: BR-101 AL : DIVISA PE/AL - DIVISA AL/SE : DIVISA PE/AL - (Ponte s/ o Rio Jacuípe) - ENTR. AL-110 (P/ ARAPIRACA) : 78,11 Km : Km 92,21 ao Km 170,32 : 101BAL 0710 - 101BAL 0820 e 101BAL 0830 - 101BAL 0850 : 04 - SEGMENTO 1 SETEMBRO / 2014 TOMO VI VOLUME 3A - RODOVIA - TRECHO - SUBTRECHO - EXTENSÃO - SEGMENTO - CÓDIGO PNV - LOTE ANTEPROJETO DE ENGENHARIA PARA DUPLICAÇÃO E RESTAURAÇÃO COM MELHORAMENTOS Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT Superintendência Regional no Estado de Alagoas REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES MEMÓRIA DE CÁLCULO DAS OAE
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
: BR-101 AL: DIVISA PE/AL - DIVISA AL/SE: DIVISA PE/AL - (Ponte s/ o Rio Jacuípe) - ENTR. AL-110 (P/ ARAPIRACA): 78,11 Km: Km 92,21 ao Km 170,32: 101BAL 0710 - 101BAL 0820 e 101BAL 0830 - 101BAL 0850: 04 - SEGMENTO 1
ANTEPROJETO DE ENGENHARIA PARA DUPLICAÇÃO E RESTAURAÇÃO COM
MELHORAMENTOS
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT Superintendência Regional no Estado de Alagoas
REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASILMINISTÉRIO DOS TRANSPORTES
MEMÓRIA DE CÁLCULO DAS OAE
: BR-101 AL: DIVISA PE/AL - DIVISA AL/SE: DIVISA PE/AL - (Ponte s/ o Rio Jacuípe) - ENTR. AL-110 (P/ ARAPIRACA): 78,11 Km: Km 92,21 ao Km 170,32: 101BAL 0710 - 101BAL 0850 e 101BAL 0830 - 101BAL 0850: 04 - SEGMENTO 1
: COORDENAÇÃO GERAL DE CONSTRUÇÃO RODOVIÁRIA: SUPERINTENDÊNCIA REGIONAL NO ESTADO DE ALAGOAS
SETEMBRO / 2014
ANTEPROJETO DE ENGENHARIA PARA DUPLICAÇÃO E RESTAURAÇÃO COM
MELHORAMENTOS
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT Superintendência Regional no Estado de Alagoas
REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASILMINISTÉRIO DOS TRANSPORTES
4. TERMO DE ENCERRAMENTO..............................................................................244
1
1. APRESENTAÇÃO
2
Rodovia
Trecho
Subtrecho
Segmento
Extensão : 78,11 Km
Lote : 04 - Segmento 1
Este relatório está sendo apresentado nos seguintes volumes:
Volume 1 A4
Volume 2 A3
Volume 2 A3
Volume 2 A4
Volume 2 A4
Volume 2 A4
Volume 3A A3
Volume 3A A4
Volume 3A A4
Volume 3A A4
Volume 3A A4
Volume 3A A4
Volume 3B A3
Volume 3B A4
Volume 4 A4
Tomo II - Memória de Cálculo das OAE's - Segmento 2
Tomo V - Memória de Cálculo das OAE's - Segmento 1
Tomo VI - Memória de Cálculo das OAE's - Segmento 1
Tomo I - Plantas OAE's - Segmento 2
Orçamento
Tomo IV - Memória de Cálculo das OAE's - Segmento 1
Tomo V - Memória de Cálculo - Segmento 1 e segmento 2
Tomo I - Plantas OAE's - Segmento 1
Tomo II - Memória de Cálculo das OAE's - Segmento 1
Tomo III - Memória de Cálculo das OAE's - Segmento 1
O Consorcio Gerenciador da BR-101/NE apresenta ao Departamento Nacional de Infra-Estrutura de
Transportes - DNIT, a Memória de Cálculo das OAE's do Anteprojeto de Engenharia para Duplicação e
Restauração com Melhoramentos da Rodovia referente ao contrato a seguir caracterizado:
Tomo I - Anteprojeto de Execução - Segmento 1
Tomo II - Anteprojeto de Execução - Segmento 2
Tomo III - Estudos Geotécnicos - Segmento 1
Tomo IV - Estudos Geotécnicos - Segmento 2
VOLUMES DISCRIMINAÇÃO FORMATO
Relatório do Anteprojeto
Objeto
Restauração com Melhoramento de Rodovia
: BR - 101 AL
: Elaboração de Anteprojeto Executivo de Engenharia para Duplicação e
: Divisa PE/AL - Divisa AL/SE
: Km 92,21 - Km 170,32
: DIVISA PE/AL - (Ponte s/ o Rio Jacuípe) - ENTR. AL-110 (P/ ARAPIRACA)
3
2. MAPA DE SITUAÇÃO
4
5
3. MEMÓRIA DE CÁLCULO DAS OAE
6
3.2 OBRAS EXISTENTES A ALARGAR
7
3.2.1 PONTE SOBRE O RIO URUBA
8
