AYLTON ROBERTO XAVIER LOPES.

ÂNGELO ANTÔNIO LOPES GARCIA.

BETANIA RODRIGUES MENDES

DOUGLAS RUITER SALES MARQUES

FABIANO BATISTA DA SILVA

MARCOS VINÍCIO GIRÃO CAVALCANTE

RODRIGO DE CAMPOS SILVA

WALISON CORREIA RESENDE

RESISTENCIA DOS MATERIAIS APLICADOS

Várzea Grande, MT

Faculdade de Engenharia Civil

2014

AYLTON ROBERTO XAVIER LOPES.

ÂNGELO ANTÔNIO LOPES GARCIA.

BETANIA RODRIGUES MENDES

DOUGLAS RUITER SALES MARQUES

FABIANO BATISTA DA SILVA

MARCOS VINÍCIO GIRÃO CAVALCANTE

RODRIGO DE CAMPOS SILVA

WALISON CORREIA RESENDE

RESISTENCIA DOS MATERIAIS APLICADOS

Trabalho de Curso apresentado a Faculdade de Engenharia Civil do Centro Universitário UNIVAG, para a avaliação da matéria de Projeto Unificado I orientado pelo Prof.º Joel Fernando.

Várzea Grande, MT

Faculdade de Engenharia Civil

2014

SUMÁRIO

1. HISTORIA DA PONTE...................................................................................................2

1.1. As pontes romanas............................................................................................................2

1.2. Idade Média......................................................................................................................3

1.3. Renascença........................................................................................................................3

1.4. A revolução industrial......................................................................................................3

1.5. Os nossos dias....................................................................................................................4

1.6. O futuro.............................................................................................................................5

2. TIPOS DE PONTE...........................................................................................................6

REFERÊNCIAS......................................................................................................................12

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1. HISTORIA DA PONTE

Desde tempos remotos que o Homem necessita de ultrapassar obstáculos em

busca de alimento ou abrigo. As primeiras pontes terão surgido de forma natural pela queda

de troncos sobre os rios, processo prontamente imitado pelo Homem, surgindo então pontes

feitas de troncos de árvores ou pranchas e eventualmente de pedras, usando suportes muito

simples e traves mestras.

Com o surgimento da idade do bronze e a predominância da vida sedentária,

tornou-se mais importante a construção de estruturas duradouras, nomeadamente, pontes de

lajes de pedra. Das pontes em arco há vestígios desde cerca de 4000 a.C. na Mesopotâmia e

no Egipto,4 e, mais tarde, na Pérsia e na Grécia(cerca de 500 a.C.).

A mais antiga estrutura chegada aos nossos dias é uma ponte de pedra, em arco,

situada no Rio Meles, na região de Esmirna, na Turquia, e datada do século IX a.C.

1.1. As pontes romanas

A primeira ponte romana teria sido construída no Tibre no ano 621 a.C. e foi

chamada de Pons Sublicius ("ponte das Estacas").

É no século III a.C. que os romanos começam a se dedicar à construção de pontes

em arco, atingindo um desenvolvimento nas técnicas de construção e projecto nunca antes

visto e dificilmente superado nos mil anos seguintes. Exemplos desta magnífica capacidade de

construção são algumas pontes que perduraram até aos nossos dias, como, por exemplo, a

pons Aelius (hoje ponte Sant'Angelo) (134 a.C.), sobre o Tibre, (onde terá sido usada

pozzolana (uma espécie de cimento que mantém a resistência mesmo submerso), a ponte de

Alcántara, em Toledo ou o aqueduto de Segóvia (século I).

Os arcos foram usados pela primeira vez no Império Romano, para a construção

de pontes e aquedutos, alguns dos quais ainda hoje se mantêm de pé. Os romanos, foram

também os primeiros a usar o cimento, o que reduziu a variação da força que a pedra natural

oferecia. Pontes de tijolo e argamassa, foram construídas após a era Romana, à medida que se

ia abandonando a tecnologia do cimento.

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1.2. Idade Média

As ordens religiosas desempenham um papel determinante na manutenção e

expansão do conhecimento relativo à construção de pontes aplicando o saber adquirido na

construção de cúpulas à construção de pontes em arco.

