Cap. 11 - Aparelhos de Apoio, Juntas - IsEL

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DEC – Pontes e Viadutos Cap. 11 Aparelhos de Apoio. Juntas 11. APARELHOS DE APOIO. JUNTAS DE DILATAÇÃO. DISSIPADORES. 11.1. Aparelhos de apoio 11.1.1. Generalidades A maioria das pontes dispõe de aparelhos de apoio, cujo objectivo principal é libertar movimentos a fim de reduzir esforços. Sempre que possível, é preferível adoptar ligações monolíticas por razões económicas (os aparelhos representam um acréscimo de custo), por razões de durabilidade (os aparelhos requerem manutenção) e também por razões estruturais (uma estrutura monolítica é mais hiperstática e, por consequência, possui uma carga de colapso superior). No entanto, em muitas situações os aparelhos de apoio são necessários pois o respectivo custo compensa a redução de esforços que se consegue. Existem empresas especializadas no fabrico de aparelhos de apoio e que os fabricam com boa qualidade, apesar da tendência para a redução de custos por razões comerciais. As gamas de fabrico cobrem a maioria das necessidades dos projectos, de modo que o projectista não tem necessidade de os projectar, como fazia antigamente. No projecto apenas são especificadas as exigências a satisfazer para estes equipamentos, ficando a cargo das referidas empresas, o respectivo projecto e manufactura. O Empreiteiro, logo que lhe seja adjudicada determinada obra, ou conjunto de obras, fará, tão cedo quanto possível, as necessárias consultas ao mercado a fim de escolher os aparelhos de apoio e propô-los á Fiscalização com a devida antecedência. A Fiscalização enviará ao projectista o processo dos aparelhos de apoio, incluindo memória descritiva, cálculos, desenhos e manual de procedimentos, a fim de dar parecer. Com base neste parecer e na sua própria experiência a Fiscalização aprovará ou não os aparelhos propostos. Só depois de a Fiscalização os aprovar é que se dará inicio á sua manufactura, o que poderá demorar alguns meses, e daí a necessidade de começar a preparar este trabalho o mais cedo possível, a fim de que não haja atrasos. Note-se que os aparelhos de apoio têm de ser instalados antes de se dar inicio á execução do tabuleiro e, em geral, a execução dos pilares e encontros é relativamente rápida. Os aparelhos de apoio devem ser concebidos e instalados de forma a que seja possível a sua substituição. Deve ser exigido ao fornecedor um manual de procedimentos que indique não só a maneira de os instalar correctamente, mas também a maneira de os substituir. O projectista deve contemplar no seu projecto a eventualidade da substituição dos aparelhos de apoio. Deve prever locais e espaço para posicionamento dos macacos hidráulicos, deve dimensionar armaduras de reforço nos locais de aplicação das forças e deve considerar no Revisão 03 – Novembro de 2004 11-1

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11. APARELHOS DE APOIO. JUNTAS DE DILATAÇÃO. DISSIPADORES.

11.1. Aparelhos de apoio

11.1.1. Generalidades

A maioria das pontes dispõe de aparelhos de apoio, cujo objectivo principal é libertar movimentos a fim de reduzir esforços. Sempre que possível, é preferível adoptar ligações monolíticas por razões económicas (os aparelhos representam um acréscimo de custo), por razões de durabilidade (os aparelhos requerem manutenção) e também por razões estruturais (uma estrutura monolítica é mais hiperstática e, por consequência, possui uma carga de colapso superior). No entanto, em muitas situações os aparelhos de apoio são necessários pois o respectivo custo compensa a redução de esforços que se consegue.

Existem empresas especializadas no fabrico de aparelhos de apoio e que os fabricam com boa qualidade, apesar da tendência para a redução de custos por razões comerciais. As gamas de fabrico cobrem a maioria das necessidades dos projectos, de modo que o projectista não tem necessidade de os projectar, como fazia antigamente. No projecto apenas são especificadas as exigências a satisfazer para estes equipamentos, ficando a cargo das referidas empresas, o respectivo projecto e manufactura.

O Empreiteiro, logo que lhe seja adjudicada determinada obra, ou conjunto de obras, fará, tão cedo quanto possível, as necessárias consultas ao mercado a fim de escolher os aparelhos de apoio e propô-los á Fiscalização com a devida antecedência. A Fiscalização enviará ao projectista o processo dos aparelhos de apoio, incluindo memória descritiva, cálculos, desenhos e manual de procedimentos, a fim de dar parecer. Com base neste parecer e na sua própria experiência a Fiscalização aprovará ou não os aparelhos propostos.

