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1 ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS COMPLEMENTARES PARA A INSPEÇÃO PRINCIPAL DE OBRAS DE ARTE ESPECIAIS Pedro Oliveira 1 , Tiago Coelho 2 , Paulo Silveira 2 , Manuel Pipa 2 , Luís Freire 3 , Afonso Póvoa 3 , João Morais 3 e Romana Ribeiro 3 1 Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Departamento de Estruturas, Avenida Do Brasil, 101, 1700-066 Lisboa, Portugal email: [email protected] http://www.lnec.pt 2 Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Departamento de Estruturas, Avenida Do Brasil, 101, 1700-066 Lisboa, Portugal 3 Infraestruturas de Portugal, SA, Asset Management, Praça da Portagem, 2809-013 Almada, Portugal. Sumário Nesta comunicação apresenta-se a estrutura e o conteúdo das Especificações Técnicas Complementares para a realização de Inspeções Principais a obras de arte especiais, da Infraestruturas de Portugal - IP, SA. Estas especificações definem, não só os cuidados a ter na inspeção dos diversos elementos e equipamentos da obra cujo desempenho pode influenciar significativamente o seu comportamento, a sua durabilidade ou a sua funcionalidade, mas também as necessidades próprias, em termos de monitorização, que se considera conveniente realizar durante essas inspeções. Para além destas necessidades próprias são também definidas as atividades de manutenção preventiva e de reparação dos equipamentos instalados, assim como a sua periodicidade. Palavras-chave: Especificações Técnicas; Inspeção Principal; Manutenção; Conservação; Periodicidade. 1 INTRODUÇÃO Com a criação de Especificações Técnicas Complementares (ETC’s) pretende-se definir os elementos e os equipamentos sobre os quais deverá recair uma atenção especial no decurso das Inspeções Principais, devido à sua influência no comportamento, na durabilidade e na funcionalidade da obra. Para estes equipamentos são definidas orientações que consistem em atividades de monitorização e de inspeção que variam em função do tipo de estrutura, da sua idade e do seu estado de conservação e de manutenção. No caso de existir fendilhação ativa com repercussão no comportamento da estrutura são também definidas medidas para a sua monitorização. Desta forma, com a criação das ETC’s pretende-se contribuir para a deteção atempada de situações anómalas e para a diminuição da subjetividade inerente à avaliação visual do estado de conservação dos equipamentos com influência no comportamento, na durabilidade e na funcionalidade da obra. De um modo geral as especificações técnicas estão divididas em quatro capítulos: “Caracterização da obra de arte”, “Inspeção Principal”, “Monitorização” e “Manutenção e reparação dos equipamentos”. De uma forma sucinta, na “Caracterização da obra” é identificado o sistema estrutural e feita uma breve descrição da estrutura, assim como dos equipamentos com influência no seu comportamento, durabilidade e funcionalidade. No caso das obras que possuem um sistema de monitorização estrutural permanente é também efetuada a sua caracterização. No capítulo “Inspeção Principal” são especificadas ações complementares a observar nas inspeções principais a realizar, bem como o seu planeamento. Nas ETC’s elaboradas pelo LNEC é ainda apresentado um resumo da última Inspeção Principal realizada à obra em causa, pelos técnicos deste laboratório. No capítulo seguinte, intitulado de “Monitorização”, são definidas as atividades de monitorização a realizar durante as campanhas de Inspeção Principal à obra, em função do tipo de equipamento e dos condicionalismos

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ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS COMPLEMENTARES PARA A INSPEÇÃO PRINCIPAL DE OBRAS DE ARTE ESPECIAIS

Pedro Oliveira1, Tiago Coelho2, Paulo Silveira2, Manuel Pipa2, Luís Freire3, Afonso Póvoa3, João Morais3 e Romana Ribeiro3

1 Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Departamento de Estruturas, Avenida Do Brasil, 101, 1700-066 Lisboa, Portugal

email: [email protected] http://www.lnec.pt 2 Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Departamento de Estruturas, Avenida Do Brasil, 101, 1700-066 Lisboa, Portugal 3 Infraestruturas de Portugal, SA, Asset Management, Praça da Portagem, 2809-013 Almada, Portugal.

