NOVA PONTE SOBRE O RIO LIMPOPO EM GUIJÁ

Victor Barata

Ponte sobre o rio Limpopo entre Chokwé e Guijá Tektónica Lisboa 5 de Maio

Introdução

Estudos preliminares

Condicionamentos

Solução adoptada

Verificação de segurança

Aspectos construtivos

Conclusões

1. INTRODUÇÃO

Intervenientes:

Projecto de Execução

Assistência Técnica

Construção

Dono de Obra

Estudos Preliminares

Fiscalização

COWI HIFAB

Localização:

▬ Cerca de 200 km a norte de Maputo

▬ Atravessa o Rio Limpopo

▬ Situada na Estrada Nº208

▬ Liga as povoações de Chokwe e Guijá

PONTE SOBRE O RIO LIMPOPO

SITUAÇÃO ANTERIOR:

▬ Travessia sobre um aterro com manilhas

▬ Forte restrição ao escoamento hidráulico

▬ A travessia foi destruída nas cheias de 2000

2. ESTUDOS PRELIMINARES

CONSTITUIÇÃO DOS ESTUDOS PRELIMINARES

▬ Estudo rodoviário

▬ Estudo hidráulico

▬ Relatório geotécnico

▬ Conceito estrutural

▬ Especificações de projecto

▬ Códigos aplicáveis

▬ Especificações particulares

▬ Especificações Técnicas do Caderno de Encargos

CONCEITO ESTRUTURAL

2. CONDICIONAMENTOS

GEOMÉTRICOS

▬ Plataforma transversal com uma largura de 11.40m (2.0 + 7.4 + 2.0)

▬ Extensão total da ponte – 490.0m

ESTRUTURAIS

▬ Tabuleiro contínuo com secção em “caixão”

▬ Indicação de vãos extremos de 45.0m e vãos intermédios de 50.0m

▬ Batente transversais nos pilares e encontros para resistir a uma força de 1.5MN.

GEOLÓGICO-GEOTÉCNICOS

▬ Interpretação das condições de fundação com base nas sondagens disponíveis para concurso

▬ Estacas moldadas com camisa metálica perdida

▬ Diâmetro mínimo de 0.80m

▬ Comprimento das estacas a determinar com base em campanha de prospecção geotécnica e ensaio de carga estáticos (2 estacas), após adjudicação da empreitada

Chokwe Guijá

HIDRÁULICOS:

▬ Tirante de ar de 1.0m em 70 % da extensão da ponte (330m), ou seja, à cota 31.3m

▬ Velocidade máxima do escoamento = 4.0m/s

▬ Acção hidrodinâmica sobre os pilares para a situação de cheia centenária

▬ Efeito de erosão hidrodinâmica com infraescavação do fundo do rio numa profundidade de 6.0m

▬ Não utilizar protecções para as fundações dos pilares

▬ Dispositivos que garantam a estabilidade do tabuleiro durante uma cheia

▬ Dispositivos que permitam garantir o funcionamento e durabilidade da obra, quer para as condições normais de exploração, quer para a acção de cheia

ESPECIFICAÇÕES

▬ Códigos Estruturais:

▬ Draft Code of Practice for Design of Road Bridges and Culverts, SATCC September 1998, - Part 1: General Statement;

▬ Draft Code of Practice for Design of Road Bridges and Culverts, SATCC September 1998, - Part 2: Specification for Loads (herein referred to as “SATCC – Part2”);

▬ TMH7 – Part 3 – 1989: Code of Practice for the Design of Highway bridges and culverts in South Africa;

▬ BS 5400 – Part 9 – Section 9.1 1983: Code of Practice for Design of Bridges Bearings.

▬ Códigos Geotécnicos:

▬ BS 8004 – 1986: Code of practice for foundations;

▬ BS 8002 – 1994: Earth Retaining Structures.

