Estudo de ponte

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Estudo de caso de uma ponte. Execução , metodos construtivos , historico .

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FUNDAO COMUNITRIA EDUCACIONAL E CULTURAL DE JOO MONLEVADE

PAGE 1

PONTE COSTA E SILVAMAURCIO SILVEIRA JNIOR

ARTHUR MENDESJoo Monlevade2015SUMRIO

1 INTRODUO

2 HISTRIA

3 LOCALIZAO

4 DESENVOLVIMENTO HISTRICO

4.1 PROJETO INICIAL

4.2 EDITAL PARA CONSTRUO

4.3 SONDAGEM

4.4 MODIFICAO DO PROJETO INICIAL

4.5 PROBLEMAS EXECUTIVOS

4.6 NOVO MTODO CONSTRUTIVO (RETOMADA DA OBRA)

5 INFORMAES GERAIS FINAIS

6 INFORMAES TCNICAS

7 IMAGENS ADICIONAIS

8 REFERNCIAS

1 INTRODUO

Dada abrangncia do tema que nos foi proposto, optamos por estudar uma ponte teoricamente antiga, com diversos problemas histricos em todos os sentidos. Por ser uma obra pblica brasileira, a problemtica garantida. No caso da Ponte Costa e Silva, ouve um projeto ambicioso para os padres e conhecimentos da poca, e como j era de se esperar, a incapacidade de execuo veio a causar problemas. Ao projetar a arquitetura da ponte, Niemeyer objetivava que a mesma aparentasse ser leve e apenas tocasse sobre a gua (sem que a fundao ficasse aparente). Aps varias etapas, o objetivo foi atingido, e abaixo explicaremos como isso foi possvel. Detalharemos a concepo dos limites fsicos, bem como foi feito o estudo de todo local, e em seguida dissertaremos sobre as formas estruturais, que abrangem o processo de ideias, conceitos e intenes.2 HISTRIA

Projetada pelo arquiteto Oscar Niemeyer em 1967, a Ponte Costa e Silva foi planejada para prover uma ligao mais rpida do Setor Residencial da Pennsula Sul, s margens do Lago Parano, rea central da cidade. Antes de sua concluso o setor ligava-se atravs da Estrada Parque Dom Bosco e Estrada Aeroporto, resultando em um longo contorno pelo lago Parano. Niemeyer ficou encarregado de elaborar o projeto arquitetnico. Com poucos traos, lanou uma das mais complicadas obras do pas. A obra em pauta possua dimenses e caractersticas inditas, haja vista ser o seu vo poca, o maior do mundo no gnero viga reta. Apesar da enorme complexidade, o arquiteto acrescentou uma nota simples e de profunda poesia sua concepo plstica: A ponte deve apenas pousar na superfcie como uma andorinha tocando a gua (NIEMEYER, 2005). Nenhum bloco de fundao deveria ser visto, e o perfil da ponte apenas tocava a gua. E eram 200 metros de vo a serem vencidos numa obra de 400 metros de comprimento total. A obra foi iniciada na administrao do Prefeito Wadj Gomide (1933- 2003). Apesar do projeto da Ponte Costa e Silva ter sido elaborado uma dcada depois dos principais edifcios de Braslia, a forma resultante segue os mesmos princpios estruturais adotados pelo arquiteto para os Palcios, possuindo menos material e forma mais de definida. A espessura delgada do vo central s seria possvel se associada a vos laterais, e assim o arquiteto o fez, colocou o vo central maior com 200 metros, associado a vo laterais menores de 100 metros cada.