Sumário

Nesta comunicação apresenta-se a estrutura e o conteúdo das Especificações Técnicas Complementares para a realização de Inspeções Principais a obras de arte especiais, da Infraestruturas de Portugal - IP, SA. Estas especificações definem, não só os cuidados a ter na inspeção dos diversos elementos e equipamentos da obra cujo desempenho pode influenciar significativamente o seu comportamento, a sua durabilidade ou a sua funcionalidade, mas também as necessidades próprias, em termos de monitorização, que se considera conveniente realizar durante essas inspeções. Para além destas necessidades próprias são também definidas as atividades de manutenção preventiva e de reparação dos equipamentos instalados, assim como a sua periodicidade.

Palavras-chave: Especificações Técnicas; Inspeção Principal; Manutenção; Conservação; Periodicidade.

1 INTRODUÇÃO

Com a criação de Especificações Técnicas Complementares (ETC’s) pretende-se definir os elementos e os equipamentos sobre os quais deverá recair uma atenção especial no decurso das Inspeções Principais, devido à sua influência no comportamento, na durabilidade e na funcionalidade da obra. Para estes equipamentos são definidas orientações que consistem em atividades de monitorização e de inspeção que variam em função do tipo de estrutura, da sua idade e do seu estado de conservação e de manutenção. No caso de existir fendilhação ativa com repercussão no comportamento da estrutura são também definidas medidas para a sua monitorização.

Desta forma, com a criação das ETC’s pretende-se contribuir para a deteção atempada de situações anómalas e para a diminuição da subjetividade inerente à avaliação visual do estado de conservação dos equipamentos com influência no comportamento, na durabilidade e na funcionalidade da obra.

De um modo geral as especificações técnicas estão divididas em quatro capítulos: “Caracterização da obra de arte”, “Inspeção Principal”, “Monitorização” e “Manutenção e reparação dos equipamentos”. De uma forma sucinta, na “Caracterização da obra” é identificado o sistema estrutural e feita uma breve descrição da estrutura, assim como dos equipamentos com influência no seu comportamento, durabilidade e funcionalidade. No caso das obras que possuem um sistema de monitorização estrutural permanente é também efetuada a sua caracterização. No capítulo “Inspeção Principal” são especificadas ações complementares a observar nas inspeções principais a realizar, bem como o seu planeamento. Nas ETC’s elaboradas pelo LNEC é ainda apresentado um resumo da última Inspeção Principal realizada à obra em causa, pelos técnicos deste laboratório. No capítulo seguinte, intitulado de “Monitorização”, são definidas as atividades de monitorização a realizar durante as campanhas de Inspeção Principal à obra, em função do tipo de equipamento e dos condicionalismos

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locais. Por fim, no último capítulo, “Manutenção e reparação”, são definidas e programadas as atividades de manutenção e reparação para os equipamentos com influência no comportamento, durabilidade e funcionalidade da obra, sendo igualmente definidas para cada medida preventiva a respetiva periocidade.

Neste artigo, após uma breve descrição do âmbito de aplicação das Especificações Técnicas Complementares são apresentadas algumas das orientações para inspeção, monitorização, manutenção e reparação dos principais componentes com influência no comportamento, na durabilidade e na funcionalidade das obras de arte especiais.

2 ÂMBITO DE APLICAÇÃO DAS ETC’S

As especificações técnicas complementares são aplicáveis às obras de arte especiais com equipamentos ou elementos com influência no seu comportamento, durabilidade e funcionalidade.

No âmbito destas especificações consideram-se como elementos ou equipamentos com influência no comportamento da obra:

(i) os aparelhos de apoio;

(ii) os aparelhos antissísmicos;

(iii) o pré-esforço exterior;

(iv) os tirantes;

(v) os pendurais;

(vi) as juntas de dilatação;

(vii) os elementos de reforço estrutural.

Os seis primeiros elementos são também designados como equipamentos especiais.

Como elementos com influência na durabilidade da obra distinguem-se o sistema de proteção superficial (revestimento de pintura) e com influência na funcionalidade da obra, as infraestruturas elétricas e os passadiços de acesso.

3 INSPEÇÃO

No capítulo da Inspeção são apresentadas ações complementares a realizar previamente às campanhas de inspeção, com o intuito de facilitar a sua execução, e ainda algumas considerações a ter em conta durante a inspeção dos equipamentos/elementos considerados no âmbito destas especificações. Para além disso são também definidos os meios de acesso necessários para realização da inspeção.

Nas secções seguintes exemplificam-se algumas das ações a realizar previamente às Inspeções Principais, bem como alguns aspetos a ter em conta durante a realização destas inspeções.