3.2.1 DESCRIÇÃO DA OBRA A ponte existente possui largura do tabuleiro de 9,80 metros, e o modelo estrutural é formado basicamente por uma viga seção caixão, com dois apoios e tramo de 24,00 metros. A nova concepção amplia a seção transversal para 11,50 metros. Para estudo de ampliação, optamos por reforço estrutural em concreto jateado e colocação de novas armaduras para absorver os esforços provenientes desta ampliação. Este tipo de reforço é, em nossa análise, o mais indicado em virtude de custos e facilidade de execução. Analisamos primeiramente a estrutura com a seção tipo de 9,80 metros e classe 30 (supomos este carregamento original), onde determinamos os esforços hoje atuantes. Posteriormente analisamos a estrutura com seção transversal de 11,50 metros e carregamento classe 45. Com estes resultados, ou seja, o acréscimo de esforços seccionais, pré dimensionamos as dimensões dos elementos estruturais a serem reforçados. Indicamos também, a execução de um consolo para apoio na operação de macaqueamento e troca dos aparelhos de apoio. As novas armaduras entrarão em carga após a troca dos aparelhos de apoio. 3.2.1.1 Normas utilizadas
• NBR 6118/2004 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento; • NBR 7187/1987 – Projeto e execução de Pontes em Concreto Armado e Protendido; • NBR 7188/1985 – Carga móvel em Ponte Rodoviária e Passarela de pedestre; • NBR 6122/1996 – Projeto e execução das fundações; • NBR 8681 - Ações e segurança nas estruturas; • AASHTO LFRD – SI UNITS / 4ª EDITION / 2007
3.2.1.1 Materiais
• Concreto: fck=35MPa • Aço: CA-50A
3.2.1.2 Análise e saída de resultados - Modelo analisado A obra foi modelada e analisada com o software SAP2000. O modelo consiste de vigas principais (longarinas), transversinas, travessa e pilares, que foram modelados como elementos tipo FRAME. A laje que foi modelada como elemento tipo SHELL. Os aparelhos de apoio (neoprene) foram modelados como elementos tipo LINK. O objetivo de se utilizar um software para modelar a obra são:
9
• Obter um modelo tridimensional mais próximo do real, assim otimizando o uso dos materiais e das características da estrutura e reduzindo o custo global da obra;
• Obter os esforços e deslocamentos devido aos carregamentos aplicados na estrutura para, posteriormente, serem utilizados no dimensionamento e na verificação das peças componentes da obra.
Modelo 3D completo – SAP2000
10
- Carregamentos considerados Foram impostos no modelo os seguintes carregamentos no modelo:
• Peso próprio dos elementos – são representadas pelos elementos constituintes da estrutura (vigas e lajes), tanto quanto os que estão fixos à mesma (guarda-rodas, guarda-corpo , pavimentação). Tais esforços são obtidos a partir do volume de cada peça através de seu peso específico para cada material e é considerado automaticamente pelo software. A tabela seguir mostra o peso dos materiais utilizados:
Material (t/m³) Concreto armado 2,5
Pavimentação 2,4
• Carga móvel – são representadas através do veículo que circularão sobre a ponte, de acordo com a NBR 7188 (1984). O trem-tipo usado compõe de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas, conforme figuras e tabela abaixo:
Vista lateral do veículo
Dimensões da área de contato das rodas no pavimento Tabela de carga do veículo
11
• Impacto vertical – o efeito do impacto devido às cargas móveis foi analisado
conforme NBR 7187, onde a mesma admite que seus valores sejam multiplicados pelo coeficiente de impacto calculado pela seguinte expressão:
para pontes rodoviárias;
onde l é o comprimento do vão teórico de cada elemento carregado.
• Frenagem – é considerada como uma força resultante devido à movimentação do veículo sobre a ponte, em virtude de sua massa. O valor desse esforço é dado pela NBR 7187, 30% do peso do veículo, e é representado no dimensionamento da estrutura como uma força longitudinal no meio da seção transversal.
• Variação de temperatura – foi considerada uma variação de temperatura uniforme de ±15°C, de acordo com a NBR 7187. O coeficiente de dilatação térmica do concreto foi estabelecido em α=10-5 °C.
• Vento – foi considerado como uma força horizontal agindo normalmente ao eixo da estrutura e uniformemente distribuído ao longo do eixo. A velocidade básica do vento foi de 30m/s, de acordo com a NBR 6123.
