Pontes i aula1 [modo de compatibilidade]

CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO E FUNDAÇÕESCONCRETO E FUNDAÇÕES

PONTES DE CONCRETO I

DEFINIÇÕES E CONCEITOS GERAIS

Prof Roberto Chust CarvalhoProf. Roberto Chust CarvalhoProf. Marcos Alberto Ferreira da Silva

Salvador, 2013

O QUE É PONTE?

Ponte é toda obra destinada a transposição deobstáculos (naturais ou artificiais) à continuidade do leitonormal de uma via, tais como rios, braços de mar, valesprofundos, outras vias de tráfego, etc.

De maneira geral pode-se dividir as pontes em seisgrupos:

Pontes propriamente ditas: São estruturas destinadas atransposição de obstáculos constituidos por água, tais comorios e braços de mar.

Viadutos: São estruturas destinadas a transposição de vales,vias de tráfego ou obstáculos em geral não constituidos porg g págua.

O QUE É PONTE?

Pontilhões: Por tradição dá-se o nome de pontilhão as pontesde pequenos vãos, havendo uma certa divergência entre os vãoslimites dos pontilhões; alguns fixam em 5 metros e outros em 10metros. Porém, não há qualquer importância na distinção entre

t tilhã i b b diponte e pontilhão, pois ambos se subordinam aos mesmosprocedimentos de projeto e de construção.

Passarelas: São estruturas construidas com a finalidade depermitir o fluxo de pedestres sobre obstáculos naturais oupermitir o fluxo de pedestres sobre obstáculos naturais ouartificiais.

O QUE É PONTE?

Oleodutos e Aquedutos: São estruturas construidas sobreobstáculos naturais ou artificiais para sustentar tubulações quep ç qconduzem óleo ou água.

Bueiros: São obras implantadas sob o terrapleno das estradas edestinadas à passagem das águas pluviais ou de águas perenesd O b i d d d ilh dde pequenos cursos. Os bueiros podem ser desde manilhas deconcreto armado de pequenos diâmetros até estruturasabobadadas de aço ou de concreto armado.abobadadas de aço ou de concreto armado.

ELEMENTOS CONSTITUINTES DAS PONTES

Sob o ponto de vista funcional, as pontes, em suamaioria, podem ser divididas em três partes principais:infraestrutura, mesoestrutura, e superestrutura.

SUPERESTRUTURA

MESOESTRUTURA

INFRAESTRUTURAINFRAESTRUTURA


Infraestrutura: A infraestrutura ou fundação é a parte daponte por meio da qual são transmitidos ao terreno deimplantação da obra, rocha ou solo, as cargas recebidas damesoestrutura. Constituem a infraestrutura os blocos, as

t t t b lõ t i dsapatas, as estacas, os tubulões, etc., assim como as peças deligação de seus diversos elementos entre si, e destes com amesoestrutura como, por exemplo, os blocos de cabeça demesoestrutura como, por exemplo, os blocos de cabeça deestacas e vigas de enrijamento desses blocos.

ÉMesoestrutura: É o elemento que recebe as cargas dasuperestrutura e as transmite à infraestrutura, em conjuntocom os esforços recebidos de outras forças solicitantes dacom os esforços recebidos de outras forças solicitantes daponte, tais como pressões do vento e da água em movimento. Amesoestrutura é constituída pelos pilares.p p


Superestrutura: É o elemento de suporte imediato do estrado, eque constitui a parte útil da obra sob o ponto de vista de suafinalidade. A superestrutura é composta geralmente de lajes evigas principais e secundárias.

OBS: Os encontros, considerados por alguns comoconstituintes da mesoestrutura e por outros como fazendoconstituintes da mesoestrutura, e por outros como fazendoparte da infraestrutura, são elementos de característicasextremamente variáveis, cuja função principal é receber o, j ç p pempuxo dos aterros de acesso e evitar sua transmissão aosdemais elementos das pontes.


superestrutura

mesoestrutura

infraestruturainfraestrutura

CLASSIFICAÇÃO DAS PONTES

De acordo com o ponto de vista sob o qual sejamconsideradas, as pontes podem classificar-se de diversasmaneiras, sendo as mais comuns quanto ao material com quesão construidas, quanto à sua finalidade e quanto ao tipo

t t lestrutural.

De acordo com o material empregado em suaDe acordo com o material empregado em suaconstrução, as pontes podem ser de:

M d i A t d d i ã d á id ãMadeira: As pontes de madeira são de rápida execução e comcerteza foram as primeiras pontes construidas na antiguidade.Este tipo de estrutura exige permanente conservação, mesmoEste tipo de estrutura exige permanente conservação, mesmoem se tratando de pontes provisórias. Nos países que tem portradição o uso da madeira na construção de pontes, sãotomadas precauções especiais para evitar o ataque da madeirapelas intempéries, pelos insetos e pelos incêndios.