3.1 MARCAÇÕES DE REFERÊNCIA

De forma a facilitar a referenciação das anomalias por parte das equipas de inspeção devem colocar-se marcações, conforme exemplificado na Fig.1. Estas marcações podem ser chapas com a identificação de elementos estruturais e dos quartos e meio vão, ou da distância a um dos elementos estruturais, por exemplo um encontro. Em geral estas marcações não deverão ser afastadas entre si mais dez metros.

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Fig.1. Exemplo de chapas de marcação: a) numa torre; b) passeio

3.2 PONTOS CRÍTICOS

Face ao historial de anomalias que se verificaram na obra são também referenciados pontos críticos aos quais deverá ser dada particular atenção durante as Inspeções Principais, dadas as repercussões que poderão ter na durabilidade e no comportamento da obra. Os pontos críticos são definidos em função do historial de anomalias, sendo consideras, não só as existentes, mas também as previamente reparadas, e que em função das suas características podem voltar a reaparecer (e.g. reações expansivas do betão). A avaliação destas anomalias poderá ser qualitativa ou quantitativa.

3.3 APARELHOS DE APOIO

A inspeção aos aparelhos de apoio deverá ser realizada em conformidade com a norma EN 1337-10 [1] e com as respetivas instruções disponibilizadas pelos fabricantes. Segundo a norma, a apreciação do estado funcional dos aparelhos de apoio deverá ser realizada com base no levantamento visual das anomalias existentes e na medição de determinadas grandezas (ver secção 4.1).

O levantamento visual do estado de conservação dos aparelhos de apoio deverá ter em consideração, pelo menos, os seguintes aspetos:

(i) campo disponível para o deslocamento residual do aparelho de apoio, tendo em conta a temperatura do tabuleiro no instante da inspeção;

(ii) defeitos existentes, tais como fendas, posicionamento deficiente e deformações inadmissíveis;

(iii) estado das fixações e da zona de apoio;

(iv) estado da proteção anticorrosiva e dos vedantes;

(v) estado das superfícies de deslizamento.

3.4 APARELHOS ANTISSÍMICOS

A inspeção aos aparelhos antissísmicos deverá ser realizada de acordo com EN 15129 [2]. Segundo esta norma, durante as campanhas de inspeção deverá dar-se especial atenção à existência de fugas de óleo e de defeitos, tais como fendas ou deformações inadmissíveis, e também ao estado das fixações e da zona de apoio e ainda da proteção anticorrosiva. Estas verificações deverão ser complementadas com as prescrições definidas pelos fabricantes.

3.5 PRÉ-ESFORÇO EXTERIOR

A degradação dos sistemas de pré-esforço exterior está normalmente associada à corrosão do sistema propriamente dito, formado pelos cabos ou barras, pelas ancoragens e pelas selas de desvio, ou à deterioração dos elementos que desviam e ancoram o sistema. Nestes elementos deverá ter-se em atenção:

(i) a existência de fendas nos elementos que ancoram e desviam o sistema, devidas a forças concentradas ou de desvio e, caso existam, registar a sua abertura;

(ii) a existência de eventuais deformações, de humidade, ou de sinais de corrosão nas selas de desvio;

a) b)

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(iii) ao estado dos cabos ou das barras, se apresentam sinais de corrosão, ou a presença de humidade;

(iv) a sinais de corrosão nas ancoragens, de deslizamento dos cordões ou de humidade, assim como eventuais deformações.

Caso sejam encontradas algumas destas anomalias, principalmente nos cabos ou nas barras, deve promover-se uma inspeção detalhada ao sistema de pré-esforço exterior, e caso seja necessário, a realização de uma campanha de medição da força instalada nos cabos (ver secção 4.2).

3.6 TIRANTES

As principais causas de degradação dos tirantes são a corrosão e a fadiga [3].

A ocorrência de corrosão dos cordões de aço dos tirantes deve-se fundamentalmente à degradação das barreiras de proteção, ao envelhecimento das bainhas de polietileno, por ação dos raios ultravioleta, à fendilhação, à abrasão ou cortes acidentais dos revestimentos de proteção, à falta de preenchimento dos vazios por cera, à acumulação de água, ou mesmo à ação dos relâmpagos.

A fadiga deve-se à existência de ações variáveis que provocam oscilações nas tensões dos cordões e também às deformações de flexão a que os cabos podem estar sujeitos, principalmente próximo das ancoragens.