• Pressão causada pela água nos pilares (correnteza) – foram levados em conta
e introduzidos na estrutura os esforços devido a pressão da água, segundo a NBR 7187:
(KN/m) onde v=2,5m/s é a velocidade da água e k é o coeficiente adimensional (0,34 para elementos com seção transversal circular).
- Saída de resultados Com o carregamento aplicado na estrutura, o SAP2000 nos fornecerá os esforços em cada elemento discretizado no modelo tridimensional. Os resultado serão apresentados de duas formas: antes do reforço (com o trem tipo 30 e dimensões antigas) e depois do reforço (alargadas e com o trem tipo 45).
12
• Vigas principais (longarinas)
Esforços devido ao Peso próprio – antes da ampliação
13
Esforços devido ao Peso próprio – depois da ampliação
14
Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento – antes da ampliação
15
Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento – depois da ampliação
16
Esforços devido ao Guarda-rodas – antes da ampliação
17
Esforços devido ao Guarda-rodas – depois da ampliação
18
Esforços devido ao Trem tipo – TB30 –antes da ampliação
19
20
Esforços devido ao Trem tipo – TB45 –depois da ampliação
rodas+pavimentação+frenagem+aceleração+correnteza – depois da ampliação
23
• Lajes -Peso próprio – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
24
-Peso próprio – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
25
-Carga móvel – antes da ampliação
Momento M11+
Momento M11-
26
Momento M22+
Momento M22-
27
-Carga móvel – depois da ampliação
Momento M11+
Momento M11-
28
Momento M22+
Momento M22-
29
-Pavimentação – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
30
-Pavimentação – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
31
-Guarda-rodas – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
32
-Guarda-rodas – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
33
-Temperatura – antes da ampliação
Momento M11
-Temperatura – depois da ampliação
Momento M22
34
3.2.2 PONTE SOBRE O RIO SATUBA
35
3.2.2.1 DESCRIÇÃO DA OBRA A ponte existente possui largura do tabuleiro de 8,80 metros, e o modelo estrutural é formado basicamente por duas vigas hiperestáticas longitudinais (longarinas), com quatro apoios e tramos de 17,50 metros e dois Balanços de 1,35 metros. A nova concepção amplia a seção transversal para 11,50 metros. Para estudo de ampliação, optamos por reforço estrutural em concreto jateado e colocação de novas armaduras para absorver os esforços provenientes desta ampliação. Este tipo de reforço é, em nossa análise, o mais indicado em virtude de custos e facilidade de execução. Analisamos primeiramente a estrutura com a seção tipo de 8,80 metros e classe 30 (supomos este carregamento original), onde determinamos os esforços hoje atuantes. Posteriormente analisamos a estrutura com seção transversal de 11,50 metros e carregamento classe 45. Com estes resultados, ou seja, o acréscimo de esforços seccionais, pré dimensionamos as dimensões dos elementos estruturais a serem reforçados. Indicamos também, a execução de um consolo para apoio na operação de macaqueamento e troca dos aparelhos de apoio. As novas armaduras entrarão em carga após a troca dos aparelhos de apoio. 3.2.2.1 Normas utilizadas
• NBR 6118/2004 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento; • NBR 7187/1987 – Projeto e execução de Pontes em Concreto Armado e Protendido; • NBR 7188/1985 – Carga móvel em Ponte Rodoviária e Passarela de pedestre; • NBR 6122/1996 – Projeto e execução das fundações; • NBR 8681 - Ações e segurança nas estruturas; • AASHTO LFRD – SI UNITS / 4ª EDITION / 2007
3.2.2.2 Materiais
• Concreto: fck=35MPa • Aço: CA-50A
3.2.2.3 Análise e saída de resultados - Modelo analisado A obra foi modelada e analisada com o software SAP2000. O modelo consiste de vigas principais (longarinas), transversinas, travessa e pilares, que foram modelados como elementos tipo FRAME. A laje que foi modelada como elemento tipo SHELL. Os aparelhos de apoio (neoprene) foram modelados como elementos tipo LINK.
36
O objetivo de se utilizar um software para modelar a obra são:
• Obter um modelo tridimensional mais próximo do real, assim otimizando o uso dos materiais e das características da estrutura e reduzindo o custo global da obra;
• Obter os esforços e deslocamentos devido aos carregamentos aplicados na estrutura para, posteriormente, serem utilizados no dimensionamento e na verificação das peças componentes da obra.
