Passarela em Estrutura Metálica - pcc.usp.br · PDF file1 RESUMO Este relatório visa apresentar as atividades em torno do desenvolvimento do trabalho de formatura Passarela em Estrutura

EEEssscccooolllaaa PPPooollliiitttééécccnnniiicccaaa dddaaa UUUnnniiivvveeerrrsssiiidddaaadddeee dddeee SSSãããooo PPPaaauuulllooo PPPEEEFFF 222555000000 ––– TTTrrraaabbbaaalllhhhooo dddeee FFFooorrrmmmaaatttuuurrraaa III PPPCCCCCC 222555000000 ––– TTTrrraaabbbaaalllhhhooo dddeee FFFooorrrmmmaaatttuuurrraaa IIIIII

PPPaaassssssaaarrreeelllaaa eeemmm EEEssstttrrruuutttuuurrraaa MMMeeetttááállliiicccaaa

OOOrrriiieeennntttaaadddooorrreeesss

PPPrrrooofff... DDDrrr... JJJúúúllliiiooo FFFrrruuuccchhhttteeennngggaaarrrttteeennn

PPPrrrooofff... DDDrrr... FFFrrraaannnccciiissscccooo FFFeeerrrrrreeeiiirrraaa CCCaaarrrdddooosssooo

GGGrrruuupppooo

FFFááábbbiiiooo FFFeeerrrrrreeeiiirrraaa MMMaaarrrzzziiiooonnnnnnaaa 333111888333999333222

JJJooosssééé RRReeezzzeeennndddeee dddaaa SSSiiilllvvvaaa NNNeeetttooo 333111333444777222111

LLLuuucccaaasss AAAnnnaaassstttaaasssiii FFFiiiooorrraaannniii 333333444000555444111

RRRaaannndddaaalll GGGiiiooottttttooo GGGooonnnzzzaaagggaaa JJJúúúnnniiiooorrr 333333000999666111111

RRRaaafffaaaeeelll MMMeeessssssooorrraaa BBBaaarrrrrraaannncccooo 333333111222999222111

VVViiivvviiiaaannneee MMMiiirrraaannndddaaa AAArrraaaúúújjjooo 333111111555999777777

SSSãããooo PPPaaauuulllooo,,, 222000000444

1

RESUMO Este relatório visa apresentar as atividades em torno do desenvolvimento do trabalho de formatura

Passarela em Estrutura Metálica e apresentar de forma clara e objetiva os resultados alcançados.

O desenvolvimento deste trabalho de formatura está estruturado em torno de 5 temas principais: (1)

aspectos organizacionais, intitucionais e ambientais, (2) planejamento, (3) projeto, (4) métodos

construtivos e equipamentos, (5) análise crítica e conclusões. Desta forma, o grupo pretende realizar

integralmente um projeto de engenharia, bem como analisá-lo criticamente.

Temos por objetivo último reunir elementos para o projeto Passarela em Estrutura Metálica, enfatizando

as diretrizes para concepção, dimensionamento estrutural e metodologia construtiva.

2

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................. 7 1.1. Identificação do Problema........................................................................................... 7 1.2. Objetivo do Projeto ..................................................................................................... 8 1.3. Atividades Programadas.............................................................................................. 8

2. O PLANO DIRETOR DA CUASO DE 2001.................................................................... 10 2.1. O Traçado Proposto no Plano .................................................................................... 10 2.2. A CUASO no Contexto Urbano ................................................................................ 10 2.3. Caminhos de Pedestres.............................................................................................. 11 2.4. Enquadramanto da Obra em Linhas Gerais................................................................ 11 2.5. Fonte de Recursos e Investimentos............................................................................ 11

3. LOCALIZAÇÃO E TRAÇADO – ANÁLISE DE ALTERNATIVAS .............................. 13 3.1. Gabaritos de Vãos ..................................................................................................... 13

3.1.1. Vias Rodovíárias e Férreas ................................................................................ 13 3.1.2. Rio Pinheiros..................................................................................................... 13

3.2. Restrições ................................................................................................................. 14 3.2.1. Promoção da Mobilidade e Inserção Social........................................................ 14 3.2.2. Limitações Dimensionais................................................................................... 14 3.2.3. Economia .......................................................................................................... 15

3.3. Interferências ............................................................................................................ 15 3.3.1. Linhas Aéreas.................................................................................................... 15 3.3.2. Condutos e Galerias........................................................................................... 15

3.4. Alternativas de Lançamento (em Planta e Elevação).................................................. 15 3.4.1. Passarela Praça do Relógio – Estação Villa-Lobos............................................. 16 3.4.2. Passarela Estação Cidade Universitária – CUASO............................................. 16 3.4.3. Passarela Estação Cidade Universitária – Praça Alberto Rangel......................... 17

4. ESTUDO DA REGIÃO.................................................................................................... 18 4.1. A Estação Cidade Universitária ................................................................................. 18 4.2. Linhas aéreas ............................................................................................................ 18 4.3. Entrada de Pedestres da CUASO............................................................................... 19 4.4. Áreas Disponíveis, Caminhos para Circulação e Acessos .......................................... 20

5. ESTUDO DIMENSIONAL PRELIMINAR...................................................................... 22 5.1. Acessibilidade para Deficientes Físicos ..................................................................... 22

5.1.1. Referências........................................................................................................ 22 5.1.2. Definições ......................................................................................................... 22 5.1.3. Decisões............................................................................................................ 23

5.2. Estudo e Determinação da Demanda ......................................................................... 24 5.2.1. Nível de Serviço ................................................................................................ 25 5.2.2. Cálculo da Demanda.......................................................................................... 26 5.2.3. Dimensionamento.............................................................................................. 27

6. MODELO ARQUITETÔNICO-ESTRUTURAL .............................................................. 29 6.1. Diretrizes para Escolha do Modelo............................................................................ 29 6.2. Modelos de Acesso ................................................................................................... 29 6.3. Modelos Estruturais .................................................................................................. 31 6.4. Direcionadores de Fluxo ........................................................................................... 38 6.5. Escolha dos Modelos Empregados ............................................................................ 38

6.5.1. Elementos da Treliça ......................................................................................... 38 7. CANTEIROS DE OBRAS................................................................................................ 40

7.1. Identificação dos Canteiros e seus Elementos............................................................ 40 7.2. Estudo do Acesso aos Canteiros ................................................................................ 42

3

7.3. Detalhamento dos Canteiros...................................................................................... 44 8. MÉTODO CONSTRUTIVO............................................................................................. 50

8.1. Método Construtivo e seu Impacto no Empreendimento............................................ 50 8.2. Disponibilidade de Espaço para Canteiro(s) e Montagem .......................................... 51 8.3. Segurança na Fase Executiva..................................................................................... 52 8.4. Proposição do Método Construtivo............................................................................ 52

8.4.1. Células da Treliça e Lançamento de Pilares ....................................................... 53 8.5. Descrição Geral da Metodologia de Montagem dos Módulos Construtivos................ 59

8.5.1. Metodologia de Montagem e Execução dos Módulos Críticos ........................... 60 8.5.2. Metodologia de Montagem e Execução dos Módulos Não-Críticos.................... 73

8.6. Proposição de Sequência Executiva........................................................................... 74 9. DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA TRELIÇADA .............................................. 76

9.1. Identificação e Quantificação das Cargas .................................................................. 76 9.2. Premissas para Dimensionamento ............................................................................. 77 9.3. Memorial de Cálculo................................................................................................. 78 9.4. Resumo do Dimensionamento................................................................................... 87 9.5. Verificações quanto ao Método Construtivo .............................................................. 90

10. CONSIDERAÇÕES SOBRE OS PILARES.................................................................. 93 11. ESTUDO DO SUBSOLO E ESCOLHA DAS FUNDAÇÕES ...................................... 97

11.1. Critérios de Escolha e Dimensionamento............................................................... 97 11.2. Avaliação Preliminar das Sondagens ..................................................................... 97 11.3. Identificação de Limitações e Condicionantes ..................................................... 101 11.4. Descrição do Método........................................................................................... 103 11.5. Dimensionamento da Fundação do Pilar Crítico .................................................. 103

11.5.1. O Diâmetro do Estaca...................................................................................... 104 11.5.2. O Comprimento da Estaca ............................................................................... 105 11.5.3. Resultados....................................................................................................... 106

12. MATERIAIS .............................................................................................................. 107 12.1. Vedação vertical.................................................................................................. 107

12.1.1. Venezianas ...................................................................................................... 107 12.2. Cobertura ............................................................................................................ 110

12.2.1. Telhas.............................................................................................................. 111 12.2.2. Isolamento Térmico e Acústico – Lã de Rocha ................................................ 112

12.3. Laje..................................................................................................................... 113 12.4. Piso ..................................................................................................................... 115 12.5. Corrimão............................................................................................................. 116

13. CONTRATO .............................................................................................................. 117 14. CONCLUSÃO............................................................................................................ 119 15. ANÁLISE CRÍTICA................................................................................................... 120 16. REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 121

16.1. Publicações ......................................................................................................... 121 16.2. Contatos.............................................................................................................. 121 16.3. Internet................................................................................................................ 121

4

ÍNDICE DE FIGURAS

Figure 1 - Esquema simplificado da CUASO e seu entorno. ..................................................... 10 Figure 2 - Entrada de pedestres da CUASO. ............................................................................. 17 Figure 3 - Estação Cidade Universitária vista da Ponte Cidade Universitária. ........................... 18 Figure 4 - Linhas aéreas próximas aos muros da CUASO. ........................................................ 19 Figure 5 - Linhas aéreas próximas à CUASO............................................................................ 19 Figure 6 - Estruturas de sustentação das linhas aéreas. .............................................................. 19 Figure 7 - Degradação e abandono da entrada de pedestres e entorno........................................ 20 Figure 8 - Caminho interno à marginal, próximo à Estação Cidade Universitária. ..................... 20 Figure 9 - Caminho interno à marginal, próximo à CUASO...................................................... 21 Figure 10 - Área adjecente à ponte, próxima à CUASO. .......................................................... 21 Figure 11 - Acesso da Marginal à área adjacente à ponte. ......................................................... 21 Figure 12 - Parâmetros antropométricos relevantes para portadores de deficiência ambulatória. 24 Figure 13 - Passarela dotada de 3 acessos orientados em direção ao fluxo. Barcelona, Espanha. 30 Figure 14 - Passarela com acesso em rampa helicodal............................................................... 30 Figure 15 - Passarela com acesso em rampa e degraus. ............................................................. 30 Figure 16 - Passarela com solução mista: acesso em rampa e escada helicoidal concomitantes. 31 Figure 17 - Passarela em viga caixão contínua. ......................................................................... 31 Figure 18 - Passarela em treliça do aeroporto de Shipol, Bruxelas. Vista do interior. ................ 32 Figure 19 - Vista lateral da mesma passarela. Fechamento em telhas trapezoidais. .................... 32 Figure 20 - Passarela treliçada no Media Park. Colônia, Alemanha. .......................................... 32 Figure 21 - Passarela com estrutura em treliça descontínua. Reutlingen, Alemanha.................. 33 Figure 22 - Passarela com estrutura em treliça invertida............................................................ 33 Figure 23 - Estrutura tipo Vierendeel interligando dois edifícios. .............................................. 34 Figure 24 - Ilustração de posições relativas do tabuleiro para pontes em arco............................ 34 Figure 25 - Passarela em arco com tabuleiro inferior. Miami, EUA........................................... 35 Figure 26 - Passarela em arco com tabuleiro inferior. Düseldorf, Alemanha.............................. 35 Figure 27 - Passarela em arco com tabuleiro intermediário. Berlim, Alemanha. ........................ 35 Figure 28 - Passarela estaiada. Ratinglen, Alemanha................................................................. 36 Figure 29 - Vista frontal da mesma passarela. ........................................................................... 36 Figure 30 - Passarela estaiada em Saltzgitter, Alemanha. .......................................................... 37 Figure 31 - Passarela pênsil no Max Eith Park. Stuttgart, Alemanha. ........................................ 37 Figure 32 - Direcionador de fluxo. Salvador, Bahia. ................................................................. 38 Figure 33 - Desenho esquemático em perspectiva de uma aduela. ............................................. 39 Figure 34 - Desenho esquemático em perspectiva de um módulo construtivo............................ 39 Figure 35 - Localização dos canteiros em relação à passarela.................................................... 41 Figure 36 – Foto do canteiro de obras 1 e estrada de acesso. ..................................................... 42 Figure 37 - Foto do canteiro de obras 2 e acesso pela Marginal Pinheiros. ................................ 43 Figure 38 – Foto do canteiro de obras 3, situado na Praça Aberto Rangel................................. 43 Figure 39 - Foto do canteiro de obras 4. .................................................................................... 44 Figure 40 – Detalhamento do canteiro 1.................................................................................... 46 Figure 41 – Detalhamento do canteiro 2.................................................................................... 47 Figure 42 – Detalhamento do canteiro 3.................................................................................... 48 Figure 43 – Detalhemanto do canteiro 4.................................................................................... 49 Figure 44 - Dimensões da face vertical da célula da treliça. ...................................................... 53 Figure 45 - Transporte de células planas sobre caminhões. ....................................................... 54 Figure 46 - Primeira solução de transporte das céluas pré-montadas. ........................................ 55 Figure 47 - Redução da altura pelo transporte em posição inclinada.......................................... 55 Figure 48 - Configuração das células no caminhão. .................................................................. 56 Figure 49 - Planta em escala da distribuição dos pilares. ........................................................... 57

