Programa de Pós-Graduação em EstruturasDepartamento de Mecânica Aplicada e Estruturas

Escola Politécnica da UFRJ

Prof. Flávia Moll de Souza Judice

2009.1

Projeto de Estruturas de Pontes

A solução do projeto da ponte é,muitas vezes, condicionada ao método construtivo adotado para a execução da

superestrutura

Fatores que influem na escolha do método construtivo a se adotar:

� Comprimento da obra� Altura do escoramento� Regime e profundidade do rio� Velocidade do rio� Grandeza do vão principal (gabaritos)� Capacidade do terreno de fundação que define o custo da

infra-estrutura� Disponibilidade de equipamento da construtora� Cronograma de execução da obra� Economia

No Brasil, os métodos construtivos mais difundidos são:

�Superestrutura moldada no local sobre escoramento direto

�Superestrutura com tabuleiro composto por vigas pré-moldadas

�Superestrutura executada pelo método dos balanços sucessivos

�Superestrutura executada por empurramentossucessivos

�Superestrutura pré-fabricada

Método de largo emprego, também chamado de convencional

Consiste em:

• Executar o escoramento e as formas da superestrutura em toda a extensão da obra

• Lançar o concreto nas formas segundo um plano de concretagem pré- estabelecido

Vantagem:

• Materialização de formas complexas em planta e perfil e de arquiteturas sofisticadas para a superestrutura

Não é recomendado quando:

� Altura de escoramento elevada: Hesc. > 15 m

� Grandes comprimentos de obra: L > 400 m

� Caixas de rios profundos e rios sem regimes bem definidos (cheias)

� Velocidade grande das águas (v > 3m/s)

� Cronogramas de execução apertados, não permitindo o início da execução da superestrutura antes do término da meso-estrutura

Plano de concretagem:

�Deve estabelecer os pontos por onde devem ser iniciados o lançamento do concreto nas formas e o sentido de avanço da concretagem

Finalidades:

• Minimizar os efeitos de retração do concreto

• Evitar esforços indesejáveis no concreto fresco causados por deformação do escoramento durante a concretagem

Seqüência de concretagem:

1. Concretar laje inferior (trecho A)2. Concretar vigas (trecho B)3. Concretar laje superior (trecho C)

• A concretagem do trecho B deverá ser feita por camadas sucessivas de altura aproximada de 30 cm

• A defasagem de tempo entre as concretagens dos diferentes trechos não deverá ultrapassar 24 h

• Em seção fechada • Em seção aberta

TRECHO A

TRECHO B

TRECHO CTRECHO B

TRECHO A

Seqüência de concretagem:

1. Trecho A:

Sobre escoramento, a partir do meio do vão. Avançar para os dois lados

2. Trecho B:

Das extremidades para o apoio

3. Trecho C

m

B B A A BBC C

L

0,25L

1,00 m1,00

0,25L

SENTIDO DE CONCRETAGEM

• Concretagem do trecho C:

� Após o término da concretagem dos trechos A e B

• Juntas existentes (trecho C) entre os trechos A e B:

� Ferros de ligação

• Antes de qualquer concretagem:

� Limpeza completa das juntas (com água)

• Para evitar mau adensamento do concreto e extravasamento:

� Colocação de sarrafos de madeira nas juntas – retirados após 1 h do término da concretagem

� Escoramentos utilizados nas obras moldadas no local:

• Madeira� Metálicos� Concreto� Mistos

Atenção especial deve ser dada ao projeto e controle de execução do escoramento

Grande parte dos acidentes em pontes ocorre quando a obra encontra-se ainda sobre escoramento

�Muito utilizados no passado • Desde a época das construções romanas

Forma e escoramento em madeira de viaduto em seção celular

Vantagens:

�Grande resistência à compressão e baixo peso específico

�Facilidade de montagem e desmontagem

Desvantagem:

�Baixa durabilidade: caráter provisório das estruturas de escoramento

Este tipo de escoramento tem sido evitado devido à elevação do custo da madeira, aos problemas ecológicos a ela

relacionados e à industrialização da construção

Fator limitador:

� Greide elevado: acarreta em emendas de topo nas peças

� Atenção especial: detalhamento e execução das emendas – principal causa dos acidentes

Faixa de uso:

� Adequada para alturas de escoramento (até 6 m)

� Obras em concreto armado com seção transversal em 2 vigas ligadas por laje e transversinas

�Muito utilizados na construção de pontes e viadutos principalmente pelos seguintes fatores:

• Versatilidade de emprego• Grande capacidade de carga• Ligações padronizadas e confiáveis• Baixa utilização de mão-de-obra nas

operações de montagem e desmontagem• Grande número de reutilizações• Rapidez de montagem

� Empresas no mercado da construção civil que alugam estruturas de escoramentos metálicos:RHOR, MILLS e ESTUB

Montagem de forma e armação de viaduto moldado no localFoto cedida pelo Prof. Sérgio Marques Ferreira de Almeida

�Combinam o concreto na execução de torres, e treliças ou perfis metálicos para vencer os vãos entre as torres

Faixas de uso:

�Altura do escoramento elevada�Terrenos com baixa capacidade de suporte

nas camadas superficiais

� O método:

� Execução das vigas longitudinais (longarinas) em canteiro de pré-fabricação (situado de preferência no extremo da obra)

� Transporte das vigas até suas posições definitivas no tabuleiro com auxílio de equipamentos especiais

� Aspectos gerais:

� Pré-moldagem de parte do tabuleiro: limitação da capacidade portante dos equipamentos

� Vigas: normalmente em concreto protendido

� Após posicionadas sobre as travessas de apoio: utilizadas como escoramento da laje

PRE-LAJE

SUPERFICIE RUGOSA TRATADA CUIDADOSAMENTE

DRENO

NOTA: MUITOS CONSTRUTORES PREFEREM ELIMINAR O BALANCO PARA

EVITAR O ESCORAMENTO DO MESMO; ISTO DIFICULTA

A COLOCACAO DOS DRENOS.,

CABO

Seção transversal típica com tabuleiro de vigas múltiplas pré-moldadas: solução atual

Seção transversal típica com tabuleiro de vigas múltiplas pré-moldadas: solução em desuso

Vantagens da 1ª solução (solução atual)

�Evita o escoramento da laje por meio do emprego de pré-lajes com armadura positiva incorporada

�Maior simplicidade de execução, evitando furos no talão superior das vigas para passagens de cabos de laje

�Menos altura de viga para a mesma altura final de construção, resultando em vigas mais leves

�Possibilidade de uso de lajes elásticas (lajes de continuidade)

Desvantagem: � Elevado número de juntas transversais

Solução:� Lajes elásticas

(lajes de continuidade)

PLACAS DE ANCORAGEM

PLACAS DE ANCORAGEM

TRANSVERSINAS

Admite três processos construtivos:• Lançamento com treliças autopropelidas� Lançamento com guindastes� Vigas ripadas

O equipamento mais difundido no mercado para lançamento das vigas é a treliça metálica de origem italiana - SICET

� Características da lançadeira SICET:

� Opera com força motriz própria� Desloca-se até o pátio de pré-moldagem das vigas, de suspendê-las no

seu corpo, transportá-las até os vãos das pontes ou viadutos e colocá-las na sua posição definitiva sobre os pilares

� Composição:

� Duas treliças conjugadas, de seção trapezoidal, sobre as quais se deslocam duas pontes rolantes

� As treliças são compostas por módulos de 6,0 m, para facilitar o transporte, unidos entre si através de parafusos

� A movimentação transversal da treliça para posicionamento das vigas na posição final é feita com auxílio de binários metálicos e tirfors

Representação esquemática de lançamento de viga pré-moldada com treliça lançadeira

Solução prática e veloz para montagem dos tabuleiros de viadutos

Lançamento de viga pré-moldada do Viaduto de Retorno do km 461 da BR 116/SPFoto cedida pelo Prof. Sérgio Marques Ferreira de Almeida

�Aplicável quando:• Greide da obra não muito elevado (compatível com a

altura e comprimento da lança do guindaste)

• Terreno adjacente à obra com suficiente capacidade de carga e topografia adequada para trânsito do guindaste

• Inexistência de redes elétricas aéreas na região da obra que interfiram com a movimentação da lança do guindaste

• Peso máximo das vigas de aproximadamente 300 kN

�Consiste em:• Moldagem das vigas no próprio vão• Uso de treliças metálicas apoiadas em consoles de

concreto armado ligados às travessas de apoio

Treliça de escoramento posicionada para execução das vigasFoto cedida pelo Prof. Sérgio Marques Ferreira de Almeida

�Procedimentos:

�Após concretagem e protensão: macaqueamento da viga e deslocamento lateral da treliça para a posição da nova viga a ser executada

�Quando todas as vigas de um determinado vão estiverem executadas, desloca-se a treliça para o próximo vão com auxílio de uma grua e repete-se o processo

�O processo admite como alternativa a movimentação lateral da viga executada permanecendo a treliça de escoramento fixa em cada vão

� Indicado quando:

� Poucos vãos e número reduzido de vigas ⇒ custo elevado do aluguel de treliça lançadeira ou de guindaste de grande capacidade de carga

� Características:

� Para agilização do processo:

�Pré-montar armaduras de aço passivo e cabos de protensão

� Introduzir na forma através de gruas → eliminação do trabalho artesanal no local de execução da viga

� Ciclo completo de execução de uma viga: ≅ 5 dias

� Cuidados adicionais:

• Na movimentação para evitar o tombamento

�Escoramento invertido:�Treliça instalada sobre a viga ⇒ cargas

transportadas por meio de tirantes de aço

Detalhe de escoramento invertidoFoto cedida pelo Prof. Sérgio Marques Ferreira de Almeida

� O projeto deve prever:� Traçado de cabos de protensão com ancoragens mortas nas cabeças

das vigas�Ancoragens vivas no topo do flange superior ⇒ impossibilidade de

acesso do macaco de protensão às cabeças de vigas confinadas por vãos adjacentes

SO

ELEVAC~AO

C 6

C 3

C 1

C 5

C 4

C 2 C 3 C 7 C 8

C 7 C 6 C 5 C 4C 8

C 2

C 1

S S3 S4 S5

S1OS7S6S5

S2

S8 S9

1

,

Detalhe típico de traçado de cabosno sistema de vigas ripadas