Só depois de a Fiscalização os aprovar é que se dará inicio á sua manufactura, o que poderá demorar alguns meses, e daí a necessidade de começar a preparar este trabalho o mais cedo possível, a fim de que não haja atrasos. Note-se que os aparelhos de apoio têm de ser instalados antes de se dar inicio á execução do tabuleiro e, em geral, a execução dos pilares e encontros é relativamente rápida.

Os aparelhos de apoio devem ser concebidos e instalados de forma a que seja possível a sua substituição. Deve ser exigido ao fornecedor um manual de procedimentos que indique não só a maneira de os instalar correctamente, mas também a maneira de os substituir.

O projectista deve contemplar no seu projecto a eventualidade da substituição dos aparelhos de apoio. Deve prever locais e espaço para posicionamento dos macacos hidráulicos, deve dimensionar armaduras de reforço nos locais de aplicação das forças e deve considerar no

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dimensionamento uma combinação de acções em que a acção variável base é a acção de levantamento. Na maioria das situações um deslocamento da ordem dos 10 mm é suficiente para a substituição.

Os aparelhos de apoio poderão ser munidos de “saia” anti-poeiras e indicadores de movimento. Se o projectista entender que estes componentes são de aplicar, deverá mencionar isso no caderno de encargos e/ou peças desenhadas, por forma a que possam ser orçamentados.

11.1.2. Tipos de aparelhos de apoio.

Nas obras mais antigas os aparelhos de apoio usados eram metálicos, à base de superfícies cilíndricas ou superfícies esféricas combinadas com chapas metálicas planas (coxins). Os principais inconvenientes destes aparelhos eram, além das elevadíssimas tensões de contacto entre as peças metálicas que asseguravam as rotações e os deslocamentos, a sua conservação. Com o aparecimento de borrachas sintéticas e plásticos resistentes aos raios UV e ao ozono, novos materiais passaram a estar disponíveis. Este material veio permitir a concepção de aparelhos com a permissão de rotação, e ao mesmo tempo, com áreas de contacto razoáveis.

Hoje em dia, a maioria dos aparelhos de apoio aplicados nas pontes dispõem destes novos materiais.

Podemos classificar os aparelhos de apoio mais utilizados em 3 grandes categorias:

(a) Almofadas de neoprene: ─ Simples ─ Cintado

- Com ou sem dispositivo de deslizamento aço-teflon; - Com ou sem dispositivo de ancoragem ao betão; - Com ou sem dispositivo de bloqueamento de deslocamentos transversais;

Para cargas e deslocamentos moderados estes aparelhos são os mais económicos. O neoprene simples possui uma tensão admissível da ordem dos 5 MPa e é utilizado normalmente em batentes de travamento. A tensão admissível sobe para 15 MPa no caso do neoprene cintado.

A cintagem é conseguida pela incorporação de lâminas de aço vulcanizadas á borracha. Estas lâminas, para além de conferirem um aumento de capacidade de carga, reduzem substancialmente a deformação axial do aparelho.

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Na figura seguinte apresenta-se um corte vertical de um aparelho deste tipo:

EVENTUAL LÂMINA DE TEFLON

CHAPAS DE AÇO Fig. 1 – Aparelho de apoio em neoprene cintado

Se os deslocamentos forem moderados, poderão ser absorvidos por distorção do neoprene, conseguindo-se uma resposta aproximadamente elástica do aparelho. Se os deslocamentos não puderem ser absorvidos por distorção do neoprene, é necessário libertar completamente o deslocamento, o que se consegue dotando a superfície superior do aparelho de uma lâmina de um produto sintético, denominado PTFE.

O PTFE (politetrafluoretileno) é um plástico de elevada resistência mecânica e química que, em contacto com aço inox altamente polido, desenvolve um atrito extremamente baixo, da ordem de 0.02 a 0.03. O tabuleiro desliza sobre o teflon mediante essa chapa de aço inox a ele ligada. O PTFE é também conhecido por TEFLON, mas esta designação é uma marca comercial de PTFE.

