E SUBSTITUIÇÃO DE JUNTAS DE DILATAÇÃO CUSTOS ANUAIS

€ 933.806,85

€ 695.108,16

€ 498.200,48

€ 331.517,00

€ 0,00

€ 100.000,00

€ 200.000,00

€ 300.000,00

€ 400.000,00

€ 500.000,00

€ 600.000,00

€ 700.000,00

€ 800.000,00

€ 900.000,00

€ 1.000.000,00

2002 2003 2004 2005

Ano

Cust

o

25,56%

28,33%

33,46%

62

Conclusões

• Diminuição de custos de manutenção e reparação;

• Aumento da qualidade e durabilidade das estruturas;

• Conhecimento do estado de conservação das obras;

• Planeamento e distribuição racional das intervenções.