CARACTERIZAÇÃO DOS PRINCIPAIS PASSADIÇOS EXISTENTES EM PORTUGAL E ANÁLISE DINÂMICA DE DUAS...

8/18/2019 CARACTERIZAÇÃO DOS PRINCIPAIS PASSADIÇOS EXISTENTES EM PORTUGAL E ANÁLISE DINÂMICA DE DUAS PASSAG…

1/125

INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA

SECÇÃO DE MECÂNICA ESTRUTURAL E ESTRUTURAS5º ANO – TRABALHO FINAL DE CURSO

ANO LECTIVO 2004/2005 – 2º SEMESTREPERFIL DE ESTRUTURAS

CARACTERIZAÇÃO DOS PRINCIPAIS PASSADIÇOS

EXISTENTES EM PORTUGAL E ANÁLISE DINÂMICA DE

DUAS PASSAGENS SUPERIORES PARA PEÕES

Trabalho realizado por:

Tomás Paes de Vasconcellos Nunes da Silva nº49261

Orientador:

Prof. Doutor Carlos Sousa Oliveira

LISBOA 2005


2/125

ANÁLISE DINÂMICA DE PASSAGENS SUPERIORES PARA PEÕES

Tomás Paes de Vasconcellos Nunes da Silva, nº 49261 2


3/125


AGRADECIMENTOS

Este trabalho foi realizado individualmente mas nunca teria sido possível sem a

ajuda de várias pessoas e entidades às quais quero prestar os meus profundos

agradecimentos.

Em primeiro lugar, quero agradecer ao Prof. Doutor Carlos Sousa Oliveira por ter

aceite o meu desafio e ter sempre encontrado tempo e disponibilidade para me

orientar no Trabalho de Final de Curso (TFC) apesar do seu tempo estar muito

ocupado.

Quero também expressar o meu agradecimento ao Professores Luís Guerreiro,

Jorge Proença e Francisco Virtuoso pela sua participação na discussão de alguns

temas que foram surgindo ao longo do trabalho.

À Câmara Municipal de Lisboa e ao Eng.º Rui Nunes da Silva do gabinete “Tal

Projecto” pela cedência de elementos que se revelaram essenciais na elaboração

do presente estudo.

À colega Mónica Amaral Ferreira, pela partilha de conhecimentos numa área em

que não os tinha.

Aos meus colegas de trabalho, João Sousa Dias e João Saraiva que me

acompanharam ao longo de todo o curso, pela sua paciência e espírito crítico.

Finalmente, os meus agradecimentos à Maria e à minha família pelo apoio e pelo

permanente incentivo.



4/125




5/125


ÍNDICE

1) INTRODUÇÃO.................................................................................................. 15

2) CARACTERIZAÇÃO DAS PASSAGENS SUPERIORES PARA PEÕES EM

PORTUGAL .......................................................................................................... 19

a) Passadiços metálicos............................................................................................................................ 20

I. Passadiços metálicos em caixão .............................................................................20

II. Passadiços metálicos I+Lajeta+I.............................................................................23

III. Passadiços metálicos em treliça............................................................................25

IV. Passadiços em grelha com septos horizontais e verticais .................................34

b) Passadiços de betão ........................................................................................................................... 35

I. Passadiços de betão I+Lajeta+I................................................................................35

II. Passadiços de betão em caixão..............................................................................38

III. Passadiços de betão I+Lajetas...............................................................................39

IV. Passadiços de betão em T+T .................................................................................41

V. Passadiços de betão em U ......................................................................................43

VI. Passadiços de betão com secção semi-circular..................................................44

VII. Passadiços de betão do tipo “stress-ribbon” .....................................................46

c) Passadiços em materiais compósitos .............................................................................................. 48

d) Passadiço suspenso em arame .......................................................................................................... 50

3) CARACTERIZAÇÃO DA ACÇÃO.................................................................... 51

a) Modelação da acção no programa SAP2000 ................................................................................... 57

4) CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO .......................................................................... 65



6/125


5) ANÁLISE DINÂMICA DE DOIS PASSADIÇOS ............................................... 69

a) Análise dinâmica de um passadiço metálico em caixão .............................................................. 69

I. Medição das frequências dos primeiros modos de vibração................................72

II. Determinação do amortecimento............................................................................74

III. Medição de acelerações..........................................................................................76

IV. Modelação do passadiço no programa de cálculo automático SAP2000..........80

V. Comparação entre as acelerações reais e as acelerações obtidas no modelo .83

b) Análise dinâmica de uma passagem superior de peões em betão ........................................... 92

I. Medição das frequências dos primeiros modos de vibração................................94

II. Determinação do amortecimento............................................................................95

III. Medição de acelerações..........................................................................................96

IV. Modelação do passadiço no programa de cálculo automático SAP2000..........97

V. Comparação entre as acelerações reais e as acelerações obtidas no modelo101

VI. Análise do comportamento do passadiço com a ocorrência de um sismo ....108

6) ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DO POSICIONAMENTO DAS ESCADAS NO

COMPORTAMENTO DE UM PASSADIÇO........................................................ 117

7) CONCLUSÃO................................................................................................. 122

8) REFERÊNCIAS .............................................................................................. 124



7/125


ÍNDICE DE FIGURAS

Fig. 1 – Secção transversal trapezoidal......................................................................................................... 20 Fig. 2 – Secção transversal rectangular. ...................................................................................................... 20

Fig. 3 – Secção transversal triangular. ......................................................................................................... 20

Fig. 4 – Pilar tubular metálico de um passadiço localizado na Av. Almirante Gago Coutinho............... 21

Fig. 5 – Pilar de betão de um passadiço localizado na Av. Marechal Gomes da Costa ............................ 21

Fig. 6 – Pilar de betão revestido com alvenaria se um passadiço localizado em Belém............................ 21

Fig. 7 – Pilar metálico de um passadiço localizado em Lagos..................................................................... 21

Fig. 8 – Escadas mais usuais .......................................................................................................................... 22

Fig. 9 – Exemplos de três passadiços em que o tabuleiro é composto por duas peças ligadas. ................ 22

Fig. 10 – Passadiços metálicos I+Lajeta+I localizados na linha de C.F. em Paço de Arcos (em cima) e na

Rinchoa (em baixo)............................................................................................................................... 24

Fig. 11 – Passadiço metálico I+lajeta+I localizado no Parque das Nações ................................................ 24

Fig. 12 – Passadiço metálico em treliça localizado na Rua Conde de Almoster........................................ 25

Fig. 13 – Apoio do pavimento na base da estrutura metálica treliçada ..................................................... 25

Fig. 14 – Passadiço metálico em treliça localizado na Rua Conde de Almoster........................................ 26

Fig. 15 – Pormenor da estrutura que suporta o pavimento........................................................................ 26

Fig. 16 – Passadiço metálico em treliça localizado na Estação de Caminhos-de-ferro do Areeiro.......... 27


Fig. 18 – Estrutura metálica sobre os pilares de modo a conferir maior rigidez ao tabuleiro................. 28

Fig. 19 – Passadiço metálico em treliça localizado na Madeira.................................................................. 28

Fig. 20 – Apoio da treliça nos pilares de betão............................................................................................. 29

Fig. 21 – Passadiço metálico em treliça localizado em Lagos ..................................................................... 29

Fig. 22 – Pormenor da estrutura que suporta o pavimento e da ligação aparafusada entre o pilar e as

vigas treliçadas...................................................................................................................................... 30

Fig. 23 – Pormenor de uma rampa de acesso ao passadiço......................................................................... 30

Fig. 24 – Passadiço metálico em treliça localizado na IP3........................................................................... 31


Fig. 26 – Passadiço metálico em treliça localizado na Antuã...................................................................... 32

Fig. 27 – Apoio da “caixa” na treliça metálica............................................................................................. 32

Fig. 28 – Passadiços metálicos em modelo de grelha ................................................................................... 34