Modelo 3D completo – SAP2000
37
3.2.2.4 Carregamentos considerados Foram impostos no modelo os seguintes carregamentos no modelo:
• Peso próprio dos elementos – são representadas pelos elementos constituintes da estrutura (vigas e lajes), tanto quanto os que estão fixos à mesma (guarda-rodas, guarda-corpo , pavimentação). Tais esforços são obtidos a partir do volume de cada peça através de seu peso específico para cada material e é considerado automaticamente pelo software. A tabela seguir mostra o peso dos materiais utilizados:
Material (t/m³) Concreto armado 2,5
Pavimentação 2,4
• Carga móvel – são representadas através do veículo que circularão sobre a ponte, de acordo com a NBR 7188 (1984). O trem-tipo usado compõe de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas, conforme figuras e tabela abaixo:
38
Vista lateral do veículo
Dimensões da área de contato das rodas no pavimento Tabela de carga do veículo
• Impacto vertical – o efeito do impacto devido às cargas móveis foi analisado
conforme NBR 7187, onde a mesma admite que seus valores sejam multiplicados pelo coeficiente de impacto calculado pela seguinte expressão:
para pontes rodoviárias;
onde l é o comprimento do vão teórico de cada elemento carregado.
• Frenagem – é considerada como uma força resultante devido à movimentação do veículo sobre a ponte, em virtude de sua massa. O valor desse esforço é dado pela NBR 7187, 30% do peso do veículo, e é representado no dimensionamento da estrutura como uma força longitudinal no meio da seção transversal.
39
• Variação de temperatura – foi considerada uma variação de temperatura uniforme de ±15°C, de acordo com a NBR 7187. O coeficiente de dilatação térmica do concreto foi estabelecido em α=10-5 °C.
• Vento – foi considerado como uma força horizontal agindo normalmente ao eixo da estrutura e uniformemente distribuído ao longo do eixo. A velocidade básica do vento foi de 30m/s, de acordo com a NBR 6123.
• Pressão causada pela água nos pilares (correnteza) – foram levados em conta
e introduzidos na estrutura os esforços devido a pressão da água, segundo a NBR 7187:
(KN/m) onde v=2,5m/s é a velocidade da água e k é o coeficiente adimensional (0,34 para elementos com seção transversal circular).
- Saída de resultados Com o carregamento aplicado na estrutura, o SAP2000 nos fornecerá os esforços em cada elemento discretizado no modelo tridimensional. Os resultado serão apresentados de duas formas: antes do reforço (com o trem tipo 30 e dimensões antigas) e depois do reforço (alargadas e com o trem tipo 45).
40
• Vigas principais (longarinas)
Esforços devido ao Peso próprio – antes da ampliação
41
42
Esforços devido ao Peso próprio – depois da ampliação
43
44
Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento – antes da ampliação
45
46
Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento – depois da ampliação
47
48
Esforços devido ao Guarda-rodas – antes da ampliação
49
50
Esforços devido ao Guarda-rodas – depois da ampliação
51
52
Esforços devido ao Trem tipo – TB30 –antes da ampliação
53
54
55
56
Esforços devido ao Trem tipo – TB45 –depois da ampliação
57
58
59
60
• Travessa- Peso próprio+carga-móvel+vento+temperatura+guarda-rodas+pavimentação+frenagem+aceleração – antes da ampliação
• Travessa- Peso próprio+carga-móvel+vento+temperatura+guarda-rodas+pavimentação+frenagem+aceleração – depois da ampliação
• Pilares- Peso próprio+carga-móvel+vento+temperatura+guarda-rodas+pavimentação+frenagem+aceleração+correnteza – antes da ampliação
61
62
63
64
65
• Pilares- Peso próprio+carga-móvel+vento+temperatura+guarda-rodas+pavimentação+frenagem+aceleração+correnteza – depois da ampliação
66
67
68
69
• Lajes -Peso próprio – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
70
-Peso próprio – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
71
-Carga móvel – antes da ampliação
Momento M11+
Momento M11-
72
Momento M22+
Momento M22-
73
-Carga móvel – depois da ampliação
Momento M11+
Momento M11-
74
Momento M22+
Momento M22-
75
-Pavimentação – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
76
-Pavimentação – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
77
-Guarda-rodas – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
78
-Guarda-rodas – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
79
-Temperatura – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
80
-Temperatura – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
81
3.2.3 PONTE SOBRE O RIO SUMAÚMA
82
3.2.3.1 DESCRIÇÃO DA OBRA A ponte existente possui largura do tabuleiro de 8,20 metros, e o modelo estrutural é formado basicamente por duas vigas hiperestáticas longitudinais (longarinas), com dois apoios, tramo de 13,00 metros e dois Balanços de 1,65 metros. A nova concepção amplia a seção transversal para 11,50 metros. Para estudo de ampliação, optamos por reforço estrutural em concreto jateado e colocação de novas armaduras para absorver os esforços provenientes desta ampliação. Este tipo de reforço é, em nossa análise, o mais indicado em virtude de custos e facilidade de execução. Analisamos primeiramente a estrutura com a seção tipo de 8,20 metros e classe 30 (supomos este carregamento original), onde determinamos os esforços hoje atuantes. Posteriormente analisamos a estrutura com seção transversal de 11,50 metros e carregamento classe 45. Com estes resultados, ou seja, o acréscimo de esforços seccionais, pré dimensionamos as dimensões dos elementos estruturais a serem reforçados. Indicamos também, a execução de um consolo para apoio na operação de macaqueamento e troca dos aparelhos de apoio. As novas armaduras entrarão em carga após a troca dos aparelhos de apoio. 3.2.3.2 Normas utilizadas
• NBR 6118/2004 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento; • NBR 7187/1987 – Projeto e execução de Pontes em Concreto Armado e Protendido; • NBR 7188/1985 – Carga móvel em Ponte Rodoviária e Passarela de pedestre; • NBR 6122/1996 – Projeto e execução das fundações; • NBR 8681 - Ações e segurança nas estruturas; • AASHTO LFRD – SI UNITS / 4ª EDITION / 2007
3.2.3.3 Materiais
• Concreto: fck=35MPa • Aço: CA-50A
3.2.3.4 Análise e saída de resultados - Modelo analisado A obra foi modelada e analisada com o software SAP2000. O modelo consiste de vigas principais (longarinas), transversinas, travessa e pilares, que foram modelados como elementos tipo FRAME. A laje que foi modelada como elemento tipo SHELL. Os aparelhos de apoio (neoprene) foram modelados como elementos tipo LINK.