Metálicas: A exemplo das pontes de madeira, estas geralmentetambém são de rápida execução. Em geral os aços empregadosna construção de pontes metálicas são de baixa liga.

O emprego de aços de alta resistência, além dos fatoresd t d d di t t d ibilid d d bde custo, depende diretamente da possibilidade do bomaproveitamento de sua alta resistência mecânica no contextoestrutural do problema a resolver. Pode perfeitamente ocorrerestrutural do problema a resolver. Pode perfeitamente ocorrerque o aproveitamento da elevada resistência mecânica destesaços seja limitada por imposições construtivas ou fenômenos deinstabilidade. No interesse da economia e de uma melhorsolução técnica, ocorre com frequência o emprego de aços dediferentes graus de resistência numa mesma ponte e até numdiferentes graus de resistência numa mesma ponte e até nummesmo elemento da ponte.


As pontes metálicas podem se apresentar em treliça ouem vigas de alma cheia, e as ligações de suas peças podem serparafusadas, rebitadas ou soldadas. Atualmente utilizam-separafusos de alta resistência e solda elétrica para executar asli õ t di l t õ tligações entre os diversos elementos que compõem uma pontemetálica, enquanto que os rebites foram praticamenteabandonados.abandonados.

As pontes em aço exigem pinturas periódicas eprincipalmente se as condições atmosféricas forem muitoseveras. As ligações também devem ser objeto de constantefiscalização, reapertando parafusos, substituindo rebitesfrouxos ou refazendo falhas nas soldas quando necessáriofrouxos ou refazendo falhas nas soldas quando necessário.


Mistas: Como o próprio nome diz, as pontes mistas sãoresultado do emprego em conjunto do concreto e do aço. Estaspontes são obtidas substituindo o tabuleiro metálico por umtabuleiro em concreto, o qual apoia-se sobre um conjunto dei táli f i d lid i t tvigas metálicas, funcionando solidariamente a estas.

Neste tipo de estrutura, a ligação entre as vigasmetálicas e a laje de concreto é estabelecida mediante ametálicas e a laje de concreto é estabelecida mediante autilização de conectores metálicos que são soldados na mesasuperior das vigas. Estes conectores são conhecidos comoconectores de cisalhamento, e tem como funções principais,absorver os esforços cisalhantes em duas direções e impedir aseparação entre a viga metálica e a laje de concretoseparação entre a viga metálica e a laje de concreto.


Concreto Protendido: Foi abordado nos módulos de Estruturasde Concreto Protendido.

Concreto Armado: Será a ênfase dos próximos 3 módulos.


De acordo com a sua finalidade, as pontes podem ser:Rodoviárias: Toda e qualquer estrutura destinada a permitir aodov s: od e qu que es u u des d petransposição de um obstáculo natural ou artificial por veículosrodoviários. A largura de uma ponte rodoviária ficacondicionada pelo número de faixas de trâfego.Ferroviárias: Toda e qualquer estrutura destinada a permitir at i ã d b tá l t l tifi i l í ltransposição de um obstáculo natural ou artificial por veículosferroviários. A largura de uma ponte rodoviária ficacondicionada pelo número de linhascondicionada pelo número de linhas.Rodo-Ferroviárias: Toda e qualquer estrutura destinada apermitir a transposição de um obstáculo natural ou artificialp p çpor veículos rodoviários e ferroviários.Passarelas: Toda e qualquer estrutura destinada a permitir aq q ptransposição, por pedestres, de um obstáculo natural ouartificial.


Quanto ao sistema estrutural (tipo da superestrutura) aspontes podem ser classificadas em:

Pontes em laje: Nas pontes em laje a estrutura principal éj p j p pcomposta por uma laje maciça de concreto armado ouprotendido que se apoia diretamente nos pilares. Do ponto devista construtivo este tipo de superestrutura é um dos maissimples, proporcionando grande simplicidade de execução,quer seja na montagem das formas e das armaduras quer sejaquer seja na montagem das formas e das armaduras, quer sejana concretagem.

Neste tipo de ponte, a estrutura principal e o tabuleirop p , p pse confundem em uma única peca.

Pontes em LajesA

TABULEIRO (LAJE)

CORTE AAA

Pontes em LajesVISTA LONGITUDINAL

AA

CORTE AA


Pontes em viga: Nas pontes em viga a estrutura principal écomposta por vigas de concreto armado ou protendido, ou porvigas de aço. Este tipo de superestrutua é a de uso maisfrequente na construção de pontes, e tem sido empregado

ti t t d ã d d ipraticamente para todos os vãos, desde o pequeno, com as vigassimples, até o maio, com a viga gerber e a viga contínua.

