1.BREVE HISTRICO As primeiras pontes surgiram de forma natural,
pela queda de troncos das rvores
sobreosrios,criandoapossibilidadedepassagensoutramargem.Ohomem
aperfeioou os incidentes naturais e passou a criar outras pontes
feitas de troncos,
depedrasepranchasassociando-asaoutrostantosrecursosdisponveisna
natureza, como: cips, cordas, pedras e travas feitas com pedaos de
madeira, para
queestasnofossemderrubadasfacilmentepermitindoaidaeavoltaparao
destino. AsmaisantigaspontesdepedraforamconstrudasemRomaempregandoa
tcnicadearcosaprendidacomosetruscos.Dentreaspontesdepedramais
antigas podemos citar trs delas que ainda hoje servem populao
local, que so: Fabrcio (62 a.C.) (Figura 1.1), So ngelo (134 d.C.)
e Cstio (365 d.C.).
Hnoticiasquepontesdemadeiraforamutilizadaspelosromanosparaa
travessiaderioselagos.DuranteoRenacentismo,oarquitetoPalladioconstruiu
vosde30 mcom treliastriangulareselaboradas por ele.Exemplosdeste
tipo de estruturasoaspontesGrubenmann(figura1.2),sobreoRioReno,em
SchaffhausenSua,comdoisvosde52e59m;apontesobreorioElbaem Wittemberg
Alemanha, com 14 vos de 56 m em trelia.
NofimdosculoXVIIIiniciou-seafasedetransioentreaspontesde
madeiraparaaspontesmetlicas,transioestaquedurouaproximadamente40
anos,iniciandoeterminandoemumamesmagerao.Inicialmenteforam
construdas em ferro fundido, sendo a ponte construda pelo exercito
alemo sobre o Rio Oder, na Prssia, a primeira ponte a utilizar este
material em sua construo. J a primeira a ser construda totalmente
em ferro fundido situa-se sobre o rio Severn, Inglaterra (1779),
com um vo de 31 m, 15 de largura e com59 m de comprimento total
(Figura 1.3). Figura 1.1: Gravura de Piranesi mostrando a Ponte
Frabcio em Roma. (Imagem extrada de www.structurae.de)
Figura1.2:ProjetodepontesGrubenmann,sobreoRioReno,emSchaffhausenSua.(Imagem
extrada de www.structurae.de) Figura 1.3: Ponte Severn. (Imagem
extrada de www.structurae.de) 2.INTRODUO GERAL Ponte o elemento que
permite a travessia entre dois pontos, deixando livre
apassagemnadireotransversalouumaobradestinadaamantera
continuidadedeumaviadecomunicaoatravsdeumobstculo,coma
caracterstica de no interromper totalmente esse obstculo.
ConformeMarchetti(2008, p.1) propriamente,denomina-se Pontequando o
obstculotranspostoconstitudodeumcursodguaououtrasuperfcieliquida
comoumlagoouumbraodemar.Denomina-seViadutoquandooobstculo
transposto u vale ou outra via. Figura 2.1 Esquema ilustrativo de
ponte Figura 2.2 Esquema ilustrativo de viaduto 1- Vias de
comunicao Rodovias FerroviasPassarelas Canal navegvelAquedutos 2
Obstculos naturaisRiosLagos Depresso do terreno (vales) Trecho de
mar Cruzamento de rodovia em desnvel
Aspontespodemserclassificadasdediversasmaneiras,sendoasmais comuns:
quanto sua finalidade de utilizao, material de construo, tipo
estrutural,
tempodeutilizaoemobilidadedoestrato.Quantoasuafinalidadeaspontes
podemserrodovirias,ferrovirias,passarelas,rodoferrovirias,etc.Podem,
tambm, destinar-se ao suporte de dutos e, at mesmo, de vias
navegveis.