Conforme já referido, os blocos de neoprene podem ser dotados de dispositivos de ancoragem ao betão e dispositivos de bloqueamento de deslocamentos. Na figura que segue ilustram-se estes dispositivos:

(2)(1)

Fig. 2 – Blocos de neoprene com (1) dispositivo de ancoragem e (2) dispositivo de bloqueamento de deslocamentos (numa ou nas 2 direcções)

Os aparelhos com dispositivo de ancoragem adoptam-se quando as cargas verticais mínimas a que estão sujeitos não garantem a aderência suficiente entre o bloco e as superfícies adjacentes de betão.

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(b) “Pot Bearings”

Nos anos 50 começaram a ser fabricados aparelhos de apoio constituídos por um cilindro metálico em forma de panela, contendo no seu interior um disco de neoprene e sobre o qual assenta um pistão metálico. Estes aparelhos são designados por “pot-bearings” e, entre nós, são também conhecidos por aparelhos em marmita.

O neoprene está confinado pelas paredes do cilindro, o que faz aumentar a sua tensão admissível para valores da ordem dos 35 MPa. O neoprene confinado comporta-se como um liquido, conferindo ao aparelho de apoio a capacidade de absorver rotações em torno de qualquer eixo horizontal.

Uma característica importante destes aparelhos é que apresentam, graças ao confinamento do neoprene, uma deformabilidade axial praticamente nula o que é importante em algumas aplicações, como é o caso de pontes para comboios de alta velocidade.

Estes aparelhos poderão ser fixos ou moveis e, sendo moveis, poderão sê-lo numa ou em ambas as direcções. Podemos, assim, subdividir os “pot-bearings” em três categorias:

─ Fixos

─ De deslizamento uni-direccional

─ De deslizamento multi-direccional.

Nas figuras seguintes apresentam-se perspectivas explodidas destes 3 tipos de “pot-bearings”.

Fig. 3 – “Pot-bearing” fixo

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Fig. 4 – “Pot-bearing” uni-direccional

Fig. 5 – “Pot-bearing” multidireccional

(c) Guias metálicas

Conforme vimos os “pot-bearings” podem ser concebidos de forma a suportar cargas horizontais, que nas situações correntes são da ordem dos 15% a 20% da carga vertical. Para cargas horizontais importantes é preferível absorve-las com batentes laterais devidamente pormenorizados no projecto de execução ou adoptar guias metálicas destinadas exclusivamente a absorver cargas horizontais. As empresas fornecedoras dos aparelhos de apoio fabricam, também, normalmente, estas guias.

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11.1.3. Assentamento dos aparelhos de apoio.

Os aparelhos de apoio são, regra geral, assentes em superfície horizontal, conforme ilustrado na figura seguinte:

DIRECÇÃO LONGITUDINAL DIRECÇÃO TRANSVERSAL Fig. 6 – Assentamento de aparelhos de apoio em superfície horizontal

No entanto, no caso dos aparelhos móveis dispostos nos encontros, se o tabuleiro for inclinado longitudinalmente, os movimentos longitudinais não se darão na direcção da junta, dando origem a um desnível. Se a inclinação do tabuleiro e o deslocamento forem grandes, o desnível gerado pode causar impacto á passagem dos rodados, com o consequente prejuízo tanto para os condutores como para a durabilidade da junta. Nestes casos é preferível assentar os aparelhos num plano com a inclinação do tabuleiro.

Na figura que segue ilustram-se as duas possibilidades de assentamento: no plano horizontal (caso (1)) e no plano com a inclinação do tabuleiro (caso (2)).

O caso (1) tem a vantagem de não gerar forças horizontais permanentes, mas tem o inconveniente de criar desníveis na junta. O caso (2) tem a desvantagem de gerar forças horizontais mas tem a vantagem de proporcionar movimentos na direcção da inclinação do tabuleiro.

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A superfície de assentamento necessita ser, regra geral, regularizada com argamassa de alta resistência e ligante não retráctil. A argamassa de assentamento deve possuir espessura da ordem de 1 cm.

Aquando da elaboração do projecto, o projectista deve deixar entre a superfície superior dos pilares ou encontros e a superfície inferior do tabuleiro, uma distância suficiente para instalação dos aparelhos de apoio, para o que poderá consultar catálogos de aparelhos de apoio para se certificar de que o espaço deixado é suficiente. Deverá também, conforme já referido, deverá prever espaço para colocação de macacos em caso de necessidade de levantamento do tabuleiro para substituição de aparelhos de apoio.

