Uma Introdução ao Estudo das Pontes em Viga

1. OBJETIVO

Visitar e descrever uma ponte ou um viaduto da região, baseado nas propriedades e classificação da construção, bem como pesquisar sobre sua história.

1. Objetivos gerais

Introduzir conhecimentos teóricos na visita, adquirindo assim, prática na classificação de pontes e viadutos já construídos e em construção.

1. Objetivos específicos

Escolher, classificar e descrever uma ponte ou viaduto aplicando conhecimentos técnicos que foram passados na graduação de Engenharia Civil.

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1. INTRODUÇÃO

1. História

As pontes são construções muito antigas que ao passar dos anos foram sendo implantadas melhorias e novas técnicas para que a construção atenda as necessidades do uso.

Troncos de árvores caídos naturalmente sobre rios deram início as famosas pontes, e esse processo natural fez com que o homem começasse a se interessar por essa construção julgada necessária atualmente e construísse passagens duradouras e seguras.

Da Idade do Bronze até os dias atuais, passando pelo Império Romano, Idade Média, Renascimento e Revolução Industrial as construções das pontes foram revolucionadas por cada era.

Na Idade do Bronze as construções eram feitas de pedras e madeiras com suportes simples, porém naquela época (por volta de 3300 anos a.C) esse tipo de construção era visto como revolução da humanidade.

Mas com a chegada do Império Romano as técnicas de construção foram além da percepção humana, por volta do século III a.C, os romanos deram início ao desenvolvimento de pontes em arco, tipo de construção que se realiza até hoje por sua estética e resistência. Ressalta-se que os romanos foram os primeiros a utilizar cimento nas construções e a ponte em arco foi possível graças a esse material.

Na Idade Média a ponte teve melhorias estéticas, de segurança e facilidade na construção. Ela contribuiu na diversificação de arcos e passaram, por exemplo, a incluir os arcos quebrados (arcos pontiagudos).

Foi na Renascença, no século XVIII, que surgiu o termo “ponte treliçada”, pois a necessidade do transporte de barcos, mantendo a estrutura em arco, fez com que a construção passasse a usar ferro fundido a fim de aumentar a altura livre da ponte. A inovação transmitia sensação de leveza e mantinha a estética da construção.

Com os diversos tipos de uso do aço, foi na Revolução Industrial que surgiu as pontes suspensas. Permitindo maior comprimento e mais leveza, as pontes que incluem aço na sua construção se mantêm até hoje como material construtivo por sua resistência a tração.

A ponte suspensa Tacoma Narrows, nos EUA, apresentava comprimento equivalente a 853 metros e espessura do tabuleiro de 2,4 metros. Essa construção sofreu a ação do vento, que antes não era considerada, causando seu colapso. A partir daí os engenheiros passaram a considerar o comportamento do vento segundo sua região.

Depois da segunda guerra mundial, foram criadas as pontes atirantadas ou estaiadas, que é uma inovação das pontes suspensas. Usando também o aço na sua construção.

Atualmente as construções visam a durabilidade, funcionalidade, assim como a economia da construção e manutenção. É claro que as pontes tiveram muitos outros materiais empregados e processos construtivos inovados, porém as evoluções citadas acima se tratam de um breve histórico das construções das pontes e as mais importantes inovações.

1. Definição

As pontes são estruturas que tem como objetivo dar continuidade a vias, passando por cima de um obstáculo. De acordo com as características do obstáculo define-se:

• Ponte: é denominada ponte quando o obstáculo a ser vencido se refere a cursos d’água ou qualquer superfície líquida, como mares, lagoas, represas e etc. (Fig.1)
• Viaduto: é denominado viaduto quando o obstáculo a ser vencido é uma via como rodovias, trens, ou um vale. (Fig.2)
• Galerias: é denominada galeria obras que fazem parte do sistema de drenagem da água, abaixo da terra. Porém elas podem ser consideradas pontes (a) somente quando o tráfego de carros passa sobre ela, já que em alguns casos por cima delas há terra (b). (Fig.3)