5

Figure 50 - Planta em escala da distribuição dos módulos construtivos. .................................... 58 Figure 51 - Interrupção do tráfego para alocação do módulo 1. ................................................. 61 Figure 52 - Rota alternativa para alocação dos módulos 2 e 3. .................................................. 62 Figure 53 - Interrupção para alocação do módulo 6................................................................... 64 Figure 54 - Interrupção para alocação do módulo 5................................................................... 65 Figure 55 - Lançamento do módulo 8. ...................................................................................... 67 Figure 56 - Momentos fletores invertidos.................................................................................. 68 Figure 57 - Interrupção para o lançamento dos módulos 8, 9 e 10. ............................................ 69 Figure 58 - Lançamento do módulo 10...................................................................................... 70 Figure 59 - Possibilidade de tombamento do pilar P1 no lançamento dos módulos 10 e 11. ...... 71 Figure 60 - Momentos fletores durante execução e finais. ......................................................... 72 Figure 61 - Lançamento do módulo 9. ...................................................................................... 73 Figure 62 - Proposição da sequência executiva. ........................................................................ 75 Figure 63 - Croqui da treliça horizontal plana de fundo de um módulo padrão. ......................... 78 Figure 64 - Modelo estrutural de uma viga central de fundo...................................................... 79 Figure 65 - Modelo estrutural de uma viga central de fundo...................................................... 80 Figure 66 - Modelo estrutural para vigas transversais. Vista da seção transversal. ..................... 81 Figure 67 - Modelo da treliça plana horizontal para ilustrar ação de cargas de vento. ................ 81 Figure 68 - Modelo de treliça plana vertical para ilustrar diagonais. .......................................... 83 Figure 69 - Seção transveral para visualização dos banzos críticos............................................ 84 Figure 70 - Trechos que apresentam peculiaridades construtivas relevantes. ............................. 90 Figure 71 - Desenho esquemático de um pilar-parede tipo. ....................................................... 93 Figure 72 - Figura que ilustra apoio de dois trechos de treliça num pilar. .................................. 94 Figure 73 - Esquema plano com eixos e esforços atuantes nos pilares. ...................................... 95 Figure 74 - Sondagem de local próximo à passarela. ................................................................. 98 Figure 75 - Sondagem de local próximo à passarela. ................................................................. 99 Figure 76 - Sondagem de local próximo à passarela. ............................................................... 100 Figure 77 - Execução de estaca-raiz na Estação da Luz do metrô. ........................................... 101 Figure 78 - Equipamento para execução de estaca-raiz............................................................ 102 Figure 79 - Desenho esquemático de bloco de fundações sobre quatro estacas-raiz. ................ 104 Figure 80 - Passarela da Estação Socorro da CPTM................................................................ 107 Figure 81 - Detalhe da veneziana e de ventilação. ................................................................... 108 Figure 82 - Formatos das aletas das venezianas de PVC.......................................................... 109 Figure 83 - Esquema ilustrativo da telha com isolamento térmico acústico. ............................ 110 Figure 84 - Estação Acesso Norte do metrô de Salavador, Bahia............................................. 111 Figure 85 - Tela metálica curva em entreposto alfandegário de Sorocaba, São Paulo. ............. 111 Figure 86 - Telha LR-25 para cobertura da Perfilor................................................................. 112 Figure 87 - Características geométricas da telha LR-25 para cobertura da Perfilor. ................. 112 Figure 88 - Lã de rocha em forma de manta. ........................................................................... 113 Figure 89 - Lã de rocha em forma de placa. ............................................................................ 113 Figure 90 - Laje em steel deck sobre viga metálica. ................................................................ 114 Figure 91 - Esquema de laje tipo steel deck. ........................................................................... 114 Figure 92 - Execução de laje em steel deck. ............................................................................ 115 Figure 93 - Piso emborrachado plurigoma. ............................................................................. 115 Figure 94 - Atividades gerenciadas pela empreiteira a ser contratada. ..................................... 118

6

ÍNDICE DE TABELAS Table 1 - Tabela de dados da demanda atual. ............................................................................ 26 Table 2 - Tabela de estimativas da demanda futura. .................................................................. 26 Table 3 - Tabelas que enumeram estruturas dos canteiros de obra. ............................................ 40 Table 4 - Tabela que detalha elementos dos canteiros de obras. ................................................ 45 Table 5 - Tabela-resumo dos módulos. ..................................................................................... 60 Table 6- Quadro-resumo das decisões quanto à sequência executiva. ........................................ 74 Table 7 - Tabela-resumo para os elementos comuns em todos os módulos. ............................... 88 Table 8 - Tabela-resumo dos elementos por trechos. ................................................................. 90 Table 9 - Tabela-resumo dos elementos verificados para particularidades construtivas. ............ 91 Table 10 - Cargas nos pilares. ................................................................................................... 95 Table 11 - Cargas atuantes no pilar P2, para as possíveis combinações de cargas. ..................... 96 Table 12 - Tabela-resumo das cargas críticas atuantes em P2.................................................. 105 Table 13 - Tabela-resumo dos cálculos de fundação................................................................ 106 Table 14 - Tabela de larguras limites para venezianas de PVC................................................ 108 Table 15 - Tabela para transmissividade de luz para aletas de PVC......................................... 109 Table 16 - Tabela com pesos dos módulos de venezianas de PVC........................................... 110 Table 17 - Tipos de Telha. ...................................................................................................... 112 Table 18 - Outras características relevantes da telha LR-25..................................................... 112 Table 19 - Características de laje de piso tipo steel deck. ........................................................ 115

7

1. INTRODUÇÃO

A escolha do tema para o trabalho de formatura baseou-se na identificação da necessidade de ligação da

Cidade Universitária Armando de Oliveira Salles1 – CUASO – à malha ferroviária do município de São

Paulo.

Esta necessidade está explicitada no Plano Diretor da CUASO de 2001. O Plano referido, traz, como

convém, a proposição de um projeto para suprir essa necessidade e um levantamento preliminar de

informações, principalmente, aquelas que dizem respeito à Universidade de São Paulo – USP.

O projeto proposto é a realização de uma passarela2 cujo traçado permitirá a conexão da CUASO, a partir

da Praça do Relógio, à futura estação Villa-Lobos, da linha 2 da Companhia Paulista de Trens

Metropolitanos – CPTM.

1.1. Identificação do Problema

A necessidade que se verifica está calcada na dificuldade de acesso à CUASO tanto daqueles que se

utilizam dos trens metropolitanos para ir e vir, quanto daqueles que vêm (vão) da (para a) margem oposta

do Rio Pinheiros em relação à posição da CUASO e efetuam a travessia da ponte a pé ou utilizando

veículo não motorizado.

A dificuldade, em aspectos objetivos, pode ser entendida como:

• Condições de conforto inadequadas: As condições de conforto para os que se utilizam dos

caminhos existentes hoje são inadequadas, pois está-se sob ação das intempéries, sofre-se com

ruído e poluição dos veículos e com a vibração desconfortável da ponte.

• Travessia de vias movimentadas: A travessia de vias pavimentadas e bastante movimentadas,

sobretudo as alças que ligam a Marginal Pinheiros (Av. Eng. Billings) à Ponte Cidade

Universitária e vice-versa, sem que haja mobiliário urbano3 adequado, oferece risco e perigo à

integridade dos pedestres.

• Tempo de acesso: O tempo de acesso à CUASO é elevado devido ao comportamento requerido

daqueles que se utilizam das caminhos existentes. Tais caminhos, como já dito, não oferecem

segurança e exigem atenção e perícia dos transeuntes, o que se reflete em maior dispendimento de

tempo.

1 É à Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira que se refere quando se utilizam os termos: Cidade Universitária, CUASO e campus. 2 Uma passarela é um equipamento urbano – uma pequena ponte – que permite a travessia de pedestres, com segurança e conforto, sobre vias e/ou acidentes geográficos. 3 Na categoria mobiliário urbano estão incluídos os semáforos e a sinalização de trânsito, tanto para pedestres quanto para veículos automotores.

8

1.2. Objetivo do Projeto

Identificada a problemática, propõe-se a realização da passarela, portanto, com o intuito de melhorar a

acessibilidade à CUASO. Mais especificamente, busca-se:

• Permitir acesso com segurança e conforto: Garantir que a travessia das Marginais, da via férrea e

do Rio Pinheiros se dê de forma adequada, ou seja, deve haver o oferecimento de condições

aceitáveis para o bem estar, no sentido amplo e irrestrito, dos pedestres.

• Reduzir o tempo de acesso: Caminhos mais bem traçados, que não sofram interferências externas

e que não estejam condicionados a outras vias, permitem a redução do tempo dispendido para

deslocamento. O direcionamento do fluxo, é, portanto, essencial.

• Respeitar diversidade e limitações: Deve-se permitir ao deficiente físico e/ou mental, bem como

aos portadores de quaisquer limitações, o acesso irrestrito à cidade, em especial às dependências

públicas – como é o caso da USP.

• Incentivar a integração entre campi: A livre circulação de docentes, discentes, pesquisadores e

demais funcionários, bem como de quaisquer interessados, entre as unidades e instalações dessa

universidade deve ser, por razões triviais, incentivada e favorecida. O acesso entre campi não

deve se tornar obstáculo à realização de atividades acadêmicas.

• Incentivar utilização do transporte público: A universidade deve ser acessível a todos, sem

distinção social. Aqueles que utilizam o transporte público por necessidade ou opção devem ter o

acesso facilitado. Ao mesmo tempo, é interessante incentivar a utilização do transporte público

com a finalidade de desafogar a CUASO do intenso fluxo de automóveis por que é solicitada.

1.3. Atividades Programadas

O trabalho de formatura desenvolveu-se segundo um planejamento de atividades realizado e acordado

pelos elementos do grupo. Esse planejamento foi realizado com a intenção de que, ao final do ano letivo

corrente, o trabalho estivesse terminado, tendo sido cumprido do início ao fim.

As atividades são listadas a seguir. É importante ressaltar que embora a estruturação apresentada siga

uma cadência lógica, as atividades não exigiram, necessariamente, dedicação exclusiva, bem como não

tiveram sequência rígida.

• Definição do trabalho de formatura: tema; abrangência; estruturação.

• Revisão bibliográfica: tecnologias, técnicas e procedimentos; materiais e equipamentos;

legislação, regulamentação e normatização.

• Estudo e determinação da demanda: volume presente e projetado; perfil do usuário; nível de

serviço; cálculo de dimensões mínimas, tais como largura e volumetria.

9

• Localização e traçado: estudo de alternativas de traçado; restrições; gabaritos de vãos;

interferências; lançamento em planta e elevação; modelo arquitetônico-estrutural.

• Pré dimensionamento: tecnologia; detalhamento estututural e dimensional; identificação de

cargas e esforços solicitantes; verificação de adequação dos perfis adotados.

• Métodos e técnicas construtivas: fundações; pilares; estrutura treliçada; rampas de acesso;

equipamentos e máquinas; estudo do canteiro de obras; sequência de atividades.

• Dimensionamento e detalhamento: elementos e ligações; escolha de materiais; cálculo de

investimento total.

• Conclusão.

• Análise Crítica.

10

2. O PLANO DIRETOR DA CUASO DE 2001

A passarela deve atender aos requisitos contidos no Plano Diretor, pois este é resultado do planejamento

feito para o desenvolvimento da CUASO. O Plano é composto por diretrizes que buscam orientar e

regular todas e quaisquer atividades e medidas – referentes à manutenção ou à modificação de aspectos –

que se dêem no ambiente da Cidade Universitária.

2.1. O Traçado Proposto no Plano

Tem-se que a Cidade Universitária deve conter um tecido de caminhos de pedestres integrado e funcional,

que atenda às necessidades daqueles que se utilizam das dependências da Universidade.

Para atendimento da integração e da funcionalidade, decidiu-se ter a passarela ligando a Praça do Relógio

à planejada Estação Villa-Lobos da CPTM. A escolha da Praça do Relógio como ponto de partida para

essa passarela se deu pois esta praça foi identificada como ponto de convergência de todo o Plano da

USP, tal como concebido. Conforme o Plano, existiem dois principais eixos ordenadores da implantação

física: o eixo paralelo ao Rio Pinheiros e o eixo perpendicular a este mesmo Rio. Essa passarela viria

compor o eixo ordenador perpendicular ao Rio.