Aoseremclassificadasquantoaomaterialquesoconstrudas,aspontes
podemserdemadeira,pedras,concreto(simples,armadoouprotendido)e
metlicas.Pode-seclassific-las,tambm,
quantoaoseutipoestruturalepodendo ser em laje, viga, caixo, trelia,
prtico arco ou suspensa, conforme pode ser visto em exemplos na
Figura 2.3.Em termos de tempo de utilizao as pontes se subdividem
em permanentes
eprovisrias.Porultimo,pode-seclassificaraspontesquantoa sua
mobilidadedo substrato, que so: flutuantes, corredia, levadia,
basculante e giratria. Figura 2.3: Exemplos de tipos estruturais de
ponte 2.1 Requisitos principais de uma ponte Marchetti (2008, p.
2), aponta os principais requisitos constituintes das
pontes:Funcionalidade:Quantofuncionalidade,deverapontesatisfazerdeforma
perfeita as exigncias de trafego, vazo, etc;
Segurana:Quantosegurana,apontedeveterseusmateriaisconstitudos
solicitados por esforos que neles provoquem tenses menores que as
admissveis ou que possam provocar ruptura;
Esttica:Quantoesttica,apontedeveapresentaraspectoagradvelse
harmonizar com o ambiente em que se situa; Economia: Quanto
economia, deve-se fazer sempre um estudo comparativo de
variassolues,escolhendo-seamaiseconmica,devendoseusaspectos
construtivossempreestarbalizadospelasnormasNBR7187,NBR7188eNBR
6118;Durabilidade:Quanto durabilidade, apontedeve atender
sexignciasdeuso durante certo perodo previsto. 2.2. Elementos
constituintes das pontes Segundo o Manual de Projetos de Obras de
Arte Especiais (DNER, 1996) as
pontessoconstitudasdetrspartesfundamentais,asquaisso:Infraestrutura,
Mesoestrutura (aparelho de apoio) e Superestrutura.
Ainfraestruturaapartedaponteconstitudaporelementosquese
destinamaapoiarnoterreno(rochaousolo)osesforostransmitidosda
SuperestruturaparaMesoestrutura.Ainfraestruturaconstitudaporblocosde
estacas, sapatas, tubules etc. A Mesoestrutura ou aparelho de apoio
a parte da ponte constituda pelos
pilares.oelementoquerecebeosesforosdasuperestruturaeostransmitem
infraestrutura. A Superestrutura constituda de vigas e lajes. o
elemento de suporte do estrado por onde se trafega, sendo assim, a
parte til da obra. Figura 2.4 Esquema da composio das estruturas
constituntes das pontes Seo Longitudinal
Comrelaoseotransversal,conformemostradonaFigura2.4,podem aparecer
os seguintes elementos:
Pistaderolamento-larguradisponvelparaotrfegonormaldos veculos, que
pode ser subdividida em faixas;
Acostamento-larguraadicionalpistaderolamentodestinada utilizao em
casos de emergncia, pelos veculos;
Passeio-larguraadicionaldestinadaexclusivamenteaotrfegode
pedestres; Guarda-roda-elementodestinadoaimpedirainvasodospasseios
pelos veculos;Guarda corpo - elemento de proteo aos
pedestres.MurodeConcretoouGuardRailelementodeproteodos pedestres em
relao aos veculos passantes. Figura 2.5 Seo transversal Denominao
dos elementos constituintes 2.3.Classificao das Pontes
SegundoosautoresMunirKhalilElDebseToshiakiTakeyanaapostilade
pontesIntroduosPontesdeConcreto(UniversidadedeSoPaulo,Escolade
Engenharia de So Carlos, 2009), as pontes podem ser classificadas
segundo vrios critrios, porm os mais importantes so os que seguem:
Material da superestrutura; Comprimento; Natureza do trfego;
Desenvolvimento planimtrico; Desenvolvimento altimtrico; Sistema
estrutural da superestrutura; Posio do tabuleiro; Processo de
execuo. 2.4.Elementos normativos
AAssociaoBrasileiradeNormasTcnicas(ABNT)umaentidadeoficial
encarregadadeelaboraeeditarosregulamentostcnicosadotadosnoBrasil.As
principaisnormasquedevemserconsultadasquandodaelaboraodepontes
rodovirias em concreto armado so: NBR 7187 - Projeto e execuo de
pontes de concreto armado e protendido; NBR 7188 - Carga mvel em
ponte rodoviria e passarela de pedestre; NBR 6118 - Projeto e
execuo de obras de concreto armado. 3.Linhas de influncia LI
Deacordocomasnotasde aula denomina-secomolinhasdeinfluncia(LI),um
diagramaqueforneceesforossolicitantesoudeslocamentosdeumaseo
transversal fixa, quando percorrida por uma carga unitria.Para cada
esforo solicitante e para cada seo existe uma LI.