11.1.4. Informações a indicar no projecto

Conforme já vimos, em situações correntes, o projectista não tem necessidade de projectar os aparelhos de apoio da sua obra. Assim, no projecto apenas são especificados o tipo de aparelho a adoptar e os requisitos a satisfazer, designadamente cargas e/ou deslocamentos.

Os deslocamentos e cargas são calculados habitualmente para combinações de serviço.

Essas cargas e deslocamentos devem contar de quadros de aparelhos de apoio apresentados nos desenhos de construção.

As forças nos aparelhos de apoio devem ser determinadas para as situações mais desfavoráveis.

Para as forças máximas e mínimas actuantes podem-se consideradas duas situações:

Nmáx = Ncp × α + Nsob(+) + Nvt(+)

Nmin = Ncp × α − Nsob(-) − Nvt(-)

onde: Ncp − Reacção vertical devido a cargas permanentes Nsob(+) e (-) − Reacção vertical devido às sobrecargas (máximas e mínimas) Nvt(+) e (-) − Reacção vertical devido às variações de temperatura (máximas e mínimas) α − Coeficiente de majoração usado para ter em conta eventuais assimetrias nos

esforços devido às cargas permanentes, tomando os valores de 1,1 ou 0,9 conforme se pretendam esforços máximos ou mínimos.

Para os deslocamentos pode-se usar a seguinte expressão:

d = dcp + dvtu + dvtd + 1,5 × dsis

onde: dcp − deslocamento devido às cargas permanentes; dvut − deslocamento devido a variações uniformes de temperatura; dvdt − deslocamento devido a variações diferenciais de temperatura; dsis − deslocamento devido à acção sísmica.

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Em alternativa, que é a mais correcta, em vez de se especificarem os valores das acções actuantes nos aparelhos já combinadas, especificam-se, os valores característicos de cada acção. Evitam-se assim dúvidas sobre se os valores estão ou não majorados. O fabricante dos aparelhos fará todas as combinações necessárias aplicando os coeficientes de segurança parciais correctos a cada um dos materiais constituintes para o dimensionamento dos aparelhos.

Ao quantificar as acções em aparelhos de apoio, devemos ser prudentes arredondando os valores para cima, pois a substituição dos aparelhos é difícil e onerosa.

Quando o aparelho de apoio é de deslizamento deve-se especificar também a posição da chapa superior que, para obras com um certo comprimento, não pode ser centrada com o aparelho de apoio. Na figura seguinte ilustra-se a excentricidade habitual inicial do coxim superior num encontro:

Fig. 7 – Excentricidade no coxim superior dos aparelhos de apoio em obras compridas

Enquanto que para a acção sísmica e variações de temperatura o deslocamento num e noutro sentido são idênticos, para a fluência e retracção o deslocamento dá-se só no sentido do encurtamento do tabuleiro, daí a excentricidade referida. O critério que se pode utilizar, para pré-dimensionamento, é o de que, a longo prazo, isto é, após uns 20 anos de vida da estrutura, a chapa superior fique aproximadamente centrada. Assim a excentricidade a dar á chapa será:

e = dc+s;

em que dc+s designa o deslocamento devido á fluência + retracção a longo prazo.

A posição da chapa depende, como facilmente se compreende, da sequência construtiva, uma vez que os deslocamentos por efeitos diferidos começam logo a dar-se durante a construção. Depende ainda da altura do ano em que se der a construção do tabuleiro. Como normalmente não se pode prever em que altura do ano a obra vai ser construída e muito menos a temperatura ambiente, a temperatura de projecto é a temperatura media anual, donde resulta que as variações uniformes de temperatura positiva e negativa a adoptar no projecto têm valores iguais – de acordo com o RSA, no nosso país são de +15/-15º. No entanto, se a estrutura for construída numa altura do ano em que a temperatura é significativamente diferente da média anual, dever-se-á rever a posição da chapa no coxim superior e corrigi-la, caso seja necessário. Para acautelar este aspecto, poderá incluir-se uma nota nas peças desenhadas. Uma redacção possível para esta nota poderá ser:

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“A posição do coxim superior dos aparelhos de apoio deverá ser proposta á Fiscalização em função do andamento dos trabalhos e época do ano em que for efectuado o seu assentamento”

