SEMINRIO

CONSTRUO DE PONTES

SOBRE RIOS, LAGOS E MARES

Disciplina: Introduo a Metodologia Cientfica

Professor: Marcelo Augusto Santos Torres

Aluno: Guilherme Palmieri Gaddini n 112411 Turma: 111

Aluno: Giovanni Becaro Simes n 111641 Turma: 111

Aluno: Lucas Yamamoto Annibal n 110921 Turma: 111

Aluna: Jessica Tinoco Bernardo n 112281 Turma: 111

2011

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CONSTRUO DE PONTES SOBRE RIOS,

LAGOS E MARES

TIPOS DE PONTES

PONTE EM VIGA: Uma estrutura horizontal rgida colocada sobre duas colunas, uma em cada extremidade , a fora sobre a ponte suportada diretamente pelos postes.

PONTE EM ARCO: Uma estrutura semi-circular com suporte em cada uma das extremidades, o semi-circulo desvia naturalmente o peso da ponte para os suportes dissipa a fora para fora e reduz o efeito da trao, porm quanto maior o semi-circulo maior os efeitos da trao.

PONTE SUSPENSA: aquela em que cabos, cordas ou correntes so penduradas sobre a gua por meio de altos pilares e a plataforma fica suspensa por meio destes cabos. Como uma plataforma suspensa, os cabos transferem a compresso para as torres que dissipam essa fora diretamente sobre o solo. A trao feita sobre os cabos, ou diretamente, como na estaiada, ou indiretamente em dois estgios.

FUNDAES UTILIZADAS EM PONTES

TUBULES PR-MOLDADOS TIPO MARACAIBO: cravada uma estrutura metlica chamada camisa metlica, no local escolhido, at chegar a um terreno resistente, inserido dentro da estrutura um tubulo oco, de cimento. Aps a limpeza da base concretada uma rolha de 4 metros na base do tubulo, por processo submerso. A camisa metlica retirada e o vo entre o tubulo e o terreno preenchido por argamassa por meio de tubos embutidos na parede do tubulo, por fim, concretado um tampo de dimetro 1,5 metros no topo, onde so fixadas estacas

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de ferro que so ligaes para o bloco do pilar. Este tipo de fundao usado at 25 a 30 metros de profundidade.

TUBULES COM CAMISA METLICA PERDIDA: cravada a camisa metlica at um terreno resistente, seu interior escavado por um processo mecnico submerso e a limpeza de fundo do material solto removida por meio de air-lift (ar comprimido injetado no fundo da camisa que faz com que seja criada uma corrente ascendente at a abertura por onde sai o material escavado). Aps a limpeza da camisa metlica colocada uma armao em seu interior e preenchida por concreto submerso.

TUBULES A AR COMPRIMIDO: A camisa metlica cravada at o terreno resistente, que predeterminado pelas sondagens, seu interior escavado e limpo por meios mecnicos e por air-lift ,onde toda gua e material solto retirado da camisa. Insere-se ento um tubulo de concreto armado pr-moldado, que se prolonga para fora da camisa metlica, na parte superior colocada uma cmpula que comprime o ar dentro do tubulo onde feita outra escavao do fundo, desta vez manual, a medida que a escavao feita o tubulo tende a descer no interior da camisa, fazendo com que novos segmentos sejam concretados a medida que desce. Atingindo o terreno desejado escavada uma base alargada, a base e parte do interior so preenchidas com cimento sob ar comprimido, completando o resto a cu aberto. O espao anular entre a camisa e o tubulo preenchido com areia despejada manualmente. Este sistema utilizado at a ordem de 30 metros de profundidade, limite biolgico para a aplicao prtica do sistema.