3 LOCALIZAOAbaixo segue a localizao espacial da Ponte Costa e Silva destacada na cor roxa.

4 DESENVOLVIMENTO HISTRICO4.1 PROJETO INICIAL

De acordo com o anteprojeto apresentado obedecendo s condies impostas pelo edital de concorrncia, a obra fora prevista em concreto protendido, com um comprimento total de 400 metros, compreendendo um vo central de 210 metros, dois vos laterais de 94 metros e dois balanos de 1 metro. Quanto execuo foi planejada a construo dos dois vos laterais apoiados sobre um escoramento direto e o vo central em balanos sucessivos - escoramento indireto. 4.2 EDITAL PARA CONSTRUOEm 24 de abril de 1969, lanado o edital de concorrncia pblica n 003/69/CPC-2, pela Companhia Urbanizadora da Nova Capital para a construo, sob o regime de empreitada por preo global, de uma ponte sobre o lago Parano em Braslia. A Comisso de concorrncia foi presidida pelo Engenheiro Jorge Gonzalo Barreto Buitrago, podendo concorrer qualquer firma individual ou social que satisfizesse as condies estabelecidas pelo edital, dentre elas a prova de capacidade, responsabilidade total pelo projeto da superestrutura, clculos estruturais e complementares. O resultado da concorrncia pblica foi liberado no dia 09 de junho de 1969, onde demonstrava as firmas concorrentes com seus valores de preo global. Em primeiro lugar e ganhadora pelo menor preo ficou a Sociedade Brasileira de Engenharia e Comercio SOBRENCO S/A com NCr$ 6.280.600,00. Em 16 de junho de 1969 homologada a vitria da firma SOBRENCO S/A, estandocompletamente apta para a execuo da obra aps parecer de n 250, sob o protocolo n 48.915/69 onde constava que todos os projetos estruturais apresentados eram da melhor qualidade. Em 19 de Junho de 1969 a empresa assina o contrato de empreitada para a execuo da obra compreendendo a construo da estrutura propriamente dita, a elaborao do projeto estrutural, a execuo das sondagens e dos aterros de acesso. O engenheiro Sergio Marques de Souza incorporou sua firma SEMARCO Sociedade Brasileira de Engenharia e Comercio S/A SOBRENCO, pioneira na aplicao da tcnica de balanos sucessivos na construo de obras especiais de grandes portes no Brasil, sendo

responsvel pela construo de grandes pontes brasileiras.

4.3 SONDAGEM

Pelo exame das sondagens verificou-se a ocorrncia de camadas espessas de material de fraca resistncia. As tenses produzidas no terreno seriam da ordem de 3 kg / cm2, incompatveis para solo com estas caractersticas. Alm disso, estas camadas so bastante inclinadas, havendo por isso uma forte tendncia de escorregamento lateral, e que o aterro neste local ficaria imerso numa espessura de 12 metros. Um aterro com 17 metros de altura, nestas condies, no teria estabilidade.4.4 MODIFICAO DO PROJETO INICIALProcurou-se ento deslocar a ponte de modo a obter aproximadamente a mesma altura de aterro de ambos os lados, abandonando a idia de simetria, j que a questo da estabilidade face s condies indicadas pelas sondagens era preponderante. Fixando-se o inicio da ponte 50 metros a partir da margem da Avenida das Naes, os aterros teriam cerca de 11 metros de altura. Mesmo com esta soluo, ainda ocorreria uma tenso no terreno, ordem de 2 kg/ cm , valor ainda bastante elevado para este tipo de solo. Outro fator considerado alm da questo da estabilidade dos aterros foram os feitos danosos sobre a estrutura da ponte. Diante deste fato, a SOBRENCO procurou algumas solues que foram elucidadas para a NOVACAP, onde os principais tpicos seriam (ARQUIVO PBLICO DO DF, 1969-71):

1) Projetar a obra com um comprimento em que os aterros de acesso tivessem uma altura tal que as tenses sobre o terreno fossem compatveis com a sua resistncia;

2) Executar os aterros antes da estrutura, aguardar o seu adensamento, executando aps os pilares e fundaes extremas da obra.