83
O objetivo de se utilizar um software para modelar a obra são:
• Obter um modelo tridimensional mais próximo do real, assim otimizando o uso dos materiais e das características da estrutura e reduzindo o custo global da obra;
• Obter os esforços e deslocamentos devido aos carregamentos aplicados na estrutura para, posteriormente, serem utilizados no dimensionamento e na verificação das peças componentes da obra.
Modelo 3D completo – SAP2000
84
- Carregamentos considerados Foram impostos no modelo os seguintes carregamentos no modelo:
• Peso próprio dos elementos – são representadas pelos elementos constituintes da estrutura (vigas e lajes), tanto quanto os que estão fixos à mesma (guarda-rodas, guarda-corpo , pavimentação). Tais esforços são obtidos a partir do volume de cada peça através de seu peso específico para cada material e é considerado automaticamente pelo software. A tabela seguir mostra o peso dos materiais utilizados:
Material (t/m³) Concreto armado 2,5 Pavimentação 2,4
• Carga móvel – são representadas através do veículo que circularão sobre a ponte,
de acordo com a NBR 7188 (1984). O trem-tipo usado compõe de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas, conforme figuras e tabela abaixo:
Vista lateral do veículo
Dimensões da área de contato das rodas no pavimento Tabela de carga do veículo
85
• Impacto vertical – o efeito do impacto devido às cargas móveis foi analisado
conforme NBR 7187, onde a mesma admite que seus valores sejam multiplicados pelo coeficiente de impacto calculado pela seguinte expressão:
para pontes rodoviárias;
onde l é o comprimento do vão teórico de cada elemento carregado.
• Frenagem – é considerada como uma força resultante devido à movimentação do veículo sobre a ponte, em virtude de sua massa. O valor desse esforço é dado pela NBR 7187, 30% do peso do veículo, e é representado no dimensionamento da estrutura como uma força longitudinal no meio da seção transversal.
• Variação de temperatura – foi considerada uma variação de temperatura uniforme de ±15°C, de acordo com a NBR 7187. O coeficiente de dilatação térmica do concreto foi estabelecido em α=10-5 °C.
• Vento – foi considerado como uma força horizontal agindo normalmente ao eixo da estrutura e uniformemente distribuído ao longo do eixo. A velocidade básica do vento foi de 30m/s, de acordo com a NBR 6123.
• Pressão causada pela água nos pilares (correnteza) – foram levados em conta
e introduzidos na estrutura os esforços devido a pressão da água, segundo a NBR 7187:
(KN/m) onde v=2,5m/s é a velocidade da água e k é o coeficiente adimensional (0,34 para elementos com seção transversal circular).
- Saída de resultados Com o carregamento aplicado na estrutura, o SAP2000 nos fornecerá os esforços em cada elemento discretizado no modelo tridimensional. Os resultados serão apresentados de duas formas: antes do reforço (com o trem tipo 30 e dimensões antigas) e depois do reforço (alargadas e com o trem tipo 45).