Emoutraspalavras,fazendo-semoverumacargaunitria,aolongodaestrutura,
cada posio da carga produz um esforo diferente no mesmo ponto da
estrutura.
P = 1 - x x ab c 4.Determinao do trem-tipo As cargas mveis podem
ocupar qualquer posio sobre o tabuleiro da ponte.
Assim,paracadalongarina,necessrioprocuraraposiodocarregamentoque
provoqueamximasolicitaoemcadaumadasseesdeclculo.Esse
procedimentopordemaistrabalhosoeinviveldeserrealizadomanualmente.
Dessaforma,utiliza-sedoconceitodetrem-tipo,oqualsimplificaocarregamento
sobre as longarinas e torna o processo de clculo dos esforos menos
trabalhoso.
Denomina-setrem-tipodeumalongarinaoquinhodecargaproduzidonamesma
pelas cargas mveis de clculo, colocadas na largura do tabuleiro, na
posio mais
desfavorvelparaalongarinaemestudo.Nessascondies,otrem-tipoo
carregamento de clculo de uma longarina levando-se em considerao a
geometria
daseotransversaldaponte,como,porexemplo,onmeroeespaamentodas
longarinas e a posio da laje do tabuleiro. O trem-tipo, suposto
constante ao longo da ponte, pode ocupar qualquer posio na
direolongitudinal.Assim,paracadaseodavigaestudada,necessrio
determinarasposiesdotrem-tipoqueproduzemvaloresextremosdas
solicitaes.Noscasosmaisgerais,empregam-seaslinhasdeinfluncia,
diagramasquepermitemdefinirasposiesmaisdesfavorveisdotrem-tipoe
calcularasrespectivassolicitaes.Comosvaloresextremosdassolicitaes,
calculados nas diversassees declculo
daviga,possveltraarasenvoltrias de solicitaes da carga mvel. Como
os valores das envoltrias so determinados
paraassituaesmaisdesfavorveisdascargas,quaisqueroutrasposiesdo
carregamentoproduzirosolicitaesmenores.Assim,sealongarinafor
dimensionadaparaosvaloresdasenvoltrias,suaseguranaficagarantidapara
qualquer posio da carga mvel. 5. ESFOROS EXTERNOS NAS PONTES
Conforme,Marchetti(2008,p.21),Cargaspermanentessorepresentadas pelo
peso prprio (g) dos elementos estruturais e tambm dos elementos que
esto permanentemente fixos estrutura da ponte, tais como
guarda-corpo, guarda-rodas, defensas, passeio, pavimentao, postes
de iluminao, trilhos, lastros etc, As cargas permanentes podem ser
de dois tipos: a) Distribudasb) Concentradas
Nocasodecargaspermanentesdistribudas,usa-seovolumerelativoao
comprimento unitrio do elemento. Pesos especficos admitidos;
Concreto simples24 kN/m3 Concreto armado25 kN/m3 Concreto
asfltico24 kN/m3 Recapeamento24 kN/m2 Ao78,5 kN/m3 Aterro18 kN/m3
30 (ngulo de atrito interno) AdicionaisPrincipaisPrincipais: Devem
ser levados em conta no calculo de qualquer tipo de ponte:
Adicionais:somentedevemserconsideradosemcertostiposdeestrutura.