TUBULES MISTOS COM ESTACAS METLICAS: Este processo permite atingir grandes profundidades com um equipamento de custo relativamente baixo, consiste na cravao da camisa por meio de um martelo mecnico at a profundidade desejada. A camisa escavada e limpa com equipamentos, em seu interior colocado um enrijecedor e gabarito que contm tubos-guias para a colocao das estacas. As estacas so cravadas por meio de um martelo, durante a cravao so emendadas por meio de solda, e chegam a atingis profundidades superiores a 40 metros abaixo

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de nvel do mar chegando a um terreno residual muito compacto. Aps a cravao o gabarito retirado e uma armao colocada dentro da camisa em volta das estacas, o enchimento da camisa se faz pro meio de processo submerso.

TUBULES BADE-WIRTH: Os equipamentos de perfurao tubada derivam seus nomes das firmas alems que os fabricam. A entubadora Bade permite cravar no terreno um tubo de 2,20 metros de dimetro externo, com movimento rotativo alternado e esforo vertical aplicado no tubo por meio de macacos hidrulicos, na extremidade inferior do tubo h uma coroa dentada que permite o corte do terreno. A perfuratriz Wirth trabalha dentro do tubo, em geral atrasada 1 ou 2 metros para evitar desmoronamentos, ela acionada por um motor hidrulico apoiado na parte superior do tubo Bade. A ferramenta de corte da perfuratriz consta 2 metros de dimetro com roletes dentados de ao duro que desagregam o terreno ou rocha por movimento rotativo contnuo, o material desagregado retirado por meio do air-lift. O equipamento Bade-Wirth montado em uma plataforma flutuante de ao soldado, com pernas extensveis de comprimento de cerca de 50 metros com dispositivos hidrulicos que permite que ela se levante acima da gua ficando estacionrias no local de trabalho. Com o equipamento Bade-Wirth a fundao feita da seguinte maneira: A plataforma alojada e nivelada no local da escavao, o tubo Bade cravado at terreno firme, trabalhando com gua acima do nvel do mar, havendo portanto sobrepresso dentro do tubo. A perfuratriz Wirth introduzida, e comea a escavao sempre acima da faca do tubo, ao chegar em um terreno de difcil penetrao do tubo Bade somente a perfuratriz continua, atingida a profundidade desejada deixa-se a perfuratriz ligada e aciona-se o sistema de air-lift at que a gua saia limpa, geralmente a perfurao fica a no mnimo 3 metros abaixo da faca do tubo. Aps o trmino da escavao colocada uma camisa metlica dentro do tubo Bade, que fica com sua extremidade inferior a cerca de 2 metros abaixo do tubo, uma armao montada dentro da camisa metlica. A camisa metlica e a armao por receberem incrustaes de animais

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marinhos, que prejudicam a aderncia do concreto, so colocadas no mximo 24 horas antes da concretagem. feito o preenchimento com concreto dentro da camisa metlica, aps isso o tubo Bade retirado rodando-o lentamente e subindo alguns centmetros, o espao entre o terreno e a camisa metlica preenchido com areia, sendo esta compactada pelo movimento de subida e descida do tubo, aps a retirada total do tubo do fundo do mar coloca-se cerca de 6 m3 de areia em excesso.

EVENTUAIS PROBLEMAS

RESSONNCIA E SISMOS: Arranha-cus e pontes longas so suscetveis ressonncia criada por ventos fortes e atividades ssmicas. Para diminuir o efeito de ressonncia, importante colocar grandes amortecedores no seu desenho para interromper as ondas ressonantes. Se estes equipamentos no forem colocados, tanto os prdios como as pontes podem tremer at cair: um fenmeno bastante visto quando acontece um terremoto. Os amortecedores so usados em mquinas que voc, provavelmente, usa todo dia, incluindo os sistemas de suspenso de seu carro e mquinas de lavar roupas. Os sistemas de amortecimento usam o atrito para absorver uma parte da fora das vibraes em vez de empurrar a estrutura, eles contrapem o movimento com uma fora de resistncia controlada para reduzi-lo. Um amortecedor de massa sintonizado, tambm conhecido como um amortecedor de massa ativa ( AMD ) ou absorvedor de harmnica, um dispositivo montado em estruturas para reduzir a amplitude da mecnica vibraes. Sua aplicao pode evitar o desconforto, dano, ou simplesmente falha estrutural. Normalmente, os amortecedores so enormes blocos de concreto ou de corpos de ao montados em prdios ou outras estruturas que fica em oposio freqncia de ressonncia de oscilaes da estrutura, por meio de fontes de lquidos, ou pndulos. Amortecedores de massas sintonizadas estabilizam o movimento contra a violncia causada pela vibrao harmnica. Atenuadores Dinmicos Sincronizados (ADS) so instalados no