Porém, se os deslocamentos forem moderados, é preferível dimensionar os coxins superiores de todos os aparelhos para a amplitude máxima. O sobrecusto resultante é pequeno e evitam-se as incertezas da sua correcta instalação, anulam-se os riscos de erro e facilitam-se os trabalhos. Conforme já referido, o projectista deve conceber a sua estrutura deixando espaço suficiente para instalar de maneira folgada os aparelhos de apoio e todos os seus componentes, pelo que deve ter uma ideia aproximada da dimensão que os aparelhos vão ter. A consulta de catálogos será de boa ajuda. No caso específico dos aparelhos de apoio em neoprene cintado, podem-se efectuar cálculos expeditos para estimar as dimensões dos aparelhos de apoio, como se explica em seguida:

• Área em planta será tal que: tensão de contacto σ ~ 15 Mpa;

• Altura do aparelho será tal que a distorção do neoprene γ ~ 0.70;

• Menor dimensão em planta tem de ser maior que 5× a altura (razões de estabilidade);

h

γ γ = d / h

γmax = 0.70 h > d / 0.70

Fig. 8 – Obtenção da altura de um aparelho de neoprene em função do deslocamento

Quando a altura obtida para o aparelho de apoio, função do deslocamento, for grande, então é preferível dotar o aparelho de dispositivo de deslizamento (aço sobre teflon), e, neste caso, a altura do aparelho passará a ser apenas função da rotação imposta.

De qualquer forma, a altura deste tipo de aparelhos está limitada, por razões de estabilidade dos mesmos, pela sua área em planta devendo-se, se for caso disso, consultar a regulamentação adequada. Quando os deslocamentos forem absorvidos por distorção do neoprene, poderá admitir-se que o aparelho tem uma resposta aproximadamente elástica, pelo que a respectiva rigidez será obtida por aplicação directa da lei de Hooke, ou seja:

τ = G γ; em que

G é o módulo de distorção, para o qual pode ser atribuído o valor de 0.90 GPa para acções estáticas e 2×0.90 GPa para acções dinâmicas (sismo e frenagem).

Desenvolvendo a equação acima vem:

dh

AGFhdG

AF ×

=⇔=

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Pelo que a rigidez K é igual a: h

AGK ×=

Para um pilar com aparelho de apoio com funcionamento elástico no seu topo, a rigidez do conjunto é dada por (associação em série):

L K1

h

K2

;;3231 h

GAKlEIK ==

Para o conjunto:

21

111

KK

K+

=

Fig. 9 – Calculo da rigidez conjunta pilar / aparelho de apoio

Tem ainda interesse saber estimar de forma expedita, o encurtamento do tabuleiro devido aos efeitos diferidos. Podemos adoptar o seguinte esquema:

Retracção: tomar para extensão devida á retracção o valor: εs = −25×10-5;

Fluência: tomar para coeficiente de fluência o valor: ϕc = 2.5;

Tomar para tensão média de compressão de um tabuleiro pré-esforçado: σc = −3 Ma;

Deformação elástica + acréscimo por efeito de fluência:

εc = ε0×(1+ϕc) = σc / Ec ×(1+ϕc) = −3×103 / 30×106 ×(1+2.5) = −35×10-5;

Extensão total: εc+s = (−25 −35)×10-5 = −60×10-5;

Assim, para efeitos de estimativa, o encurtamento de um tabuleiro a longo prazo, devido aos efeitos diferidos, pode ser assimilado a um abaixamento lento e uniforme de temperatura de cerca de 50 a 60º (deformação elástica inicial incluída).

Para estimar os deslocamentos devidos á fluência e retracção é necessário conhecer o ponto neutro da estrutura, isto é, o ponto com deslocamento nulo. No caso das variações uniformes de temperatura, o ponto neutro coincide com o centro de rigidez dos pilares. No caso da fluência e retracção, e no caso das pontes construídas por fases, esses pontos não coincidem.

No entanto, para efeitos de estimativa, pode-se considerar que o ponto neutro coincide com o centro de rigidez, já que a parte mais significativa dos deslocamentos se dá, em geral, após a conclusão da estrutura. O centro de rigidez pode ser calculado pela expressão seguinte:

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K1K2 Ki Kn

xcr

xi

Fig. 10 – Calculo do ponto neutro de um viaduto

=

== n

ii

n

iii

cr

k

kxx

1

1

Se um dos encontros for de amarração, é claro que o ponto neutro se localiza no encontro, dado que a respectiva rigidez será largamente superior á rigidez dos pilares.