Fig. 29 – Corte tipo......................................................................................................................................... 35

Fig. 30 – Pilar típico deste tipo de passadiços .............................................................................................. 36

Fig. 31 - Passadiços de betão I+Lajeta+I em que as lajetas assentam sobre o banzo inferior das vigas. 36



8/125


Fig. 32 - Passadiços de betão I+Laje+I em que as lajetas assentam na sobre o banzo superior das vigas

................................................................................................................................................................ 37

Fig. 33 - Passadiço em betão com secção transversal rectangular situada na IC19.................................. 38

Fig. 34 – Ligação da viga ao pilar.................................................................................................................. 39 Fig. 35 - Passadiço de betão I+Lajeta ........................................................................................................... 40

Fig. 36 - Passadiço de betão T+T localizado na Av. Dr. Luís Gomes......................................................... 41

Fig. 37 - Passadiços de betão em U localizados na A5 em Belém e em São Domingos de Rana............... 43

Fig. 38 - Passadiço de betão em com secção semicircular localizado em Cascais ..................................... 44

Fig. 39 – Ligação do tabuleiro ao pilar......................................................................................................... 45

Fig. 40 – Outras fotografias do passadiço..................................................................................................... 45

Fig. 41 – Passadiço de betão do tipo “Stress-ribbon” localizado na Faculdade de Engenharia da

Universidade do Porto.......................................................................................................................... 46

Fig. 42 –Encontro de grandes dimensões...................................................................................................... 47 Fig. 43 –Pilar................................................................................................................................................... 47

Fig. 44 – Pilar e escadas metálicas................................................................................................................. 48

Fig. 45 - Passadiços em fibra de vidro localizados na Estação de caminhos-de-ferro do Montijo e na

Avenida Infante D.Henrique................................................................................................................ 49

Fig. 46 – Passadiço suspenso feito em arame ............................................................................................... 50

Fig. 47 – Outras fotografias do passadiço..................................................................................................... 50

Fig. 48 - Relação entre a frequência e o comprimento de passada para um peão-tipo (AN – Andamento

normal, AE – andamento rápido, C – corrida)................................................................................... 53

Fig. 49 - Diagramas-tipo da relação força-tempo para diferentes andamentos ........................................ 54 Fig. 50 Coeficiente de amplificação dinâmica .............................................................................................. 56

Fig. 51 - TP, TC e FA ..................................................................................................................................... 58

Fig. 52 - Relação entre a força aplicada e o peso do peão para as diferentes frequências........................ 58

Fig. 53 - Relação entre a frequência da passada e o tempo de contacto entre o pé do peão e o pavimento

................................................................................................................................................................ 58

Fig. 54 - Relação entre a frequência da passada e o tempo entre dois passos consecutivos ..................... 58

Fig. 55 - Variação no tempo e no espaço da acção imposta por um peão a andar com uma frequência de

passada de 2Hz...................................................................................................................................... 59

Fig. 56 – Frequência da passada na direcção transversal é igual a metade da frequência da passada nas

direcções longitudinal e vertical........................................................................................................... 60

Fig. 57 – Funções de carga utilizadas para definir os vários tipos de movimentos. O diagrama da

esquerda representa movimentos com uma frequência de passada inferior a 2,2Hz e, o diagrama

da direita, movimentos com uma frequência de passada superior a este limite. ............................. 61

Fig. 58 – Coordenadas dos pontos da função de carga obtidos com a aproximação da curva por uma

sucessão de elementos rectos no programa Autocad 2006................................................................. 62



9/125


Fig. 59 – Definição das funções Time History.............................................................................................. 62

Fig. 60 – Quadro de definição da Analysis Case: “Andar com uma frequência de 2Hz” ........................ 65

Fig. 61 – Várias normas existentes que contemplam o tema das pontes para peões................................. 66

Fig. 62 – Comparação entre os vários códigos que limitam as acelerações de modo a garantir o confortodos peões ................................................................................................................................................ 67

Fig. 63 – Frequências a evitar........................................................................................................................ 68

Fig. 64 – Frequências a evitar........................................................................................................................ 68

Fig. 65 – Alçado frontal.................................................................................................................................. 70

Fig. 66 - Planta ................................................................................................................................................ 70

Fig. 67 – Alçado lateral .................................................................................................................................. 71

Fig. 68 - Corte do tabuleiro no apoio ............................................................................................................ 71

Fig. 69 – Fotografia do passadiço.................................................................................................................. 71

Fig. 70 - Fotografia do passadiço................................................................................................................... 71 Fig. 71 - Fotografia do passadiço................................................................................................................... 71

Fig. 72 - Aparelho sísmico usado para estudar o comportamento dinâmico do passadiço ...................... 72

Fig. 73 – Determinação das frequências dos primeiros modos de vibração.............................................. 73

Fig. 74 - Gráficos que permitem estimar as frequências dos primeiros modos de vibração.................... 73

Fig. 75 – Determinação do amortecimento da estrutura para vibrações verticais ................................... 74

Fig. 76 – Determinação do amortecimento da estrutura para menores amplitudes de vibração e menos

pessoas sob a ponte durante a realização do ensaio ........................................................................... 75

Fig. 77 – Acelerações verticais...................................................................................................................... 77

Fig. 78 – Acelerações longitudinais .............................................................................................................. 77 Fig. 79 – Acelerações transversais................................................................................................................ 78

Fig. 80 – Modelo adoptado............................................................................................................................. 80

Fig. 81 – 1º modo de vibração na direcção longitudinal com f=2,55Hz ..................................................... 81

Fig. 82 – 2º modo de vibração na direcção vertical com f=3,52Hz ............................................................. 81

Fig. 83 – 3º modo de vibração de torção em torno do eixo longitudinal com f=5,27Hz........................... 82

Fig. 84 – 4º modo de torção em torno de um eixo vertical a passar no centro do tabuleiro com f=5,74Hz

................................................................................................................................................................ 82

Fig. 85 – 5º modo de vibração na direcção transversal com f=6,38Hz....................................................... 82

Fig. 86 – Comparação entre as acelerações verticais obtidas com a modelação no programa SAP2000 e

as obtidas com medições in situ............................................................................................................ 83

Fig. 87 – Efeito de uma pequena variação da frequência da força excitador quando esta se encontra

próxima da frequência de ressonância (teste efectuado num sistema de 1 grau de liberdade) ...... 85

Fig. 88 Acelerações verticais (mg) a medidas a ½ vão do passadiço aquando da passagem de um peão

com uma cadência de 3,3 passos/segundo ........................................................................................... 85



10/125


Fig. 89 – Acelerações verticais (m/s2) obtidas num nó localizado a ½ vão do passadiço para a acção

modelada de um peão a correr com uma frequência de 3,3Hz......................................................... 86

Fig. 90 – Comparação entre as acelerações longitudinais obtidas com a modelação no programa

SAP2000 e as obtidas com mediçõesin situ

(para uma componente longitudinal igual a 15% dacomponente vertical)............................................................................................................................. 87


SAP2000 e as obtidas com medições in situ (para uma componente longitudinal igual a 50% da

componente vertical)............................................................................................................................. 87

Fig. 92 Acelerações longitudinais (mg) a medidas a ½ vão do passadiço aquando da passagem de um

peão com uma cadência de 3,3 passos/segundo .................................................................................. 88

Fig. 93 – Acelerações longitudinais (m/s2) obtidas num nó localizado a ½ vão do passadiço para a acção

de um peão a correr a 3,3passos/segundo (componente longitudinal igual a 15% da componente

vertical) .................................................................................................................................................. 88 Fig. 94 – Comparação entre as acelerações transversais obtidas com a modelação no programa

SAP2000 e as obtidas com medições in situ ........................................................................................ 89

Fig. 95 Acelerações verticais (mg) a medidas a ½ vão do passadiço aquando da passagem de um peão

com uma cadência de 3,3 passos/segundo ........................................................................................... 90


modelada de um peão a correr com uma frequência de 3,3Hz......................................................... 90