TABULEIRO (LAJE + VIGAS)A

ACORTE AA

Pontes em Vigas


Pontes em treliça: Nas pontes em treliça a estrutura principal écomposta por treliças metálicas ou de madeira. Neste tipo deestrutura uma laje de tabuleiro é apoiada em longarinas que seestendem entre transversinas, as quais se apoiam nos nós dast li i i i N t ti d t t t t ttreliças principais. Neste tipo de estrutura, o contraventamentohorizontal é colocado nos planos dos banzos superior e inferiorcom a finalidade de transmitir cargas horizontais transversaiscom a finalidade de transmitir cargas horizontais transversaisaos contraventamentos verticais e daí aos pilares. As formas detreliças planas geralmente usadas na construção dessas pontessão as treliças do tipo PRATT, HOWE, WARREN E “K”.

Pontes em Treliça - Tipos

PRATT

HOWE

WARREN

TIPO "k"

Pontes em Treliça


Pontes em arco: Nas pontes em arco a estrutura principal écomposta por arcos de concreto ou metálicos. Neste tipo deestrutura o tabuleiro metálico ou de concreto é suportado porvigas longitudinais (longarinas) que se estendem entre vigast i (t i ) ã t d btransversais (transversinas) que são suportadas por cabos outirantes que se fixam nos arcos nos caos de ponte em arcosuperior, ou então são suportadas por colunas que se fixam nossuperior, ou então são suportadas por colunas que se fixam nosarcos nos casos de pontes em arco inferior.

ARCOCABO OU TIRANTECABO OU TIRANTE

TABULEIROPONTE EM ARCO SUPERIOR

TABULEIRO

TABULEIRO

COLUNA

ARCO

PONTE EM ARCO INFERIOR

Pontes em Arco

CORTE AAVISTA LONGITUDINAL

arco arcoA

CORTE AAV S O G U

A

Pontes em Arco


Pontes pênseis: O principal elemento da ponte pênsil é um caboflexível, de perfil e suportes tais que permitem a transmissãodas cargas mais importantes às torres e às ancoragens portração simples. Este cabo é composto por fios de aço de alta

i tê i j t d b táli i l dresistência ou por um conjunto de cabos metálicos espiralados.Neste tipo de ponte o tabuleiro é suspenso no cabo por

meio de tirantes ou pendurais formados por cabos metálicos demeio de tirantes ou pendurais formados por cabos metálicos dealta resistência à tração. As torres que suportam os cabosprincipais podem ser de concreto ou metálicas.

Pontes Penseis

TORRECABO PRINCIPAL

TORRE

PENDURAL

TABULEIROTABULEIRO

Pontes Penseis


Pontes estaiadas: Neste tipo de pontes, o tabuleiro é suspensopor meio de estais (cabos de aço de alta resistência).

Ponte estaiada com elementos pré-fabricados protendidos


Quadro ou galeria

VISTA LONGITUDINALA lAJE SUPERIOR

PAREDE LATERALPAREDE LATERAL

lAJE INFERIOR

CORTE AAA

lAJE SUPERIOR

lAJE INFERIOR



PONTES EM VIGA


Salvador, 2013

PONTES EM VIGA

Nas pontes em viga a estrutura principal é composta porvigas. Este tipo de superestrutura é a de uso mais frequente naconstrução de pontes, e tem sido empregada praticamente paratodos os vãos, desde o pequeno, com as vigas simples, até o

i i b i tímaior, com a viga gerber e a viga contínua.

As pontes em viga de concreto armado podeml ifi d di i ã d i ãclassificar-se segundo a disposição das vigas na seção

transversal, ou segundo o sistema estático empregado naconstrução das mesmasconstrução das mesmas.

De acordo com a disposição das vigas na seçãotransversal as pontes podem ser:transversal, as pontes podem ser:

PONTES EM VIGA “T”

PONTES EM VIGA “CAIXÃO” OU CELULAR


As pontes em viga “T” são de uso maiscorrente em vãos médios, pois permitem o emprego decorrente em vãos médios, pois permitem o emprego dealturas de construção econômicas, com formasrelativamente simples. As vigas trabalham ligadasrelativamente simples. As vigas trabalham ligadascom a laje do tabuleiro formando vigas “T”. Do pontode vista da execução, são mais simples que as vigas dede vista da execução, são mais simples que as vigas deseção celular.

PONTES EM VIGA CAIXÃO

Nas vigas em forma de caixa, o consumo defôrmas é superior ao da viga T podendo-se entretantofôrmas é superior ao da viga T, podendo-se entretantoobter-se economicamente alturas de construçãomenores graças à rigidez a torção da caixa a qualmenores, graças à rigidez a torção da caixa, a qualpropicia melhor distribuição transversal das cargasdos veículosdos veículos.

