NOVA PONTE SOBRE O RIO LIMPOPO EM GUIJÁ · geotécnica e ensaio de carga estáticos (2 estacas),...

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NOVA PONTE SOBRE O RIO LIMPOPO EM GUIJÁ Victor Barata Ponte sobre o rio Limpopo entre Chokwé e Guijá Tektónica Lisboa 5 de Maio 1

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NOVA PONTE SOBRE O RIO LIMPOPO EM GUIJ

Victor Barata

Ponte sobre o rio Limpopo entre Chokw e Guij Tektnica Lisboa 5 de Maio

1

Introduo

Estudos preliminares

Condicionamentos

Soluo adoptada

Verificao de segurana

Aspectos construtivos

Concluses

Ponte sobre o rio Limpopo entre Chokw e Guij Tektnica Lisboa 5 de Maio

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1. INTRODUO

Ponte sobre o rio Limpopo entre Chokw e Guij Tektnica Lisboa 5 de Maio

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Intervenientes:

Projecto de Execuo

Assistncia Tcnica

Construo

Dono de Obra

Estudos Preliminares

Fiscalizao

COWI HIFAB

SECON

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4

Localizao:

Cerca de 200 km a norte de Maputo

Atravessa o Rio Limpopo

Situada na Estrada N208

Liga as povoaes de Chokwe e Guij

PONTE SOBRE O RIO LIMPOPO

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5

SITUAO ANTERIOR:

Travessia sobre um aterro com manilhas

Forte restrio ao escoamento hidrulico

A travessia foi destruda nas cheias de 2000

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2. ESTUDOS PRELIMINARES

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CONSTITUIO DOS ESTUDOS PRELIMINARES

Estudo rodovirio

Estudo hidrulico

Relatrio geotcnico

Conceito estrutural

Especificaes de projecto

Cdigos aplicveis

Especificaes particulares

Especificaes Tcnicas do Caderno de Encargos

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CONCEITO ESTRUTURAL

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2. CONDICIONAMENTOS

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GEOMTRICOS

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

Extenso total da ponte 490.0m

ESTRUTURAIS

Tabuleiro contnuo com seco em caixo

Indicao de vos extremos de 45.0m e vos intermdios de 50.0m

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

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GEOLGICO-GEOTCNICOS

Interpretao das condies de fundao com base nas sondagens disponveis para concurso

Estacas moldadas com camisa metlica perdida

Dimetro mnimo de 0.80m

Comprimento das estacas a determinar com base em campanha de prospeco geotcnica e ensaio de carga estticos (2 estacas), aps adjudicao da empreitada

Chokwe Guij

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HIDRULICOS:

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

Velocidade mxima do escoamento = 4.0m/s

Aco hidrodinmica sobre os pilares para a situao de cheia centenria

Efeito de eroso hidrodinmica com infraescavao do fundo do rio numa profundidade de 6.0m

No utilizar proteces para as fundaes 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 condies normais de explorao, quer para a aco de cheia

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ESPECIFICAES

Cdigos 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.

Cdigos Geotcnicos:

BS 8004 1986: Code of practice for foundations;

BS 8002 1994: Earth Retaining Structures.

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ESPECIFICAES PARTICULARES

Materiais Caractersticas mnimas de resistncia

Aces permanentes Pesos prprios, restantes aces permanentes, assentamentos

Sobrecargas rodovirias Trfego normal, veculos especiais

Aces variveis Variao de temperatura, sismo, vento, cheia

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4. SOLUO ADOPTADA

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Conceito estrutural: o definido nos estudos preliminares

Mtodo construtivo do tabuleiro: lanamento incremental por lift-push

Razes para a seleco deste mtodo

Segurana na execuo dos trabalhos

Garantia de cumprimento dos prazos

Elevados ritmos de execuo

Possibilidade de trabalhar em condies adversas

Garantia de qualidade

Economia de meios

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Consequncias do processo construtivo na Ponte do Limpopo:

Alterao da rasante

Concepo de um sistema de pr-esforo adequado

Adaptao da carlinga de extremidade para ligao ao nariz frontal

Alargamento dos pilares para resistir aos esforos de atrito

Capitel no topo dos pilares para instalar os equipamentos necessrios

Adaptao da geometria do Encontro Oeste de onde o tabuleiro ser lanado, para poderem ser instalados os equipamentos e para resistir s foras de lanamento

Execuo de um banco para fabricao e lanamento do tabuleiro atrs do Encontro Oeste

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Alterao da rasante para uma curva nica na extenso do tabuleiro