2.2. A CUASO no Contexto Urbano

A CUASO situa-se num setor da cidade de São Paulo completamente urbanizado, tendo como vias

importantes em seu entorno a Av. Eng. Billings (Marginal do Rio Pinheiros), a Av. Escola Politécnica, a

Av. Corifeu de Azevedo Marques, a Av. Vital Brasil e a Rua Alvarenga.

Figure 1 - Esquema simplificado da CUASO e seu entorno.

11

[Fonte: www.hottopos.com]

2.3. Caminhos de Pedestres

Os caminhos de pedestres existentes na CUASO devem dispor de piso, mobiliário e iluminação

adequados, e podem ser classificados em dois grandes grupos:

• Interligação entre as diversas áreas internas do campus: áreas acadêmicas, equipamentos de apoio

e residência estudantil;

• Interligação dessas áreas ao entorno: acessibilidade ao sistema de transporte público urbano,

conexão com instituições de pesquisa.

A passarela desenvolvida é parte do segundo grupo, que abrange os caminhos que interligam a CUASO

ao entorno.

O sistema de transporte urbano mencionado é composto por três principais meios: (1) os ônibus urbanos e

metropolitanos, (2) o sistema ORCA de vans4 e (3) os trens metropolitanos da CPTM5.

Dentre os meios citados, seriam beneficiados todos os 3, embora (2) e (3) receberiam, de forma direta,

maior influência.

2.4. Enquadramanto da Obra em Linhas Gerais

A Universidade é área pública de uso especial, ou seja, existe um uso público específico que justifica sua

existência. O planejamento, a expansão e a gestão destas áreas são primordiais. Deve-se dar prioridade

absoluta às atividades que envolvem os interesses institucionais.

A passarela estudada é de interesse da instituição. Ela goza, portanto, de exeqüibilidade garantida, embora

seu projeto deva ser submetido à aprovação de comissão competente. Imagina-se que a mesma comissão6

que elaborou o Plano Diretor dê continuidade ao processo.

2.5. Fonte de Recursos e Investimentos

Os agente de expansão dentro da CUASO a que compete a decisão sobre a passarela é o COESF (ex-

FUNDUSP). O COESF é dependência pública, parte da Universidade, reponsável pelo gerenciamento e

alocação de recursos do orçamento universitário, que cuida, portanto, do interesse institucional global.

No entanto, pode haver interesse pelo projeto das Unidades, que cuidam de interesses setoriais; das

entidades agregadas, focadas em si mesmas; e de terceiros, que têm interesses essencialmente

particulares.

4 Este sistema integra a Estação Cidade Universitária da CPTM à Estação Vila Madalena do Metrô. 5 O acesso, mais especificamente, se dá pelas estações Cidade Universitária e Jaguaré. 6 O documento não especifica quem são os particpantes desta comissão.

12

Os financiamentos de expansão, ou seja, os recursos para realização de obras de qualquer natureza dentro

da CUASO podem provir do orçamento, de instituições de fomento, de receita da própria instituição e/ou

de terceiros.

13

3. LOCALIZAÇÃO E TRAÇADO – ANÁLISE DE ALTERNATIVAS

A localização e traçado da passarela devem ser tais que permitam que os objetivos, já mencionados,

sejam atingidos. É necessário, ainda, que a passarela respeite os gabaritos de vãos das vias – rodoviárias e

ferroviárias – e do Rio Pinheiros, que esteja em harmonia com as restrições identificadas, e que respeite

as possíveis interferências. Outras condições podem se impor e são analisadas conforme necessidade.

3.1. Gabaritos de Vãos

3.1.1. Vias Rodovíárias e Férreas

Em relação ao gabarito de vãos das vias, decidiu-se por ser coerente com o que já existe, ou seja, decidiu-

se seguir os parâmetros dimensionais já estabelecidos nas pontes sobre o Rio Pinheiros, em especial, aos

parâmetros da Ponte Cidade Universitária

A altura máxima para trânsito sob essa ponte é limitada a 5,5 metros. Nas alças de acesso à Rua

Alvarenga decidiu-se, da mesma forma, manter o gabarito de 5,5 metros, visto que há trânsito de veículos

de grandes dimensões – dentre os quais caminhões com até 5,0 metros de altura – em direção às Rodovias

Raposo Tavares e Regis Bittencourt.

O gabarito de 5,50 metros está de acordo com o que estipula o Departamento de Estradas de Rodagem –

DER.

3.1.2. Rio Pinheiros

Para a execução da passarela é necessário considerar a possibilidade de concretização de um projeto de

utilização do Rio Pinheiros como parte da Hidrovia Tietê – Paraná.

É válido lembrar, no entanto, que a efetiva implantação e utilização da hidrovia está condicionada a

diversas medidas a serem tomadas antes que o Rio Pinheiros possa ser utilizado para fins de navegação.

Tais medidas são, por exemplo, o rebaixamento da calha e o aumento da profundidade útil, a dragagem de

sedimentos e dejetos do fundo do leito em pontos específicos, a despoluição e a recuperação a partir da

deplorável situação atual. Ações similares devem ser postas em prática para o Rio Tietê.

Outro agravante, que de forma alguma pode ser omitido, é a existência de usinas elevatórias ao longo do

rio. Essas usinas, construídas com o objetivo de promover a reversão do Rio Pinheiros – embora hoje só

sejam utilizadas em casos emergenciais –, precisam ceder espaço às embarcações. Duas alternativas são

possíveis: a construção de obras de transposição ou a demolição das usinas elevatórias existentes.

Baseando-se na situação e nas dificuldades descritas, não se pode fazer considerações precisas sobre a

utilização futura do rio. Optou-se, desta forma, por atentar para a possibilidade de prática de navegação

14

no rio. Para tanto, decidiu-se adotar como gabarito de vão mínimo para a passarela, o gabarito da Ponte

Cidade Universitária. A altura mínima da passarela em relação ao nível máximo do rio é, portanto, maior

ou igual a 7,00 m.

As principais características gerais das embarcações que utilizam como via o Rio Tietê, no trecho de

Barra Bonita, merecem menção aqui, pois, se a hidrovia realmente for implementada futuramente, as

melhores hipóteses que podem ser feitas no presente momento devem se referir a estes dados:

• Tipo de embarcação: embarcações de carga tipo chata;

• Dimensões das chatas: chatas com boca de 8 a 11 m e comprimento entre 50 e 60 m;

• Dimensões máximas do comboio-tipo: 137,00 m x 11,00 m.

3.2. Restrições

3.2.1. Promoção da Mobilidade e Inserção Social

Com o intuito de promover a mobilidade e a inserção social, ao facilitar a travessia de uma margem à

outra do rio, especial atenção foi dada ao atendimento das condições exigidas para acesso de deficientes

físicos, especificadas na norma NBR 9050.

Foram adotadas, como premissas:

• A obediência à declividade máxima, em qualquer ponto da passarela, igual a 2%;

• A obediência à declividade máxima, em rampas de acesso, igual a 6% ou a existência de

elevadores especiais;

• A limitação de comprimentos inclinados;

• A existência de áreas de descanso planas distribuidas regularamente pelo comprimento, quando e

se necessário.

Tais restrições condicionam, principalmente, o perfil vertical da ponte, o que inclui as cotas de entrada e

saída nos extremos.

3.2.2. Limitações Dimensionais

Deve ser identificar como restrição a dificuldade de execução da passarela em meio tão densamente

ocupado. Esta restrição faz com que a traçado esteja condicionado à necessidade de elementos com

limitações dimensionais, pela dificuldade de produção e/ou acesso, e a procedimentos executivos que

exijam área de canteiro limitadas, pois não há grandes áreas disponíveis no entorno.

15

3.2.3. Economia

Identifica-se como restrição a limitação orçamentária para a realização da passarela. Busca-se, portanto,

uma solução que tenha o traçado otimizado, ou seja, que permita os movimentos de travessia pretendidos

– travessia das vias férreas e rodoviárias, do Rio Pinheiros e dos acessos da Av. Eng. Billings à Ponte

Cidade Universitária e à Rua Alvarenga – requerendo o traçado mais curto possível.

3.3. Interferências

3.3.1. Linhas Aéreas

Identifica-se como interferência o conjunto de linhas elétricas aéreas de alta tensão, pois acompanham os

limites da CUASO, atravessando o Rio Pinheiros – em traçado esconso à ponte e ao rio – no trecho em

que é possível localizar a passarela.

É necessário, portanto, condicionar o traçado da passarela ao deste conjunto de linhas aéreas, já que não

pode haver contato entre ambos e o reposicionamento das mesmas é inviável técnica e economicamente –

geraria um transtorno à cidade incompatível com os benefícios da obra em execução7.

3.3.2. Condutos e Galerias

A área em que é necessário construir a passarela tem seu subsolo ocupado por inúmeros condutos de

serviços de infra-estrutura – água, esgoto, gás – bem como por galerias da canalização de um curso

d’água. A existência dessas instalações condiciona o posicionamento dos apoios e a escolha das

fundações.

A planta cadastral da região (ANEXO A) foi utilizada como guia para que as interferências fossem

identificadas e para que a obra pudesse ser locada sem que fosse necessário relocar qualquer das

estruturas enterradas.

3.4. Alternativas de Lançamento (em Planta e Elevação)

Decidiu-se realizar o estudo de alternativas de traçado de forma a se obter uma solução viável, ou seja,

em acordo com os gabaritos de vãos, bem como com as restrições e interferências que se previu.

7 Especula-se que sua execução custaria mais que a própria passarela, conforme afirma o Eng. Renato Pena, da CPTM.

16

3.4.1. Passarela Praça do Relógio – Estação Villa-Lobos

Partiu-se, inicialmente, da sugestão contida no Plano Diretor da CUASO de 2001: traçado retilíneo com

extremos na Praça do Relógio e na Estação Villa-Lobos da Linha 2 da CPTM.

Buscou-se justificar a viabilidade deste projeto original, mas foram levantadas questões que o

desqualificaram como potencial solução, pois:

• Estação Villa-Lobos: a estação que se previa possível em 2001, segundo o Engenheiro Renato

Pena, representante da CPTM, não mais existirá. São três as justificativas apresentadas: (1) a

Companhia Paulista de Trens Metropolitanos, ao contrário do que se previa, não fará parte do

metrô, será mantida sua operação independente – as empresas têm critérios operacionais distintos

e planejamento independente –; (2) a velocidade de operação dos trens não permite – e não

permitirá em horizonte próximo – que se estabeleça outra estação entre as já existentes Estação

Cidade Universitária e Estação Jaguaré sem que a operação da linha 2 seja prejudicada; (3) a

demanda atual e projetada, segundo simulação em modelo específico, não justifica a criação da

Estação Villa-Lobos.

• As linhas aéreas: no trecho em que se imagina a Estação Villa-Lobos as linhas aéreas são

paralelas e bastante próximas aos trilhos; haveria, portanto, essa interferência a ser resolvida.

3.4.2. Passarela Estação Cidade Universitária – CUASO

Propôs-se, como solução, em seguida, uma passarela que ligasse a Estação Cidade Universitária à

CUASO, com traçado oblíquo ao Rio a à Ponte Cidade Universitária. No entanto, novamente, foi

desqualificada:

• As linhas aéreas: no trecho em que a passarela adentraria ao campus, as linhas aéreas gerariam

interferências.

• A CUASO: normas rígidas de acessibilidade estabelecidas pela CUASO incluem, por exemplo, a

necessidade de monitoramento e a regulação do horário de funcionamento. A criação de uma

passarela com acesso direto ao campus estaria condicionada à política vigente.

• Conflito urbanístico: o traçado proposto, visto no contexto da cidade de São Paulo, geraria um

conflito: a Ponte é paralela ao Rio e já existe um duto elevado de grandes dimensões esconso em

relação a ponte (ANEXO B); a passarela seria um terceiro elemento, discordando do que já

existe, desarmonizando o conjunto.

17

3.4.3. Passarela Estação Cidade Universitária – Praça Alberto Rangel

Como terceira alternativa, decidiu-se localizá-la paralela a Ponte Cidade Universitária, ligando a Estação

de mesmo nome à praça Alberto Rangel, próxima à entrada de pedestres já existente da CUASO,

denominada FEPASA8.

Figure 2 - Entrada de pedestres da CUASO.

[Fonte: Arquivo do grupo]

Identificou-se a necessidade de um direcionador de fluxos para esta solução, pois a passarela, agora,

atende àqueles que buscam ambos os lados da Rua Alvarenga (no trecho da Alvarenga imediatamente

após a Ponte Cidade Universitária) ou que desejam realizar a travessia das alças da Marginal Prinheiros.