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meio do vo central, dentro das vigas-caixo gmeas da superestrutura da ponte. Os ADS so constitudos por caixas de ao (com duas toneladas cada) penduradas em seis molas em espiral, com capacidade de se alongarem at 3,5 m. Quando a ponte comear a oscilar sob a ao do vento, os ADS tambm entraro em ao, num 'sobe e desce' das caixas de ao, e produziro foras de inrcia para contrabalanar as foras produzidas pela ao do vento sopradas sobre a ponte. Alm disso, os atenuadores vo anular a probabilidade de propagao das fraturas que podem ser provocadas por fortes variaes de tenses localizadas induzidas pelos grandes deslocamentos verticais devidos ao do vento, numa ordem de grandeza no considerada no projeto original. Em pontes suspensa, a estabilidade aerodinmica uma caracterstica essencial. Por esse motivo, escolhido um tabuleiro treliado, pois alm de proporcionar rigidez ponte, impe baixa resistncia passagem do vento. Alm disso, pode ser decidida a instalao, ao longo do piso treliado, de placas estabilizadoras para direcionar o vento e, com isso, reduzir a toro do tabuleiro. Sua grande altura torna necessria uma seo transversal em forma de cruz em suas torres e a instalao de atenuadores dinmicos sincronizados (TMDs - Tuned Mass Dampers) nas torres para neutralizar a vibrao causada pelo vento. Um exemplo a ponte Akashi-Kaikyo.

Um dos mais conhecidos acidentes por ressonncia o da ponte Tacoma Narrows em 7 de Novembro de 1940, caiu a ponte pnsil de 1600 metros, apenas poucos meses aps a sua inaugurao. Na madrugada da queda, os ventos atingiram os 70km/h, fazendo a estrutura oscilar. s 9h30m a ponte oscilava em 8 ou 9 segmentos com amplitude de 0,9m e freqncia de 36 ciclos por minuto. s 10h00m d-se um afrouxamento da ligao do cabo de suspenso norte do tabuleiro, o que faz a ponte entrar num modo de vibrao torcional a 14 ciclos por minuto. A partir da a situao no se alterou muito durante cerca de uma hora, at que s 11h00m se desprende um primeiro pedao de pavimento e s 11h10m a ponte entra em colapso, caindo no rio. Os grandes defeitos da ponte foram a sua enorme falta

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de rigidez transversal e torcional, pois estava ausente o reticulado por baixo do tabuleiro, e a frente dele. No houve vtimas deste acidente. Uma nova ponte foi construda no local, e ainda se encontra em funcionamento.

CORROSO: Corroso um conceito qumico. Apesar de ser associado aos metais, tambm ocorre com materiais no metlicos. A destruio do concreto, observada nas pontes e viadutos, tem como uma das causas a corroso qumica, devida ao dos agentes poluentes sobre seus constituintes (cimento, areia e agregados de diferentes tamanhos). Essa corroso tambm afeta a estabilidade e durabilidade das estruturas, sendo muito rpida e progressiva. Fatores mecnicos (vibraes e eroso), fsicos (variao de temperatura), biolgicos (bactrias) ou qumicos (em geral cidos e sais) so os responsveis por esse processo. Uma segunda causa para a deteriorao do concreto a corroso eletroqumica que ocorre nas armaduras de ao-carbono em seu interior. um processo espontneo, passvel de ocorrer quando o metal est em contato com um eletrlito, onde acontecem, simultaneamente, reaes andicas e catdicas. mais freqente na natureza e se caracteriza por realizar-se necessariamente na presena de gua, na maioria das vezes a temperatura ambiente e com a formao de uma pilha de corroso. A intensidade do processo de corroso avaliada pela carga ou quantidade de ons que se descarregam no catodo ou pelo nmero de eltrons que migram do anodo para o catodo, sendo que a diferena de potencial da pilha (ddp) ser mais acentuada quanto mais distantes estiverem os metais na tabela de potenciais de eletrodo.

