CÁLCULO E DIMENSIONAMENTO DE PONTE

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Objetivo

O objetivo deste trabalho é demonstrar de forma didática os procedimentos de cálculo para dimensionamento de ponte de concreto armado. Através de um estudo de caso, visitou-se um desses viadutos existentes na cidade de Limeira, apresentando os principais elementos estruturais. O mesmo tem como intenção a avaliação da disciplina de APS do nono semestre, denominada “585X - Atividade Prática Supervisionada”.

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Justificativa

As cidades possuem diversas interferências onde são necessárias implantações de pontes, sendo a maioria delas sobre as marginais e rodovias que dão acesso à cidade. Para que essas interferências sejam transpostas corretamente é necessário um planejamento minucioso levando-se em consideração as condições do local onde se pretende implantar, para que o mesmo atenda aos requisitos de segurança, economia e estética.

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Metodologia

A revisão bibliográfica foi feita através de pesquisas de monografias, teses e dissertações relacionadas ao assunto, juntamente com as notações de aulas da disciplina “Pontes e Grandes Estruturas” ministradas no primeiro semestre de 2017. Os projetos apresentados foram elaborados em AutoCAD.

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DESENVOLVIMENTO

Este capítulo apresenta a revisão bibliográfica sobre Pontes e Grandes Estruturas, com informações sobre o desenvolvimento dos projetos, seguido da delimitação das principais normas técnicas sobre o assunto com os procedimentos de cálculos e dimensionamentos de ponte de concreto armado.

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Elaboração de um projeto de ponte em concreto armado

O projeto de ponte deve atender a três princípios fundamentais: segurança, economia e estética. Deve ser seguro, a ponto de não proporcionar riscos com a sua utilização, deve ser econômico, adotando os custos com planejamento adequado e corresponder às expectativas estéticas do local onde será executado.

Importante mencionar que a estrutura deve ser calculada e projetada considerando todas as recomendações possíveis de ações durante sua implantação e posterior utilização. Devendo-se atender a todos os estados limites últimos, de utilização e durabilidade exigidos e requeridos pela NBR 7.817 - Projeto e execução de pontes de concreto armado e protendido. Além desta norma outras também devem ser atendidas como é o caso da NBR 7.188 - Carga móvel em ponte rodoviária e passarela de pedestre.

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Elementos estruturais de uma ponte de concreto armado

As pontes e viadutos estruturalmente podem ser divididos em três partes principais, sendo superestrutura, mesoestrutura e infraestrutura, conforme demonstra a Figura 1.

Figura 1 - Esquema ilustrativo da composição das pontes.

[pic 1]

Fonte: Adaptado de http://www.engenhariapt.com/2013/04/12/tipos-de-pontes/

A superestrutura é composta pelas vigas e tabuleiro, a mesoestrutura pelos aparelhos de apoio e pilares e a infraestruturas pelas fundações, como sapatas, estacas e/ou túbulos conforme a necessidade.

Quanto às características apresentadas na Figura 1, a infraestrutura possui a função de transmitir os esforços provenientes da mesoestrutura ao terreno, enquanto a mesoestrutura é encarregada de receber os esforços da superestrutura e direcioná-los para a infraestrutura.

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Classificação e tipos de pontes

As pontes possuem 3 (três) classificações: quanto à finalidade, ao material e ao tipo estrutural. Com relação à finalidade, esta pode ser rodoviária, ferroviária, passarela, rodoferroviária, entre outras.

Quanto ao material, estas podem ser construídas com a utilização de madeira, pedra, concreto armado, concreto protendido, aço ou mistas (concreto e aço ou madeira).

Já para o tipo estrutural as pontes podem ser executadas em laje, arcos ou abóbadas, em vigas retas de alma cheias ou vazadas, como é o caso das treliçadas, em quadros rígidos, suspensas (pênseis) ou estaiadas.

Figura 2 - Principais tipos de pontes.

[pic 2]

Fonte: Adaptado de http://www.engenhariapt.com/2013/04/12/tipos-de-pontes/

1 - Ponte em viga: A sua construção é feita com vigas de aço em baixo, e betão ou então em peças pré-fabricadas. Este é o tipo de ponte tecnicamente mais simples e consequentemente mais fácil de se construir. Neste tipo de ponte uma viga horizontal é suportada em ambas as suas extremidades por pilares.

2 - Ponte em treliças: Este tipo de pontes é construído juntando elementos rectos. Tanto são feitas em metal como em madeira. A madeira mais usada para a compressão enquanto o metal é usado para suportar a tensão. Este tipo de pontes foi muito popular nos EUA de 1870 a 1930.

3 - Ponte de arco: Tem este nome devido à sua forma. A ponte mais antiga deste tipo ainda existe e foi construída na Grécia em 1300 A.C. (Ponte Arkadiko). No entanto quem ficou conhecido por construir pontes deste tipo foram os romanos.

4 - Ponte suspensa: Este tipo é uma ponte que está segura por cabos de aço que são suportados por torres em cada extremidade. Tecnicamente, a carga da ponte é transformada na elasticidade dos cabos. Algumas das pontes suspensas populares incluem a ponte Golden Gate de Estados Unidos, a Ponte Humber da Inglaterra e da Ponte Tsing Ma da China.

5 - Ponte estaiada: Estas são quase semelhantes às pontes suspensas na sua estrutura, mas com algumas diferenças. A principal diferença é a quantidade de cabo usada. Na ponte estaiada, as torres de suporte usadas para cabos são relativamente curtas e requerem menos quantidade de cabo em relação à ponte suspensa.

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Carga móvel rodoviária

Os trens-tipo compõe-se de um veículo de cargas uniformemente distribuídas.

Tabela 1 - Tabela de classificação