ESPECIFICAÇÕES PARTICULARES

▬ Materiais Características mínimas de resistência

▬ Acções permanentes Pesos próprios, restantes acções permanentes, assentamentos

▬ Sobrecargas rodoviárias Tráfego normal, veículos especiais

▬ Acções variáveis Variação de temperatura, sismo, vento, cheia

4. SOLUÇÃO ADOPTADA

Conceito estrutural: o definido nos estudos preliminares

Método construtivo do tabuleiro: lançamento incremental por “lift-push”

Razões para a selecção deste método

▬ Segurança na execução dos trabalhos

▬ Garantia de cumprimento dos prazos

▬ Elevados ritmos de execução

▬ Possibilidade de trabalhar em condições adversas

▬ Garantia de qualidade

▬ Economia de meios

Consequências do processo construtivo na Ponte do Limpopo:

▬ Alteração da rasante

▬ Concepção de um sistema de pré-esforço adequado

▬ Adaptação da carlinga de extremidade para ligação ao nariz frontal

▬ Alargamento dos pilares para resistir aos esforços de atrito

▬ Capitel no topo dos pilares para instalar os equipamentos necessários

▬ Adaptação da geometria do Encontro Oeste de onde o tabuleiro será lançado, para poderem ser instalados os equipamentos e para resistir às forças de lançamento

▬ Execução de um banco para fabricação e lançamento do tabuleiro atrás do Encontro Oeste

Alteração da rasante para uma curva única na extensão do tabuleiro

Superelevation

L2 36.175L1 34.232

L1 261.338D=95.154

R=105.000D=54.504

R=65.000D=88.945

Horizontal Alignment

D=72.351L1 36.175

L2 261.338L2 34.232

D=522.675D=68.463

I=0.008%Vertical Curves

Ground Levels

Final Road Levels

363534333231302928272625242322212019181716151413121110987654321Perfil

3+3303+3253+3003+2753+2503+2253+2003+1753+1503+1253+1003+0753+0503+0253+0002+9752+9502+9252+9002+8752+8502+8252+8002+7752+7502+7252+7002+6752+6502+6252+6002+5752+5502+5252+5002+480Km - Distance

R=17.00

B= 0.385D=72.35

R=65.00

B= -5.254D=522.68

R=17.00

B= 0.345D=68.46

i=0.008%

Hydraulic Clearance Level 31.3m

Descrição da estrutura

▬ Estrutura em betão armado pré-esforçado

▬ Tabuleiro contínuo com 490m de extensão → 45m + 8 х 50m + 45m

▬ Largura de 11.4m

▬ Altura máxima dos pilares 12m

▬ Tabuleiro sustentado transversalmente nos encontros e pilares

▬ Tabuleiro fixo longitudinalmente ao encontro Oeste

2+800 2+900 3+000 3+100 3+200

GUIJÁCHOKWE

CHOKWEGUIJÁ

Tabuleiro

▬ Secção do tabuleiro em “caixão”

▬ Tabuleiro com 3.0m de altura

▬ Espessura das almas = 0.4m

▬ Largura total = 11.4m

0.40 0.40

0.25 3.701.45 0.250.30 3.70 0.30 1.45

2.65 2.65

1.25 1.25

0.25 3.701.45 0.250.30 3.70 0.30 1.45

Tabuleiro

▬ Carlingas sobre os pilares

▬ Carlingas nos encontros

▬ Septos desviadores para o pré-esforço exterior, situados aproximadamente a quartos de vão.