Fig. 97 – Fotografias do passadiço ................................................................................................................ 93

Fig. 98 - Gráficos que permitem estimar as frequências dos primeiros modos de vibração.................... 94

Fig. 99 – Acelerogramas obtidos para a acção “2 saltos a 1/2vão”............................................................. 97 Fig. 100 – Modelo adoptado........................................................................................................................... 98

Fig. 101 – 1º modo de vibração na direcção longitudinal com f=2,77Hz ................................................... 99

Fig. 102 – 2º modo de vibração na direcção vertical com f=3,34Hz ........................................................... 99

Fig. 103 – 5º modo de vibração na direcção transversal com f=3,73Hz..................................................... 99

Fig. 104 – 4º modo de torção em torno de um eixo vertical a passar no centro do tabuleiro com

f=5,71Hz............................................................................................................................................... 100

Fig. 105 – 3º modo de vibração de torção em torno do eixo longitudinal com f=8,80Hz....................... 100

Fig. 106 – Comparação entre as acelerações verticais obtidas com a modelação no programa SAP2000 e

as obtidas com medições in situ.......................................................................................................... 101 Fig. 107 Acelerações verticais (mg) a medidas a ½ vão do passadiço aquando da passagem de um peão

com uma cadência de 3,7Hz............................................................................................................... 102


modelada de um peão a correr com uma frequência de 3,7Hz....................................................... 102


SAP2000 e as obtidas com medições in situ ...................................................................................... 103



11/125


Fig. 110 Acelerações longitudinais (mg) medidas a ½ vão do passadiço aquando da passagem de um

peão com uma cadência de 3,7Hz...................................................................................................... 104

Fig. 111 – Acelerações longitudinais (m/s2) obtidas num nó localizado a ½ vão do passadiço para a acção

modelada de um peão a correr com uma frequência de 3,7Hz....................................................... 104 Fig. 112 – Comparação entre as acelerações transversais obtidas com a modelação no programa

SAP2000 e as obtidas com medições in situ ...................................................................................... 105

Fig. 113 Acelerações transversais (mg) medidas a ½ vão do passadiço aquando da passagem de um peão

com uma cadência de 3,7Hz............................................................................................................... 106

Fig. 114 – Acelerações transversais (m/s2) obtidas num nó localizado a ½ vão do passadiço para a acção

modelada de um peão a correr com uma frequência de 3,7Hz....................................................... 106

Fig. 115 – Corte do pilar do tabuleiro......................................................................................................... 109

Fig. 116 – Relação constitutiva do aço ........................................................................................................ 111

Fig. 117 – Diagrama parábola rectângulo.................................................................................................. 111 Fig. 118 – Uniformização das tensões de compressão actuantes no betão............................................... 111

Fig. 119 – Direcção dos momentos Mx e My.............................................................................................. 112

Fig. 120 – Ligação do tabuleiro aos pilares ................................................................................................ 115

Fig. 121 – Aparelho de apoio considerado na verificação da segurança.................................................. 116

Fig. 122 – Vários passadiços ensaiados para testar a influencia da localização das escadas ................. 117

Fig. 123 – Comparação entre as acelerações verticais obtidas em cada um dos passadiços .................. 119

Fig. 124 – Comparação entre as acelerações longitudinais obtidas em cada um dos passadiços........... 119

Fig. 125 – Comparação entre as acelerações transversais obtidas em cada um dos passadiços............ 120



12/125




13/125


ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 – Frequências dos movimentos "andar", "correr" e "saltar".................................................... 53

Tabela 2 – Coeficientes de amortecimento usuais para pontes do tipo “viga”.......................................... 57

Tabela 3 – Frequências dos primeiros modos de vibração do passadiço................................................... 73

Tabela 4 – amáx (mg) medidas para vários tipos de acções impostas por um peão (74kg) ou grupos de

peões. As células a azul correspondem a acelerações verticais superiores ao limite mais exigente

(66,7mg) e as células a verde correspondem a acelerações verticais superiores ao limite menos

exigente (93,8mg). As células a laranja correspondem a acelerações horizontais superiores ao

limite regulamentar (20mg) ................................................................................................................ 79

Tabela 5 – Comparação entre as frequências obtidas in situ e com o programa de cálculo automático

antes e depois da calibração do modelo ............................................................................................. 80

Tabela 6 – Frequências dos primeiros modos de vibração do passadiço…………………………………94 Tabela 7 – amáx (mg) medidas para vários tipos de acções impostas por um peão (73kg)...................... 96

Tabela 8 – Comparação entre as frequências obtidas in situ e com o programa de cálculo automático

antes e depois da calibração do modelo……………………………………………………………...97

Tabela 9 – Características geométricas e propriedades de cálculo dos materiais --------------------------108

Tabela 10 – Frequência dos primeiros modos de vibração------------------------------------------------------118



14/125


1)



15/125


INTRODUÇÃO

A necessidade de construção de passagens superiores para peões tem vindo aaumentar bastante nos últimos tempos devido ao desenvolvimento das redes

viárias, nomeadamente no que diz respeito a vias rápidas e auto-estradas pois

estas funcionam como barreiras ao tráfego pedonal.

Um passadiço é bastante diferente de um viaduto rodoviário uma vez que o seu

baixo nível de carga, aliado ao grande desenvolvimento que se tem vindo a

verificar no que respeita a técnicas de construção e novos materiais (mais leves e

mais resistentes), permite que se construam estruturas cada vez mais esbeltas ecom vãos cada vez maiores, comparativamente com as mais antigas.

Como, em grande parte dos casos, a redução da rigidez é maior do que a da

massa, a frequência das passagens superiores pedonais mais modernas vai ser

mais baixa. Assim, a probabilidade de ocorrer ressonância aumenta devido ao

ritmo das passadas, pondo em risco não só as pessoas que a transitam mas

também a própria estrutura. Para além disso, como a massa é menor, uma acção

dinâmica gera amplitudes de vibração maiores e, consequentemente, um maiornível de desconforto para os seus utentes que, por seu lado, têm vindo a tornar-se

cada vez mais exigentes no que respeita a estes aspectos. Torna-se, por isso,

importante compreender as verdadeiras causas deste acentuado movimento

oscilatório da estrutura.

Desta forma, o presente trabalho tem como objectivo a análise dinâmica de dois

tipos de passagens superiores estruturalmente diferentes e bastante utilizadas no

nosso país.

Nas duas páginas que se seguem, faz-se um levantamento dos passadiços

superiores de peões na zona de Lisboa onde é indicado o tipo de material usado,

o ano de construção, o nome do projectista/construtor e o grau de conservação.

Complementarmente, apresenta-se a carta do Concelho de Lisboa com a

marcação destes passadiços.



16/125


Nº LOCALIZAÇÃO TIPO

ESTRUTURA

ANOPROJECTISTA /

CONSTRUTOR

ESTADO

CONSERV.