É também nesta época que começam a aparecer pontes com as mais diferentes

finalidades: militares, comerciais, residenciais ou mesmo espirituais. A grande contribuição

da idade média para a técnica das pontes é a diversificação dos arcos de suporte que passam a

incluir os arcos ogivais, não só mais elegantes, como mais seguros e fáceis de construir.

Surgem ordens religiosas especializadas na construção de pontes como os

italianos Fratres Pontifices, que se expandiram para a França, com o nome Frères Pontiffes e

para Inglaterra com o nome Brothers of the Bridge.

1.3. Renascença

Durante a renascença o aumento das necessidades de deslocação e transporte

levou a uma evolução das técnicas construtivas, nomeadamente de projeto das pontes de

treliça, como consequência do seu estudo mais aprofundado pelos artistas do renascimento.

A França tornar-se-ia um bastião da engenharia das pontes: o Corps des Ponts et

Chaussées criado por Luís XIV para manter as estradas e as pontes do reino, viria a dar

origem no século XVIII à École des Ponts et Chaussées, a primeira escola superior de

engenharia civil do mundo.

Com a renascença a forma dos arcos e dos pilares alterou-se no sentido de

aumentar os vãos bem como transmitir uma sensação de leveza e estética.

1.4. A revolução industrial

Com o advento da Revolução Industrial, no século XIX, foram desenvolvidos

sistemas de armações em ferro-forjado para pontes mais largas, mas o ferro dificilmente

possuía a força de tensão suficiente para suportar as grandes cargas dinâmicas exigidas

nomeadamente pela estrada de ferro com as recém inventadas locomotivas a vapor. A

invenção de novos métodos de fabrico do aço, que tem uma maior força de tensão, permitiu a

construção de pontes mais aptas para estas novas necessidades.

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As pontes suspensas modernas fazem a sua aparição nesta época, primeiro com

corrente metálicas e depois com fios de aço entrelaçados permitindo vãos cada vez mais

extensos.

A introdução destes novos tipos de ponte e de materiais, não impede o

ressurgimento de pontes de treliça em madeira nos EUA e na Grã-Bretanha devido,

nomeadamente, ao baixo custo e à grande disponibilidade da matéria-prima.

Entre meados do século XIX e meados do século XX, com o grande

desenvolvimento do caminho de ferro e das comunicações em geral, foram desenvolvidos

numerosos projetos de pontes. O uso do aço em vez do ferro ou ferro-fundido, veio

possibilitar atingir vãos cada vez maiores. Estas pontes foram construídas em arco, vigas

reticuladas (cantiléver) e suspensão.

Foram desenvolvidas novas técnicas para a construção de fundações recorrendo

ao uso de cilindros metálicos em ferro que eram pressurizados e afundados nos locais de

construção dos pilares das pontes. No seu interior os operários escavavam o solo macio até

chegarem à pedra estável sob o leito do rio. Só mais tarde se viria a descobrir a importância de

uma lenta descompressão evitando assim a morte e a doença de numerosos trabalhadores.

O maior domínio das técnicas de projeto e construção e a introdução de novos

materiais não impediram todavia a queda de algumas pontes e o surgimento de problemas que

só depois viriam a ser debelados-como a influência dos ventos nas pontes suspensas podendo

provocar o seu colapso. Foi o caso da ponte Tacoma Narrows, no estado de Washington, EUA

que, com um vão de 853 metros e um tabuleiro com apenas 2,4 metros de espessura, oscilava

mesmo com ventos ligeiros. A colocação de tirantes adicionais não foi suficiente para

contrariar esta oscilação e, em 1940, com um vento de apenas 68 km/h começou a oscilar

significativamente sendo encerrada ao trânsito, vindo a colapsar pouco depois. Esta e outras

falhas chamaram a atenção dos engenheiros para a importância do fator vento na construção

destas estruturas, e provocando o desenvolvendo da análise do comportamento aerodinâmico

nomeadamente submetendo modelos à escala a túneis de vento.

