Tabuleiros de Pontes em Vigas Pré-moldadas Protendidas com Continuidade – Aspectos de projeto e construção.

Tabuleiros de pontes em vigas pré-moldadas protendidas com continuidade – Aspectos de projeto e construção.

        A construção de pontes com vigas pré-moldadas teve início na década de 30 do século XX, com maior aprimoramento na década de 50 do mesmo século com o avanço da tecnologia da protensão e sistemas de transporte e montagem da estrutura.

        A difusão rápida desse sistema construtivo se deu pelo fato de se ter um melhor controle da execução; Otimização das formas em função do reaproveitamento; Redução dos prazos de execução e a eliminação dos cimbramentos, oferecendo grande vantagem especialmente em construção sobre a água.

        A utilização dos elementos pré-moldados de vigas de pontes pode ser feita por segmentos chamados de aduelas ou vigas inteiras. As aduelas são geralmente utilizadas em vãos maiores que 40 metros pela dificuldade de transporte e movimentação de vigas inteiras maiores que este tamanho de vão. Nos EUA utilizasse vigas inteiras para vão maiores que 40 metros, mas isto requer que seja feita uma emenda nas vigas, geralmente esta emenda é feita através de cabos pós-tensionados.

        O tipo de seção varia de acordo com o tipo de protensão, equipamentos para transporte e movimentação, local de execução, sistema de execução da laje, entre outros.

        Processo Construtivo

        O processo construtivo consiste na colocação das vigas pré-moldadas com protensão total ou parcial sobre os apoios. Em seguida são dispostas sobre mesas das vigas as pré-lajes, que são lajes de pequena espessura podendo elas contribuírem ou não como seção resistente da laje, essas pré-lajes substituem o uso de formas. A laje também contribui como ligação transversal entre as vigas pré-moldadas, podem ser também utilizadas transversinas porem sua utilização tem sido cada vez menor pela baixa contribuição e dificuldade de execução.

        Tabuleiros de vãos isolados.

        Inicialmente as pontes em vigas pré-moldadas foram projetadas com vãos isostáticos separados por juntas sobre os apoios. Essa solução possui dimensionamento e construção relativamente simples e rápido tendo em vista que as deformações pouco influenciam no comportamento da estrutura, porém, além de causar desconforto para o trafego, as juntas possuem um elevado custo de manutenção e são um ponto de infiltração, sendo apontadas como a maior causa de corrosão das armaduras.

        Tabuleiros de vãos isolados com lajes de continuidade.

        Para evitar o uso das juntas adotou-se a solução de vãos simplesmente apoiados unidos por uma laje de continuidade que se estende por toda obra. Tendo dimensionamento relativamente simples já que os momentos fletores que ocorre nos apoios são pequenos para as vigas devido a baixa rigidez da laje em relação a estas.

        Alguns autores adotam esta solução pelo baixo custo e simplicidade, porém, outros autores discordam pelo fato da laje estar sujeita a fissuração, abrindo assim pontos de infiltração que danificam a estrutura, além da dificuldade de içamento da superestrutura para eventuais trocas.

        Tabuleiros com continuidades nas vigas.

        Nos EUA desde a década de 60 utiliza-se vigas pré moldadas com continuidade estrutural sendo essa continuidade feita por ligações metálicas, protensão ou armadura passiva. Essa solução se mostrou muito eficiente na ponte Kingsport Bridge que possui 820 metros sem juntas e após 20 anos apresentou pequenas fissuras de baixa significância estrutural causadas pela restrição das deformações, seu maior problema foi as infiltrações causadas nas juntas dos encontros.

        Este sistema possui vantagens em relação aos vãos isolados tais como:

• Economia na manutenção e restauração das juntas.
• A continuidade estrutural aumenta a capacidade de redistribuição de esforços no ELU. Essa redistribuição de esforços tem grande significância no caso de cargas excepcionais e em regiões onde ocorrem abalos sísmicos.
• Há um menor consumo de material se o projeto for bem elaborado.
• Apresentam melhor estética pelo fato da serem mais esbeltas os vãos entre topos de vigas são eliminados e as travessas sobre os pilares podem ser evitadas;
• Com a eliminação das juntas há um maior conforto para o tráfego.

        Este sistema apresenta também certas desvantagens como maior tempo de execução e requer mais cuidado na execução principalmente no caso de se utilizar protensão no sistema de continuidade. O projeto também é elaborado de forma mais aprimorado tendo em vista que o processo de execução é feito por etapas e há uma evolução das tensões nos elementos estruturais.

        Pelo fato da continuidade restringir as rotações devido a fluência e à retração diferencial entre a laje e as vigas, desenvolvem-se momentos fletores positivos devidos a protensão e negativos devido ao peso próprio e à retração diferencial. Estes efeitos apresentam alto grau de variabilidade além das alterações que ocorrem no cronograma durante a execução do projeto que alteram o comportamento evolutivo previsto em projeto para a estrutura. Sendo assim não há vantagem em realizar cálculos rigorosos devendo-se adotar um detalhamento construtivo que atenda à essa variabilidade.

        Continuidade com armaduras passivas

        A continuidade com armadura passiva é a mais usual entre os projetistas pelo fato de ter execução mais simples e menor custo. Neste processo as vigas são posicionadas no lugar definitivo sobre apoios provisórios sobre o próprio pilar ou sobre estruturas auxiliares. Então os prolongamentos da armadura positiva deixados para fora no topo da viga e na alma são concretadas juntas com a armadura das transversinas e da laje colocadas posteriormente. Pode se concretar a laje posteriormente, porém esta alternativa apesar de reduzir o valor do momento positivo que age sobre a viga isolada torna-se mais viável quando a continuidade é feita por protensão pelo fato do aumento do momento negativo na região da conexão, interferindo diretamente no consumo de armadura.

        Em ensaios realizados para verificar o comportamento das conexões em relação aos momentos positivos e negativos pode se observar que para os momentos negativos a utilização de armadura passiva na laje obteve um resultado positivo. Para os momentos positivos a utilização de barras retas com uma cantoneira soldada apresentou bom comportamento, já barras com dobras de 90 graus não obtiveram resultados satisfatórios. Foi recomendado assim o aumento do raio da dobra da armadura e que a distância entre o final da viga e a face do gancho seja pelo menos igual a vinte vezes o diâmetro das barras.