1 Calçada de Carriche Metálica 1990Induplano /Sermague

Razoável

2Av. Alfredo Bensaúde – Externato S. MiguelArcanjo

B.A. pré-fabricado 1998Pavilis /

GammaconsultBom

3Av. Alfredo Bensaúde – Serviço deinformática do Exército


GammaconsultBom

4 Av. Padre Cruz – ADFA e Colégio do Planalto Metálica 1998 Socobre Bom

5Av. Dr. Luís Gomes (frente à EscolaSecundária Herculano de Carvalho)

B.A. pré-fabricado 2003 Desconhecido Bom

6 Av. Infante D. Henrique – CML Olivais Metálica 1998Socobre /Lusofabril

Razoável

7Av. Padre Cruz (Norte) – acesso ao Interfacedo C.Grande

Metálica Sermague Bom

8 Interface do Campo Grande B.A e metálica 1997 Desconhecido Razoável

9 Calvanas – Av. De Santos e Castro Metálica Sermague Bom

10 Av. Gago Coutinho – Rotunda do relógio Metálica Sermague Razoável

11Av. Marechal Gomes da Costa Junto Univ.Independente Metálica 1997 Ideias do Futuro Bom

12Av. Marechal Gomes da Costa – entre as Avs.Stº Contestável e Cidade de LourençoMarques

B.A e metálica 1998Pavilis /

GammaconsultBom

13Av. Marechal Gomes da Costa – junto àSolvay


GammaconsultBom

14 Av. Infante D.Henrique – junto à Av. de Pádua B.A. pré-fabricado 1997 Ideias do Futuro Razoável

15 Av. Gen. Norton de Matos – C.C.Colombo Metálica Socobre Bom

16 Av. Gen. Norton de Matos – Telheiras Metálica 1990 Induplano Razoável

17 Av. Lusíada – Universidade Católica Metálica Sermague Razoável

18 Av. Gen. Norton de Matos – Colégio Alemão Metálica Sermague Razoável

19Campo Grande – jardim/faculdade de Ciências(ocidental)

B.A. pré-fabricado 2000 Gammaconsult Bom

20Campo Grande – jardim/UniversidadeLusófona (Oriental)

B.A. pré-fabricado 1999 Gammaconsult Bom



17/125


Nº LOCALIZAÇÃO TIPOESTRUTURA

ANOPROJECTISTA /CONSTRUTOR

ESTADOCONSERV.

21Rua Conde de Almoster – Radial de Benfica

(Monsanto-Parque da CML)B.A. pré-fabricado 2000 Sopol / Pavia Bom

22Rua Conde de Almoster – Radial de Benfica(Monsanto - Instituto Militar)

B.A. pré-fabricado 2000 Sopol / Pavia Bom

23 Rua de Entrecampos – CP B.A. pré-fabricado 1999Pavilis /

GammaconsultBom

24Av. Infante D.Henrique (estação de Braço dePrata)

B.A. pré-fabricado 1999Maprel / Alves

RibeiroBom

25Av. EUA – Prolongamento (Passagemhidráulica do Alviela)

B.A. pré-fabricado 1999Maprel / Alves

RibeiroBom

26Rua Conde de Almoster – Radial de Benfica(treliça)

B.A e metálica 1994 Atelier Cidade

AbertaBom

27R. de Marvila para R. José Domingos Barreiros(sobre CP)

Arco em Alvenaria Desconhecido Razoável

28 Av. de Ceuta - próximo da ETAR Metálica Sermague Razoável

29 Av. Eng. Duarte Pacheco – Amoreiras Metálica Desconhecido Razoável

30Av. de Ceuta (junto à urbanização nova doCasal Ventoso)

Metálica 2003 MTR Bom

31Av. das Descobertas - Colégio S.José eSecundária do Restelo


GammaconsultRazoável

32Av. da Ponte - Alvito (frente do Estádio daTapadinha) B.A e metálica 1999 Pavilis / SMM Bom

33Av. da Ponte - Alvito (Bairro Quinta do Jacintopara a Calçada da tapada

Metálica 1994Pavilis /

GammaconsultBom

34 Av. Infante Santo - Hospital da CUF B.A. pré-fabricado 1999Pavilis /

GammaconsultRazoável

35Alcântara - Rua de Cascais e Rua Oliveira deMinguens

Metálica Desconhecido Razoável

36Alcântara - (Passadiço metálico da Av. InfanteSanto

B.A e metálica 1992Mague /

SomagueBom

37Av. da Índia e Av. de Brasília - Junto à CP deBelém

B.A e metálica 1993Beata

ConstrutoresRazoável

38Av. da Índia -Travessa Mécia Mouzinho deAlbuquerque

Metálica 1990 Induplano Razoável

39Av. da Índia e Av. de Brasília - Travessa daGuarda (junto ao Centro de Congressos)

Metálica Sermague Razoável

BetarConstrutores /

Sermague

Av. da Índia e Av. de Brasília - Doca do BomSucesso

40 B.A e metálica 1992 Razoável



18/125




19/125


2) CARACTERIZAÇÃO DAS PASSAGENS SUPERIORES

PARA PEÕES EM PORTUGAL

Com o implemento de novas estruturas rodoviárias, surgiram, nos últimos anos em

Portugal, várias passagens superiores para peões com as mais diversas tipologias

para fazer face às necessidades das pessoas visto que o trânsito, quer automóvel,

quer ferroviário, se tornou bastante mais perigoso e intenso.

O estudo efectuado incidiu sobre aproximadamente quatro dezenas de

passagens pedonais com a finalidade de se obter informação suficiente para

permitir caracterizar o tipo de passadiços existentes em Portugal, com especial

incidência na zona de Lisboa. Esta caracterização baseou-se na determinação do

material estrutural e da secção transversal do tabuleiro. Contudo, o

comportamento dinâmico de cada passadiço depende, para além destes dois

aspectos, de vários outros, nomeadamente, o tipo de elementos verticais, o

número de vãos, a forma de acesso à ponte (rampas ou escadas longitudinais ou

transversais), a altura, a largura ou a curvatura do tabuleiro.



20/125


a) Passadiços metálicos

I. Passadiços metálicos em caixão

Estas são as passagens superiores mais fáceis de encontrar quando se circulanuma cidade portuguesa uma vez que, por volta dos anos 90, foram construídos

vários exemplares idênticos em diversos pontos do país. A relação

peso/resistência permite projectar estruturas bastante esbeltas mas que, em

grande parte dos casos, evidenciam problemas de vibração excessiva com a

consequente perda de conforto para os peões. Os vãos vencidos por estas

estruturas são, normalmente, da ordem dos 15 a 45 metros. Dos exemplos

estudados, conseguem-se detectar várias diferenças quanto à resistência da

secção transversal, número de apoios, tipo de acesso ao tabuleiro, curvatura e

comprimento dos vãos.

Quanto à secção transversal, foram observadas diversas secções em caixão

trapezoidal (Fig.1), outras com secção em caixão rectangular (Fig.2) e ainda um

passadiço com secção em caixão triangular (Fig.3).

Fig. 1 – Secção transversaltrapezoidal

Fig. 2 – Secção transversalrectangular

Fig. 3 – Secção transversaltriangular

Os elementos verticais mais frequentemente utilizados são metálicos e tubulares

(Fig.4), podendo apresentar grandes ou pequenos diâmetros. Para além deste tipo

de secções, foram também observadas algumas estruturas com pilares de betãoarmado (Fig.5), betão armado revestido com alvenaria (como é o caso do

passadiço situado ao pé da Doca do Bom Sucesso, em Belém – Fig.6) e ainda

alguns pilares menos comuns, como se pode verificar na Fig.7.



21/125


Fig. 4 – Pilar tubular metálico de um passadiçolocalizado na Av. Almirante Gago Coutinho Fig. 5 – Pilar de betão de um passadiçolocalizado na Av. Marechal Gomes da Costa

Fig. 6 – Pilar de betão revestido com alvenaria seum passadiço localizado em Belém

Fig. 7 – Pilar metálico de um passadiçolocalizado em Lagos

Nestes, as escadas de acesso são geralmente constituídas por duas vigas

metálicas em I, sobre as quais assentam os degraus (Fig.8). Esta solução, apesar

de ser a mais frequente, não é única, ficando ao critério da imaginação do

projectista outras alternativas, como é patente na Fig.6.



22/125


Fig. 8 – Escadas mais usuais

Importa referir que, para grandes vãos e para facilitar a construção dos

passadiços, foram observados alguns casos em que o tabuleiro é composto por

duas peças separadas que são posteriormente aparafusadas (Fig.9). O passadiço

localizado na 2º Circular, em Telheiras, e o que se encontra na Av. Gago

Coutinho, junto à Rotunda do Relógio, são exemplos deste tipo de solução.