Adicionalmente às Inspeções Principais deverão ser programadas inspeções detalhadas aos tirantes, de modo que ao fim de 25 anos sejam verificados na sua totalidade. Sugere-se que estas inspeções abranjam 25% dos tirantes com uma periodicidade sexenal [4].

Neste tipo de inspeções deverá ser verificado:

(i) o estado da ancoragens, designadamente se apresentam oxidação;

(ii) a uniformidade da superfície das bainhas de proteção exterior;

(iii) a existência de danos nas bainhas de proteção;

(iv) a existência de defeitos nas soldaduras das bainhas de proteção exterior;

(v) o material de preenchimento das bainhas;

(vi) a presença de água no interior dos capôs de ancoragem;

(vii) os dispositivos de amortecimento;

(viii) a existência de oxidação nos dispositivos de centragem e nos componentes da ancoragem;

(ix) o estado dos sistemas de drenagem das ancoragens;

(x) a curvatura dos tirantes.

3.7 REVESTIMENTO POR PINTURA

De forma a prever o fim da vida útil do sistema de proteção superficial e programar atempadamente a sua renovação, devem realizar-se inspeções visuais que permitam identificar a ocorrência de defeitos que comprometam a eficácia do revestimento, nomeadamente os que ponham em causa a integridade da película, como sejam:

(i) pulverulência;

(ii) enferrujamento (válido apenas para o revestimento por pintura para proteção dos elementos metálicos);

(iii) empolamento;

(iv) fissuração;

(v) descamação.

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A apreciação do estado de conservação da pintura deverá ser efetuada através de uma avaliação visual de acordo com as várias partes da norma NP EN ISO 4628 [5], na qual são definidos diversos padrões de degradação em função da anomalia.

Esta norma permite a classificação dos diversos defeitos na pintura através de uma escala unitária de 0 a 5, onde 0 representa a ausência de defeitos e 5 a presença de defeitos ou alterações na pintura, sendo ainda possível quantificar os defeitos em relação à quantidade, dimensão e intensidade.

4 MONITORIZAÇÃO

No capítulo da Monitorização são apresentas as atividades de monitorização a realizar durante as Inspeções Principais. Estas atividades são genericamente de fácil execução e requerem equipamento pouco sofisticado (e.g. régua de fendas, fita métrica ou esquadros). No entanto, em obras mais complexas, como é o caso de pontes de tirantes ou de pontes reforçadas com pré-esforço exterior, já é necessário a utilização de equipamentos mais específicos, como transdutores de deslocamentos ou de acelerações e subsistemas de aquisição de dados.

Seguidamente exemplificam-se algumas das atividades de monitorização a realizar durante as Inspeções Principais a obras de arte especiais.

4.1 APARELHOS DE APOIO

O acompanhamento dos movimentos relativos, entre a superestrutura e a mesoestrutura permite detetar atempadamente situações em que o fim de curso dos aparelhos de apoio possa ser atingido e situações anómalas não percetíveis durante a inspeção visual da obra.

Esta monitorização pode ser efetuada através da medição de distâncias entre elementos que constituem os aparelhos de apoio ou entre outras referências da estrutura (e.g. entre a carlinga de apoio e o muro de espelho do encontro). Dada a relação linear que existe entre o movimento do tabuleiro e a temperatura, a medição referida deve ser acompanhada do registo da temperatura do tabuleiro sempre que possível ou da temperatura ambiente, com o objetivo de estimar eventuais deslocamentos superiores aos permitidos.

Neste capítulo serão apresentadas as principais medições a efetuar para dois tipos de aparelhos de apoio de acordo com as diversas partes da norma EN 1337 [1, 6-13]. Em função das anomalias ou a da especificidade desses aparelhos, podem ser definidas medições adicionais.

4.1.1 Aparelhos de apoio de elastómero cintado

Os aparelhos de apoio de elastómero cintado são tipicamente constituídos por várias camadas de elastómero cintado com chapas de aço. Estes adaptam-se aos movimentos de translação e rotação do tabuleiro, dentro de determinados limites. O elastómero devido às suas propriedades físicas e mecânicas tem um elevado período de vida útil e uma elevada resistência à fadiga [14].

Para este tipo de aparelhos de apoio são aplicáveis as partes 3 (Elastomeric bearings) [8] e 10 (Inspection and Maintenanace) [1] da EN 1337. Nestas partes da norma preconiza-se o registo do deslocamento longitudinal e transversal e da rotação do bloco de elastómero.