1.5. Os nossos dias

Durante a Segunda Guerra Mundial, a Inglaterra desenvolveu um modelo de ponte

que ficou conhecido como Bailey, foram modelos de pontes metálicas emergenciais

fundamentais para a vitória dos Aliados contra a Alemanha. Após a Segunda Guerra Mundial

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muitas das infraestruturas rodoviárias tiveram que ser reconstruídas. Generalizou-se o uso do

betão e do aço, nomeadamente com pontes em betão pré-esforçado. As formas metálicas e as

vigas passaram a ser soldadas em vez de fixas com rebites.

Constroem-se numerosas pontes suspensas, e, em particular, pontes atirantadas

com as mais variadas disposições dos cabos de suspensão. Torna-se claro que as pontes em

betão, devido à importante carga própria que possuem, são pouco sensíveis à carga variável e,

como tal, pouco influenciadas por esta, o que lhes dá uma importante estabilidade.

Estes fatores associados permitiram ultrapassar obstáculos até então dificilmente

superáveis. O vão de 1995 metros conseguido na ponte suspensa de Akashi-Kaikyo, no Japão,

é disso bom exemplo.

1.6. O futuro

É de esperar desenvolvimentos nas técnicas de construção, manutenção e

reabilitação de pontes, com a introdução de novas técnicas construtivas e novos materiais

(alumínio, fibra de vidro) ou evolução das características dos já utilizados (betão, aço).

As novas pontes serão certamente construídas de forma mais económica, segura e

com maiores níveis de qualidade.

Um salto importante estará no advento das chamadas pontes inteligentes que,

dotadas de sensores, processadores de dados e sistemas de comunicação e sinalização,

poderão alertar para um conjunto de situações, desde sobrecargas, subidas dos níveis das

águas, ventos, formação de gelo, sismicidade, pré-rotura de certos pontos nevrálgicos da

ponte, fadiga dos materiais, corrosão.

Estes sistemas "inteligentes" poderão chegar ao ponto de serem "reativos", por

exemplo, combatendo a corrosão através de sistemas de raios catódicos instalados na própria

ponte, usando sistemas de descongelação do gelo presente no tabuleiro, ou mesmo acionando

deflectores de ar de forma a assegurar a melhor estabilidade da ponte face ao vento ou às

cargas variáveis.

A implementação de todos estes sistemas, decorrente de uma estreita colaboração

entre a engenharia de materiais e a electrónica, está dependente, para além da própria

evolução da ciência, dos estudos económicos que demonstrem a sua exequibilidade.

6

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2. TIPOS DE PONTE

As pontes podem ser classificados em diferentes tipos, de acordo com vários

conceitos como o tipo de material utilizado na sua construção, o sistema predominante

estrutural, o sistema de construção, a utilização da ponte, a localização da faixa de rodagem

sobre a estrutura da ponte, etc

Dependendo do material utilizado na construção da ponte pode ser:

Alvenaria

Madeira

Betão armado

Concreto protendido

Aço

Ferro forjado

Compostos

Uma estrutura de ponte é constituída por um único material, por conseguinte, esta

classificação dificilmente ser adaptado para a realidade. Por exemplo, as pontes de arcos de

alvenaria de tijolo, geralmente tem a fundação construída com alvenaria de pedra e que,

portanto, são mais consistentes e mais durável o ataque da água de um rio.

De acordo com o obstáculo que as pontes podem ser salvos:

Aquedutos: canais de apoio ou cursos de água.

Viadutos, pontes construídas em terreno seco ou em um vale formado por um

conjunto de comprimentos curtos.

Viadutos, pontes que cruzam rodovias, estradas ou ferrovias.

Causeway: ponte abaixo, pavimentada sobre zonas húmidas ou águas de uma baía

formada por muitos trechos curtos.

Esgotos, uma ponte sob a qual passam as águas de um rio ou córrego.

De acordo com o sistema estrutural predominante pode ser:

Isostática

Hiperestático

Embora esta nunca será verdadeiro, pelo menos, que iria ficar muito duro, todos

os elementos de uma ponte não pode ser simplesmente suportado, como por exemplo uma

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placa de suporte de uma ponte consiste de uma laje de pista altamente indeterminado, vigas e

diafragmas transversal (separadores), cuja análise estática é mais complicada.