Exemplo: Fora centrifugaImpacto lateral
Especiais:aparecememprojetosdecaractersticaspeculiares.Exemplo:choque
de barcos nos pilares. Carga mvel As cargas moveis so representadas
pelas produzidas por meio dos veculos que circulam sobre a ponte,
chamadas de cargas de multido. No Brasil especificada pela NBR
7188. O trem tipo sempre orientado na direo do trafego e colocado
na posio mais deformvel. Classes das Pontes Classe 45 Rodovia
classe I Classe 30 Rodovia II Classe 12 Rodovia III Classe 45
Rodovia tronco federais ou estaduais ou nas estradas de ligao entre
as estradas tronco.
Classe30Pontessituadasemrodoviassecundariasnasquaisdepreva passagem
de veculos pesados.Base do sistema: veiculo tipo de 300 kN de peso
total. Classe12Pontessituadasemrodoviassecundariasqueseenquadramna
classes 30. Base do sistema: veiculo tipo de 120 kN de peso total.
Em todas as classes o veiculo tipo ocupa, em planta, a dimenso de (
3 x 6) m. Impacto vertical
Noestudoestticodasestruturassupe-sequeascargassejamaplicadasde
maneiraquesuaintensidadecresagradualmentedeo(zero)ateovalortotal,do
passo que as cargas mveis reais so aplicadas bruscamente.
Emvirtudedasoscilaesprovocadaspelosveculos,aconsideraodacarga
esttica no corresponde realidade. Varias so as causas que provocam
essa oscilao: Excntrico??? das rodas Aes das molasJuntas nos
trilhos Irregularidades da pista (rodovias) Deformao da estrutura
Coeficiente de impacto verticalConforme a NBR 7187, o efeito
dinmico das cargas mveis deve ser analisado pela
teoriadadinmicadasestruturas.permitido,noentanto,assimilarascargas
estticas,atravsdesuamultiplicaopeloscoeficientesdeimpactosdefinidosa
seguir: Elementos estruturais de obras rodovirias: = 1,4 0,007. 1
Onde o valor de : 1)O dobro do comprimento para tramo em balano. =
2.L
2)Igualaocomprimentodotramoemestruturasisostaticamenteapoiadasou
semelhantes apoiadas. = L 3)Igual ao comprimento dos tramos para
vigas contnuas. No primeiro tramo, tem-se = L1 No segundo tramo,
tem-se = L2 No terceiro tramo, tem-se = L3 6. NECESSIDADE DAS
PONTES DesumaimportnciaaodesenvolvimentodosmunicpiosdoEstadodeSo
Paulo, do ponto de vista econmico e social, as estradas devem
assegurar a entrada
deinsumosnaspropriedadesagrcolas,oescoamentodaproduoeolivre
deslocamento das populaes do meio rural.
Entretanto,nota-seque,aolongodosanos,processosincorretosde
construoedemanutenoforamempregadosnestasvias,principalmentepela
carnciadeinformaestcnicasporpartedasAdministraesEstaduaise
Municipais.
Olastimvelestadoemqueseencontramasestradasepontesvicinais
desestimulamapermannciadosindivduosnascomunidadesrurais,vistoque
dificultaotrnsito,causandodesconfortoeinseguranaaosusurios,almde
elevar o custo do transporte para os produtores e os custos de
manuteno para as prefeituras. 7. OBJETO DE ESTUDO 7.1. LAGOA DO
RESERVATRIO DE PONTE NOVA SALESPOLIS,SP
OreservatriodePonteNova,projetadoeimplantadoparaabastecimento
pblicocomofinalidadeprincipale,secundariamente,paracontroledeenchentes,
possuiuma rea dedrenagem deaproximadamente90km,sendoqueotalvegue
principalperfazcercade16,7kmdesdeatravessiaemestudoatanascentedo
RioTiet.Aregioondeseencontraoreservatriohapredominnciada
silvicultura,principalmentedoladodamargemesquerdadoreservatrio.