PONTES EM VIGA

De acordo com o sistema estático empregado nasua construção, as pontes em viga podem ser:sua construção, as pontes em viga podem ser:

PONTES EM VIGAS SIMPLESMENTE APOIADAS

PONTES EM VIGAS SIMPLESMENTE APOIADAS E COM BALANÇOS

PONTES EM VIGAS GERBER

PONTES EM VIGAS CONTÍNUAS

PONTES EM VIGAS SIMPLESMENTE APOIADASAPOIADAS

Este tipo de superestrutura (para concreto armado) éconveniente até vão de aproximadamente 30m, no caso deponte rodoviária, e, 20m, no caso de ponte ferroviária. Acimad 20 d 30 é l t j t ãdos 20m ou dos 30m é em geral vantajoso recorrer a protensão,caso se queira utilizar este sistema estático.

Enquanto em concreto protendido as superestruturas devigas simples são geralmente empregadas com altura constante,vigas simples são geralmente empregadas com altura constante,em concreto armado a variação de altura é mais importante.Nas pontes de concreto armado em vigas simplesmenteapoiadas, a altura aumenta dos apoios para o meio, dando-seassim às vigas maior altura onde maiores são os momentos. Avariação da altura é feita em geral em trechos retilíneosvariação da altura é feita em geral em trechos retilíneos.

PONTES EM VIGAS SIMPLESMENTE APOIADASAPOIADAS

E f d di i t ltEm fase de predimensionamento a alturadas vigas pode ser estimada entre L/10 e L/12no caso de seção “T”, chegando até L/17 nocaso de seção celular.ç

OBS: A utilização de uma série de vigas isostáticas éconveniente quando se deseja premoldar as vigasconveniente quando se deseja premoldar as vigas.

PONTES EM VIGAS SIMPLESMENTE APOIADAS COM BALANÇOSAPOIADAS COM BALANÇOS

E i d é ili d dEste tipo de superestrutura é utilizado quandose deseja introduzir nos apoios momentos negativos

di i i ique diminuam os momento positivos nos tramos.

Com a finalidade de diminuir a cargaCom a finalidade de diminuir a cargapermanente no meio do tramo, neste tipo de ponteaumenta-se a altura da viga do meio do tramo para osaumenta se a altura da viga do meio do tramo para osapoios. Esta variação é conveniente porque propiciamaior altura sobre o apoio, onde, com tabuleiromaior altura sobre o apoio, onde, com tabuleirosuperior, a seção resistente é retangular, enquanto queno meio do vão bastará menor altura, pois aí se contano meio do vão bastará menor altura, pois aí se contacom laje como mesa de compressão.

PONTES EM VIGAS SIMPLESMENTE APOIADAS COM BALANÇOS

O comprimento do balanço é frequentemente

APOIADAS COM BALANÇOSp ç q

fixado de maneira a anular o momento causado pelacarga permanente nomeio do tramo. Nesse caso,g p ,somente as cargas móveis é que produzirão momentospositivos no tramo, permitindo excepcional reduçãop , p p çda altura de construção na seção média que,naturalmente, ficará sujeita a momentos de sinais, jopostos.

Em fase de predimensionamento, a altura dasvigas pode ser estimada entre L/15 e L/20 do vãocentral.


Este tipo de estrutura principal tem sido muitoempregada na execução de pontes longas sobre solosempregada na execução de pontes longas sobre solos“fracos”, uma vez que pela sua isostaticidade não estásujeita à influencia danosa dos recalques dassujeita à influencia danosa dos recalques dasfundações.

A viga Gerber apresenta certas vantagens daviga contínua:

PONTES EM VIGAS GERBER• Para carga permanente o comportamento de ambas é• Para carga permanente, o comportamento de ambas éidêntico, desde que as articulações da viga Gerber estejamsituadas nos pontos onde, na viga contínua, se anulariam osp , g ,momentos do peso próprio.

ó i é i G• Para as cargas móveis, porém, a viga Gerber comporta-secomo uma série de vigas simplesmente apoiadas com ou sembalanços Pode-se dizer que para cargas permanentes grandesbalanços. Pode-se dizer que para cargas permanentes grandes,a viga Gerber tende a apresentar as vantagens da viga contínuasem estar sujeita, como esta, às influências nocivas dej , ,recalques.

Q d é ó i f d l ã• Quando, porém, as cargas móveis forem grandes em relaçãoàs permanentes (o que ocorre em vãos pequenos), é estruturamuito deformável e apresenta pouca vantagem estáticamuito deformável e apresenta pouca vantagem estática.