Superelevation

L2 36.175L1 34.232

L1 261.338D=95

.154

28

.28

20

.29

21

.65

23

.74

24

.12

25

.72

28

.45

km

=3

+2

57

.68

8Z

=3

1.2

19

km

=2

+7

35

.01

3Z

=3

1.1

42

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

29

.69

29

.81

20

.59

23

.19

20

.93

20

.42

20

.28

21

.20

21

.51

22

.42

22

.26

23

.90

24

.57

23

.78

24

.53

28

.02

24

.39

28

.17

29

.77

29

.72

29

.66

Ground Levels

29

.68

29

.85

5

30

.05

0

30

.61

3

31

.52

2

32

.44

6

33

.27

4

34

.00

5

34

.64

1

35

.18

0

35

.62

3

35

.97

0

36

.22

1

36

.37

5

36

.43

4

36

.39

6

36

.26

2

36

.03

2

35

.70

6

35

.28

4

34

.76

5

34

.15

0

33

.44

0

32

.63

3

31

.73

0

30

.76

8

30

.09

0

29

.78

0

29

.75

7

29

.75

5

29

.75

3

29

.75

1

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%

Z=

29

.86

0k

m=

3+

33

0.0

39

Z=

29

.77

0

km

=3

+2

93

.86

3

Z=

41

.68

8

km

=2

+9

96

.35

0

Z=

29

.76

1k

m=

2+

70

0.7

81

Z=

29

.75

8

km

=2

+6

66

.54

9

Z=

29

.75

1k

m=

2+

57

1.3

96

4040

36

32

28

24

20

16

12

4040

36

32

28

24

20

16

12

330m

Z=

34

.34

2k

m=

2+

83

2.3

03

Z=

34

.34

2k

m=

3+

16

2.3

03

Hydraulic Clearance Level 31.3m

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Descrio da estrutura

Estrutura em beto armado pr-esforado

Tabuleiro contnuo com 490m de extenso 45m + 8 50m + 45m

Largura de 11.4m

Altura mxima 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

GUIJCHOKWE

CHOKWEGUIJ

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Tabuleiro

Seco do tabuleiro em caixo

Tabuleiro com 3.0m de altura

Espessura das almas = 0.4m

Largura total = 11.4m

3.0

0

0.400.40

2.05

4.50

0.20

11.40

0.25 3.701.45 0.250.30 3.70 0.30 1.45

2.65 2.65

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1.25 1.25

11.40

0.25 3.701.45 0.250.30 3.70 0.30 1.45

3.0

0

0.20

Tabuleiro

Carlingas sobre os pilares

Carlingas nos encontros

Septos desviadores para o pr-esforo exterior, situados aproximadamente a quartos de vo.

3.0

0

0.40 0.40

2.05

4.50

0.20

11.40

0.25 3.701.45 0.250.30 3.700.30 1.45

2.65 2.65

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Pilares

Seco vazada com 2.0m 6.0m de contorno exterior

Espessura das paredes de 0.25m

Capitel no topo do pilar

1.101.5

0

2.55 2.55

1.3

0

2.40 2.40 2.40 0.65

9.70

6.00

1.85

1.5

01

.30

2.00

0.65 2.40 0.65

3.70

2.0

0

6.00

3.401.10

6.20

3.0

0

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Encontro Oeste

Resiste reaco de lanamento do tabuleiro fase de construo

Resiste ao impulso de terras, s foras de frenagem, aco ssmica e aces transversais em explorao

Corte longitudinal Planta

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Encontro Este

Sujeito aos impulsos de terras, a foras de atrito nos apoios e s aces transversais

Corte longitudinal Planta

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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

Nsls

Number of piles

Diameter (m)

Lenght (m)

WA P1 P2 P3P4 P5 P6 P7 P8 P9

EA

GUIJCHOKWE

-6.6-10.1

-7.5-10.1 -10.8 -10.3 -12.6

-16.1-13.1 -12.0

-0.9

Fundaes - Soluo final

Campanha geotcnica complementar, sob os pilares e encontros

Ensaios de carga das estacas - Estudos de retroanlise

Acompanhamento da execuo das primeiras estacas

Detectaram-se problemas de descompresso das areias na ponta das estacas

Injeco da ponta das estacas

Ajuste dos processos construtivos

Ajuste das cotas de fundo das estacas

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Faseamento construtivo

Montagem do nariz metlico

Execuo do primeiro segmento

Lanamento do primeiro segmento

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Faseamento construtivo

Execuo do segundo segmento

Lanamento do segundo segmento

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Faseamento construtivo

Execuo do terceiro segmento

Lanamento do terceiro segmento

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Faseamento construtivo

Execuo e lanamento do tabuleiro at ao primeiro pilar

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Faseamento construtivo

Execuo e lanamento do tabuleiro

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Faseamento construtivo

Execuo das carlingas

Fixao definitiva dos apoios

Aplicao do pr-esforo exterior

G UIJ CHOKWE

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5. VERIFICAO DA SEGURANA

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Verificao da segurana

Modelo de clculo para as vrias posies do tabuleiro

Modelos locais

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Verificao da segurana

Esforos para uma das fases do lanamento

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Verificao da segurana

Envolvente de tenses para o lanamento do tabuleiro

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Verificao da segurana

Modelo global para a fase de lanamento

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6. ASPECTOS CONSTRUTIVOS

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Execuo das estacas e macios

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Ensaios de carga das estacas

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Encontros

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Pilares

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Banco de pr-fabricao

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Lanamento do tabuleiro

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Dispositivos de lanamento

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Nariz de lanamento

Em ao, muito mais leve do que a estrutura de beto

Com cerca de 35m de comprimento

Reduz o peso da consola antes de chegar ao prximo apoio

Permite reduzir os esforo no tabuleiro de beto

Possibilita a recuperao das flechas atravs de equipamentos hidrulicos

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Batentes transversais e aparelhos de apoio

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Lanamento do tabuleiro

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7. CONCLUSES

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A construo da ponte sobre o rio Limpopo constituu um sucesso, tendo-se concludo a obra dentro do prazo e do oramento previsto, cumprindo os condicionamentos de projecto. Para esse sucesso contriburam os seguintes factores:

Adequada definio dos critrios de projecto, aces, e regulamentos a aplicar, por forma a garantir a segurana e um bom comportamento da obra, quer em explorao, quer face a situaes extremas de cheia ou sismo;

Realizao de um estudo geotcnico exaustivo, complementado por ensaios in situ que permitiram adaptar a soluo prevista s reais condies do terreno;

Adopo de mtodos construtivos que garantam uma construo de qualidade, em boas condies de segurana, com controlo dos prazos e dos custos;

Cuidadoso planeamento da obra, e adequada afectao de meios, existindo uma boa colaborao construtor/projectista/fiscalizao.

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

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OBRIGADO PELA VOSSA ATENO

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