Para se adequar a esses principais tpicos a obra precisaria ter pelo menos 440 metros de comprimento, hiptese na qual os aterros teriam uma altura de cerca de 7 metros, o que daria uma tenso no terreno de fundaes de cerca de 1,2 kg / cm, valor bastante razovel para este tipo de material. Este comprimento de obra poderia ser realizado atravs a adoo de um vo central de 220 metros e dois vos laterais de 110 metros. O processo construtivo imaginado para a obra tambm deveria ser mudado. Em vez de serem atacados os 2 vos laterais como primeira etapa de construo, apoiados sobre um escoramento direto e depois executado o vo central soluo em que a estrutura ficaria totalmente a merc do adensamento dos aterros a melhor maneira seria executar a obra em balanos sucessivos simetricamente a partir dos dois pilares centrais. Nesse processo seria fcil resolver questo da influncia dos aterros sobre a estrutura. Os aterros seriam executados inicialmente independentemente da obra e o seu adensamento se processaria enquanto a estrutura avanasse. Os pilares extremos seriam executados aps a concluso dos aterros decorrendo prazo suficiente para seu adensamento, e quando a estrutura estivesse se aproximando das margens. Esses procedimentos foram explicados a NOVACAP, por ordem da contratante exigiram que a contratada entrasse em contato com o arquiteto Oscar Niemeyer explicando o que estava acontecendo e se submetessem aprovao da modificao do comprimento total da obra (ARQUIVO PBLICO DO DF, 1969-71). A ponte passaria a ter uma extenso total de 440 metros, com vos de 110, 220 e 110 metros. Essa mudana de escala permitiu que os encontros da ponte fossem construdos fora do terreno fraco e conquistasse a marca de recorde mundial de vo em viga reta de concreto protendido. interessante notar que, mesmo com esse aumento, a ponte manteve

a proporo do vo central ser o dobro dos vos laterais, especificados por Niemeyer. Em 14 de Julho de 1969, a SOBRENCO obteve aprovao da modificao firmada pelo arquiteto e pela NOVACAP (ARQUIVO PBLICO DO DF, 1969-71). Com essas mudanas foi necessrio um aumento do valor da obra. Esse acrscimo foi de 29% do valor da superestrutura, justificados na substituio do cimbramento lateral por plataformas para apoio da superestrutura junto aos pilares e montagem de Tower-Krane. O anteprojeto original previa que a estrutura seria executada parte apoiada em um escoramento direto (cimbramento) e parte atravs de um escoramento indireto (trelias). No novo projeto o escoramento direto (cimbramento) seria eliminado e substitudo por duas trelias e por duas plataformas metlicas junto aos pilares. O valor inicial da superestrutura seria de NCr$ 3.729.450,00 com esse acrscimo chegou a NCr$ 4.804.120,00. A Novacap exigiu nova memria de clculo das fundaes e novo cronograma fsico financeiro sendo apresentado at o dia 20 de julho de 1969, o prazo de entrega da obra seria o mesmo 20 de abril de 1970. O incio da obra foi no ano de 1970 (Figura 2.9), mas, pelos problemas encontrados, a SOBRENCO, em 16 de janeiro de 1970, entrou com um pedido de prorrogao de entrega da obra concluda, sua justificativa principal fora a total mudana do processo construtivo e a necessidade de um novo projeto estrutural necessitando de um adiamento de 120 dias (ARQUIVO PBLICO DO DF, 1969-71). O parecer n 50 do protocolo 64.098/69 (ARQUIVO PBLICO DO DF, 1969-71) autorizava SOBRENCO uma maior data de entrega da obra, agora o prazo seria estendido at 18 de agosto 1970 e uma alterao do valor do contrato total para NCr$ 7.034.272,00. 4.5 PROBLEMAS EXECUTIVOSEm junho de 1971 a paralisao das obras era justificada por um problema com a resistncia dos materiais. O engenheiro responsvel pela construo da ponte Sr. Fernando Cardoso de Castro, com apenas 25 anos, acreditava que os cabos de sustentao eram suficientes para que se desse prosseguimento obra, j o engenheiro fiscal da NOVACAP no concordava achando ser necessrio mais cabos para a sustentao. Como o problema existente no poderia ser colocado em plano secundrio, o Governador Prates da Silveira anunciou em 28 de julho de 1971, o envio de um perito para o reexame conclusivo da situao existente (ARQUIVO PBLICO DO DF, 1969-71) e (CORREIO BRAZILIENSE, 23 agosto de 1970). Em 20 de novembro de 1971, ocorreu um fato na cidade do Rio de Janeiro que provocou o reexame de toda a construo (CORREIO BRAZILIENSE, 1971). Parte do viaduto Paulo de Frontin, no centro da cidade, desabou, a causa externa determinante fora o desequilbrio da estrutura por presena de um caminho carregado de concreto. No momento de descarregamento de material, o caminho fez uma transferncia de peso para uma das alas da pista que resultou na ruptura da ferragem do pilar central em virtude da fora de arrasto provocada em uma s direo. Houve mortos e feridos. A firma construtora do viaduto era a mesma que iniciara a Ponte Costa e Silva, contratada pelo departamento de Estradas e Rodagens. As obras da ponte em Braslia foram paralisadas em junho de 1971, e no incio de 1972 a NOVACAP rescindiu o contrato de forma amigvel com a SOBRENCO S/A.4.6 NOVO MTODO CONSTRUTIVO (RETOMADA DA OBRA)Em maro de 1974, quando Elmo Serejo (1928-1994) tomou posse do governo do Distrito Federal, anunciou que terminaria a ponte de Oscar Niemeyer e contratou a empresa Figueiredo Ferraz para verificar os procedimento necessrios para retomar as obras. A empresa verificou a memria de clculo, as tenses no concreto e as reaes nos apoios, constatando assim a real situao da obra. Aps os estudos e definidas as opes, o processo construtivo foi completamente modificado, o sistema de concreto protendido foi substitudo pela a utilizao uma estrutura metlica de 58 metros para o vo central, onde resultou em um alivio para a superestrutura reduzindo seu peso e criando duas articulaes, em vez de uma, prevista pelo projeto inicial.