Esta terceira alternativa foi escolhida. No ANEXO C deste relatório, é apresentado, em planta, o traçado

definitivo. No anexo D, é apresentado o traçado em elevação.

Esta alternatiiva caracteriza-se por traçado horizontal retilíneo, bastante simples, e traçado vertical

descomplicado que não impõem restrição quanto a escolha de tecnologia estrutural e facilitam a etapa

construtiva.

8 Nome dado à entrada em referência à antiga companhia que operava os trens.

18

4. ESTUDO DA REGIÃO

Definidos o traçado e a localização da passarela, uma análise mais detalhada do entorno se faz necessária

para definição do alcance das ações a serem empreendidas, bem como, para que se tenha à disposição

informações de melhor qualidade e mais específicas.

4.1. A Estação Cidade Universitária

A Estação Cidade Universitária, assim como as demais estações da mesma linha de trens metropolitanos,

tem projeto padronizado.

A Estação é composta por uma estrutura de concreto armado, em forma de paralelepípedo, elevada,

apoiada sobre pilares. O acesso à Estação se dá por meio de uma passarela de concreto armado que

permite o trânsito de pedestres a partir da guia externa da Marginal local. O acesso à área de embarque

nos trens, é dado por duas escadas, também em concreto armado, uma de cada lado da estação elevada.

Neste projeto, adotou-se a alternativa de traçado que exige supressão de uma das escadas da Estação à

plataforma de trens para locação de um dos acessos da passarela. Esta escada pode ser vista tal como é

hoje, na figura seguinte.

Para projeto do novo acesso, decidiu-se por não apoiá-lo diretamente na estrutura da Estação. Decidiu-se

pela construção de um pilar exclusivo.

Figure 3 - Estação Cidade Universitária vista da Ponte Cidade Universitária.


4.2. Linhas aéreas

As linhas elétricas aéreas de alta tensão – mencionadas anteriormente –, que condicionaram o traçado da

passarela, podem ser vistas a seguir. Tais linhas, não podem ser relocadas ou rebaixadas.

19

Figure 4 - Linhas aéreas próximas aos muros da CUASO.


Figure 5 - Linhas aéreas próximas à CUASO.


Figure 6 - Estruturas de sustentação das linhas aéreas.


4.3. Entrada de Pedestres da CUASO

A entrada de pedestres da CUASO e todo o seu entorno encontram-se em estado de degradação e

abandono. Identifica-se esta situação como um empecilho à utilização da passarela.

20

Propõe-se, portanto, que seja realizado um projeto de paisagismo e urbanização que torne esta região –

parte do trajeto daqueles que acessariam a faculdade utilizando a passarela – mais agradável e mais

atrativa. Propõe-se que a Universidade de São Paulo cuide permanentemente desta área, por meio de

atividades de manutenção preventiva e corretiva, tais como jardinagem e limpeza.

A operação do portão de acesso FEPASA deve seguir a rotina já estabelecida pela universidade.

Figure 7 - Degradação e abandono da entrada de pedestres e entorno.


4.4. Áreas Disponíveis, Caminhos para Circulação e Acessos

Analisando-se a região, identificaram-se áreas, caminhos e acessos potencialmente úteis para realização

da obra. Imagina-se que possam ser utilizados para canteiro de obras – áreas de usinagem, montagem,

armazenamento, alojamento – e para transporte de materiais e equipamentos.

Figure 8 - Caminho interno à marginal, próximo à Estação Cidade Universitária.


21

Figure 9 - Caminho interno à marginal, próximo à CUASO.


Figure 10 - Área adjecente à ponte, próxima à CUASO.


Figure 11 - Acesso da Marginal à área adjacente à ponte. [Fonte: Arquivo do grupo]

22

5. ESTUDO DIMENSIONAL PRELIMINAR

5.1. Acessibilidade para Deficientes Físicos

A passarela visa à melhora da acessibilidade. Deve-se conceder, para tanto, especial atenção ao

atendimento das condições de conforto e segurança necessários para os deficientes físicos. Para cumprir

esse objetivo, procedeu-se à consulta à norma brasileira pertinente ao assunto: NBR 9050 – Acessibilidade

de pessoas portadoras de deficiências a edificações, espaço mobiliário e equipamentos urbanos.

A seguir, comentam-se alguns dos aspectos e características aplicáveis e importantes à passarela proposta.

5.1.1. Referências

No início do texto da norma NBR 9050, atenta-se para a consulta aos seguintes documentos:

• Legislação Nacional de Trânsito;

• NBR 7192 – Projeto, fabricação e instalação de elevadores – Procedimento;

• NBR 9077 – Saídas de emergência em edifícios – Procedimento;

• NBR 9283 – Mobiliário urbano – Classificação;

• NBR 9284 – Equipamento urbano – Classificação.

Além de mencionar explicitamente que “a observância do estabelecido nesta norma não desobriga o

cumprimento de outras disposições na legislação federal, estadual e municipal”.

5.1.2. Definições

Cabe, neste momento, apresentar as definições aceitas pela normalização relacionadas à proposta da

passarela. Estas definições são essenciais para que sejam acompanhadas e entendidas as decisões tomadas

com base nesta norma.

• Acessibilidade: Possibilidade e condição de alcance para utilização, com segurança e autonomia,

de edificações, espaço, mobiliário e equipamento urbanos;

• Barreira arquitetônica ambiental: Impedimento da acessibilidade, natural ou resultante de

implantações arquitetônicas ou urbanísticas.

• Deficiência ambulatória total: Deficiência que obriga a pessoa a utilizar, temporária ou

permanentemente, cadeira de rodas.

23

• Deficiência ambulatória parcial: Deficiência que faz a pessoa se movimentar com dificuldade ou

insegurança, usando ou não aparelhos ortopédicos ou próteses.

• Deficiência sensorial visual: Deficiência total ou parcial da visão que possa causar insegurança ou

desorientação à pessoa.

• Deficiência sensorial auditiva: Deficiência total ou parcial da audição que possa causar

insegurança ou desorientação à pessoa.

• Desenho universal: Aquele que visa a atender à maior gama de variações possíveis das

características antropométricas e sensoriais da população.

• Equipamento urbano: Todos os bens públicos e privados, de utilidade pública, destinados à

prestação de serviços necessários ao funcionamento da cidade, implantados mediante autorização

do poder público, em espaços públicos e privados. São exemplos de equipamento urbano (citados

na NBR 9284): ginásio de esportes, clubes, escolas, praças, parques, auditórios, estacionamentos e

outros.

• Mobiliário urbano: Todos os objetos, elementos e pequenas construções integrantes da paisagem

urbana, de natureza utilitária ou não, implantados mediante autorização do poder público, em

espaços públicos e privados. São exemplos de mobiliário urbano (citados na NBR 9283):

telefones públicos, caixas de correio, bancas de jornal, semáforos e outros.

5.1.3. Decisões

O projeto da passarela procura atender à maior variedade possível de potenciais usuários e, para tanto,

tem desenho universal, ou seja, procura atender também aos portadores de deficiência ambulatória total,

sensorial auditiva e sensorial visual.

Deve-se ter em consideração os parâmetros antropométricos e as dimensões necessárias para a circulação

confortável e segura desta categoria de transeuntes. Obviamente, a participação dos mesmos no fluxo de

pessoas causa alguma redução na marcha dos demais, mas este fato não possui grande significação

quando comparado ao ganho do direito social de provimento de acessibilidade para estas pessoas,

conforme as garantias em leis sobre estes direitos, sobretudo por se tratar de uma obra de uso público.

24

Figure 12 - Parâmetros antropométricos relevantes para portadores de deficiência ambulatória.

[Fonte: NBR 9050]

Considerações adicionais devem ser citadas em relação ao tipo de piso. Deve possuir superfície regular,

estável e antiderrapante, sob quaisquer condições climáticas. Deve-se proceder à montagem do tabuleiro e

piso com extremo cuidado, evitando a criação de desníveis que propiciem quedas, além de prover faixas

de piso de cor e textura diferenciadas para melhor atendimento às pessoas com deficiência visual. São

necessárias também guias de balizamento em forma de ressaltos de, no mínimo, 5 cm, para orientação

destas pessoas.

Deve-se prover largura mínima de 1,20 m para circulação de uma pessoa e uma cadeira de rodas e 1,50 m

para a circulação de duas cadeiras de rodas.

Os guarda-corpos usuais para passarela são adequados aos deficientes, pois a função permanece a mesma

em relação aos não portadores: proporcionar segurança no trajeto e impedir quedas acidentais pelas

laterais da passarela. Maiores detalhes serão obtidos a partir da evolução dos aspectos referentes à

estruturação e arquitetura.

Todas estas considerações e eventuais outras que se fazem necessárias no decorrer do desenvolvimento

do projeto são respeitadas e providas, atuando como diretrizes e restrições do mesmo, como pode-se

observar em outros tópicos deste relatório.

No entanto, pode-se afirmar, desde já, que o maior desafio do ponto de vista geométrico, posto que a

passarela está situada em cota elevada, é garantir o acesso de usuários em cadeiras de rodas.

5.2. Estudo e Determinação da Demanda

Para determinar a largura mínima necessária pela passarela em estudo realizou-se uma pesquisa

bibliográfica sobre o tema, buscando a correlação entre a demanda que utilizará a passarela e a largura

requerida para abrigar o trânsito de pedestres pela mesma, obedecendo-se a um nível de serviço pré-

estabelecido, considerando-se a questão da acessibilidade discutida anteriormente.

25

Para este cálculo considerou-se alguns dados específicos, tais como: a demanda prevista no período de

máxima utilização – o horário de pico –, o nível de serviço desejado em projeto para a capacidade da

passarela e a velocidade de locomoção dos pedestres que dela se utilizam.

5.2.1. Nível de Serviço

Inicialmente, cabe descrever e explanar sobre o conceito de nível de serviço e sua classificação.

Nível de serviço de uma passarela, ou qualquer via que comporte tráfego motorizado ou não, pode ser

descrito como a qualidade que o usuário da mesma percebe ao utilizar a estrutura, afetando a capacidade

da via em razão da resposta psicológica do usuário às condições do fluxo, pois os mesmos tendem a se

comportar com maior ou menor nível de alerta em decorrência do desconforto de situações que lhes

parecem de maior risco.

Os fatores que afetam o nível de serviço de uma passarela são basicamente a velocidade com que os

pedestres se locomovem sobre a mesma, a distância entre os transeuntes durante a travessia, a facilidade

de ultrapassar outro pedestre em ritmo mais lento e a probabilidade de um pedestre colidir contra – ou

esbarrar em – outro durante seu percurso na passarela.

A classificação do nível de serviço em passarelas dá-se em 6 níveis, descritos a seguir:

• Nível A: Neste nível o espaço para cada pedestre deve ser superior a 5,6 m2 e o fluxo de pedestres

deve ser inferior a 16 p/min*m (pedestres/minuto*metro). Nesta situação os pedestres podem

trafegar sem se preocupar com a movimentação dos demais, podendo desenvolver a velocidade

que lhe convier e os esbarrões entre os usuários são raros.

• Nível B: Neste nível o espaço para cada pedestre situa-se entre 3,7 m2 e 5,6 m2 e o fluxo deve se

situar entre 16 e 23 p/min/m. Nesta condição os pedestres têm espaço suficiente para se

locomover na velocidade que desejarem, para ultrapassar outros pedestres e evitar esbarrões. É

neste nível em que a atenção em relação aos demais pedestres ao longo da passarela começa a ser

exigida.

• Nível C: Nesta condição de serviço o espaço para cada transeunte deve se situar entre 2,2 m2 e 3,7

m2 e o fluxo entre 23 e 33 p/min*m. Nesta situação o espaço é suficiente para os pedestres

desenvolverem velocidades normais, num ritmo de caminhada. Entretanto, a probabilidade de

colisões passa a ser ligeiramente maior e as velocidades individuais passam a ser influenciadas

pelos demais usuários.

• Nível D: Nesta condição de utilização o espaço para cada pedestre encontra-se entre 1,4 m2 e 2,2

m2 e o fluxo entre 33 e 49 p/min*m. Nesta circunstância passa-se a sofrer restrições na escolha da

velocidade e da ultrapassagem de outros pedestres. Passa a existir uma grande probabilidade de

ocorrerem esbarrões, o que passa a requerer uma freqüente mudança de direção e de velocidade.

26

Este nível de serviço ainda permite um bom fluxo de pedestres, mas, acentuadamente mais do que

o nível anterior, a interação entre eles torna-se freqüente.

• Nível E: Neste nível o espaço individual para cada usuário oscila entre 0,75 m2 e 1,4 m2 e o fluxo

varia entre 49 e 75 p/min*m. Nesta situação pode-se considerar que todos os pedestres andam

numa mesma velocidade. O espaço passa a ser insuficiente para a realização de ultrapassagem a

pedestres mais vagarosos. Os choques são constantes e a demanda encontra-se próxima da

capacidade máxima da passarela, ocorrendo paradas e interrupções no fluxo de pedestres.