Este tipo de classificação é verdadeiro se faz algum tipo de considerações, tais

como:

É chamado “ponte isostática” para ele, cujo placas são estaticamente

independentes um do outro e, por sua vez, independente do ponto de vista da flexão dos

suportes que segurá-los.

Ele é chamado de “indeterminada ponte” um cujos conselhos são dependentes uns

dos outros do ponto de vista estático pode permitir ou não uma dependência entre as placas e

seus suportes.

Também de acordo com as pontes de sistema estruturais podem ser classificados

como:

Pontes em arco ou arco (o elemento predominante estrutural é o arco, utilizando

como material de construção e do aço que pode ser estático ou hiperestática). Eles

podem ser:

Conselho superior

Treliça de aço do tambor

Arcos e concreto

Com tímpano aberto ou sólido

Placa de fundo, correndo a estrada entre os arcos, paralelas ou não, com vários

tipos de apoio.

Pontes suspensas. Eles consistem de uma placa no ar por dois cabos de grande

porte, linhas aéreas que formam caminhos, apoiados por uma torre construída

sobre as pilhas. A parte superior pode ser ligado ao cabo por meio de ganchos ou

uma treliça. Há várias pontes com luzes penduradas acima de 100

Pontes de vigas Gerber (placas isostáticas são suportadas em cantiléver seções

isostáticas ou estaticamente indeterminado).

Dependendo pontes seu destino pode ser:

Viadutos

Para a estrada

Para o transporte ferroviário

Compostos

Aqueduto (apoio tubos para água, gás, óleo, etc.)

Gateways: pontes de pedestres pequenas.

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De acordo com âncora:

Pontes fixas: são permanentemente ancorado nas baterias. Dentro deste tipo de

placas de pontes estão, cuja armadura é uma placa de pontes de concreto armado

ou protendido a diferença entre as pilhas. É uma construção bastante normal em

rodovias.

Pontes corpos: eles se movem em parte para dar lugar a barcos

Pontes ponton: repousando sobre suportes flutuantes, geralmente móvel, e

utilizado pouco.

De acordo com o sistema de construção empregue. A classificação é geralmente

submetida ao conselho:

Derramado: Se o vazamento de forma de betão é feita sobre as disposições do

destino final.

Laje de concreto armado em vigas pré-moldadas ou pós-tensionado (reforçados

metálicos concreto protendido ou vigas, etc.).

Placa cantiléver feita (para os segmentos pré-fabricados ou fundidos no lugar)

podem ser construídos através de sucessivas adicionando elementos soldadas de

aço presos.

Tblero estaiada

Placa de harpa, fila dupla ou única linha de apoio

Bordo libertado (placa é construída em uma extremidade da extensão de ser

cobertas e tem lugar por deslizamento em rolos, completando a extremidade

dianteira da estrutura, com um elemento auxiliar estrutural, chamado libertação

nariz)

Dependendo da localização das pontes rodoviárias podem ser:

Pista acima: quando a estrutura de placa de suporte está localizado inteiramente

abaixo da estrada.

Pista inferior: são as placas que suportam a estrutura está localizado nos lados da

faixa de rodagem saliente a partir da sua superfície ou que está localizado acima

do mesmo.

Há pontes sobre estrutura viária em algumas áreas e abaixo dele em outros.

Exemplos disso são a ponte sobre Sydney Harbour Bridge ou o Forth, na Escócia.

O bi nível da estrada pontes são uma mistura dos dois tipos autênticos de estrada e

um exemplo é a ponte da baía de Oakland ou a Ponte do Brooklyn.

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Pontes em inclinação. Diz-se que o tabuleiro da ponte tem “inclinação” ou é

construído em inclinação quando o plano de forma da placa é retangular, o que

significa que o apoio do conselho de administração em um outro angulo de 90 °

com o eixo longitudinal da placa. A inclinação em conselho dificulta a análise,

desenho e construção de uma ponte.

Esgotos: são estruturas menores, mas pode chegar a alguma importância nas

circunstâncias específicas. São usados como passos através de aterros, que são

enterrados, detectando a sua presença ameaçadora cabeça em cada extremidade,

estendendo o mesmo esgoto.