86
• Vigas principais (longarinas) Esforços devido ao Peso próprio – antes da ampliação
87
Esforços devido ao Peso próprio – depois da ampliação
88
Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento – antes da ampliação
89
Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento – depois da ampliação
90
Esforços devido ao Guarda-rodas – antes da ampliação
91
Esforços devido ao Guarda-rodas – depois da ampliação
92
Esforços devido ao Trem tipo – TB30 –antes da ampliação
93
94
Esforços devido ao Trem tipo – TB45 –depois da ampliação
95
• Travessa- Peso próprio+carga-móvel+vento+temperatura+guarda-rodas+pavimentação+frenagem+aceleração – antes da ampliação
rodas+pavimentação+frenagem+aceleração – depois da ampliação
• Pilares- Peso próprio+carga-móvel+vento+temperatura+guarda-rodas+pavimentação+frenagem+aceleração+correnteza – antes da
ampliação
• Pilares- Peso próprio+carga-móvel+vento+temperatura+guarda-rodas+pavimentação+frenagem+aceleração+correnteza – depois da
ampliação
96
• Lajes -Peso próprio – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
97
-Peso próprio – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22 -Carga móvel – antes da ampliação
98
Momento M11+
Momento M11-
99
Momento M22+
Momento M22-
100
-Carga móvel – depois da ampliação
Momento M11+
Momento M11-
101
Momento M22+
Momento M22-
102
-Pavimentação – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
103
-Pavimentação – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
104
-Guarda-rodas – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
105
-Guarda-rodas – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
106
-Temperatura – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
107
-Temperatura – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
108
3.2.4 PONTE SOBRE O RIO VARRELA
109
3.2.3.1 DESCRIÇÃO DA OBRA
A ponte existente possui largura do tabuleiro de 8,80 metros, e o modelo estrutural é formado basicamente por duas vigas hiperestáticas longitudinais (longarinas), com quatro apoios e três tramos internos de 16,00 metros e dois Balanços de 1,65 metros. A nova concepção amplia a seção transversal para 11,50 metros. Para estudo de ampliação, optamos por reforço estrutural em concreto jateado e colocação de novas armaduras para absorver os esforços provenientes desta ampliação. Este tipo de reforço é, em nossa análise, o mais indicado em virtude de custos e facilidade de execução. Analisamos primeiramente a estrutura com a seção tipo de 8,80 metros e classe 30 (supomos este carregamento original), onde determinamos os esforços hoje atuantes. Posteriormente analisamos a estrutura com seção transversal de 11,50 metros e carregamento classe 45. Com estes resultados, ou seja, o acréscimo de esforços seccionais, pré dimensionamos as dimensões dos elementos estruturais a serem reforçados. Indicamos também, a execução de um consolo para apoio na operação de macaqueamento e troca dos aparelhos de apoio. As novas armaduras entrarão em carga após a troca dos aparelhos de apoio. 3.2.3.2 Normas utilizadas
• NBR 6118/2004 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento; • NBR 7187/1987 – Projeto e execução de Pontes em Concreto Armado e Protendido; • NBR 7188/1985 – Carga móvel em Ponte Rodoviária e Passarela de pedestre; • NBR 6122/1996 – Projeto e execução das fundações; • NBR 8681 - Ações e segurança nas estruturas; • AASHTO LFRD – SI UNITS / 4ª EDITION / 2007
3.2.3.3 Materiais
• Concreto: fck=35MPa • Aço: CA-50A
3.2.3.4 Análise e saída de resultados - Modelo analisado A obra foi modelada e analisada com o software SAP2000. O modelo consiste de vigas principais (longarinas), transversinas, travessa e pilares, que foram modelados como elementos tipo FRAME. A laje que foi modelada como elemento tipo SHELL. Os aparelhos de apoio (neoprene) foram modelados como elementos tipo LINK.
110
O objetivo de se utilizar um software para modelar a obra são:
• Obter um modelo tridimensional mais próximo do real, assim otimizando o uso dos materiais e das características da estrutura e reduzindo o custo global da obra;
• Obter os esforços e deslocamentos devido aos carregamentos aplicados na estrutura para, posteriormente, serem utilizados no dimensionamento e na verificação das peças componentes da obra.
Modelo 3D completo – SAP2000
111
3.2.3.5 Carregamentos considerados Foram impostos no modelo os seguintes carregamentos no modelo:
• Peso próprio dos elementos – são representadas pelos elementos constituintes da estrutura (vigas e lajes), tanto quanto os que estão fixos à mesma (guarda-rodas, guarda-corpo , pavimentação). Tais esforços são obtidos a partir do volume de cada peça através de seu peso específico para cada material e é considerado automaticamente pelo software. A tabela seguir mostra o peso dos materiais utilizados:
Material (t/m³) Concreto armado 2,5
Pavimentação 2,4
• Carga móvel – são representadas através do veículo que circularão sobre a ponte, de acordo com a NBR 7188 (1984). O trem-tipo usado compõe de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas, conforme figuras e tabela abaixo:
Vista lateral do veículo
Dimensões da área de contato das rodas no pavimento Tabela de carga do veículo
112
• Impacto vertical – o efeito do impacto devido às cargas móveis foi analisado
conforme NBR 7187, onde a mesma admite que seus valores sejam multiplicados pelo coeficiente de impacto calculado pela seguinte expressão:
para pontes rodoviárias;
onde l é o comprimento do vão teórico de cada elemento carregado.