(Departamento de guas e Energia Eltrica DAEE)
Hcercade200famliasresidindonosbairrosmargemesquerdado
reservatrio,eosmesmosparasedeslocarematocentrodacidadede
Salespolispossuemduasopes:umaaestradadaUsina,aqualpossuiuma
extensodeaproximadamente15km;eaoutraopoatravessiadomaciodo
Aterradoquediminuiadistnciaatocentropara2,5kmaproximadamente.
(Prefeitura Municipal de Salespolis). 8. PROPOSTA
OmaciodoAterrado(ousimplesmenteAterradocomochamado)uma travessiaque
foiconstrudaemmeados da dcada de 1980para atenderao apelo
dacomunidadelocal, queclamavaporumasoluo para diminuira
distnciaentre
osbairroslocalizadosmargemesquerdadoreservatriodePonteNovaato
centro da cidade. Todavia, o macio foi executado de forma precria,
j com o lago
formado,semtersidocompactadocorretamentedentrodasnormasetcnicas
adequadas,apresentandoproblemasdeestabilidadeeescoamentodavazoao
longo dos anos, principalmente nos perodos de chuvas intensas. Por
muitas vezes o Aterrado ficou submerso pelo reservatrio quando este
atinge sua cota mxima de projeto. (Prefeitura Municipal de
Salespolis).
Figuraxxx-ReservatriodePonteNovaondelocaliza-seomaciodoAterradoeolocalproposto
para implantao do projeto. Cargas Permanentes (g) Conforme a norma
brasileira NBR 6120 Cargas para o clculo de estruturas de edificaes
as cargas permanentes so as cargas constitudas pelo peso prprio
daestruturaepelopesodetodososelementosconstrutivosfixoseinstalaes
permanentes.Paraoclculodascargaspermanentesdopresenteprojetofoi
consideradosetepartesaseremcalculadas,conformefiguraXX.Consideramoso
pesoespecficodoconcreto(conc)iguala25kN/meopesoespecficodo
pavimento (pav) igual a 24 kN/m. 0 Guarda Corpo (g0)
1 Passeio (g1)
2 Laje de Balano (g2)
3 Viga do Vo Longarina (g3)
4 Msula (g4)
5 Laje interna (g5)
()
6 - Pavimento (g6)
7 Muro de concreto ou guard rail
Peso Prprio Total do Vo (gvo)
ou
Transversina ou viga transversal
()
Comosotrstransversinascentraismultiplica-seovalorumatransversina
por 3:
Transversinas de apoios (carga centrada)
() ()
Clculo do Peso da Cortina A cortina nada mais do que um muro...
fazer figura!! 1 Cortina
() ()
2 - Msula
3 Msula fazer desenho!!
[() (
)]
Peso Total (PT) Cortina.
ESQUEMA DA CARGA PERMANENTE DA PONTE Figura xx Esquema da carga
permanente Acargadovocentralestcom56,702kN/mporquasomatriadogvo
mais o peso das transversinas distribudo ao longo das duas
longarinas. CLCULO DOS ESFOROS SOLICITANTES DEVIDO AS CARGAS
PERMANENTES
Paraoclculodosesforossolicitantesdevidoscargaspermanentes(g),
dividimosaponteemseesparaobservarcomoascargasatuam.Porhaver
simetria no vo, analisaremos somente a metade e tomaremos apenas
trs sees, vistoqueapartirdaseo1a3acargadistribudauniformenohavendoa
necessidade de obtermos mais sees. Figura xx Esquema das sees Seo 0
Vg = 0 ; Mg = 0 Seo 1 - esquerda
( )
( ) Seo 1 - direita
Seo 2
Seo 3
453,813 kN.m Vg 1,d = 594,520 kN Vg 1,d = 594,520 kN