11.1.5. Inspecção, manutenção e substituição de aparelhos de apoio

É da responsabilidade do dono de obra definir um programa de inspecções periódicas, a fim verificar o estado dos aparelhos de apoio e zonas adjacentes. O intervalo das inspecções dependerá do tipo de aparelhos, da agressividade do ambiente, do nível de cargas a que estão sujeitos, mas não deverá ser superior a 5 anos.

Após cada inspecção deve ser elaborado um relatório com todos os registos pertinentes, incluindo trabalhos de manutenção ou reparação necessários.

Sempre que haja necessidade de substituir aparelhos de apoio, deve ser elaborado um plano de substituição, preferencialmente elaborado pelo projectista da obra, ou, não sendo possível, por engenheiro de estruturas credenciado. Note-se que, em resultado da hiperstaticidade das estruturas, as forças de levantamento são superiores às reacções existentes nos aparelhos de apoio e dependem do deslocamento a efectuar para remoção do aparelho antigo.

Deste plano deve constar a localização dos macacos hidráulicos para levantamento do tabuleiro, as forças a aplicar, os deslocamentos necessários, eventuais restrições de tráfego, etc.

Este plano deve ser elaborado cuidadosamente, tentando-se prever todos os problemas que possam vir a aparecer, para que a substituição seja realizada com sucesso e no menor espaço de tempo possível.

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11.2. Juntas de dilatação

11.2.1. Generalidades

Conforme o nome indica, as juntas de dilatação destinam-se a acomodar os movimentos provenientes das variações de temperatura, efeitos diferidos e outros deslocamentos a que estrutura está sujeita, servindo como elemento de transição entre tabuleiro e encontros ou entre dois tabuleiros contíguos.

Estão sujeitas a um conjunto de acções severas, como é o caso da passagem dos rodados dos veículos e são sempre pontos bastante vulneráveis. Por isso, deve reduzir-se o número de juntas ao mínimo necessário. Note-se que se constroem viadutos com comprimentos de 2000 m, e até mais, totalmente contínuos, isto é, com juntas apenas nos encontros.

Os principais requisitos a satisfazer pelas juntas de dilatação são: – Capacidade de absorção dos movimentos previstos; – Capacidade de suporte das cargas rolantes; – Conforto e segurança do automobilista; – Facilidade de substituição; – Estanquicidade; – Baixo ruído (especialmente em obras urbanas)

A estanquicidade é importante já que as infiltrações não controladas de água são uma das principais causas de deterioração das estruturas. Quando a junta não é estanque, como é por exemplo o caso das juntas de dentes metálicos, devem existir elementos que garantam a recolha e encaminhamento das águas pluviais.

Á semelhança dos aparelhos de apoio, existem empresas que se especializaram no fabrico destes equipamentos, pelo que o projectista apenas indica no seu projecto os requisitos a satisfazer, nomeadamente deslocamentos a comportar. De qualquer forma, o tipo de junta a aplicar deverá ter a aprovação prévia da Fiscalização . No cadernos de encargos e peças desenhadas, deverá haver informação suficiente para prevenir que não venha a adoptar-se a junta mais barata, mas a de melhor qualidade e a mais adequada aos condicionamentos da obra.

As juntas na zona dos passadiços, embora tenham de absorver os mesmos deslocamentos que a junta na faixa de rodagem, não necessitam ter a mesma constituição, já que estão sujeitas a acções de menor intensidade. Poderão ser constituídas por perfis de neoprene ou por chapas em aço galvanizado justapostas e devidamente pormenorizadas

Infelizmente, as juntas de dilatação são, muitas vezes, deficientemente instaladas. Isto pode dever-se, por um lado a não haver desenhos com suficiente pormenor e por outro, ao facto de

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ser um dos últimos equipamentos a serem instalados, numa fase em que há, por vezes, pressão para se concluir a obra.