O deslocamento longitudinal e transversal do aparelho de apoio pode ser efetuado medindo diretamente a deformação do bloco de elastómero, de acordo com a expressão seguinte:

∆�= ±�� (1)

onde dx representa a diferença horizontal entre o topo e a base do bloco de elastómero (Fig.2).

A rotação longitudinal do bloco de elastómero pode ser determinada de forma trigonométrica através das dimensões em planta do bloco de elastómero e da diferença de altura do elastómero h1 e h2, representadas na Fig.2.

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Fig.2. Metodologia de medição dos deslocamentos dos aparelhos de apoio de elastómero cintado

4.1.2 Aparelhos de apoio de panela

Os aparelhos de apoio de panela são constituídos por um disco de elastómero que é colocado no interior da panela, sobre o qual assenta um pistão em aço, que permite, dentro de determinados limites, as rotações do tabuleiro. Na interface entre o pistão e a chapa superior pode ser adicionada uma placa de politetrafluoretileno (PTFE) para libertar os movimentos do aparelho de apoio. Mediante a existência de um guiamento longitudinal, os movimentos podem ser apenas unidirecionais.

Para os aparelhos de apoio de panela unidirecionais deverão ser tidas em consideração as prescrições definidas nas partes, 2 (Sliding elements) [7], 5 (Pot bearings) [10], 8 (Guide bearings and restraint bearings) [13] e 10 (Inspection and Maintenanace) [1].

A parte 2 da norma EN 1337 diz respeito aos elementos de deslizamento e especifica a medição da espessura ou protrusão da placa de deslizamento, conforme se apresenta na Fig.3. Para as placas de PTFE, cujo valor da protrusão é inferior a 1 mm, a norma, considera que a superfície de deslizamento ainda cumpre os requisitos para a qual foi projetada, no entanto, recomenda a realização de inspeções regulares ao aparelho de apoio em causa. Quando o valor é muito próximo de zero, ou zero, para o mesmo tipo de placa, a norma, considera que esta deve ser substituída.

Fig.3. Metodologia de medição da protrusão da placa de deslizamento dos aparelhos de apoio de panela

A parte 5 da norma EN 1337 [10] especifica que nos aparelhos de apoio de panela deverá verificar-se se existem sinais de extrusão do elastómero ou detritos decorrentes do funcionamento do próprio aparelho de apoio ou da interface de deslizamento. É também especificado o registo da distância S1, representada esquematicamente na Fig.4. Segundo a norma, se a distância for inferior a 1 mm ou se for visível a superfície de contato do pistão deverá ser promovida uma inspeção especial e caso seja necessário medidas restritivas à circulação do tráfego.

Fig.4. Condições geométrica para a rotação dos aparelhos de apoio de panela

Para além destas medições deverão determinar-se os deslocamentos longitudinais (∆long) dos aparelhos de apoio, através do registo das medições representadas na Fig.5.

Encontro

dx

h2h1

Viga

h

s1

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Fig.5. Metodologia de medição dos deslocamentos dos aparelhos de apoio de panela

A partir dos valores medidos, o deslocamento dos aparelhos de apoio, em relação à sua posição de referência, pode calcular-se utilizando a seguinte expressão:

∆��= ��� ������ � (2)

Alguns dos aparelhos de apoio de panela mais recentes já têm incorporadas réguas que permitem monitorizar os seus movimentos. Na Fig.6 apresenta-se um exemplo deste tipo de réguas.

Fig.6. Aparelho de apoio de panela com régua

4.2 MEDIÇÃO DA FORÇA DO PRÉ-ESFORÇO EXTERIOR E TIRANTES

As atividades de monitorização da força instalada no pré-esforço exterior e nos tirantes devem ser realizadas com uma periocidade não superior a 15 anos. Esta periocidade pode ser reduzida, dependendo do estado de conservação destes elementos, ou da existência de indícios que apontem para uma perda de tensão.

Para este fim existem dois métodos, os métodos estáticos ou diretos e os métodos indiretos baseados nas frequências naturais de vibração dos cabos.

Nos métodos estáticos, as forças são medidas diretamente através de macacos hidráulicos ou através de células de carga previamente instaladas na altura da construção, sendo muitos precisos. No entanto têm custos elevados acrescendo o facto das células de força terem uma vida útil limitada quando comparada com a vida útil dos sistemas onde estão inseridas [17].