Como minimizar os efeitos da corroso? A corroso um permanente desafio ao homem, pois, quanto mais a cincia cria e a tecnologia avana, mais ela encontra espao e maneiras de se fazer presente. s vezes, o custo de um novo material que substituir o antigo de 20 a 50 vezes mais alto, o que inviabiliza a reposio. Assim, na maioria das vezes, necessrio o emprego de uma tcnica anti-corrosiva. Os processos mais empregados para a preveno da corroso so a proteo catdica e andica, os revestimentos e os inibidores

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de corroso. A proteo catdica a tcnica que transforma a estrutura metlica que se deseja proteger em uma pilha artificial, evitando, assim, que a estrutura se deteriore. graas proteo catdica que tubulaes enterradas para o transporte de gua, petrleo e gs, e grandes estruturas porturias e plataformas martimas operam com segurana. A proteo catdica de estruturas metlicas baseada na injeo de corrente eltrica por meio de duas tcnicas: a proteo por anodos galvnicos (espontnea) e a proteo por corrente impressa (no-espontnea). A ferrugem no ao e ferro pode ser controlada com tinta, galvanizao, cromagem ou nodo sacrificial.

CURIOSIDADE NA CONSTRUO DE UMA PONTE

Hangzhou Bay Bridge, a maior ponte transocenica em extenso do mundo, teve alguns desafios na sua construo, como fortes correntezas, ventos de mais de 170 km/h e um evento cultural chamado Drago Prateado. O objetivo da ponte foi unir duas importantes cidades chinesas atravs da bacia de Hamgzhou, Ningbo e Xangai. Todo ano no meio do 8 ms lunar ocorre um fenmeno na Bacia de Hamgzhou chamado de Drago Prateado, o fenmeno d-se por uma grande quantidade de gua quente que avana pela bacia e fora a gua que sai da mesma a correr no sentido contrario, produzindo uma grande onda de cerca de 9 metros que viaja a cerca de 40 km/h, atraindo milhares de turistas. O problema da construo no foi a fora com que a onda iria atingir a ponte, mas sim a fora com que a ponte iria atingir o Drago Prateado. A estrutura da ponte poderia alterar o fluxo da gua matando assim o Drago, foi necessrio ento arranjar uma soluo engenhosa para isso. Foi feita uma rplica do rio, do solo e da ponte que seria construda, a fim de ver de que modo poderia deixar todos os elementos em harmonia. A soluo foi criar uma ponte em forma de S que possui o mesmo formato do Drago quando ele corre no rio. Alm disso o formato auxiliou os motoristas a ficarem mais atentos, por ser uma ponte muito extensa, seu formato em linha reta poderia ser muito cansativo e provocar sono ao se dirigir.

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BIBLIOGRAFIA

Construes de Concreto Princpios bsicos de construo de pontes de concreto, vol.6 ( Fritz Leonhardt )

O Controle da Corroso de Armaduras em Concreto Inspeo e tcnicas eletroqumicas ( Oswaldo Cascudo )

Corroso em Armaduras para Concreto Armado ( Paulo R. L. Helene )

Ponte Presidente Costa e Silva Rio-Niteri Mtodos Construtivos ( Walter Pfeil )

http://www.lmc.ep.usp.br/people/hlinde/estruturas/akashi.htm

http://www.hangzhoubaybridge.com/map.asp