• Nível F: Nesta condição extrema o espaço para cada pedestre situa-se abaixo de 0,75 m2 e o fluxo

torna-se muito variável. Nesta situação a velocidade passa a ser a do bloco. Os esbarrões são

inevitáveis, o fluxo se torna instável, assumindo a configuração de fila.

5.2.2. Cálculo da Demanda

Para o cálculo da demanda foram considerados alguns dados referentes à situação atual, obtidos junto a

CPTM e apresentados abaixo:

Usuários da Estação Cidade Universitária 5.000 pessoas/dia

Usuários da Estação Cidade Universitária que vão à USP 10% 500 pessoas

Usuários no horário de pico 15% 750 pessoas

Usuários da Estação que, no horário de pico9, vão à USP 5% 250 pessoas

Table 1 - Tabela de dados da demanda atual.

O cálculo da demanda para daqui a 20 anos considerou um aumento no número de usuários do trem

devido às políticas de utilização de transporte público e, também, devido à construção da passarela. Os

valores obtidos são apresentados abaixo:

Usuários da Estação Cidade Universitária 10.000 pessoas/dia

Usuários da Estação Cidade Universitária que vão à USP 40% 4.000 pessoas

Usuários no horário de pico 40% 4.000 pessoas

Usuários da Estação que, no horário de pico, vão à USP 35% 3.500 pessoas

Table 2 - Tabela de estimativas da demanda futura.

9 Considera-se horário de pico o intervalo matutino de início das aulas, das 7h às 8h30min.

27

5.2.3. Dimensionamento

O dimensionamento da passarela em estudo baseia-se, inicialmente, no valor da demanda em horário de

pico de 3.500 pedestres em 1,5 hora. A partir destes dados, calcula-se o número de pedestres por minuto:

min/3960*5,1

3500min/º pedestresUsuáriosn ≅=

Adotando-se o valor de 40 pedestres que adentram a passarela por minuto, deve-se escolher o nível de

serviço desejado para atender ao período de máxima demanda. Esta escolha influenciará, de forma

relevante, as posteriores etapas do dimensionamento.

Após a análise dos diversos níveis de serviço e suas distinções, optou-se por dimensioná-la para um nível

de serviço C em seu horário de pico, considerando-se um espaço para cada pedestre igual a 2,5 m2. De

posse destes valores é possível determinar a área necessária de passarela para abrigar os novos pedestres:

min/1005,2*40 2mÁrea ==

De tal modo, para obter a largura necessária a fim de suportar a demanda em horário de pico com

manutenção da situação de serviço nunca inferior ao nível C, é imprescindível o conhecimento da

velocidade média dos pedestres. Embasando-se no Highway Capacity Manual, constata-se que para uma

população (que fará uso da passarela) composta por, no máximo, 20% de pessoas de faixa etária acima

dos 65 anos, pode-se considerar um valor médio para a velocidade desenvolvida igual a 1,2 m/s. Pode-se

prosseguir com o cálculo da velocidade média de um usuário:

min/7260*2,1 mVmédia ==

A partir deste dado, conjuntamente, com a área necessária por minuto, calculada previamente, é possível

uma estimativa inicial da largura requerida:

mL 39,172

100 ≅=

Porém, idealizada a ocorrência simultânea da demanda máxima em ambos os sentidos no horário de pico,

a largura deve ser duplicada, resultando em:

mL 78,239,1*2 ==

Atentando para a recomendação acerca da proximidade dos usuários aos extremos da passarela –

recomenda-se adicionais 50 cm em ambas as extremidades para que os usuários sintam-se confortáveis

em relação à altura –, obtém-se a largura final, igual a:

mLfinal 78,35,078,25,0 =++=

Portanto, a largura mínima necessária para se cumprirem os requisitos de demanda em horário de pico de

3.500 pedestres em 1,5 hora e que oferte um nível de serviço superior ou igual a C, é igual a 3,78 metros.

28

Considerados todos os cálculos precedentes, adota-se largura de 4,00 metros. Este valor atende à demanda

prevista para um horizonte de 20 anos, respeita o nível de serviço desejado e permite que se alcance

condições de estabilidade e esbeltez para a estrutura, em decorrência da existência de vãos relativamente

extensos, estimados, em princípio, em aproximadamente 80 metros.

Considera-se, por simplificação, que o tráfego de deficientes não vá alterar significativamente o fluxo na

hora de pico. Esta consideração é razoável visto que o dimensionamento prevê percentual de idosos (de

até 20%) mais elevado que o esperado, dada a composição por faixa etária da demanda esperada.

29

6. MODELO ARQUITETÔNICO-ESTRUTURAL

Para decisão sobre o modelo arquitetônico-estrutural da passarela, primeiramente, escolheu-se o material

a ser empregado: o aço. A escolha baseou-se nas seguintes questões:

• Passarelas em aço são mais comumente utilizadas para situações em que a interrupção do tráfego

de vias grande movimento é necessária para sua construção;

• Estruturas metálicas demandam menores áreas de canteiro, pois têm um ciclo produtivo mais

simplificado, e, via de regra, têm tempo executivo menor.

6.1. Diretrizes para Escolha do Modelo

Foram reunidas informações, imagens e referências de diferentes passarelas em aço existentes ao redor do

globo, com particular atenção àquelas presentes na cidade de São Paulo. Isto permitiu conhecer os

diferentes partidos arquitetônicos aplicados e obter diretrizes e parâmetros para a elaboração do desenho e

do arranjo da passarela.

Estão reunidas, a seguir, as diretrizes que orientam a escolha do modelo dentre os pesquisados:

• Deve permitir acessibilidade, considerados o espaço disponível e a norma referente à

caracterização das condições dos acessos para deficientes físicos (NBR 9050 – Acessibilidade de

pessoas portadoras de deficiências a edificações, espaço mobiliário e equipamentos urbanos).

• Compatibilidade com necessidade de cobertura contra as intempéries (com sistema de drenagem),

pisos aderentes (anti-derrapantes), introdução de guarda-corpo e iluminação adequada.

• Capaz de vencer vãos – cujos comprimentos a serem vencidos chegam a 80 metros –

apresentando esbeltez e capacidade portante compatíveis com as solicitações impostas pelo peso

próprio, pelos pedestres e pelo vento.

• Adequação às condições de apoio possíveis.

• Deve permitir seção com largura de 4,00 metros, para atendimento da demanda.

6.2. Modelos de Acesso

São possíveis as seguintes alternativas para acesso à estrutura elevada que constitui a passarela: acesso em

rampa, acesso utilizando-se escadas, elevadores ou soluções mistas, que combinam uma ou mais das

formas citadas.

Para escolha do tipo de acesso, atenção maior é dada à dificuldade de acesso por deficientes, sobretudo,

por aqueles que apresentam deficiência ambulatorial total.

30

Figure 13 - Passarela dotada de 3 acessos orientados em direção ao fluxo. Barcelona, Espanha.

[Fonte: Estruturas Metálicas – Passarelas e Pontes para Dutos]

Figure 14 - Passarela com acesso em rampa helicodal.


Figure 15 - Passarela com acesso em rampa e degraus.


31

Figure 16 - Passarela com solução mista: acesso em rampa e escada helicoidal concomitantes.


6.3. Modelos Estruturais

Vários são os sistemas estruturais passíveis de utilização em passarelas. A seguir, são citados e descritos

aqueles que têm maior expressividade. A adequação ao projeto é analisada e observações são feitas,

conforme conveniência.

Vigas e pórticos de alma cheia: Utilizadas em pequenos e médios vãos devido à facilidade de

execução e simplicidade de projeto.

Figure 17 - Passarela em viga caixão contínua.


32

Treliças: Para o caso em estudo mostram-se bastante interessantes, pois a cobertura pode ser apoiada

com relativa simplicidade sobre a estrutura treliçada, além do fato desta estrutura ser uma das

alternativas mais econômicas do ponto de vista de projeto e execução.

Figure 18 - Passarela em treliça do aeroporto de Shipol, Bruxelas. Vista do interior.


Figure 19 - Vista lateral da mesma passarela. Fechamento em telhas trapezoidais.


Figure 20 - Passarela treliçada no Media Park. Colônia, Alemanha.


33

Figure 21 - Passarela com estrutura em treliça descontínua. Reutlingen, Alemanha.


Figure 22 - Passarela com estrutura em treliça invertida.


Vierendeel: O sistema é aplicado em situações onde é desejável pequena altura estrutural ou em

passarelas cobertas nas quais haverá posicionamento de viga(s) acima do nível do piso. Este sistema

apresenta desvantagens em relação ao treliçamento devido à sua maior complexidade de cálculo e

montagem.

34

Figure 23 - Estrutura tipo Vierendeel interligando dois edifícios.


Arco: A escolha pela passarela em arco pode apresentar três configurações possíveis quanto à

posição relativa do tabuleiro em relação ao arco: tabuleiro inferior, tabuleiro intermediário e tabuleiro

superior. A estrutura é adequada e mais econômica para o vencimento de grandes vãos, porém,

apresenta desvantagens quanto à eficiência da cobertura, encarecendo seu custo, já que demanda

estrutura portante auxiliar.

Figure 24 - Ilustração de posições relativas do tabuleiro para pontes em arco.


35

Figure 25 - Passarela em arco com tabuleiro inferior. Miami, EUA.


Figure 26 - Passarela em arco com tabuleiro inferior. Düseldorf, Alemanha.


Figure 27 - Passarela em arco com tabuleiro intermediário. Berlim, Alemanha.


36

Estais: É apropriada para grandes vãos, porém menos vantajosa economicamente e traz consigo

desvantagens com relação à cobertura, similarmente à estrutura em arco, além de uma complexidade

e custos maiores. É, portanto, pouco adequada ao projeto em questão, que não demandará grandes

esforços que justifiquem tal sistema.

Figure 28 - Passarela estaiada. Ratinglen, Alemanha.


Figure 29 - Vista frontal da mesma passarela.


37

Figure 30 - Passarela estaiada em Saltzgitter, Alemanha.


Pênsil: É econômica quando se faz necessário vencer grandes vãos livres. Novamente surge a

desvantagem quanto à cobertura da passarela. Outro ponto é a maior esbeltez e menor rigidez da

mesma, sobretudo se consideradas as hipóteses já mencionadas da importante influência das cargas de

vento e tráfego de pedestres.

Figure 31 - Passarela pênsil no Max Eith Park. Stuttgart, Alemanha.


38

6.4. Direcionadores de Fluxo

Direcionadores de fluxo são utilizados quando se tem necessidade de dividir o fluxo que transita sobre

uma passarela em mais de uma direção, ou seja, quando há mais de uma possibilidade de rota dentro de

uma passarela. Devido ao traçado da passarela deste trabalho, há necessidade de introdução de um destes

direcionadores de fluxo (ANEXOS C e D).

Figure 32 - Direcionador de fluxo. Salvador, Bahia.


6.5. Escolha dos Modelos Empregados

Dentre os sistemas analisados e suas características, por critério excludente, com enfoque especial nas

desvantagens e inadequações à situação em estudo, conclui-se que as mais sensatas escolhas são pelo

acesso em rampa e pela passarela metálica treliçada.

6.5.1. Elementos da Treliça

Para que se tenha pleno domínio sobre o que se discute deste ponto em diante, apresentamos a

conceituação dos termos ‘célula plana de treliça pré-montada’, ‘aduela’ e ‘módulo construtivo’.

• Célula plana de treliça pré-montada: pode ser facilmente entendida como a parte da treliça plana

vertical (ou seja, que fica nas laterais da passarela).

• Aduela: trecho de seção da passarela que contém 2 células planas, uma de cada lado (em azul),

três vigas no piso e duas na cobertura (em amarelo), e os travamentos horizontais no piso e na

cobertura (em vermelho).

39

Figure 33 - Desenho esquemático em perspectiva de uma aduela.

• Módulo construtivo: é o conjunto de uma ou mais aduelas para vencimento de um vão entre

pilares.

Figure 34 - Desenho esquemático em perspectiva de um módulo construtivo.

A discussão sobre configurações e dimensões será apresentada oportunamente.

40

7. CANTEIROS DE OBRAS O propósito é fazer um estudo preliminar de uma configuração possível para os canteiros. O detalhamento

definitivo, no entanto, só é possível quando estiver disponível o projeto executivo.

7.1. Identificação dos Canteiros e seus Elementos

Primeiramente, a partir da planta do local, foram identificadas quatro áreas possíveis para a locação dos

canteiros. Identificou-se, em seguida, que a utilização das quatro áreas seria desejável, já que reduziriam

distância de transporte e içamento. Estas foram denominadas canteiro 1, 2, 3 e 4.