Figura A adoo de estrutura metlica em face do seu reduzido peso (cerca de 1/3 do peso da estrutura protendida inicial), reduziu substancialmente os esforos solicitantes, permitindoum mtodo seguro de recuperao. As primeiras etapas de trabalho foram a retirada dos cabos de protenso ainda no protendidos e injees de nata de concreto; depois injeo dos cabos protendidos no injetados, a seguir colocao de 12 cabos de reforo de 200 toneladas em cada pilar; colocao de 18 cabos de reforo de 300 toneladas em cada um desses pilares e colocao de cabos inclinados, era realizado, praticamente uma nova superestrutura. Os cabos que ficaram durante anos pendurados foram retirados, pois no serviam mais para a obra e substitudos por cabos de maior potencia. Ao se retirar esses cabos antigos foi proporcionado estrutura um alvio durante a fase de reforo.

Nos pilares existentes foram encontradas fissuras comprometedoras. Estudos apontaram a soluo problema introduzindo junto aos pilares centrais cabos inclinados de 10 a 30 graus em relao a vertical

Figura

Enquanto se realizava o reforo dos pilares, procedia-se uma detalhada pesquisa das condies das fundaes e do solo onde se apoiava a ponte.

A soluo para o reforo das fundaes submersas na gua a uma profundidade de 9,50 m foi a de se acrescentarem aos seis tubules de 1,50 m de dimetro existentes, mais quatro tubules. O problema tcnico passou a ser o processo ideal para conseguir a ligao entre os tubules existentes com os novos que serviriam de reforo. A escolha foi de um mtodo indito para a engenharia nacional, cravaram-se os quatro tubules) com auxlio de martelo Delmag.

Figura

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Estando concluda a superestrutura em concreto protendido executou-se o fechamento do vo central com o trecho em estrutura metlica, com o sistema construtivo de uma viga Gerber, com 58 metros de comprimento. A viga Gerber foi fabricada in loco, no canteiro de obras e teve que percorrer uma trajetria de aproximadamente 365 metros at a sua posio final. Para a operao de seu transporte foram construdas pistas de lanamento em concreto com canaletas de ao; apoios deslizantes foram acoplados viga metlica para permitir seu deslizamento sendo a pea tracionada por um guincho eltrico instalado sobre a prpria ponte.

Figura

5 INFORMAES GERAIS FINAIS

6 INFORMAES TCNICAS

GrficoFigura

Grfico

Grfico

Seo transversal

Grficos

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Grficos

Grficos

Grficos

Grficos

Grficos

Grficos

7 IMAGENS ADICIONAIS

Figura

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8 REFERNCIAS1. Mestrado Roger Pamponet da Fonseca

Universidade de Braslia Arquitetura e Urbanismo

http://bdtd.bce.unb.br/tedesimplificado/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=27512. Arquivo pblico do Distrito Federal 1969 1974

3. Correio Brasiliense 1969 1971