PONTES EM VIGAS GERBERU t d i G b l ã àUma vantagem da viga Gerber em relação à

viga contínua é o fato desta apresentar juntas naturaisd t ( ti l õ ) d fde concretagem (nas articulações); dessa forma, aexecução pode ser feita em trechos sucessivos, com

tid it t d t D trepetido aproveitamento dos escoramentos. De outrolado porém, as articulações são elementos que

id d i i l d ãrequerem cuidados especiais, e que envolvem reduçãoapreciável da seção justamente onde surgem grandesf t tforças cortantes.

Quando os vão forem desiguais, convém colocarQuando os vão forem desiguais, convém colocaras articulações nos vão maiores, de maneira adiminuir os momentos provocados pelas cargasdiminuir os momentos provocados pelas cargasmóveis.


Jogando com a posição das articulações e com ag p ç çrelação entre os vãos, podem ser conseguidas grandesreduções na altura de construção no meio do vão, comç ç ,o que se reduzem bastante os esforços causados pelacarga permanente. Os momentos negativos sobre osg p gapoios são absorvidos com a variação de altura;quando esta não for utilizada, ou não bastar, pode-seq , , precorrer a laje inferior na proximidade dos apoios. Oaumento progressivo da largura da viga também é ump g g grecurso útil.


No caso de pontes longas em que o comprimentototal possa ser subdividido em diversos tramostotal possa ser subdividido em diversos tramosparciais, a ponte de vigas contínuas apresenta-se comosolução adequada, desde que se possa contar com boasolução adequada, desde que se possa contar com boafundação.

Os tramos tem comprimentos que variamextremamente: a viga contínua tem sido usada desdegpequenos vãos parciais da ordem de 15m, até tramoscom comprimento de cerca de 80m (concreto armado).p ( )Usualmente, porém, os vãos parciais máximoseconomicamente interessantes não vão além de 50m(concreto armado).


As vigas podem ser de altura constante ou variável. Emconcreto armado, até vãos da ordem dos 30m não há em geral

i lvantagem em variar a altura.

Os grandes momentos negativos levam quase sempre àutilização de laje inferior na extremidade dos apoios, mesmo nocaso de altura variável; nessa região, além disso, as vigas têmfreq entemente maior larg ra condicionada principalmentefrequentemente maior largura, condicionada principalmentepelas forças cortantes. Usando laje inferior e maior largura dasvigas, aumenta-se o momento de inércia nos apoios;vigas, aumenta se o momento de inércia nos apoios;proporcionalmente, esse aumento é mais significativo quandose adota altura constante. Esse aumento de inércia, poraumentar os momentos negativos, diminui os positivos,podendo propiciar redução da altura no meio do vão e reduçãodos momentos pelo alívio de peso próprio justamente onde suados momentos, pelo alívio de peso próprio justamente onde suaatuação mais os influencia.


O justo equilíbrio nas dimensões, com o intuito deconseguir satisfatória distribuição de momentos, somente pode

i id d d lh d d d Cser atingido com o estudo detalhado de cada caso. Comoorientação, porém, pode-se adotar o mesmo critério adotadopara as vigas Gerber buscando atingir momentos negativospara as vigas Gerber, buscando atingir momentos negativoscerca de 50 % maiores que os positivos. A medida que crescemos vãos, entretanto, há interesse cada vez maior de aumentarconsideravelmente os momento negativos. Isto porque a umaumento dos momentos negativos corresponde diminuição dos

iti ti á i j t tpositivos; e os negativos máximos aparecem justamente emregiões onde as seções podem ser aumentadas sem prejuízosensível quer para o peso próprio quer em geral para ossensível, quer para o peso próprio quer, em geral, para osgabaritos da travessia. O aumento dos momentos negativosconsegue-se aumentando a rigidez da estrutura na proximidadedos apoios.

PONTES EM VIGAS CONTÍNUASP di i t d d t dPara o predimensionamento, podem ser adotadas as

alturas seguintes:Alt ra constante H L/10 a L/15Altura constante H=L/10 a L/15Altura variável H=L/8 a L/12 nos apoios

H=L/15 a L/25 no meio do vão H L/15 a L/25 no meio do vãoEm geral as pontes de vigas contínuas não apresentam

mais que 5 tramos, pois além deste limite pouco se fazem sentirq , p pos benefícios da continuidade. Em obras comuns não seultrapassam em geral comprimentos totais da ordem dos 100m;

i i d 100 ã d jcomprimentos acima dos 100m são desvantajosos ao seconsiderarem os encurtamentos ou alongamentos provocadospelas oscilações de temperatura Acima dos 100m é convenientepelas oscilações de temperatura. Acima dos 100m é convenientesubdividir a ponte em várias estruturas, devendo-se preversobre os pilares comuns a duas vigas sucessivas, juntas dep g , jdilatação suficientes, a fim de que a variação de temperaturanão introduza esforços longitudinais imprevistos.