Cada um dos canteiros é descrito a seguir:

Canteiro 1 • Elementos do canteiro:

• 2 áreas de estocagem: 6m x 6m • Área de montagem dos módulos 10, 11 e 12: 50m x 6m

Canteiro 2

• Elementos do canteiro: • Áreas de estocagem

• Área de estocagem de células dos módulos 8 e 9 para posterior montagem através das chatas. Pode-se perceber que está localizada ao lado do rio, de modo a ser montada e ficar na posição correta para ser posicionada na chata.

• 2 áreas de estocagem de 6m x 6m • Área de montagem dos módulos 6 e 7: 30m x 6m • Almoxarifado: 6m x 4m • Central de armação: 10m x 6m • Guindastes e movimentação de material das chatas: 20m x 6m • Estacionamento: 8m x 6m • Cozinha: 3m x 6m • Refeitório: 5m x 6m • Vestiário: 3m x 6m • WC para funcionários: 3m x 6m • Escritório e gerência (inclusive WC do escritório): 6m x 20m

Canteiro 3

• Elementos do canteiro: • 2 Áreas de estocagem: 6m x 6m • Área de montagem dos módulos 3, 4 e 5: 48m x 6m

Canteiro 4

• Elementos do canteiro: • 2 Áreas de estocagem: 6m x 6m • Área de montagem dos módulos 1 e 2: 42m x 6m

Table 3 - Tabelas que enumeram estruturas dos canteiros de obra.

41

Figure 35 - Localização dos canteiros em relação à passarela.

42

7.2. Estudo do Acesso aos Canteiros

• Canteiro 1

Há dois acessos. Um dos acessos situa-se próximo à ponte do Jaguaré na marginal local. O outro acesso,

em baixo da ponte Eusébio Matoso, é uma saída desativada da CPTM. O segundo acesso é utilizado para

transporte do material dragado do Rio Pinheiros.

Figure 36 – Foto do canteiro de obras 1 e estrada de acesso.

• Canteiro 2

Acesso pela Marginal do Rio Pinheiros. O local já foi canteiro de obras, possui grande área e ótima

acessibilidade.

Canteiro de Obras 1

Estrada de terra

43

Figure 37 - Foto do canteiro de obras 2 e acesso pela Marginal Pinheiros.

• Canteiro 3

Acesso pela Ponte Cidade Universitária ou pela Rua Alvarenga. O local de implantação deste canteiro é a

Praça Alberto Rangel.

Figure 38 – Foto do canteiro de obras 3, situado na Praça Aberto Rangel.

Canteiro de Obras 2

Portão de Acesso

Canteiro de Obras 3

44

• Canteiro 4

O acesso ao canteiro 4 pode ser pela própia alça de acesso da Marginal Pinheiros para a Rua Alvarenga,

ou mesmo pelo acesso da Ponte Cidade Universitária com a Rua Alvarenga.

Figure 39 - Foto do canteiro de obras 4.

7.3. Detalhamento dos Canteiros

As áreas de estocagem foram definidas de acordo com as dimensões das células que serão transportadas

pré-montadas. O cálculo foi feito considerando o comprimento de 6m e uma largura de 50cm para cada

célula na estocagem, assim, numa área de estocagem (6m x 6m), podem ser posicionadas 12 células

paralelamente. As áreas de montagem devem obedecer às dimensões dos respectivos módulos. Dessa

maneira, a largura de 6m foi admitida de modo a comportar um módulo (largura de 4m) e propiciar

espaço suficiente para a movimentação da mão de obra e equipamentos de pequeno porte.

Obtiveram-se os seguintes parâmetros para definição das áreas dos elementos do canteiro especificadas

anteriormente:

Áreas de estocagem Foram tomadas como base as dimensões das células pré montadas: 6,0m

de comprimento, considerado um espaçamento de 50 cm de largura para

o armazenamento de cada célula

Áreas de montagem Devem comportar os módulos após a montagem, ou seja, as áreas têm

restrições quanto à largura e ao comprimento mínimo (que deve ser

Canteiro de Obras 4

45

avaliado separadamente para cada canteiro, de acordo com o módulo a

ser montado no mesmo).

Almoxarifado Área estimada para armazenar peças e equipamentos de pequeno porte

Central de armação Foi considerada uma área tal que fosse possível a montagem das

armaduras dos pilares.

Funcionários Considerou-se que, nesta obra, estarão trabalhando no máximo cerca de

30 pessoas simultaneamente, sendo 10 delas na gerência e escritório.

Escritório e gerência

(inclusive WC do escritório)

Foi estimada uma área tal que abrangesse a parte administrativa

(computadores, equipamentos, salas para engenheiros, entre outros

elementos) e um WC para este setor.

Vestiário e WC para

funcionários

De acordo com os números considerados anteriormente, estimamos que,

no máximo, 20 funcionários usariam o vestiário simultaneamente.

Cozinha Os parâmetros foram tomados com base nas dimensões dos elementos da

cozinha, como fogão, geladeira, pia, mesa e armários.

Refeitório Foram estimadas 3 ou 4 mesas de 8 ou 6 lugares respectivamente

Table 4 - Tabela que detalha elementos dos canteiros de obras.

Reitera-se que foram expostas idéias básicas na busca por parâmetros que permitissem uma análise

preliminar dos layouts dos canteiros. Os canteiros como propostos devem ser reavaliados quando o

projeto executivo estiver em andamento.

A seguir, apresentam-se os layouts propostos para os canteiros.

46

Figure 40 – Detalhamento do canteiro 1.

47


48


49

Figure 43 – Detalhemanto do canteiro 4.

50

8. MÉTODO CONSTRUTIVO

8.1. Método Construtivo e seu Impacto no Empreendimento

A metodologia construtiva de um empreendimento é, talvez, das etapas a mais importante, por ter forte

influência em todos as disciplinas envolvidas no projeto do empreendimento, tais como:

• Cálculo Estrutural A metodologia de construção a ser empregada afeta fortemente o processo de dimensionamento e de

cálculo da estrutura do empreendimento. A forma como a estrutura é disposta e a seqüência de

lançamento levam a esforços solicitantes (momentos fletores, forças cortantes e forças normais), durante a

execução da estrutura, diferentes dos que se apresentam quando do empreendimento finalizado.

Em alguns casos se observa que os esforços solicitantes durante a execução possuem ordem de grandeza

superior aos que se apresentam ao final do empreendimento. Caso não se leve em consideração esse efeito

durante o projeto, os esforços solicitantes exagerados podem levar a tensões plastificantes ou à ruptura da

estrutura ainda na fase de montagem.

No caso dos esforços solicitantes na fase de execução serem inferiores ao que se observa na fase de

operação, ou seja, na configuração definitiva, não é necessário empreender ações especiais.

• Logística de Transporte

O procedimento construtivo e as etapas de execução influem fortemente em toda a logística de transporte

do empreendimento. Assim, no caso de se estar executando um empreendimento em uma região de

intenso tráfego de veículos, como é o caso em questão, em que se tem a Marginal Pinheiros, o transporte

da estrutura, materiais, a montagem da estrutura e o lançamento podem ser inviabilizados caso não seja

proposta uma metodologia construtiva que leve em consideração os condicionantes do e os efeitos no

sistema viário local.

Assim, deve-se procurar uma metodologia que respeite gabarito das pontes e viadutos locais do

empreendimento para transportar os materiais sem nenhum tipo de imprevisto e interrupção do sistema

viário.

Deve-se racionalizar ao máximo entradas e saídas dentro dos canteiros de obras, tendo em vista que isso

gera uma redução sensível de capacidade das vias, nos instantes em que os caminhões e guindastes

acessam os canteiros.

Por último, as interrupções das vias no entorno do empreendimento devem ser cuidadosamente estudadas

a fim de se reduzir ao máximo as interferências com o tráfego, dentro do limite econômico-técnico. Não

51

se deve propor interrupções sem se ter, com um alto nível de confiança, o conhecimento do tempo

estimado para interrupção e um estudo de possíveis rotas de desvio do tráfego das vias interropidas.

Todas estas considerações devem ser analisadas em conjunto com o órgão responsável pelo sistema viário

do Município10. Cabe a este órgão permitir a realização de interrupções e a utilização da via para outros

fins.

• Minimização dos Custos É redundante afirmar que se deve procurar a máxima redução de custos no processo de execução do

empreendimento. Porém, tal fato muitas vezes é citado mas não fundamentado, motivo pelo qual é

brevemente abordado.

A redução de custos na etapa de montagem ou construtiva deve se dar pois as atividades então realizadas

não são parte da finalidade do empreendimento, bem como não agregam valor a ele. Ou seja, todo custo

não é revertido em melhoria, não é percebido.

Deve-se ressaltar que, freqüentemente, pela necessidade da interrupção de vias no local da implantação

do empreendimento, a alternativa tecnologicamente mais econômica torna-se inviável, restando, portanto,

a opção de se lançar uma alternativa mais cara que não gere incovenientes da mesma natureza.

Outro aspecto importante são os materiais da estrutura e de todo o empreendimento. Quando se faz opção

por estrutura metálica, como na passarela em questão, não se justifica a instalação de um grande número

de apoios provisórios e cimbramentos, como se observa nas obras em concreto armado ou protendido.

Isso porque uma das grandes vantagens da estrutura metálica em relação a estrutura de concreto é a sua

facilidade e rapidez de execução.

Por último, destaca-se que nem todo o empreendimento tem sua metodologia escolhida tendo-se por base

o critério econômico. Pode haver necessidade de uso ou razões políticas, por exemplo, que condicionem a

escolha.

8.2. Disponibilidade de Espaço para Canteiro(s) e Montagem

O que se discute aqui é a sensibilidade da alternativa da metodologia construtiva em relação a disposição

de espaços para montagem e implantação de canteiros de obras.

Observa-se que quanto maior é o espaço disponível para canteiros e montagem, mais simples e

econômico se dará o procedimento para construção do empreendimento.

Em empreendimentos com vias de intenso tráfego no entorno, como já dito, procura-se reduzir ao

máximo os tempos de interrupção de fluxo. Logo, a montagem da estrutura que deve estar sobre a via, ou

10 Em São Paulo, a CET – Companhia de Engenharia de Tráfego.

52

ainda, que necessite da via, deve ser acelerada, reduzindo-se as interferências com as redes locais11. O

processo de interrupção da via deve ser o ponto final dessa etapa de montagem; assim, tudo deve estar

planejado e preparado para que na hora da montagem não haja imprevistos e transtornos.

Partindo desse principio, deve haver espaços suficientes disponíveis em canteiros de obra para que a

estrutura e os outros componentes do empreendimento sejam pré-montados e devidamente preparados

para o momento de interrupção do tráfego.

Considerando que a grande vantagem em utilizar-se estruturas metálicas seja a velocidade de montagem,

como já abordado, é desejável que seja pré-montada no chão e, então, içada com macacos ou guindastes.

Tal fato, impõe a necessidade de espaços estratégicos para os canteiros de obra e para o posicionamento

de equipamentos.

8.3. Segurança na Fase Executiva

Este tem sido um assunto de crescente preocupação nos últimos tempos, pois toda metodologia

construtiva empregada envolve riscos durante a etapa de execução.

Os principais fatores que se associam a ou geram riscos são os comentados a seguir:

• Além da verificação do dimensionamento dos elementos devido às solicitações na fase

construtiva, muitas vezes é necessário criar estruturas provisórias de apoio para não se

permitir equilíbrio instável de quaisquer partes, reduzindo-se, assim, potenciais riscos de

colapso parcial ou total.

• Os coeficientes de segurança empregados em etapa construtiva são menores que os de

configuração final, pois entende-se que há monitoramento contínuo e prontidão do

construtor para o caso de haver indícios de iminente colapso.

• A segurança pessoal dos operários depende, fundamentalmente, da utilização de

equipamentos de segurança, tal como se estabece em norma. No entanto, não raro,

observa-se a não utilização dos mesmos, seja por displicência ou por insubordinação.

Deve-se buscar controlar estes fatores de modo que os procedimentos e atividades realizados nos

canteiros e, eventualemente, fora dele sejam tão seguros quanto possível.

8.4. Proposição do Método Construtivo

O método construtivo está condicionado à obra como um todo, bem como às interferências identificadas e

às disponibilidades de área. A seguir, é descrito em etapas e em detalhes.

11 Luz, água e esgoto, por exemplo

53

8.4.1. Células da Treliça e Lançamento de Pilares

O lançamento final dos pilares e, conseqüentemente, o comprimento final dos vãos, obedeceram muito

mais as restrições e exigências da metodologia construtiva. que as razões de dimensionamento e cálculo

estrutural propriamente dito, com exceção do vão sobre o Rio Pinheiros.