Eles são diferentes 4 tipos:

Bueiros Caixa:

Formada por duas paredes laterais, superior e inferior, geralmente de seção

constante e reforços nos cantos. Às vezes, há, assim, enchendo as cargas de rolamento estará

em contato com ele, cobrir, por vezes, enchem-se, não mais do que cerca de 8 m Quanto

menor for a caixa, o enchimento pode ser maior.

Bueiros circulares:

Enterraram tubulações, diâmetros não inferior a 90 cm, para facilitar a limpeza

Não tubos de grande diâmetro são muito caros.

Reforçados abóbadas concretas.

São grandes estruturas que resistem a encher o seu telhado. Geralmente formada

por secções de espessura variável e geometria de arcos circulares 6 parabólicos.

Bueiros metálicos.

Formados por zinco, aço galvanizado, pré-moldados para formar tubos em horário

de diâmetro. Funcionam como estruturas elásticas ou flexível, assim adaptar-se às pressões de

apoio encher.

De acordo com a fundação arquitetônico utilizado, as pontes podem ser:

Suspensão

Com armaduras superiores

Com menor armadura

Estaiada

Em forma de harpa

Em forma de leque

Em forma de feixe

Arco

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Topo

Baixar

No intermediário

Móvel

Rotativo

Balançar

Basculante

Laje

Um comprimento

Várias seções (isostática e indeterminada)

Articulado ou gerber

Viga simplesmente apoiada

Um comprimento

Várias seções

Articulado ou gerber

Consoles articulados ou do gerber com baterias

Laje descansando em vigas de caixa

Porches

Incorporado

Trilateral biarticulado

Com suportes inclinados

Pórtico triangular

Armadura metálica

Menor reforço e órtese

Órtese armadura e topo

Bayley tipo

Compostos

Outros tipos

Pontes de feixe simples: salvar as lâmpadas usando feixes paralelos, geralmente de

concreto protendido ou ferro, e em cujo flange superior é o piso.

Pontes vigas mistas: são formadas por duas vigas laterais, consistindo de asas de

metal soldadas perpendicularmente à outra porção de alma permite grandes vãos e

pode ser maior ou menor bordo

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Malha pontes de treliça: eles são semelhantes aos acima referidos, mas com

treliças com elementos de aço soldadas ou rebitadas permitem grandes vãos e

suportar diversas formas, tanto superior e placa de fundo.

Pontes contínuas: têm uma superestrutura rígida de vigas em treliça (aço ou alma

cheia de concreto), apoiados por três ou mais células; apoiar grandes vãos, mas são

muito sensíveis às sedes das baterias.

As pontes Cantiléver: esquematicamente consistem em duas vigas simétricas de

duas células adjacentes, juntando-se no centro suportada por vigas e são

geralmente ancoradas nos estribos simetricamente opostas do centro. As pontes

Cantiléver tem vários edifícios, em arco ou viga de aço ou concreto, e pode salvar

grandes vãos, sem estruturas de apoio auxiliares durante a construção.

Pontes Móveis: eles são construídos em vias navegáveis e permitir a passagem de

navios, mudando um pouco da superestrutura. As pontes levadiças são luzes

simples e prática não muito grandes. O mais amplamente utilizado é o tipo de

baloiço, formada por um ou dois painéis, suportados por um veio em baterias e

convenientemente counter weighted, que se erguem por rotação em torno do eixo.

Geralmente construídos de aço, mas têm sido feitas tentativas com metal leve

(duralumínio).

Pontes de elevação vertical: utilizada para um maior conhecimento e consiste em

uma plataforma que sobe verticalmente através de guias seguintes blocos

contíguos, a plataforma é geralmente treliças de aço ou de alma cheia.

Pontes de batente: consistir de uma plataforma repousando sobre uma pilha e

capaz de rodar 90 graus em cada lado deixando o fluxo de canal aberto. Usado

apenas para pequenas luzes, como os acima, são movidos, geralmente por motores

elétricos.

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REFERÊNCIAS

Tipos de Ponte. Disponível em < http://www.blogdotony.net/94540 > Acessado em 06 de

abril de 2014

Trabalho sobre Ponte de macarrão. Disponível em < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgEjwAA/pic-2013-ponte-macarrao > Acessado em 06 de abril de 2014

Ponte. Disponível em

< http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte > Acessado em 06 de abril de 2014