PRINCIPAIS COMPONENTES ESTRUTURAIS DAS PONTES EM VIGASDAS PONTES EM VIGAS

A superestrutura das pontes em vigas é formada pelosseguintes elementos estruturais:

• vigamento principal, cuja função é vencer o vão livre entreapoios;p• laje do tabuleiro, cuja função primordial é servir de apoiodireto para as cargas atuantes;

• transversinas (vigas transversais), cuja função é ligar as vigasprincipais podendo também servir de apoio para as lajes;principais, podendo também servir de apoio para as lajes;

• cortinas, que são transversinas especiais, colocadas nasextremidades da obra servindo para apoio da laje e contençãoextremidades da obra, servindo para apoio da laje e contençãodo terreno.

PRINCIPAIS COMPONENTES ESTRUTURAIS DAS PONTES EM VIGASDAS PONTES EM VIGAS



AÇÕES NAS PONTES


Salvador, 2013

O QUE SÃO AÇÕES

Conforme a NBR 8681:2003 (Ações e Segurançanas Estruturas - Procedimento), ações são as causasnas Estruturas Procedimento), ações são as causasque provocam o aparecimento de esforços oudeformações nas estruturas; as ações são classificadasdeformações nas estruturas; as ações são classificadassegundo a sua variabilidade no tempo em trêscategorias:categorias:

Permanentes – GPermanentes G

Variáveis – QVariáveis Q

Excepcionais – Ecepc o s

AÇÕES PERMANENTESSão aquelas cuja variação no tempo é desprezível em

relação ao tempo médio de vida da estrutura, ou seja; são açõescujas intensidades podem ser consideradas como constantes aocujas intensidades podem ser consideradas como constantes aolongo da vida útil da construção. Compreendem entre outras:

a) Cargas provenientes do peso próprio dos elementosestruturais;

b) C i t d d i t ã d t ilhb) Cargas provenientes do peso da pavimentação, dos trilhos,dos dormentes, dos lastros, dos revestimentos, dasbarreiras, dos guarda-rodas, dos guarda-corpos;barreiras, dos guarda rodas, dos guarda corpos;

c) Os empuxos de terra e de líquidos;d) As forças de protensão;e) As deformações impostas, isto é, as provocadas por fluência

e retração do concreto, variações de temperatura ed l t d ideslocamentos de apoios.

PESO PRÓPRIO DOS ELEMENTOS

PONTES METÁLICAS OU DE MADEIRA: O maior númerode peças torna conveniente a avaliação prévia da cargap ç ç p gproveniente do peso próprio dos elementos estruturais pormeio de fórmulas empíricas que variam de acordo com ascaracterísticas da obra.

PONTES EM CONCRETO: Esboça-se um ante projeto daponte fixando as dimensões com base na observação deestruturas anteriormente projetadas; a seguir, calcula-se acarga permanente a partir do volume de cada peça. A cargapermanente assim obtida não deve apresentar discrepânciapermanente assim obtida não deve apresentar discrepânciamaior que 5% em relação ao peso próprio resultante dodimensionamento definitivo.Peso específico do concreto = 25 kN/m³

PAVIMENTAÇÃO, LASTRO, TRILHOS PAVIMENTAÇÃO D d t d ífi dPAVIMENTAÇÃO: Deve ser adotado para o peso específico domaterial empregado o valor mínimo de 24 kN/m³; para fins decálculo da carga relativa à pavimentação, normalmentecálculo da carga relativa à pavimentação, normalmenteconsidera-se uma camada de asfalto com espessura média iguala 7cm.

LASTRO FERROVIÁRIO: Deve ser adotado para o pesoespecífico do material empregado o valor de 18 kN/m³. Deve serp p gsuposto que o lastro atinja o nível superior dos dormentes epreencha completamente o espaço limitado pelos guarda-lastros, até o seu bordo superior, mesmo se na seção transversaldo projeto assim não for indicado.

TRILHOS: Na ausência de indicações precisas, a cargareferente aos dormentes, trilhos e acessórios deve serconsiderada, no mínimo, igual a 8 kN/m por via.

EMPUXO DE TERRA E ÁGUATERRA: O empuxo de terra nas estruturas é determinado deTERRA: O empuxo de terra nas estruturas é determinado deacordo com os princípios da mecânica dos solos, em função dasua natureza (ativo, passivo ou de repouso), das característicasdo terreno, assim como das inclinações dos taludes e dosparamentos. Como simplificação, pode ser suposto que o solonão tenha coesão e que não haja atrito entre o terreno e anão tenha coesão e que não haja atrito entre o terreno e aestrutura. O peso específico do solo úmido deve serconsiderado, no mínimo, igual a 18 kN/m³ e o ângulo de atritoconsiderado, no mínimo, igual a 18 kN/m e o ângulo de atritointerno, no máximo igual a 30°. A atuação do empuxo passivosó pode ser levada em conta quando sua ocorrência puder sergarantida ao longo de toda a vida útil da obra.