• Definição das dimensões da célula plana de treliça

As dimensões de cada célula plana de treliça foram escolhidas conforme segue:

Figure 44 - Dimensões da face vertical da célula da treliça.

O comprimento de 6 metros foi determinado buscando-se respeitar um limite de cálculo estrutural para

treliça, que prevê células de comprimentos da ordem de 1/12 do vão que devem vencer12. Além disso, em

geral, o comprimento das chapas metálicas utilizadas para produção de perfis metálicos é de 12 metros e

os caminhões que carregam esses perfis também têm 12 m de comprimento de caçamba.

Adotando-se múltiplos de 12 m, observa-se uma economia considerável na fabricação dos perfis para a

passarela, pois estar-se-á utilizando o comprimento standard de chapas e perfis da indústria. Além disso,

o custo associado ao transporte será reduzido, pois não serão necessários caminhões especiais; poderão

ser utilizados caminhões convencionais.

12 O vão máximo previsto, no momento em que se deu a análise, era de 72 metros.

4 m

6 m

54

A altura de 4 metros deve-se ao dimensionamento estrutural, que assim a exigiu. É interessante citar, no

entanto, que também houve consideração13 a respeito dos gabaritos das obras de arte entre fábrica e obra.

• O transporte das células

Optou-se por trazer essas células planas pré-montadas de fábrica pois haverá o incremento da velocidade

de construção, o melhor aproveitamento do canteiro de obras e a superioridade da qualidade final da

montagem (tendo em vista que o controle de qualidade será industrial).

Optando-se por células de 6m de comprimento é possível carregar até duas células pré-montadas ao longo

do comprimento do caminhão, o que leva a uma sensível racionalização do processo de transporte para a

construção.

No que se refere a altura de 4m, no entanto, é válido lembrar que os gabaritos das pontes das Marginais

Pinheiros e Tietê são baixos (5,5m): altura igual a soma da distância do pavimento ao fundo da caçamba

(1,5 m) e da altura do módulo plano (4 m), o que pode acarretar restrições sérias.

Figure 45 - Transporte de células planas sobre caminhões.

Duas soluções bastante simples foram imaginadas para contornar o problema relativo a altura de

transporte das células:

1ª. Solução: Buscar alternativas de transporte. O transporte poderia ser feito utilizando-se o Rodoanel,

entrando por Osasco e saindo na Marginal Pinheiros na Av. Escola Politécnica (em frente à Raia

13 Tratada em maiores detalhes no item seguinte.

6 m

4 m

1,5 m

6 m

55

Olímpica da USP). As células seriam descarregadas nos canteiros 2, 3 e 4. As que necessitassem ser

levadas até o canteiro 1, seriam transportadas por chatas ao longo do Rio Pinehiros.

Figure 46 - Primeira solução de transporte das céluas pré-montadas.

2ª. Solução: A alternativa mais econômica e viável para resolver o problema seria transportar as treliças

inclinadas, apoiadas umas nas outras. Neste caso, haveria redução de altura pelo efeito do rebaixamento

resultante da formação do triangulo (“telhado”).

Assim a altura H fica:

mH 88,314 22 =−= , portanto uma redução de 12cm em

comparação a opção de se carregar todas as células em pé.

Figure 47 - Redução da altura pelo transporte em posição inclinada.

Essa redução de 12cm na altura final é decisiva para a viabilidade do transporte. Atenção, no entanto,

ainda é necessária na condução do veículo para evitar possíveis danos às celulas ou ao entorno.

4 m

~ 1 m

H

56

Figure 48 - Configuração das células no caminhão.

• Lançamento dos pilares e comprimentos dos vãos

Buscando-se aproveitar ao máximo a velocidade de execução da estrutura metálica, optou-se por vãos

menores entre pilares, de forma que se evitasse a utilização de cavaletes e cimbramentos14 na fase

construtiva. Tem-se, desta forma, talvez, uma configuração não tão econômica quanto poderia se esperar

(levando-se em conta somente questões estruturais, o número de pilares poderia ser menor, o que

resultaria a um aumento no tamanho dos vãos). Optou-se, também, por não uniformizar vãos, pois haveria

muitas interferências a lidar no subsolo.

A opção por treliças metálicas com células pré-montadas faz com que o custo associado a executar vãos

diferentes caia sensivelmente em comparação a uma estrutura em que a modulação não ocorre ou a uma

estrutura de concreto moldado in loco.

Deve-se mencionar que haverá necessidade de uma grande variedade de perfis diferentes, tanto por conta

dos diversos elementos que compõem a treliça, quanto por conta dos esforços a que estarão sujeitos estes

elementos, para os diferentes vãos.

Outro fato importante que vale ressaltar é que, quanto menor é o vão a ser içado, menos robustez se faz

necessária na estrutura de içamento15, reduzindo-se o tempo de interrupção de tráfego para montagem e o

tempo de utilização de equipamentos.

Com base no que foi discutido, foram definidos o lançamento dos pilares, os vãos e os módulos

construtivos (aos quais estão associadas etapas de montagem), como segue.

14 Cavaletes e cimbramentos são estruturas de suporte utilizadas mais comumente em obras de concreto armado e protendido. 15 Seja a estrutura de içamento composta por macaco(s) hidráulico(s) ou por guindaste(s).

57

Figure 49 - Planta em escala da distribuição dos pilares.

58

Figure 50 - Planta em escala da distribuição dos módulos construtivos.

59

8.5. Descrição Geral da Metodologia de Montagem dos Módulos Construtivos

Nesse item pretende-se apenas introduzir a metodologia de montagem de cada um dos módulos

construtivos.

Módulos de 1 a 7, 11 e 12

Para os módulos 1 e 2, a partir das células pré-montadas em estoque no canteiro 4, montam-se as aduelas

e os módulos; os módulos são içados até sua posição final na estrutura. Procedimento análogo se faz para

os módulos 3, 4 e 5, no canteiro 3; para os múdulos 6 e 7, no canteiro 2; e para os módulos 11 e 12 no

canteiro 1.

Módulos 8 e 10

Para o módulo 8, a partir das células pré-montadas em estoque no canteiro 2, montam-se as aduelas a

serem lançadas em balanços sucessivos utilizando-se guindastes sobre a Ponte Cidade Universitária.

Neste caso, a montagem do módulo se dá in loco e por partes. O mesmo procedimento se dá para o

módulo 10, no canteiro 1.

O lançamento em balanços sucessivos foi escolhido por dois motivos principais: (1) reduzir a capacidade

requerida do(s) guindaste(s) a ser(em) mobilizado(s) e (2) reduzir a solicitação do tipo flexo-torção no

tabuleiro da Ponte Cidade Universitária causado pelo guindaste içando a peça.

Esses dois módulos construtivos são críticos na construção da obra, de maneira que o seu lançamento

interfere decisivamente no processo de concepção da montagem.

Módulo 9

Este módulo é aquele que compreende o vão central do Rio Pinheiros. A partir das células pré-montadas

em estoque no canteiro 2, montam-se as aduelas. Após a montagem, essas aduelas são levadas por chatas

até o local onde devem ser içadas por guindastes (sobre a Ponte Cidade Universitária). Tem-se, desta

forma, a montagem do módulo construtivo por partes.

A seguir, tem-se a tabela que traz dados referentes a: (1) número do módulo, (2) comprimento do módulo,

(3) número de aduelas, (4) peso da aduela mais pesada do módulo e (5) peso próprio total do módulo.

O peso de uma aduela é calculado como:

zontalamentoHoriPesodoTravInferiorPesodaVigaSuperiorPesodaVigalaPesodaCéluPesoAduela ×+×+×+×= 4222

O peso próprio total do módulo é calculado como:

60

iPesoAduelaoMóduloPesoTotaldn

i∑

=

=1

Em que n é o número de aduelas no módulo.

Módulo Comprimento do

Módulo (m) Número de

Aduelas Peso da Aduela mais Pesada (tf)

Peso Total do Módulo (tf)

1 24 6 1,3 17,5 2 42 7 1,9 39,0 3 48 8 1,8 42,2 4 30 5 1,1 19,7 5 30 5 1,1 19,7 6 24 4 2,4 25,9 7 30 5 2,4 32,3 8 24 4 3,3 33,3 9 24 4 3,2 32,5

10 24 4 3,3 33,2 11 33 5+PARTE 2,2 34,0 12 30 5 1,6 24,7

Table 5 - Tabela-resumo dos módulos.

8.5.1. Metodologia de Montagem e Execução dos Módulos Críticos

Os módulos 5 e 6, que se situam sobre a Marginal Pinheiros, e os módulos 1, 2 e 3, que estão sobre a alça

de acesso da Marginal para Rua Alvarenga e sobre o acesso da Rua Alvarenga para a Ponte Cidade

Universitária exigirão interrupção de tráfego para içamento até suas posições finais.

Além desses, há também os módulos 8, 9 e 10, sobre o Rio Pinheiros, que serão içados a partir da Ponte

Cidade Universitária por guindastes. Esse procedimento exigirá a interrupção do tráfego em pelo menos

uma faixa da Ponte.

Esses módulos (1, 2, 3, 5, 6, 8, 9 e 10) serão denominados, por esta razão, módulos críticos. Segue a

descrição da problemática executiva envolvida em cada um dos módulos críticos e as soluções propostas.

Módulo 1

A sua alocação exige interrupção do tráfego. Como os módulos 2 e 3 também exigem interrupção de

tráfego no local, logo tomou-se a primeira decisão:

1ª. DECISÃO: O módulo 1 não deve ser montado simultaneamente aos módulos 2 e 3.

A montagem do módulo 1 será feita durante o período de 0h00 a 6h00, porém, ainda assim, deve ser dada

uma alternativa de tráfego para quem acessa a Rua Alvarenga a partir da Ponte Cidade Universitária (a

61

Rua Alvarenga é um acesso à Rodovia Raposo Tavares). A previsão para montagem desse Módulo é de

no máximo 4 horas16.

Na seqüência, é apresentada uma alternativa para desvio de tráfego durante o período de montagem do

módulo construtivo no local.

Figure 51 - Interrupção do tráfego para alocação do módulo 1.

A opção demonstra que além de se interromper o tráfego na alça de acesso da Ponte para a Rua

Alvarenga, cria-se uma linha de cones para separar os veículos que acessam a Alvarenga pela Ponte

daqueles que estão na Ponte para acessar a Marginal. Esses veículos, então são direcionados a Rua

Alvarenga construindo-se uma passagem provisória pela ilha central.

Outra medida é a criação de uma interrupçào de segurança para que se evite acidentes pela colisão de

veículos que passam pelo canteiro central com os que vêm da Marginal e acessam a Rua Alvarenga.

Observe que esses veículos no período de interrupção irão passar pelo canteiro lateral, onde estará

implantado o canteiro de obras 4.

Módulos 2 e 3

O posicionamento dos módulos 2 e 3 implica que seja interrompida a alça de acesso da Marginal

Pinheiros a Rua Alvarenga. Por serem módulos de 42 m e 48 m, respectivamente, a tendência é que o

tempo esperado para alocação de cada um deles seja de 6 a 8 horas. Com isso a interrupção da alça de

acesso teria de ser no período compreendido entre 22h00 e 06h00, para cada um dos módulos (duas

16 Dado estimado tomando-se por base dados de empresas que alugam guindastes e empresas construtoras.

Linha de Cones

Interrupção da AlçaInterrupção de

Segurança

62

noites, portanto) ou de uma única noite desde de que sejam utilizados dois guindastes – essa decisão será

discutida mais adiante.

Assim como para o módulo 1, se faz necessário apresentar um esquema de rota alternativa para desvio de

tráfego devido ao grande aporte de veículos de passeio e, principalmente, de carga à Rua Alvarenga, por

ser uma das vias de acesso à Rodovia Raposo Tavares. A rota alternativa se apresenta no esquema a

seguir:

Prof. Melo Moraes

Prof. Luciano Gualberto Rua Alvarenga

Prof. Melo Moraes

Prof. Luciano Gualberto Rua Alvarenga

Figure 52 - Rota alternativa para alocação dos módulos 2 e 3.

Como se observa no esquema, a rota alternativa para o tráfego que desejar acessar a Rua Alverenga pela

Marginal do Rio Pinheiros se dará por dentro da Cidade Universitária durante o período em que estiver

sendo executada o módulo construtivo. Essa rota consiste em se desviar o tráfego da Marginal para a Av.

Escola Politécnica, obrigando-o fazer um retorno e acessar a Cidade Universitária pelo Portão 2. A partir

daí, o veículo passa a ter duas opções: seguir em frente pela Av. Prof. Melo Moraes em direção ao Portão

1 da Cidade Universitária ou subir a Rua Prof. Almeida Prado, contornando a rotatória e acessando a Av.

Prof. Luciano Gualberto em direção ao mesmo Portão 1. O portão é saída direta para a Rua Alvarenga.