Os métodos indiretos baseados nas frequências naturais de vibração dos cabos (Fig.7) são usualmente os mais utilizados, porque permitem obter resultados suficientemente precisos e são de aplicação relativamente fácil [17]. O procedimento usual desta técnica consiste nas seguintes etapas:

(i) avaliação da resposta dinâmica do cabo através de uma unidade de aquisição e pelo menos um acelerómetro uniaxial;

(ii) extração das frequências naturais de vibração;

(iii) estimativa da força instalada através de uma relação analítica apropriada entre as frequências naturais de vibração e a força instalada no tirante (e.g. Teoria da Corda Vibrante).

Em alguns casos, quando as condições de fronteira (ancoragens, selas ou desviadores) são de difícil modelação ou não se conhece com precisão o sistema utilizado, não é possível determinar através de métodos analíticos o

d2d1

Vista A-A'

d2

A'

d1

A

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valor da força real. No entanto, a partir da análise da evolução das frequências naturais de vibração dos cabos é possível detetar se se verificaram alterações do seu estado de tensão.

Fig.7. Avaliação experimental das forças instaladas em cabos de pré-esforço exterior

4.3 ABERTURA DE FENDAS

A monitorização da abertura das fendas identificadas durante a Inspeção Principal revela-se igualmente importante, na medida em que valores excessivos da sua abertura poderão conduzir à degradação do betão, à corrosão das armaduras e à perda de rigidez da estrutura. Esta monitorização permite igualmente avaliar a evolução destas anomalias, de modo a poder tomar atempadamente medidas corretivas, se necessário.

Para monitorizar evolução da abertura de fendas deverão instalar-se réguas de fendas, como por exemplo a apresentada na Fig.8, e realizar uma folha de registo adequada, na qual se deverá indicar a data da inspeção, a temperatura do elemento estrutural assim como a abertura das fendas e a sua referenciação.

Fig.8. Régua de fendas

4.4 MEDIÇÃO DA PROPAGAÇÃO DE FENDAS DE FADIGA EM ELEMEN TOS METÁLICOS

As fendas nos elementos metálicos são, usualmente, consequência das ações cíclicas devido à rotura progressiva por fadiga. Este tipo de fendas é mais comum nas zonas de mudança de secção, nas secções de ligação e nas secções com maiores variações de tensão, provocando uma redução da resistência local. Este tipo de dano desenvolve-se lentamente nas fases iniciais e rapidamente nas fases finais.

Na eventualidade de se registarem fendas é recomendável a realização de ensaios não-destrutivos como os das correntes de Eddy, líquidos penetrantes, partículas magnéticas, ultrassons [16], que permitam aferir o estado de progressão da fenda.

4.5 MEDIÇÃO DA LARGURA DAS JUNTAS DE DILATAÇÃO

As juntas de dilatação destinam-se a acomodar os movimentos do tabuleiro devidos às variações de temperatura, aos efeitos diferidos do betão ou a outros deslocamentos a que estrutura possa estar sujeita.

Existe no mercado uma vasta gama de juntas de dilatação, que se adaptam às mais diversas situações. No entanto no que diz respeito à sua monitorização, a metodologia empregue é idêntica para todos os tipos.

Para medição da largura das juntas de dilatação poderá utilizar-se uma fita métrica, devendo medir-se de forma sistemática na mesma secção da junta (Fig.9). Esta medição deve ser complementada do registo da temperatura. Com base nos dados que forem sendo recolhidos será possível elaborar-se um gráfico da largura da junta em função da temperatura registada, com a finalidade de detetar comportamentos anómalos e estimar eventuais fins de curso destes componentes.

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Fig.9. Medição da largura da junta de dilatação

5 MANUTENÇÃO

As atividades de manutenção e de reparação das obras de arte são fundamentais para garantir a sua segurança, o seu bom funcionamento e a sua durabilidade. Na programação destas atividades devem ser tidas em conta as caraterísticas e as condições de exposição dos diversos equipamentos, de modo a otimizar a sua periodicidade e também os recursos existentes para a realização de operações de manutenção.

5.1 APARELHOS DE APOIO

De uma forma genérica, as operações de manutenção que são normalmente necessárias realizar em aparelhos de apoio são a sua limpeza, a sua lubrificação e a pintura localizada das suas zonas oxidadas.