Fig. 9 – Exemplos de três passadiços em que o tabuleiro é composto por duas peças ligadas

Quanto ao comportamento dinâmico deste tipo de passadiços, chegou-se à

conclusão, após medições in situ de alguns deles, de que estes apresentam

frequências próprias de vibração vertical que oscilam entre 1,8Hz e 3,5Hz e que

as acelerações nesta direcção podem atingir picos de 250mg, o que indica que

existem graves problemas de vibração excessiva e que o conforto dos peões está

posto em causa. Nas direcções horizontais, as acelerações máximas registadas

variam com a posição dos acessos em relação ao tabuleiro tendo sido atingidas

acelerações da ordem dos 25mg em ambas as direcções (valor elevado tendo em

conta que o Eurocódigo 0 limita as acelerações horizontais a 20mg).



23/125


II. Passadiços metálicos I+Lajeta+I

A era da estandardização está bem representada neste tipo de passadiços sendo

muito comum encontrá-los em qualquer cidade portuguesa devido à sua rapidez

de execução. São compostos por dois perfis I apoiados, em pilares metálicos

tubulares, nas extremidades ou mais para o interior. Sobre os perfis assentam as

lajetas onde os peões vão transitar (Fig.10).

Analisando alguns casos, pode-se depreender que os pilares mais frequentemente

utilizados são os metálicos com secção tubular e que as escadas são idênticas às

descritas nos passadiços anteriores, ou seja, são constituídas por dois perfis I,

sobre os quais assentam os degraus. A ligação dos pilares às vigas é

aparafusada, em todos os casos observados.

No que respeita ao comportamento do passadiço sob a acção de peões em

movimento, não é possível tecer comentários mais aprofundados pelo facto de

não se terem efectuado medições de acelerações in situ. Porém, tendo por base

uma análise de vibrações simplificada (um peão analisa, usando a sua própria

sensibilidade, o nível de vibração causado pela passagem de outro peão), pode-se

concluir que estes tipos de estruturas são muito susceptíveis a grandes

acelerações já que bastou começar a andar para se sentirem acelerações verticais

elevadas.

Pela semelhança estrutural, foi inserido neste grupo uma passagem superior para

peões localizada no Parque das Nações, junto ao Edifício Amorim, já que o

tabuleiro é igualmente composto por duas vigas metálicas com perfil em I sobre as

quais assenta um pavimento de madeira (Fig.11). Este caso não se pode

considerar característico, mas é apresentado neste trabalho para demonstrar que,

com alguma imaginação e criatividade por parte dos projectistas, é possível tornar

um passadiço numa obra de arte que embeleza qualquer cidade.



24/125


Fig. 10 – Passadiços metálicos I+Lajeta+I localizados na linha de C.F. em Paço de Arcos (em cima) e naRinchoa (em baixo)

Fig. 11 – Passadiço metálico I+lajeta+I localizado no Parque das Nações



25/125


III. Passadiços metálicos em treliça

Estas passagens superiores não são tão comuns como as atrás descritas tendo

apenas sido encontrados três exemplares na zona de Lisboa.

Uma destas estruturas está localizada na Rua Conde de Almoster e possibilita o

tráfego pedonal da zona de Benfica para Monsanto, passando sobre a Radial de

Benfica e sobre a linha de caminhos-de-ferro Lisboa-Sintra (Fig.12).

Fig. 12 – Passadiço metálico em treliça localizado na Rua Conde de Almoster

É constituída por uma estrutura treliçada metálica apoiada em grandes pilares de

betão. Sobre a base da treliça assentam umas longarinas metálicas que têm como

função suportar umas barras transversais sobre as quais assenta o pavimento

(Fig.13) que, no presente caso, é constituído por lajetas a imitar calçada

portuguesa (Fig.13).

Fig. 13 – Apoio do pavimento na base da estrutura metálica treliçada



26/125


O facto de uma estrutura treliçada possuir uma grande rigidez, vai permitir que se

vençam grandes vãos (neste caso, o vão a vencer é de 50m). Tendo por base

medições efectuadas, é possível chegar à conclusão de que a frequência própria

de vibração vertical é superior a 3Hz não sendo, por isso, expectável qualquer

problema de vibração excessiva devido ao tráfego de peões. Este aspecto é

comprovado com o resultado das medições, tendo registado acelerações máximas

verticais de 5mg.

Outro exemplo pode ser encontrado em Oeiras, junto à Quinta do Marquês

(Fig.14).

Fig. 14 – Passadiço metálico em treliça localizado na Rua Conde de Almoster

Este caso difere um pouco do anterior uma vez

que a estrutura é uma treliça metálica em arco.

Assim, o pavimento assenta sobre uma estrutura

metálica em grelha contraventada que é

suportada por diagonais que descarregam no arco

metálico (Fig.15).

Medições aqui efectuadas permitiram estimar a

frequência dos primeiros modos de vibração,

tendo-se chegado à conclusão de que, nas

direcções horizontais (longitudinal e transversal), as frequências são elevadas,

originando um risco muito pequeno de se verificarem grandes acelerações. O

Fig. 15 – Pormenor da estruturaque suporta o pavimento



27/125


mesmo já não ocorre na direcção vertical, uma vez que a frequência do primeiro

modo de vibração é da ordem dos 3,2Hz. Sendo esta uma frequência que pode

ser atingida por um peão a fazer “jogging”, existe o risco de ocorrerem grandes

acelerações devido ao efeito de ressonância.

Tendo em conta o que foi exposto, mediram-se as acelerações verticais causadas

pelas acções “andar”, “saltar” e “vibração forçada” impostas por um peão. O

resultado obtido permite concluir que, para a acção “andar”, as acelerações

verticais são baixas e da ordem dos 38mg mas, para as acções “salto” e “vibração

forçada”, são iguais a 155mg e 90mg, respectivamente, o que já são valores

elevados e que podem causar algum desconforto às pessoas que transitam no

passadiço. Importa, contudo, referir que estas acelerações elevadas só ocorreramacções extremas.

O terceiro passadiço encontrado na zona de Lisboa está localizado na estação de

caminhos-de-ferro do Areeiro (Fig.16). Trata-se de uma treliça espacial em que se

aproveitam as partes laterais e cobertura para conferir um comportamento de

treliça tubular que, por ser muito leve e muito resistente, tem uma alta frequência e

um menor risco de se verificarem grandes acelerações verticais.

Fig. 16 – Passadiço metálico em treliça localizado na Estação de Caminhos-de-ferro do Areeiro



28/125


Tal como nas restantes estruturas

analisadas, as lajetas estão apoiadas na

parte inferior da treliça metálica

rectangular (Fig.17).

Fig. 17 – Pormenor da estrutura que suporta opavimento

É interessante notar que, devido ao facto

de o vão ser grande e de ser impossível

recorrer-se a pilares intermédios, foi

concebida uma estrutura metálica sobre

os pilares de modo a conferir mais rigidez

ao tabuleiro (Fig.18).

Fig. 18 – Estrutura metálica sobre os pilaresde modo a conferir maior rigidez ao tabuleiro

Para além destes passadiços, foram encontrados, fora da zona de Lisboa, outros

tipos de estruturas metálicas em treliça. O próximo exemplo corresponde a uma

passagem superior de peões localizada na Madeira projectada pelo Prof. António

Reis (Fig.19).

Fig. 19 – Passadiço metálico em treliça localizado na Madeira



29/125


Comparando esta estrutura com as anteriormente analisadas,

pode-se constatar que existem diferenças significativas no que

diz respeito não só ao modo como as lajetas de pavimento

assentam na treliça metálica como também à configuração da

própria treliça. Assim, contrariamente ao que se tem vindo a

verificar, as lajetas de betão assentam na face superior de uma

treliça metálica triangular simplesmente apoiada em pilares de

betão que não envolve a zona de trânsito de peões. Fig. 20 – Apoio datreliça nos pilares

de betão

Não foram efectuadas medições que permitam avaliar o comportamento dinâmico

deste passadiço, pelo que se torna impossível tirar conclusões sobre o seu grau

de vibração aquando da passagem de peões.