• Frenagem – é considerada como uma força resultante devido à movimentação do veículo sobre a ponte, em virtude de sua massa. O valor desse esforço é dado pela NBR 7187, 30% do peso do veículo, e é representado no dimensionamento da estrutura como uma força longitudinal no meio da seção transversal.
• Variação de temperatura – foi considerada uma variação de temperatura uniforme de ±15°C, de acordo com a NBR 7187. O coeficiente de dilatação térmica do concreto foi estabelecido em α=10-5 °C.
• Vento – foi considerado como uma força horizontal agindo normalmente ao eixo da estrutura e uniformemente distribuído ao longo do eixo. A velocidade básica do vento foi de 30m/s, de acordo com a NBR 6123.
• Pressão causada pela água nos pilares (correnteza) – foram levados em conta
e introduzidos na estrutura os esforços devido a pressão da água, segundo a NBR 7187:
(KN/m) onde v=2,5m/s é a velocidade da água e k é o coeficiente adimensional (0,34 para elementos com seção transversal circular).
- Saída de resultados Com o carregamento aplicado na estrutura, o SAP2000 nos fornecerá os esforços em cada elemento discretizado no modelo tridimensional. Os resultados serão apresentados de duas formas: antes do reforço (com o trem tipo 30 e dimensões antigas) e depois do reforço (alargadas e com o trem tipo 45).
113
• Vigas principais (longarinas) Esforços devido ao Peso próprio – antes da ampliação
114
115
116
Esforços devido ao Peso próprio – depois da ampliação
117
118
119
Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento – antes da ampliação
120
121
122
Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento – depois da ampliação
123
124
125
Esforços devido ao Guarda-rodas – antes da ampliação
126
127
128
Esforços devido ao Guarda-rodas – depois da ampliação
129
130
131
Esforços devido ao Trem tipo – TB30 –antes da ampliação
132
133
134
135
136
Esforços devido ao Trem tipo – TB45 –depois da ampliação
137
138
139
140
141
• Travessa- Peso próprio+carga-móvel+vento+temperatura+guarda-rodas+pavimentação+frenagem+aceleração – antes da ampliação
rodas+pavimentação+frenagem+aceleração – depois da ampliação
• Pilares- Peso próprio+carga-móvel+vento+temperatura+guarda-rodas+pavimentação+frenagem+aceleração+correnteza – antes da
ampliação
142
143
144
145
146
147
• Pilares- Peso próprio+carga-móvel+vento+temperatura+guarda-rodas+pavimentação+frenagem+aceleração+correnteza – depois da
ampliação
148
149
150
151
152
• Lajes
-Peso próprio – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
153
-Peso próprio – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
154
-Carga móvel – antes da ampliação
Momento M11+
Momento M11-
155
Momento M22+
Momento M22-
156
-Carga móvel – depois da ampliação
Momento M11+
Momento M11-
157
Momento M22+
Momento M22-
158
-Pavimentação – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
159
-Pavimentação – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
160
-Guarda-rodas – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
161
-Guarda-rodas – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
162
-Temperatura – antes da ampliação
Momento M11
Momento M22
163
-Temperatura – depois da ampliação
Momento M11
Momento M22
164
3.2.5 PONTE SOBRE O RIO SÃO MIGUEL
165
3.2.5 DESCRIÇÃO DA OBRA A ponte existente possui largura do tabuleiro de 10,00 metros, e o modelo estrutural é formado basicamente por duas vigas hiperestáticas longitudinais (longarinas), com seis apoios e cinco tramos internos de 18,00 metros e dois Balanços de 0,75 metros. A nova concepção amplia a seção transversal para 11,50 metros. Para estudo de ampliação, optamos por reforço estrutural em concreto jateado e colocação de novas armaduras para absorver os esforços provenientes desta ampliação. Este tipo de reforço é, em nossa análise, o mais indicado em virtude de custos e facilidade de execução. Analisamos primeiramente a estrutura com a seção tipo de 10,00 metros e classe 30 (supomos este carregamento original), onde determinamos os esforços hoje atuantes. Posteriormente analisamos a estrutura com seção transversal de 11,50 metros e carregamento classe 45. Com estes resultados, ou seja, o acréscimo de esforços seccionais, pré dimensionamos as dimensões dos elementos estruturais a serem reforçados. Indicamos também, a execução de um consolo para apoio na operação de macaqueamento e troca dos aparelhos de apoio. As novas armaduras entrarão em carga após a troca dos aparelhos de apoio. 3.2.5.1 Normas utilizadas
• NBR 6118/2004 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento; • NBR 7187/1987 – Projeto e execução de Pontes em Concreto Armado e Protendido; • NBR 7188/1985 – Carga móvel em Ponte Rodoviária e Passarela de pedestre; • NBR 6122/1996 – Projeto e execução das fundações; • NBR 8681 - Ações e segurança nas estruturas; • AASHTO LFRD – SI UNITS / 4ª EDITION / 2007
3.2.5.2 Materiais
• Concreto: fck=35MPa • Aço: CA-50A
3.2.5.3 Análise e saída de resultados - Modelo analisado A obra foi modelada e analisada com o software SAP2000. O modelo consiste de vigas principais (longarinas), transversinas, travessa e pilares, que foram modelados como elementos tipo FRAME. A laje que foi modelada como elemento tipo SHELL. Os aparelhos de apoio (neoprene) foram modelados como elementos tipo LINK.