As operações de repintura dos elementos metálicos necessitam ser efetuadas com um esquema de pintura anticorrosivo cujas características devem obedecer ao prescrito na EN 12944 Parte 5 [17], e também às regras gerais habitualmente seguidas em trabalhos de repintura [18], nomeadamente, no que se refere à preparação das superfícies utilizando jacto abrasivo, [19], ou ferramentas mecânicas [20], segundo o que for considerado mais adequado, em função das dimensões das áreas a reabilitar e dos meios que for possível disponibilizar para o local.

Quando se verificam deficiências no comportamento de um aparelho de apoio, como por exemplo, restrições ao seu livre movimento, desalinhamentos ou apoio incompleto, deve proceder-se à sua reparação ou substituição, para evitar que a estrutura na sua globalidade, ou algum dos seus componentes venha a ser afetado. Este tipo de intervenções exige a elaboração de um planeamento adequado, baseado numa análise aprofundada das causas e das condições que tornam essa reabilitação necessária.

5.2 PRÉ-ESFORÇO EXTERIOR

A manutenção do sistema de pré-esforço exterior consiste essencialmente na limpeza dos cabos e dos capôs de proteção das cabeças de ancoragem, na aplicação de um esquema de pintura anticorrosiva sempre que apareçam zonas oxidadas e na substituição ou reparação de elementos que não interfiram no tensionamento dos cabos, tais como os parafusos, soldaduras e o preenchimento por cera.

As operações de reparação consistem na substituição dos cabos, das cunhas, no tensionamento dos cabos, na substituição das próprias ancoragens e no reforço ou reparação dos elementos de betão armado que desviam e ancoram os cabos. Estas medidas devem ser realizadas por técnicos especializados e requerem a elaboração de um planeamento detalhado.

5.3 TIRANTES

As operações de manutenção e reparação dos tirantes poderão implicar o recurso a meios de acesso especiais e a técnicos especializados, uma vez que estas operações poderão variar desde a simples limpeza, pintura ou desentupimento da drenagem, até à substituição total ou parcial dos cordões. No Quadro 1 apresentam-se algumas destas operações de manutenção e reparação.

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Quadro 1. Atividades de manutenção e reparação dos tirantes

Elementos Manutenção Reparação

Elementos de proteção exterior do sistema de

atirantamento

– Pintura dos tubos antivandalismo;

– Pintura dos capôs de ancoragem;

– Limpeza da superfície exterior das bainhas com nervura em hélice.

– Reparação da superfície exterior das bainhas com nervura em hélice;

– Reparação dos tubos antivandalismo;

– Reparação dos capôs de ancoragem

Sistema de atirantamento

– Substituição dos dispositivos de centragem;

– Preenchimento dos capôs de ancoragem com cera;

– Substituição dos desviadores e dos guias das ancoragens

– Substituição dos cordões;

– Substituição das ancoragens;

– Substituição das bainhas com nervura em hélice.

5.4 JUNTAS DE DILATAÇÃO

A manutenção das juntas de dilatação é fundamental para conservar e prolongar a sua vida útil e também a dos outros componentes cujos Estados de Conservação e Manutenção delas dependa.

É fundamental garantir a limpeza e a fixação das juntas de dilatação, assim como verificar o Estado de Conservação das bandas de transição e se a amplitude de movimento disponível é suficiente.

Quando a junta de dilatação apresentar elementos incompletos, partidos ou desgastados de forma irrecuperável, a junta deve ser removida e substituída por uma nova, igual ou compatível.

A escolha da nova junta de dilatação deverá ter em conta os movimentos previstos para a estrutura de acordo com o respetivo projeto. Caso se esteja perante uma estrutura recente, deverá ainda ser tido em conta o encurtamento permanente do tabuleiro devido aos efeitos diferidos do betão (retração e fluência), sendo expectável que ao fim 3 meses se verifique cerca de 50% da deformação por fluência e 25% da deformação por retração e que estes estabilizem entre os 5 anos e 20 anos após a construção da estrutura [21].

5.5 MANUTENÇÃO DAS INFRAESTRUTURAS ELÉTRICAS

As infraestruturas elétricas da ponte contribuem para a segurança dos seus utilizadores, melhoram as condições de inspeção no interior dos caixões e pilares, e no caso particular de obras com sistemas de proteção anticorrosão por proteção catódica, contribuem para a segurança e durabilidade estruturais.