ÁGUA: O empuxo d’água e a subpressão devem serp g pconsideradas nas situações mais desfavoráveis para asverificações dos estados limites, sendo dada especial atenção aoestudo dos níveis máximo e mínimo dos cursos d’água e dolençol freático.

FORÇAS DE PROTENSÃO

Foi comentado nos módulos de protendido.

DEFORMAÇÕES IMPOSTAS

FLUÊNCIA E RETRAÇÃO

VARIAÇÕES TÉRMICAS: Se as deformações produzidasl i õ é i f i did ã fpelas variações térmicas forem impedidas, aparecerão esforços

adicionais nas estruturas da pontes. É o caso das pontes comestrutura principal hiperestática nas quais as diversas partesestrutura principal hiperestática, nas quais as diversas partesconstituintes devem ser projetadas para resistirem aosacréscimos de tensões. Nas pontes com estrutura principalp p pisostática essas deformações de origem térmicas devem serlevadas em conta no projeto dos aparelhos de apoio. Segundo aNBR 7187 d id d i ã if dNBR 7187, deve ser considerada uma variação uniforme detemperatura de ± 15 ºC.

DEFORMAÇÕES IMPOSTAS

DESLOCAMENTOS DE APOIOS: As fundações daspontes são em geral dimensionadas parapontes são em geral dimensionadas paraapresentarem recalques diferenciais pequenos, queproduzem nas estruturas efeitos de pequenaproduzem nas estruturas efeitos de pequenaimportância. Porém, se a natureza do terreno e o tipode fundação permitirem a ocorrência dede fundação permitirem a ocorrência dedeslocamentos que induzam a efeitos apreciáveis naestrutura, as deformações impostas decorrentesestrutura, as deformações impostas decorrentesdeverão ser levadas em consideração no projeto.

AÇÕES VARIÁVEIS

São ações de caráter transitório e compreendem entre outras:

a) As cargas móveis;

b) As cargas de construção;

c) As cargas de vento;

d) O empuxo de terra provocado por cargas móveis;

) O f it di â i d i t d áe) O efeito dinâmico do movimento das águas.

CARGAS MÓVEISÓCARGA MÓVEL: Sistema de cargas representativo dos

valores característicos dos carregamentos provenientes dotráfego a que a estrutura está sujeita em serviço A carga emtráfego a que a estrutura está sujeita em serviço. A carga emponte rodoviária é também referida pelo termo trem-tipo.

De acordo com a NBR 7188 (Carga Móvel em Ponte( gRodoviária e Passarela de Pedestre), o carregamento será feitopor cargas concentradas e cargas uniformemente distribuídaspara três classes de pontes, as quais são denominadas pelospesos, em toneladas, dos veículos de cálculo:

CLASSE 45: A base do sistema é um veículo-tipo de 45tf(450kN) de peso total;CLASSE 30: A base do sistema é um veículo-tipo de 30 f(300kN) de peso total;CLASSE 12: A base do sistema é um veículo-tipo de 12tf(120kN) de peso total.

CLASSES DE PONTES

Para a CLASSE 45 é considerado um veículo-tipo comtrês eixos, cujas distâncias entre si é de 1,50 m e a distânciaentre rodas do mesmo eixo é de 2,00 m. Em planta o veículotipo é um retângulo com 3,00 m de largura e 6,00 m de

i tcomprimento.

Para a CLASSE 30 é considerado um veículo-tipo comt ê i j di tâ i t i é d 1 50 di tâ itrês eixos, cujas distâncias entre si é de 1,50 m e a distânciaentre rodas do mesmo eixo é de 2,00 m. Em planta o veículotipo é um retângulo com 3,00 m de largura e 6,00 m detipo é um retângulo com 3,00 m de largura e 6,00 m decomprimento.

Para a CLASSE 12 é considerado um veículo-tipo comPara a CLASSE 12 é considerado um veículo tipo comdois eixos, cuja distância entre si é de 3,00 m e a distância entrerodas do mesmo eixo é de 2,00 m. Em planta o veículo tipo éum retângulo com 3,00 m de largura e 6,00 m de comprimento.

DISPOSIÇÕES DAS CARGAS MÓVEISO í l ti i t d di ã d t âf é• O veículo-tipo, sempre orientado na direção do trâfego, é

colocado na posição mais desfavorável para o cálculo de cadaelemento, não se considerando a porção do carregamento queelemento, não se considerando a porção do carregamento queprovoque redução das solicitações.• Para o cálculo de cortinas e transversinas solidárias às lajes, oj ,carregamento, na ausência de justificativa teórica mais precisa,deve ser o de um eixo isolado, com o peso total do veículocorrespondente à classe da ponte, acrescido ainda do respectivoimpacto.