Outro exemplo de passadiços desta classe pode ser encontrado em Lagos

(Fig.21).

Fig. 21 – Passadiço metálico em treliça localizado em Lagos

Neste caso, existem duas vigas em treliça que suportam as barras metálicas

transversais onde assenta o pavimento. Os pilares são metálicos e tubulares e



30/125


possuem um cabeçote que garante uma boa superfície de sustentação das vigas

metálicas. A ligação destas duas peças é aparafusada, como se pode observar na

Fig.22.

Fig. 22 – Pormenor da estrutura que suporta o pavimento e da ligação aparafusada entre o pilar e asvigas treliçadas

No que respeita aos acessos, existem duas rampas: uma longitudinal e uma

transversal, compostas por três perfis metálicos I que suportam as barras

transversais onde assenta o pavimento das rampas. Sobre os pilares e a meio vão

existem vigas carlingas que rigidificam a estrutura, tornando-a mais segura e mais

confortável para os peões (Fig.23).

Fig. 23 – Pormenor de uma rampa de acesso ao passadiço



31/125


Quanto ao conforto do passadiço, não foram efectuadas medições de frequências

e de acelerações, pelo que não é possível prever ou avaliar o seu comportamento

dinâmico durante a passagem de um peão ou grupo de peões.

Foi ainda encontrada uma passagem superior para peões muito parecida com a

anterior mas em que o tabuleiro não é recto, apresentando uma ligeira curvatura, e

em que um dos pilares é uma treliça (Fig.24).

Fig. 24 – Passadiço metálico em treliça localizado na IP3

Este passadiço difere também do anterior pelo

facto de a treliça não ser uma peça única, ou

seja, de ser constituída por quatro peças

distintas que são ligadas entre si e que, por não

estarem alinhadas, conferem a curvatura ao

tabuleiro. O sistema de apoio do pavimento é

idêntico ao anterior, sendo constituído por barras

metálicas transversais, apoiadas nas vigas

treliçadas, onde assenta o pavimento (Fig.25). Também, neste caso, não existemdados experimentais que comprovem o bom comportamento da estrutura no que

respeita ao conforto dos peões.

Fig. 25 – Pormenor da estrutura quesuporta o pavimento



32/125


Um último exemplo de passadiços metálicos em treliça foi encontrado junto à área

de estacionamento de Antuã (sobre a A1) e é composto por uma treliça espacial

fechada, apoiada em pilares de betão (Fig.26). A passagem dos peões é feita

dentro de uma “caixa” inserida dentro da própria treliça, como se pode observar na

Fig.27.

Fig. 26 – Passadiço metálico em treliça localizado na Antuã

Fig. 27 – Apoio da “caixa” na treliça metálica

Ensaios efectuados permitiram obter uma estimativa das características dinâmicas

da estrutura e das acelerações que esta apresenta durante o tráfego de peões

(nas três principais direcções). Assim, o primeiro modo de vibração tem a direcção

transversal e uma frequência de 2,73Hz; o segundo tem a direcção longitudinal e

uma frequência de 2,91Hz e, por último, na direcção vertical estima-se que a

frequência do primeiro modo de vibração seja igual a 4,98Hz.

No que respeita ao conforto dos peões, será expectável que não ocorram grandes

acelerações quer vertical quer transversalmente pelo facto de a frequência



33/125


fundamental nestas direcções ser muito elevada e se afastar das frequências da

passada dos peões, reduzindo-se a probabilidade de ocorrência de ressonância.

Note-se que a frequência da passada na direcção transversal é igual a metade

daquela que se verifica na direcção vertical (ver capítulo da definição da acção,

Fig.45). Quanto à direcção longitudinal, é possível que ocorram acelerações

maiores mas só para frequências de passada bastante elevadas, o que não

acontece com muita frequência.



34/125


IV. Passadiços em grelha com septos horizontais e verticais

Na zona de Lisboa, principalmente em estações de caminhos-de-ferro, é corrente

encontrarmos passadiços destes. São constituídos por uma estrutura metálica em

grelha, sobre a qual assenta a chapa metálica do pavimento. Como elementos

verticais, é usual recorrer-se a pilares metálicos tubulares com um cabeçote na

extremidade de modo a existir uma maior superfície de apoio para o tabuleiro.

Contudo, na estação de caminhos-de-ferro de Queluz (Linha Lisboa-Sintra), o

passadiço aí existente não utiliza elementos verticais deste tipo como se podeconstatar nas duas últimas imagens da Fig.28. No exemplo apresentado os pilares

são compostos por duas treliças, formando um prisma triangular invertido.

No que respeita ao comportamento dinâmico destas passagens superiores para

peões, não se vão tecer grandes comentários pelo facto de não terem sido

efectuadas medições de acelerações in situ. Contudo, a análise no local permite

verificar que o nível de vibração causado pela passagem de peões em movimento

é menor do que, por exemplo, nos passadiços I+Lajeta+I.

e

Fig. 28 – Passadiços metálicos em modelo de grelha



35/125


b) Passadiços de betão

I. Passadiços de betão I+Lajeta+I

Este tipo de estrutura é muito utilizado em passagens superiores sobre estradas e

auto-estradas, não sendo tão comum a sua utilização sobre linhas de caminhos-

de-ferro. São constituídos por duas vigas pré-fabricadas em betão armado pré-

esforçado apresentando uma secção aproximadamente em I (Fig.29). As vigas

estão normalmente apoiadas em aparelhos de apoio que transmitem as acções

aos pilares.

Nestes passadiços é corrente a utilização de pilares idênticos ao da Fig.30 e

Fig.31 que se caracterizam por terem um cabeçote que servirá de superfície de

suporte das vigas.

As lajetas pousam no banzo inferior das vigas, que servem de “resguardo” lateral,

e fixam-se a estas através de buchas metálicas (Fig.29).

Fig. 29 – Corte tipo



36/125


Fig. 30 – Pilar típico deste tipo de passadiços

Analisando algumas medições efectuadas, chegou-se à conclusão de estasestruturas, tal como a maior parte dos passadiços em betão, não apresentam

grandes acelerações para as acções impostas por um peão ou grupo de peões

pelo que o conforto dos utilizadores está garantido.

Fig. 31 - Passadiços de betão I+Lajeta+I em que as lajetas assentam sobre o banzo inferior das vigas



37/125


Para além deste tipo de solução, existe ainda uma outra composta também por

duas vigas de betão armado pré-esforçado em I, sobre as quais assentam as

lajetas. Este caso difere do anterior principalmente pelo facto de as lajetas

estarem apoiadas, não no banzo inferior das vigas, mas sim sobre o banzo

superior destas (Fig.32), já que os pilares são normalmente idênticos aos já

descritos e os acessos (escadas, rampas, elevadores) variam de situação para

situação, não sendo por isso considerados como uma característica de cada

passadiço.

Esta variante não foi sujeita a medições mas é expectável que, pelo facto de o

material usado ser o betão, não ocorram grandes níveis de vibração.

Fig. 32 - Passadiços de betão I+Laje+I em que as lajetas assentam na sobre o banzo superior das vigas



38/125


39/125


III. Passadiços de betão I+Lajetas

Tendo por base a pesquisa efectuada na zona de Lisboa, só foram detectadas

duas estruturas deste tipo que estão localizadas na Rua Conde de Almoster, junto

ao Passadiço metálico em treliça analisado anteriormente.

Este sub-grupo diz respeito a passagens superiores para peões compostas por

uma única viga de betão armado pré-esforçado de grandes dimensões,

simplesmente apoiada nos pilares, sobre a qual assentam as lajetas de betão

(Fig.34 e Fig.35).