Assim, ao longo da vida da obra devem ser efetuadas verificações regulares destes equipamentos que assegurem o seu bom funcionamento e permitam uma deteção precoce de avarias. Estas inspeções deverão ter de periocidade anual e quinquenal. As inspeções de periodicidade anual envolvem essencialmente:

(i) verificação da funcionalidade dos sistemas de iluminação;

(ii) inspeção visual do estado dos componentes elétricos;

(iii) inspeção visual dos quadros elétricos, nas partes acessíveis;

(iv) verificação do funcionamento dos disjuntores e aparelhagem de manobra, com o devido cuidado para não afetar os equipamentos instalados.

As inspeções com periocidade quinquenal deverão ser realizadas por técnicos habilitados e deverão envolver a verificação de aspetos técnicos, tais como a verificação de aperto dos bornes e ligações elétricas e a medição da resistência de isolamento dos circuitos.

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

As Especificações técnicas complementares disponibilizam informação relevante de apoio à classificação dos Estados de Conservação e de Manutenção dos elementos que constituem as obras de arte especiais. Estas especificações definem um conjunto de atividades de monitorização, inspeção e manutenção que visam detetar atempadamente situações anómalas e minimizar a degradação das estruturas.

Page 11: ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS COMPLEMENTARES PARA A INSPEÇÃO ... · inspeção dos equipamentos/elementos considerados no âmbito destas especificações. Para além disso são também

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As atividades de monitorização permitem, não só detetar atempadamente situações anómalas que por vezes não é possível despistar pela simples inspeção visual, mas também diminuir alguma da subjetividade inerente à avaliação visual do estado de conservação dos equipamentos com influência no comportamento, na durabilidade e na funcionalidade da obra.

7 REFERÊNCIAS

1. EN 1337-10:2003 – Structural Bearings. Part 10: Inspection and Maintenance, CEN, 2003.

2. EN 15129 – Anti-seismic devices, CEN, 2009.

3. SETRA – Surveillance et Entretien des Ouvrages d’Art. 2 partie - Fascicule 34-2 - Ponts à haubans, 2002.

4. FIB bulletin 30– Acceptance of stay cable systems using prestressing steels, fédération internationale du béton (fib), 2005.

5. NP EN ISO 4628 – Tintas e Vernizes - Avaliação da degradação de revestimentos – Designação da quantidade e dimensão de defeitos e da intensidade das alterações uniformes de aspeto, IPQ, 2005

6. EN 1337-1:2000 – Structural Bearings. Part 1: General design rules, CEN, 2000.

7. EN 1337-2:2004 – Structural Bearings. Part 2: Sliding elements, CEN, 2004.

8. EN 1337-3:2005 – Structural Bearings. Part 3: Elastomeric bearings, CEN, 2005.

9. EN 1337-4:2004 – Structural Bearings. Part 4: Roller bearings, CEN, 2004.

10. EN 1337-5:2005 – Structural Bearings. Part 5: Pot bearings, CEN, 2005.

11. EN 1337-6: 2004 – Structural Bearings. Part 6: Rocker bearings, CEN, 2004.

12. EN 1337-7:2004 – Structural Bearings. Part 7: Sherical and cylindrical PTFE bearings, CEN, 2004.

13. EN 1337-8:2007 – Structural Bearings. Part 8: Guide bearings and restraint bearings, CEN, 2007.

14. Rossow, M. – FHWA Bridge Maintenance: Superstructure, CED Engineering, 2000.

15. Kim, B., et al. – A Comparative Study of the Tension Estimation Methods for Cable Supported Bridges, 2007.

16. Sakagami, T. – Remote nondestructive evaluation technique using infrared thermography for fatigue cracks in steel bridges, Fatigue & Fracture, Engineering Materials & Structures, 2015.

17. ISO 12944-5 – Paints and varnishes - Corrosion protection of steel structures by protective paint systems. Part 5: Protective paint systems, 2007.

18. ISO 8504-2 – Preparation of steel substrates before application of paints and related products -- Surface preparation methods. Part 2: Abrasive blast-cleaning, 2000.

19. ISO 8504-3 – Preparation of steel substrates before application of paints and related products -- Surface preparation methods. Part 3: Hand- and power-tool cleaning, 1993.

20. ISO 8504-9 – Preparation of steel substrates before application of paints and related products -- Surface preparation methods. Part 3: Hand- and power-tool cleaning, 1993.

21. Ramberger, G. - Structural Bearings and Expansion Joints for Bridges, Florida International Association for Bridge and Structural Engineering, 2002.