A di t ib íd d i t id d é li d t d• A carga distribuída de intensidade p é aplicada em toda apista de rolamento, nesta incluídas as faixas de trâfego, osacostamento e os afastamentos; é descontada apenas a áreaacostamento e os afastamentos; é descontada apenas a áreaocupada pelo veículo.• Os passeios, independentemente de largura ou altura, sãoOs passeios, independentemente de largura ou altura, sãocarregados com a carga distribuída de intensidade p’, nãomajorada de impacto.

Tabela 1. Cargas dos veículos: Fonte: NBR 7188 (1984) Veículo Carga uniformemente distribuídaClasse

AÇÕES VERTICAIS MÓVEIS EM PONTES DE CONCRETO SEGUNDO A NBR 7188:1984

gPeso Total q q’ das

pontes Tipo

KN tf KN/m2 Kgf/m2 KN/m2 Kgf/m2Disposição da carga

45 45 450 45 5 500 3 300 30 30 300 30 5 500 3 300

Carga q em toda a pista.30 30 300 30 5 500 3 300

12 12 120 12 4 400 3 300 p

Carga q’ nos passeios.

Tabela 2. Características dos veículos: Fonte: NBR 7188 (1984)

Unidade Tipo 45 Tipo 30 Tipo 12 Quantidade de eixos Eixo 3 3 2 Peso total do veículo KN-tf 450-45 300-30 120-12

Peso de cada rodadianteira KN-tf 75-7,5 50-5 20-2

Peso de cada roda traseira KN-tf 75-7,5 50-5 40-4 Peso de cada roda intermediária KN-tf 75-7,5 50-5 __ Largura de contato b1 de cada

roda dianteira m 0,50 0,40 0,20

Largura de contato b3 de cada roda traseira m 0,50 0,40 0,30

Largura de contato b2 de cada roda intermediária m 0,50 0,40 __

Comprimento de contato de cada roda m 0,20 0,20 0,20

Á 2Área de contato de cada roda m2 0,20*b 0,20*b 0,20*bDistância entre os eixos m 1,50 1,50 3,00

Distância entre os eixos de roda de cada eixo m 2,00 2,00 2,00

TREM TIPOTREM TIPO

VEÍCULOS USUAISVEÍCULOS USUAIS

Bi-trem com sete eixos

IMPACTO VERTICALP l f t d t i d d tPelo fato das cargas atuarem animadas de certa

velocidade, o efeito das mesmas é maior do que se fossemaplicadas estaticamente. É preciso pois considerar um fatoraplicadas estaticamente. É preciso pois considerar um fator > 1 que, multiplicando o valor da carga estática, torna os seusefeitos equivalentes à atuação dinâmica.

Impacto vertical é o acréscimo das cargas dos veículosprovocado pelo movimento das mesmas sobre a ponte.provocado pelo movimento das mesmas sobre a ponte.

O impacto vertical nas pontes rodoviárias é causadobasicamente pelas irregularidades no pavimento e pelo efeitobasicamente pelas irregularidades no pavimento e pelo efeitodo deslocamento das cargas.

Para as pontes rodoviárias, a NBR 7187 fixa:

= (1,4 - 0.007 L) > 1,00

onde L é o vão teórico do elemento analisado, dado em metros.

IMPACTO VERTICALP l f t d t i d d tPelo fato das cargas atuarem animadas de certa

velocidade, o efeito das mesmas é maior do que se fossemaplicadas estaticamente. É preciso pois considerar um fatoraplicadas estaticamente. É preciso pois considerar um fator� > 1 que, multiplicando o valor da carga estática, torna osseus efeitos equivalentes à atuação dinâmica.

Impacto vertical é o acréscimo das cargas dos veículosprovocado pelo movimento das mesmas cargas sobre a ponte.provocado pelo movimento das mesmas cargas sobre a ponte.

O impacto vertical nas pontes rodoviárias é causadobasicamente pelas irregularidades no pavimento e pelo efeitobasicamente pelas irregularidades no pavimento e pelo efeitodo deslocamento das cargas.

Para as pontes rodoviárias o Item 7.2.1.2 NBR 7187fixa:� = (1,4 - 0.007 L) > 1,00onde L é o comprimento em metros de cada vão teórico doonde L é o comprimento em metros, de cada vão teórico doelemento carregado, qualquer que seja o sistema estrutural.

AÇÕES EXCEPCIONAISSã l j ê i dáSão aquelas cuja ocorrência se dá em

circunstâncias anormais. Compreendem oschoques de objetos móveis, as explosões, osfenômenos naturais pouco freqüentes comofenômenos naturais pouco freqüentes comoventos ou enchentes catastróficas e sismos,entre outrosentre outros.

Pontes i aula1 [modo de compatibilidade]

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