11.2.2. Tipos de juntas de dilatação

a) Movimentos pequenos

Para movimentos pequenos, até cerca de 20 mm (+10/-10), pode-se adoptar um pavimento contínuo sobre a junta, tal como o representado na figura:

BETUMINOSO

> 80

mm

CHAPA METÁLICA

ARMADURA

MATERIAL FLÉXIVEL

Fig. 11 – Exemplo de uma junta com pavimento continuo

b) Movimentos médios (até cerca de 300 mm)

Para movimentos médios, até cerca de 300 mm (+150/-150), o tipo de junta mais utilizado é constituída por um perfil de neoprene reforçado com chapas de aço, do tipo do indicado na figura seguinte:

MOV. ATÉ CERCA DE 150 mm (+75/-75) MOV. ATÉ CERCA DE 300 mm (+150/-150)

Fig. 12 – Junta comercial de neoprene para movimentos médios

c) Movimentos grandes (acima dos 300 mm)

Para grandes movimentos existe no mercado um número apreciável de soluções, como por exemplo juntas constituídas por perfil de neoprene acoplados, juntas com perfis metálicos paralelos aos bordos da juntas, juntas com dentes metálicos e juntas com chapas rolantes.

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11.2.3. Informações a indicar no projecto

Uma das informações a indicar no projecto são os deslocamentos a que a junta estará sujeita. Esses deslocamentos poderão ser indicados sob a forma de máxima abertura e máximo fecho da junta. Em alternativa poderemos indicar movimento máximo de dilatação e movimento máximo de encurtamento.

Para calcular estes movimentos poderemos utilizar a seguinte combinação:

Máxima dilatação: δmax (+) = δc+s + 0.50×δE + ψ1×δVUT

Máxima encurtamento: δmax (−) = −0.50×δE − ψ1×δVUT

Nas combinações acima utilizou-se metade do deslocamento devido á acção sísmica, já que não se justifica adoptar uma junta desnecessariamente cara por causa de uma acção relativamente rara, como é o sismo. Como a junta é, em geral, uma peça dispendiosa e com duração de vida limitada (5 a 10 anos) não faz sentido dimensiona-la para o sismo máximo. Aceita-se que, em caso de sismo intenso, ela sofrerá danos graves e terá que ser substituída.

Nos casos de obras com viés, a junta terá de comportar deslocamentos tanto normais como tangenciais, como se ilustra na figura que segue:

dn dt

d

Fig. 13 – Juntas enviesadas – componentes normal e tangencial do deslocamento

Convém ainda referir que nos casos de obras curvas, os deslocamentos provocados pelas variações uniformes de temperatura e retracção têm direcção diferente do provocado pela fluência. Demonstra-se facilmente que o deslocamento devido á fluência do tabuleiro tem a direcção tangencial e que o deslocamento devido ás variações uniformes de temperatura e retracção têm direcção secante, apontado para o ponto neutro do tabuleiro.

Assim, numa obra curva, as juntas de dilatação estão sujeitas a movimentos tangenciais – a menos que os aparelhos de apoio sejam guiados. No entanto, se os aparelhos de apoio forem guiados, terão de absorver as forças horizontais provenientes das variações uniformes de temperatura e retracção do tabuleiro.

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DIRECÇÃO DO DESLOCAMENTO DEVIDO Á FLUÊNCIA

DIRECÇÃO DO DESLOCAMENTO DEVIDO Á RETRACÇÃO E VUT. Fig. 14 – Pontes curvas – direcções dos deslocamentos

11.3. Dissipadores (Em preparação...)

REFERÊNCIAS

[1] Günter Ramberger: Structural Bearings and Expansion Joints for Bridges. IABSE, Structural Engineering Documents.2002

[2] EN 1337 “Structural bearings”, com as seguintes partes:

EN 1337 – 1 General design rules

EN 1337 – 2 Sliding elements

EN 1337 – 3 Elastomeric bearing rules

EN 1337 – 4 Roller bearings

EN 1337 – 5 Pot bearings

EN 1337 – 6 Rocker bearings

EN 1337 – 7 Spherical and cylindrical PTFE bearings

EN 1337 – 8 Guided bearings and Restrained bearings

EN 1337 – 9 Protection

EN 1337 –10 Inspection and maintenance

EN 1337 –11 Transport, storage and installation

Fig. 3, 4 e 5 – extracto do catálogo de aparelhos de apoio LEMYTRON

(Fernando Lemos, SA)

Revisão 03 – Novembro de 2004 11-15