0.40 0.40

0.25 3.701.45 0.250.30 3.70 0.30 1.45

2.65 2.65

Pilares

▬ Secção vazada com 2.0m х 6.0m de contorno exterior

▬ Espessura das paredes de 0.25m

▬ Capitel no topo do pilar

1.101.5

2.55 2.55

2.40 2.40 2.40 0.65

0.65 2.40 0.65

3.401.10

Encontro Oeste

▬ Resiste à reacção de lançamento do tabuleiro – fase de construção

▬ Resiste ao impulso de terras, às forças de frenagem, à acção sísmica e acções transversais – em exploração

Corte longitudinal Planta

Encontro Este

▬ Sujeito aos impulsos de terras, a forças de atrito nos apoios e às acções transversais

Corte longitudinal Planta

WA P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 EA Total

3380 3250 2680

16 8 8 8 8 8 8 8 8 8 12 100.0

0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

29.0 32.0 29.5 31.5 30.5 30.0 31.5 34.0 31.5 30.0 23.5 2990.0

Pile length with improvement of the base soil - Dec. 2006

Number of piles

Diameter (m)

Lenght (m)

WA P1 P2 P3P4 P5 P6 P7 P8 P9

GUIJÁCHOKWE

-6.6-10.1

-7.5-10.1 -10.8 -10.3 -12.6

-16.1-13.1 -12.0

Fundações - Solução final

▬ Campanha geotécnica complementar, sob os pilares e encontros

▬ Ensaios de carga das estacas - Estudos de retroanálise

▬ Acompanhamento da execução das primeiras estacas

▬ Detectaram-se problemas de descompressão das areias na ponta das estacas

▬ Injecção da ponta das estacas

▬ Ajuste dos processos construtivos

▬ Ajuste das cotas de fundo das estacas

Faseamento construtivo

▬ Montagem do nariz metálico

▬ Execução do primeiro segmento

▬ Lançamento do primeiro segmento

▬ Execução do segundo segmento

▬ Lançamento do segundo segmento

▬ Execução do terceiro segmento

▬ Lançamento do terceiro segmento

▬ Execução e lançamento do tabuleiro até ao primeiro pilar

▬ Execução e lançamento do tabuleiro

▬ Execução das carlingas

▬ Fixação definitiva dos apoios

▬ Aplicação do pré-esforço exterior

G UIJ ÁCHOKWE

5. VERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA

Verificação da segurança

▬ Modelo de cálculo para as várias posições do tabuleiro

▬ Modelos locais

▬ Esforços para uma das fases do lançamento

▬ Envolvente de tensões para o lançamento do tabuleiro

▬ Modelo global para a fase de lançamento

6. ASPECTOS CONSTRUTIVOS

Execução das estacas e maciços

Ensaios de carga das estacas

Encontros

Pilares

Banco de pré-fabricação

Lançamento do tabuleiro

Dispositivos de lançamento

Nariz de lançamento

▬ Em aço, muito mais leve do que a estrutura de betão

▬ Com cerca de 35m de comprimento

▬ Reduz o peso da consola antes de chegar ao próximo apoio

▬ Permite reduzir os esforço no tabuleiro de betão

▬ Possibilita a recuperação das flechas através de equipamentos hidráulicos

Batentes transversais e aparelhos de apoio

Lançamento do tabuleiro

7. CONCLUSÕES

A construção da ponte sobre o rio Limpopo constituíu um sucesso, tendo-se concluído a obra dentro do prazo e do orçamento previsto, cumprindo os condicionamentos de projecto. Para esse sucesso contribuíram os seguintes factores:

▬ Adequada definição dos critérios de projecto, acções, e regulamentos a aplicar, por forma a garantir a segurança e um bom comportamento da obra, quer em exploração, quer face a situações extremas de cheia ou sismo;

▬ Realização de um estudo geotécnico exaustivo, complementado por ensaios “in situ” que permitiram adaptar a solução prevista às reais condições do terreno;

▬ Adopção de métodos construtivos que garantam uma construção de qualidade, em boas condições de segurança, com controlo dos prazos e dos custos;

▬ Cuidadoso planeamento da obra, e adequada afectação de meios, existindo uma boa colaboração construtor/projectista/fiscalização.

A solução projectada, em nosso entender, conjugou-se com os condicionamentos e necessidades do Dono de Obra, sem deixar de apresentar um bom enquadramento estético.

OBRIGADO PELA VOSSA ATENÇÃO

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