166
O objetivo de se utilizar um software para modelar a obra são:
• Obter um modelo tridimensional mais próximo do real, assim otimizando o uso dos materiais e das características da estrutura e reduzindo o custo global da obra;
• Obter os esforços e deslocamentos devido aos carregamentos aplicados na estrutura para, posteriormente, serem utilizados no dimensionamento e na verificação das peças componentes da obra.
Modelo 3D completo – SAP2000
167
- Carregamentos considerados Foram impostos no modelo os seguintes carregamentos no modelo:
• Peso próprio dos elementos – são representadas pelos elementos constituintes da estrutura (vigas e lajes), tanto quanto os que estão fixos à mesma (guarda-rodas, guarda-corpo , pavimentação). Tais esforços são obtidos a partir do volume de cada peça através de seu peso específico para cada material e é considerado automaticamente pelo software. A tabela seguir mostra o peso dos materiais utilizados:
Material (t/m³) Concreto armado 2,5
Pavimentação 2,4
• Carga móvel – são representadas através do veículo que circularão sobre a ponte, de acordo com a NBR 7188 (1984). O trem-tipo usado compõe de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas, conforme figuras e tabela abaixo:
Vista lateral do veículo
Dimensões da área de contato das rodas no pavimento Tabela de carga do veículo
168
• Impacto vertical – o efeito do impacto devido às cargas móveis foi analisado
conforme NBR 7187, onde a mesma admite que seus valores sejam multiplicados pelo coeficiente de impacto calculado pela seguinte expressão:
para pontes rodoviárias;
onde l é o comprimento do vão teórico de cada elemento carregado.
• Frenagem – é considerada como uma força resultante devido à movimentação do veículo sobre a ponte, em virtude de sua massa. O valor desse esforço é dado pela NBR 7187, 30% do peso do veículo, e é representado no dimensionamento da estrutura como uma força longitudinal no meio da seção transversal.
• Variação de temperatura – foi considerada uma variação de temperatura uniforme de ±15°C, de acordo com a NBR 7187. O coeficiente de dilatação térmica do concreto foi estabelecido em α=10-5 °C.
• Vento – foi considerado como uma força horizontal agindo normalmente ao eixo da estrutura e uniformemente distribuído ao longo do eixo. A velocidade básica do vento foi de 30m/s, de acordo com a NBR 6123.
• Pressão causada pela água nos pilares (correnteza) – foram levados em conta
e introduzidos na estrutura os esforços devido a pressão da água, segundo a NBR 7187:
(KN/m) onde v=2,5m/s é a velocidade da água e k é o coeficiente adimensional (0,34 para elementos com seção transversal circular).
3.2.5.4 Saída de resultados Com o carregamento aplicado na estrutura, o SAP2000 nos fornecerá os esforços em cada elemento discretizado no modelo tridimensional. Os resultados serão apresentados de duas formas: antes do reforço (com o trem tipo 30 e dimensões antigas) e depois do reforço (alargadas e com o trem tipo 45).
169
• Vigas principais (longarinas) Esforços devido ao Peso próprio – antes da ampliação
170
171
172
173
Esforços devido ao Peso próprio – depois da ampliação
174
175
176
177
Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento – antes da ampliação
178
179
180
181
Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento – depois da ampliação
182
183
184
185
Esforços devido ao Guarda-rodas – antes da ampliação
186
187
188
189
Esforços devido ao Guarda-rodas – depois da ampliação
190
191
192
193
Esforços devido ao Trem tipo – TB30 –antes da ampliação
194
195
196
197
198
199
200
201
Esforços devido ao Trem tipo – TB45 –depois da ampliação
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES
TRECHO:
SEGMENTO:LOTE:
BR-101/ALDivisa PE/AL - Divisa AL/SE
02Km 92,21- Km 139,32 (47,11 Km)
MEMÓRIA DE CÁLCULOPI's
243
4. TERMO DE ENCERRAMENTO
344
Apresentamos o Termo de Encerramento do Volume 3A – Memória de Cálculo das Obras-de-arte Especiais – Tomo III do Projeto Executivo de Engenharia para Duplicação e Restauração com Melhoramentos da Rodovia BR-101 AL – Lote 04 - Segmento 1 Este volume é constituído de 245 (duzentas e quarenta e cinco) folhas numeradas e ordenadas.