No que respeita ao conforto das pessoas, este tipo de passadiços é exemplar, tal

como a maioria dos passadiços de betão, pelo facto de as acelerações medidas

serem muito baixas para todas as acções impostas pelos peões (máxima

aceleração vertical registada é igual a 10mg

para a acção “salto”). Por outro lado, os

passadiços de betão têm uma massa bastante

superior aos metálicos sendo que, se houver

um sismo, sofrem maiores danos. É neste

caso que os passadiços I+Lajeta parecem

pouco fiáveis uma vez que as vigas estão

simplesmente apoiadas em pequenos pilares,

transmitindo uma noção de insegurança aos

peões que sobre eles transitam. Este aspectofoi recentemente abordado na Câmara Municipal de Lisboa, tendo sido proposto

um reforço destas ligações com chapas metálicas laterais para evitar

deslocamentos horizontais sob a acção de sismos (Fig.34).

Fig. 34 – Ligação da viga ao pilar



40/125


Fig. 35 - Passadiço de betão I+Lajeta



41/125


IV. Passadiços de betão em T+T

Este tipo de passadiços não é muito comum na zona de Lisboa, tendo sido

encontrado apenas um exemplar localizado na Av. Dr. Luís Gomes (em frente à

Escola Secundária Herculano de Carvalho), apresentado na Fig.36.

Fig. 36 - Passadiço de betão T+T localizado na Av. Dr. Luís Gomes

A grande particularidade destes passadiços reside no facto de a secção se

assemelhar a uma laje vigada, vulgarmente utilizada nos viadutos rodoviários,

sendo composta por duas vigas de betão armado pré-esforçado em T com banzos

unidos pelas extremidades. Os pilares são de betão e apresentam uma forma

pouco vulgar se modo a que a superfície de contacto entre estes e as vigas T seja

maior (Fig.36).



42/125


Após a análise de algumas medições efectuadas é possível concluir que este

passadiço, que vence três vãos de 20m, tem uma frequência de vibração vertical

igual a 3,5Hz enquanto que, nas direcções longitudinal e transversal, a frequência

do primeiro modo de vibração é igual a 3,1Hz e 1,6Hz, respectivamente.

No que respeita a acelerações, foi efectuado um ensaio de vibração forçada

vertical em que um peão, colocado a meio vão do passadiço, tenta excitar a

estrutura sem sair do mesmo sítio. Com este ensaio foram medidas acelerações

verticais iguais a 31mg, acelerações longitudinais iguais a 4mg e, na direcção

transversal, acelerações iguais a 2,6mg. Tendo em conta que as acelerações não

são muito elevadas e que a acção imposta é muito violenta, pode-se considerar

que este passadiço não tem problemas de vibração excessiva e que o conforto

dos peões está assegurado já que não será muito fácil excitar a estrutura mais

intensamente com a passagem de um peão ou grupo de peões.



43/125


V. Passadiços de betão em U

Estes passadiços são muito semelhantes às passagens pedonais I+Lajeta+I uma

vez que são compostos por duas vigas de betão armado pré-esforçado que têm

como função suportar a laje do pavimento. Assim, as principais diferenças que

fazem com que os dois tipos de passadiços sejam diferenciados em duas

categorias diferentes, residem no facto de, em vez de se utilizarem lajetas de

betão pré-fabricado, ser utilizar uma laje betonada in situ que é suportada por

duas vigas que podem não ser necessariamente em I.Estruturas deste tipo podem ser encontradas com alguma frequência na auto-

estrada de Cascais (Fig.37) sendo que, devido à falta de medições, não é possível

aferir o seu comportamento dinâmico aquando da passagem de um peão ou grupo

de peões. Contudo, pelo facto de o material utilizado ser o betão, não são

esperadas grandes acelerações e o conforto dos peões deve estar garantido.

Fig. 37 - Passadiços de betão em U localizados na A5 em Belém e em São Domingos de Rana



44/125


VI. Passadiços de betão com secção semi-circular

Esta variante de passadiços de betão não é muito corrente na zona de Lisboa

tendo sido encontrado apenas um exemplar na zona de Cascais.

Fig. 38 - Passadiço de betão em com secção semicircular localizado em Cascais

Pela análise das Figs.38 39 e 40 é possível perceber que a principal diferença

entre este passadiço e os restantes tem a ver com a secção transversal do

tabuleiro. Apesar de não ter sido possível ter acesso ao projecto desta estrutura,

pensa-se que a secção transversal seja composta por lajes semicirculares pré-

fabricadas de betão armado pré-esforçado completadas com umas lajetas debetão que constituem o pavimento do passadiço. Esta solução já foi utilizada em

tempos nas coberturas dos grandes armazéns tendo-se aproveitado este tipo de

secção para o passadiço em causa.



45/125


Os pilares são compostos por quatro elementos verticais de betão armado ligados,

na extremidade superior, por uma peça semicircular de betão onde assenta o

tabuleiro (Fig.39). Pela análise no local foi possível verificar que entre o tabuleiro e

os pilares foram usadas umas tiras de borracha ou cortiça que melhoram a ligação

entre duas superfícies de betão, reduzindo o desgaste dessa zona (Fig.39)

Fig. 39 – Ligação do tabuleiro ao pilar

No que respeita ao comportamento dinâmico deste tipo de passadiços, não foram

efectuadas medições in situ de frequências e acelerações pelo que não é possível

concluir nada sobre este aspecto.

Fig. 40 – Outras fotografias do passadiço



46/125


VII. Passadiços de betão do tipo “stress-ribbon”

O termo “Stress-Ribbon” é usado para descrever estruturas formadas por uma

plataforma muito delgada de betão pré-esforçado. Esta solução é muito

económica, estética e requer quantidades mínimas de materiais. Como principal

desvantagem pode-se apontar o facto de os encontros terem de suportar grandes

forças horizontais o que pode condicionar o custo da solução.

Como exemplo deste tipo de estrutura pode-se apontar o passadiço existente na

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (Fig.41).

Fig. 41 – Passadiço de betão do tipo “Stress-ribbon” localizado na Faculdade de Engenharia daUniversidade do Porto

Este passadiço é apresentado neste trabalho por ter sido alvo de um importante

estudo sobre o seu comportamento dinâmico (Elsa Caetano e Álvaro Cunha,

2002) e não por caracterizar um grande número de passadiços em Portugal, já

que não foram encontrados mais estruturas deste tipo.



47/125


Tendo por base o texto “Modelação numérica e validação experimental do

Comportamento dinâmico de uma ponte pedonal” (Elsa Caetano e Álvaro Cunha,

2002), sabe-se que o passadiço é constituído por “u

ribbon” contínuo, apoiado nos encontros e num pilar

intermédio, formando dois vãos de 28m e 30m. A laje

de tabuleiro constitui uma estrutura laminar de betão

armado com 3,8m de largura e cerca de 0,15m de

espessura, cuja resistência é dada por 4 cabos

embebidos na secção de betão traccionados entre os

encontros. A forma curva da estrutura resulta do

equilíbrio estático entre as forças gravíticas e as

forças de tracção nos cabos.”

m tabuleiro do tipo “stress-

Fig. 42 –Encontro degrandes dimensões

“O pilar central, cuja extremidade superior possui uma

cota de 2m acima da cota dos encontros, é uma

estrutura metálica formada por 4 tubos dispostos

segundo as arestas de uma pirâmide quadrangular

invertida, ligados superiormente por uma “sela” de

desvio dos cabos do tabuleiro e cujo vértice forma uma

rótula. Sendo a resistência às acções horizontais

conferida pelos cabos traccionados, tornou-se

necessária a utilização de um sistema de apoio

longitudinal durante a fase construtiva.”

Fig. 43 –Pilar

No que respeita ao conforto dos peões, este passadiço exibe níveis de vibração

francamente perceptíveis mesmo quando atravessado por um reduzido número de

peões, razão pela qual foi objecto de estudo aprofundado pelos autores já

referidos.



