O Processos construtivos de pontes em concreto armado e protendido

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As pontes podem ser classificadas conforme o método construtivo, os materiais utilizados, os tipos estruturais (comportamento estrutural e teorias de cálculo) e tipo estrutural da superestrutura. Segundo Debs e Takeya (2007), as pontes podem ser subdivididas de acordo com seus aspectos estruturais, como por exemplo, as pontes em viga, pórtico, arco, pênsil e estaiada. O presente relatório tem por objetivo detalhar conceitualmente as pontes em pórtico.

Nas pontes cujo sistema estrutural principal é constituído por um pórtico, a ligação entre a superestrutura e a mesoestrutura é monolítica, formando um nó rígido, ou seja, não há a utilização de aparelho de apoio entre a superestrutura e a infraestrutura. De maneira simples a viga e o pilar são um único elemento estrutural que permite a transferência de momentos fletores entre os elementos (superestrutura e mesoestrutura monoliticamente ligadas). Este modelo de ponte é conveniente em casos que existam pilares esbeltos, ou quando se desejar ter a mínima manutenção (inexistência de articulações e aparelhos de apoio).

2 Modelo da ponte em pórtico

A ponte modelada para a apresentação gráfica consiste em uma ponte de 49,00 metros de comprimento por 14,00 metros de largura. Sua estrutura é mista sendo composta por uma grelha metálica e pilares de concreto armado formando uma ponte em pórtico. Ressalta-se, aqui, que toda a estrutura, excetuando-se a treliça, que recebe as cargas da ponte é construída e fixada para se comportar como uma estrutura monolítica. Ou seja, as ligações entre as peças metálicas e entre peças metálicas e concreto armado são realizadas de forma a se obter ligações rígidas. A Figura 3 apresenta as vistas lateral e frontal da ponte modelada.

Figura 3: Ponte em pórtico modelada

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Fonte: Autores (2017)

Ao analisar a seção longitudinal do pórtico, é possível fazer um estudo das ações presentes na estrutura para se obter o comportamento do pórtico. Para isso, é utilizado a ferramenta ftool para o estudo do pórtico. Adotando uma carga uniforme proporcional ao tamanho da ponte, pode-se obter o diagrama de momento fletor para estudar o comportamento longitudinal, conforme é mostrado nas Figuras 4 e 5, tanto para a condição de apoio engastado ou apoiado.

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Figura 4: Carregamento e diagrama de momento fletor condição engastada

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Fonte: Autores (2017)

Figura 5: Carregamento e diagrama de momento fletor condição apoiada

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Fonte: Autores (2017)

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Os valores encontrados foram bem semelhantes com um ligeiro alívio de momento para a condição engastada.

A treliça adotada na estrutura tem dois objetivos: estética e contraventamento. Sua estrutura está fixada na estrutura monolítica de forma não rígida, ou seja, a treliça não faz parte da estrutura monolítica. As Figuras 6 e 7 mostram a treliça adotada e o detalhe de sua ligação com a estrutura monolítica.

Figura 6: Estrutura da treliça para contraventamento

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Fonte: Autores (2017)

Figura 7: Detalhe do banzo inferior não conectado rigidamente com a estrutura inferior

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Fonte: Autores (2017)

3 Vinculações típicas das pontes em pórtico

No caso de pontes de pequenos vãos, os esquemas estáticos empregados são os apresentados na Figura 8. Os pórticos fechados também chamados de quadros, podem ser empregados com uma célula, duas células, ou mais, e são utilizados para vãos bastante pequenos. Os esquemas biapoiado e biengastado são indicados para vãos um pouco maiores que os atingidos pelos quadros. A característica comum destes casos é o emprego exclusivo de seção transversal de laje (ponte de laje). No caso de vãos maiores, os esquemas estáticos empregados são apresentados na Figura 9 (Debs e Takeya, 2007).

Figura 8: Esquemas estáticos de pórticos para pontes de pequenos vãos

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Fonte: Mounir Khalil El Debs e Toshiaki Takeya (2007)

Figura 9: Esquemas estáticos de pórticos para pontes de vãos maiores

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Fonte: Mounir Khalil El Debs e Toshiaki Takeya (2007)

4 Distribuição dos esforços

4.1 Pórticos

Os pórticos são elementos estruturais compostos de vigas e colunas conectadas por ligações rígidas. O ângulo entre a viga e a coluna normalmente é de 90°.

Os pórticos podem ser divididos em duas categorias: contraventados e não contraventados. Pórtico contraventado é aquele no qual os nós em cada nível estão livres para girar, mas são impedidos de se mover lateralmente pela fixação em um elemento rígido que pode fornecer-lhes restrição lateral. Em pórticos simples de um vão, pode ser utilizado um contraventamento diagonal leve, conectado à base das colunas, para resistir ao deslocamento lateral dos nós superiores.

Pórtico não contraventado é aquele no qual a resistência lateral ao deslocamento é fornecida pela rigidez à flexão das vigas e colunas. Nos pórticos não contraventados, os nós estão livres para deslocar lateralmente, assim como para girar. Como tendem a ser relativamente flexíveis comparados aos pórticos contraventados, sob carga lateral os pórticos não contraventados podem sofrer grandes deflexões transversais que danificam os elementos não estruturais associados, como paredes, janelas etc.

Embora as vigas e as colunas de pórticos rígidos transmitam força axial, força cortante e momento, a força axial nas vigas normalmente é tão pequena que pode ser desprezada, e a viga,