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(Fig. 1 – Esquema ilustrativo de uma ponte)

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(Fig. 2 – Esquema ilustrativo de um viaduto)

[pic 3]     [pic 4]

(a) Galeria com característica de ponte         (b) Galeria sem característica de ponte (Fig. 3 – Esquema ilustrativo de galeria)

Dois tipos de viadutos podem ser encontrados:

• Viaduto de acesso: uma mistura de viaduto com ponte, é a parte que dá acesso a ponte, onde abaixo da estrutura não tem água. (Fig.4)
• Viaduto de encosta: é caracterizado por minimizar a movimentação de terra, onde uma de suas extremidades suporta empuxo de terra, podendo ser empregado o muro de arrimo ou estrutura similar. (Fig.5)

[pic 5][pic 6]

(Fig.4 – Esquema ilustrativo de um viaduto de acesso)

[pic 7]

(Fig.5 – Esquema ilustrativo de um exemplo de viaduto de meia encosta)

1. Propriedades das pontes

Algumas propriedades das pontes devem ser previstas em projeto para que a execução atenda as necessidades dos usuários da construção. São elas:

• Funcionalidade: definição do tráfego da ponte (tráfego de veículos, pessoas, trens, mistas, etc.). Deve-se levar em conta que a cidade futuramente crescerá e o projeto, então, deve prever sua funcionalidade para ao longo da sua vida útil.
• Segurança: dimensionamento correto para que resista às cargas e projetar áreas de rolamento (passagem de carros - 3,5 a 4m cada faixa), passeio (passagem de pessoas, aproximadamente 2 metros), guarda corpo (grade de proteção para as pessoas), guarda rodas (proteção da área de passeio – 0,25 a 0,30m acima da área de rolamento), acostamento (2,5 a 3 m), defensa (proteção contra a queda de carros – de 0,40 a 0,50 metros de largura e 0,80 a 0,90 metros de alura), entre outros. Áreas vistas em cortes transversais (Fig.6).
• Estética: uma ponte com uma boa estética prevê lucros para cidade, uma vez que pode se transformar em patrimônio turístico.
• Economia: um ponto turístico agrega valores à região e o grande número de visitas gera dinheiro para a região.
• Durabilidade: no dimensionamento deve ser considerada a agressividade do local da ponte, bem como seu desgaste natural. A vida útil de uma ponte deve ser de no mínimo 50 (cinquenta) anos.

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1. (Seção transversal exclusiva a carros, com defensa)

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1. (Seção transversal de viaduto misto (carros e pessoas) com guarda rodas e guarda corpo)

(Fig.6 – Esquemas ilustrativos de vista transversal quanto à sua segurança em dois tipos comuns de viadutos)

1. Elementos de uma ponte

Os elementos estruturais são divididos em superestrutura, aparelho de apoio e infraestrutura (Fig.7).

• Superestrutura é subdividida em principal e secundária. O nome da ponte é dado conforme características de seu elemento estrutural principal, ou seja, o elemento que sustenta a ponte. E os elementos secundários são os que recebem a carga diretamente como lajes por exemplo.
• Aparelho de apoio é o elemento estrutural de maior importância em uma ponte, pois ele recebe as cargas móveis e é responsável por transferir a carga da super para a infraestrutura. É o elemento que garante a estabilidade. Sua posição é entre a super e a infraestrutura e seu material é caracterizado por ter grande elasticidade.
• Infraestrutura é subdividida em suporte e fundação. O suporte são os pilares ou os encontros (pilares que recebem efeito da terra). E a fundação é o elemento estrutural que transfere a carga da estrutura toda para o solo.

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(Fig.7 – Esquema ilustrativo dos elementos de uma ponte dividido em superestrutura, aparelho de apoio e infraestrutura)