48/125


c) Passadiços em materiais compósitos

A utilização de materiais compósitos ultra-leves é cada vez mais usual nas

estruturas mais recentes. Este tipo de solução apresenta grandes vantagens

devido à sua grande leveza, bom aspecto estético e grande rapidez de construção

o que facilita a sua aplicação em zonas urbanas por não causar grande transtorno

do trânsito local.

A sua grande leveza aliada às novas tecnologias existentes, levaram à adopção

do conceito de construção modular, possibilitando a produção em série e

simplificando processos.

No que respeita à plataforma em si, esta caracteriza-se por ser elegante e

funcional, propondo uma solução fechada composta por duas linhas horizontais

ligadas por uma malha. A solução mais usual caracteriza-se ainda por ser

adaptável e desmontável, ter uma baixa manutenção, ser reutilizável e reciclável.

As passagens superiores deste tipo que foram observadas localizam-se na

Estação de caminhos-de-ferro do Montijo e na Av. Infante D.Henrique e

apresentam um comprimento total de aproximadamente 30m (Figs.44 e 45).

Quanto a elementos verticais, é usual a utilização de

pilares metálicos tubulares (Fig.44) e de escadas

metálicas idênticas às usadas nos passadiços

metálicos, ou seja, compostas por vigas I sobre as

quais assentam os degraus.

Fig. 44 – Pilar e escadas metálicas

Tendo por base algumas medições efectuadas estima-se que a frequência de

vibração de ambos os passadiços seja aproximadamente igual a 5,3Hz. Foram

medidas ainda acelerações máximas verticais de 67mg e acelerações máximas



49/125


transversais e longitudinais iguais a 61mg e 12mg, respectivamente, para algumas

acções impostas por um peão. Deste modo pode-se concluir que, pelo facto de

este tipo de estruturas serem muito leves, podem ocorrer casos de vibração

excessiva aquando da passagem de grupos de peões, o que pode causar algum

desconforto.

Fig. 45 - Passadiços em fibra de vidro localizados na Estação de caminhos-de-ferro do Montijo e naAvenida Infante D.Henrique



50/125


d) Passadiço suspenso em arame

Este tipo de passadiços está praticamente em extinção e é apresentado nestetrabalho apenas como curiosidade relativamente aos primórdios dos passadiços.

O exemplo apresentado de seguida foi encontrado em Amarante e foi construído

em meados do séc XVII, aquando da implementação de linhas de caminhos-de-

ferro nessa zona (Figs.46 e 47). Esta estrutura está presentemente a ser objecto

de um estudo por parte de engenheiros da Faculdade de Engenharia da

Universidade do Porto e ainda não se obtiveram resultados das medições

efectuadas, razão pela qual, não se podem apresentar esclarecimento sobre o seu

comportamento dinâmico.

Fig. 46 – Passadiço suspenso feito em arame

Quanto à estrutura propriamente dita, é constituída por dois cabos de arame que

suportam vários tirantes, também de arame cuja função é suportar o pavimento do

passadiço (que é de madeira, como se pode observar na Fig.47).

Fig. 47 – Outras fotografias do passadiço



51/125


3) CARACTERIZAÇÃO DA ACÇÃO

Um passadiço é um tipo especial de estrutura pelo facto de o seu nível de carga

ser bastante mais baixo, quando comparado com o dos “viadutos” rodoviários.

Este aspecto conduz à construção de estruturas mais esbeltas onde os problemas

de vibração excessiva surgem com mais frequência, ao contrário do que é normal

acontecer em viadutos rodoviários.

Apesar de os peões não detectarem problemas de resistência da estrutura,

apercebem-se instantaneamente de problemas de vibração excessiva porque sepodem tornar desconfortáveis e assustadores.

As acções dinâmicas em passadiços devem-se essencialmente à movimentação

normal (“andar”) ou rápida (“jogging”) dos peões. Contudo, também determinadas

acções esporádicas que ocorrem quando um ou mais peões impõem movimentos

ritmados violentos, tais como saltar num único ponto a determinada frequência ou

impor movimentos horizontais bruscos, podem produzir acções dinâmicas de

grande importância, razão pela qual também foram objecto de estudo. As acçõesimpostas por ciclistas não foram tidas em conta no presente trabalho pelo facto de

terem pouca relevância quando comparadas com as impostas pelos peões.

O movimento de um peão introduz na estrutura uma acção variável a cada passo

dado. Esta acção tem um carácter dinâmico não só devido à modificação da

posição da carga, mas também pelo facto desta não ter uma intensidade

constante ao longo do tempo.

Efeitos específicos podem também ser alcançados quando a frequência da forçaexcitadora é igual à frequência de vibração da estrutura - ressonância. Este

fenómeno provoca grandes acelerações sendo, por isso, indispensável conhecer a

frequência do movimento dos peões bem como a frequência da ponte para o

poder evitar.



52/125


Existe ainda outra dificuldade na caracterização da acção que reside no facto de

os movimentos da ponte terem a capacidade de a influenciarem. Este aspecto

toma o nome de “Efeito de Sincronização” (“Lock in Efect”) e foi, por exemplo,

preponderante para o fecho precoce da Millenium Bridge em Londres uma vez que

a vibração excessiva na direcção horizontal levou a que os peões adaptassem o

seu movimento ao movimento da ponte para se equilibrarem, fazendo com que

esta entrasse em ressonância.

Acção de um peão

Tal como é referido na Tese de mestrado do Engenheiro Vinagre (1989)1, a acção

de um peão pode ser definida a dois níveis distintos: num primeiro nível (global)

definem-se os parâmetros que se relacionam exclusivamente com a locomoção do

peão; num segundo nível, (local) é necessário definir uma função de carga que

traduza a acção aplicada à estrutura quando ocorre o contacto entre o pé do

indivíduo e o tabuleiro.

Em relação ao nível global, importa determinar qual a frequência do movimento.

Esta pode ser facilmente obtida se se conhecer a velocidade do deslocamento e o

comprimento da passada.

A referência anterior especifica que a velocidade do deslocamento varia

normalmente entre 0,5m/s e 8,0m/s e que o comprimento da passada não excede

os 1,9m. Na Fig.48 é apresentado um gráfico que relaciona estas grandezas com

a frequência do andamento.

1 Vinagre, João Carlos, Análise Dinâmica de Pontes para Peões, 1989



53/125


Fig. 48 - Relação entre a frequência e o comprimento de passada para um peão-tipo (AN – Andamentonormal, AE – andamento rápido, C – corrida)2

Tendo por base o artigo “Lively Footbridges” de Bachmann3 (Tabela 1) é possível

classificar o tipo de acção no que respeita às frequências. Deste modo, pode-se

constatar que, em média, a frequência do movimento “andar” é de cerca de 2Hz

enquanto que dos movimentos “correr” e “saltar” é da ordem dos 2,5Hz.

Lento Normal Rápido Total

Andar 1,4 – 1,7 Hz 1,7 – 2,2 Hz 2,2 – 2,4 Hz 1,4 – 2,4 Hz

Correr 1,9 – 2,2 Hz 2,2 – 2,7 Hz 2,7 – 3,3 Hz 1,9 – 3,3 Hz

1,3 – 1,9 Hz 1,9 – 3,0 Hz 3,0 – 3,4 Hz 1,3 – 3,4 HzSaltar

Tabela 1 – Frequências dos movimentos "andar", "correr" e "saltar"

Definido o movimento do peão, é necessário determinar uma função de carga que

traduza a acção aplicada à estrutura quando ocorre o contacto entre o pé do

indivíduo e o tabuleiro (análise local).

Cada passo pode ser decomposto numa componente vertical e em duas

horizontais (longitudinal e transversal). A primeira é respons�

CARACTERIZAÇÃO DOS PRINCIPAIS PASSADIÇOS EXISTENTES EM PORTUGAL E ANÁLISE DINÂMICA DE DUAS...

Documents

Transcript of CARACTERIZAÇÃO DOS PRINCIPAIS PASSADIÇOS EXISTENTES EM PORTUGAL E ANÁLISE DINÂMICA DE DUAS...