Deve-se ter cuidado especial com a segregação dos veículos que desejarem apenas utilizar a Marginal do

Rio Pinheiros para seguir em frente daqueles que desejam acessar a Rua Alvarenga. Tal fato se dá para

evitar que seja desnecessariamente sobrecarregado o tráfego dentro da Cidade Universitária com veículos

que por engano acabem utilizando o desvio e sofrendo o desconforto de acessarem uma rota não

desejada, além de se evitar que veículos que desejem acessar a Rua Alvarenga permaneçam na Marginal e

sejam impossibilitados de fazê-lo.

63

Em geral, para se evitar esses transtornos, sinalizadores áudios-visuais serão colocados, nos locais, dias

antes e, inclusive, durante a interrupção. Tais sinalizadores são placas, painéis, cones, dentre outros

dispositivos.

Ficou ainda por se decidir se serão executados os módulos 2 e 3 simultanea ou separadamente. Como já

fora adiantado, tendo em vista que o período previsto para execução de cada um deles é de 6 a 8 horas, o

grande prejuízo em se optar por executá-los isoladamente é a necessidade de duas noites de interrupção.

Porém se observará economia no aluguel do guindaste pois, para que ambos sejam executados

simultaneamente, é necessário o aluguel de dois guindastes de grande porte (visto a carga que devem

levantar) no mesmo período de uma noite. Na maioria das vezes a empresa contratada para alugar os

guindastes possuem um número limitado de guindastes o que pode levar a necessidade de procurar alugar

de uma segunda empresa o segundo guindaste, fato que provavelmente vai acrescentar custos de execução

pois o aluguel, por questões de mercado, de um único produto para um único evento tende a ser mais

caro.

Além disso, a disposição de dois guindastes simultaneamente no local em que serão içados e dispostos os

módulos 2 e 3, podem gerar interferências devido à limitação de espaço e à limitação da área de atuação

dos mesmos. Dessa forma, aumenta a probabilidade de atrasos da execução numa região que deve ter o

tráfego minimamente interrompido. Assim foi tomada a segunda decisão.

2ª. DECISÃO: O módulo 3 deve ser executado após o módulo 2.

Módulos 5 e 6

Os módulos 5 e 6 encontram-se sobre a Marginal Pinheiros e, novamente, necessita-se interromper a via

para dispô-los no local. Considerando o porte dos módulos – 30 metros cada um – o tempo estimado para

disposição final é de 3 a 4 horas.

Apesar de o módulo 6 parecer mais crítico que os módulos já discutidos anteriormente (2 e 3), ele é

menos crítico do ponto de vista de interrupção de tráfego pois:

• A marginal oferece a possibilidade de se interromper o fluxo de apenas 3 faixas

deixando as outras 3 ou 4 com fluxo livre. Dessa forma, não é necessário desvio no

tráfego de veículos e, sim, apenas trabalhos de sinalização e interrupção de fluxos

normais já discutidos anteriormente.

• O tempo de execução do módulo é curto.

Dessa forma a interrupção da via para execução do módulo 6 acontece conforme na figura:

64

Desvio do Tráfego

6Fluxo

Desvio do Tráfego

6Fluxo

Figure 53 - Interrupção para alocação do módulo 6.

Outro aspecto a se destacar no processo de montagem do módulo 6 é que ele será apoiado em um cavalete

provisório. É preferível, portanto, que o módulo construtivo 7 já esteja montado e preparado para ser

conectado ao módulo 6. Isso se faz necessário a fim de se deixar a viga bi-apoiada referente aos módulos

6 e 7, na configuração final (logo após a alocação do módulo 6) para que se possa de imediato lançar o

módulo 8. Como se verá adiante, essa limitação é oriunda da necessidade da instalação de uma ligação

provisória que garanta estabilidade no içamento do módulo 8. Sendo assim foi tomada a terceira decisão:

3ª. Decisão: Módulo 6 deve ser executado após o Módulo 7.

Ao se analisar o local de disposição do módulo 5, conclui-se que este não goza vantagens tanto quanto o

módulo 6, porque parte dele encontra-se sobre a Marginal do Rio Pinheiros e parte sobre a alça de Acesso

da Ponte Cidade Universitária para a Marginal.

Do ponto de vista de interrupção da Marginal não há grandes problemas pelas mesmas razões descritas

para o Módulo 6. Porém, ao se interromper o fluxo da alça de acesso citada, acaba-se impedindo que o

motorista que trafega sobre a ponte e deseja acessar a Marginal de fato a acesse durante o período de

interrupção. Assim a alternativa proposta é conforme segue.

65

Rua

Alvarenga

Rua Afrânio Peixoto

Rua

Val

entim

Gen

til

Rua

Alvarenga

Rua Afrânio Peixoto

Rua

Val

entim

Gen

til

Figure 54 - Interrupção para alocação do módulo 5.

A alternativa apresentada para desvio de tráfego é bastante simples: interrompe-se o acesso da Ponte

Cidade Universitária a Marginal Pinheiros, conduzindo o tráfego direto pela Rua Alvarenga; para os

veículos que desejarem acessar a Marginal a partir da Ponte, haverá uma alternativa de se virar a esquerda

na Rua Afrânio Peixoto, seguir em frente ao Portão 1 da Cidade Universitária e, após a primeira rotatória,

continuar pela Rua Valentim Gentil até acessarem a Marginal Pinheiros.

Os comprimentos e pesos dos módulos 5 e 6 são bastante semelhantes. Como tempo de alocação para

cada um dos módulos é de 3 a 4 horas, será possível alocá-los no período de uma noite, de 22h00 a 6h00,

utilizando-se o mesmo guindaste. Dessa maneira estar-se-á racionalizando o uso do equipamento.

Dessa maneira tomou-se a decisão de se executar o Módulo 6 seguido pelo Módulo 5.

4ª. DECISÃO: O módulo 6 deve ser montado antes do módulo 5.

Como visto, essa decisão tem duas justificativas princiopais:

• 1ª. Justificativa: O período previsto para alocação do primeiro módulo, seja ele o 5 ou o 6, é de 3

a 4 horas. Assim, deve compreender o horário de 22h00 a 2h00. Nesse período, o tráfego é bem

mais carregado que no período de 2h00 a 6h00, previsto para alocação do segundo módulo. Como

o desvio de tráfego gerado pela interrupção do acesso da Ponte Cidade Universitária – Marginal

66

Pinheiros é bem mais complicado, como já fora dito, tomou-se a iniciativa de se alocar primeiro o

módulo 6.

• 2ª. Justificativa: Outro ponto relevante na tomada da decisão, foi o fato de que o canteiro de obras

2, próximo ao módulo 6, tem área maior para estacionamento e manobra do guindaste,

comparativamente ao canteiro de obras 3.

Módulo 8, 10 e 11

Os módulos 8 e 10 possuem uma característica bastante especial: ambos serão lançados em balanço sobre

o Rio Pinheiros. Foram imaginadas duas metodologias diferentes possíveis para lançamento desses dois

módulos.

A primeira alternativa é a de se lançar as aduelas pré-montadas em canteiro de obra na forma de

balanços sucessivos utilizando-se guindastes instalados nos própios canteiros 1 e 2. Com isso não seria

necessário a interrupção do tráfego sobre a Ponte Cidade Universitária e não haveria sobrecarga na sua

estrutura. Tal opção, no entanto, levaria a um subaproveitamento da capacidade de carga do guindaste,

pois este teria de possuir uma capacidade nominal muito superior a necessidade real de içamento. Isso

ocorre, como se verá mais adiante, porque a capacidade de içamento de um guindaste está intimamente

ligada ao raio (“braço”) de lançamento e, caso se lançasse das Margens do Rio Pinheiros, o raio

alcançaria até 24 m.

Assim, por exemplo, para se lançar a aduela mais pesada do módulo 8, que pesa algo em torno de 3,3 tf e

se encontra a uma distância (raio) das margens de 24 m17, não adiantaria um guindaste com capacidade de

50 tf, mas, sim, um de 395 tf. Como o aluguel do guindaste tem preço proporcional à sua capacidade, isso

geraria um incremento considerável nos custos.

É válido, também, lembrar que dificilmente se conseguiria terminar um dos módulos (8 ou 10) em um

único dia ou turno de trabalho; mais difícil ainda seria alocar os dois módulos com o mesmo guindaste em

um único turno. Dessa forma, seria necessário o aluguel de um guindaste desse porte por mais de um

período, ou mesmo dois deles, o que leva a um encarecimento desnecessário dos custos frente a segunda

alternativa que se apresenta na seqüência. Vale apresentar um esquema elucidaditivo de como seria a

montagem do módulo 8 se essa fosse a opção a ser tomada.

17 Não é mera coincidência que a aduela mais pesada seja a de lançamento mais distante: o momento a ser resistido por ela é maior, o que determina uma estrutura mais resistente e, portanto, mais robusta.

67

Figure 55 - Lançamento do módulo 8.

O módulo 8 será implantado em conjunto com os módulos 7, 9, 10 e 11 e formarão juntos uma viga bi-

apoiada com balanço. Sendo assim, não há nenhum vinculo entre os módulos 7 e 8 para que este último

permaneça estável durante a sua execução. A solução proposta é a criação de uma ligação provisória entre

os módulos 7 e 8, que deve ser retirada quando da montagem final dos módulos 7, 8, 9, 10 e 11.

Como os módulos 7, 8, 9, 10 e 11 formarão uma viga bi-apoiada com balanço, quando ocorrer a ligação,

aparecerá na região acima do Pilar P2, tanto na viga 1 que encobre os módulos de 7 a 11 como na viga 2

que contém os módulos de 6 e 7, um momento negativo que deverá ser suportado pela estrutura.

Propõe-se a concretagem da laje dos módulos 6 e 7 antes da execução do módulo 8. Tal fato se justifica

na análise de cargas, ainda que qualitativamente, da estrutura em vogo. Pela simples análise dos vãos, vê-

se que se têm em torno de 24m de balanço para 54m de vão, o que poderá causar a inversão do diagrama

de momentos fletores18 no meio do vão da viga 2 (módulos 6 e 7). Então dessa forma, a favor da

segurança, tomou-se a 5a. decisão restritiva:

5a. Decisão: Módulo 8 deve ser executado após a alocação dos módulos 6 e 7 e da concretagem de

suas lajes.

18 A inversão do diagrama levaria os elementos originalmente tracionados à compressão, e os originalemente comprimidos à tração.

68

Figure 56 - Momentos fletores invertidos.

69

A segunda alternativa é a de içar aduela após aduela, sucessivamente, a partir da Ponte Cidade

Universitária, tanto para o módulo 8 como para o 10. Por eliminar as desvantagens apresentadas na

primeira alternativa, reduzindo o custo de execução e aumentando a racionalização da obra, a segunda

alternativa apresentada foi escolhida. Há dois aspectos negativos, no entanto, a serem destacados: (1) a

interrupção do tráfego gerado pela alocação de ambos os módulos e (2) a solicitação de carga em cima da

ponte.

Considerando o tempo de execução de cada um dos módulos em torno de 3 a 4 horas (desde que as chatas

estejam a postos e as aduelas já estejam completamente montadas e preparadas para içamento), a

interrupção do tráfego em uma das faixas no sentido Rua Alvarenga da Ponte Cidade Universitária, em

uma noite, entre 22h00 e 06h00, é suficiente para executar ambos os módulos construtivos. O esquema a

seguir ilustra uma alternativa de ação. Nela, a linha vermelha significa o isolamento da faixa

interrompida, as flechas verdes indicam os sentidos dos fluxos e as linha preta é a divisa dos dois sentidos

da ponte.

Figure 57 - Interrupção para o lançamento dos módulos 8, 9 e 10.

O máximo peso a ser içado pelo guindaste sobre a ponte é a aduela mais pesada do módulo 10, tem carga

em torno de 3,3 tf. Considerando-se que seja escolhido um guindaste de três eixos – 6 rodas, portanto – e

sabendo-se que o peso por roda do guindaste é algo em torno de 500 kgf e 2 tf19, ter-se-á uma carga total

19 A maior parte dos quindastes disponíveis no mercado, hoje, apresentam estes valores.

70

por roda de 5,5 tf. Esse valor de carga total está abaixo do padrão de 7,5 tf/roda, muito utilizado em

projeto de pontes com TT45(tf), não oferecendo, portanto, riscos de problemas estruturais.

Assim, a alternativa de içamento para os módulos 8 e 10, pode ser observada na figura a seguir, que

mostra o módulo 10 sendo executado através do içamento das aduelas, colocadas sobre chatas, por

guindastes sobre a Ponte Cidade Universitária.


Como já abordado, as aduelas dos módulos 8 e 10 serão pré-montadas no canteiro de obras 2 e colocadas

por meio de guindastes em chata(s). Toma-se, então, a decisão de executar o módulo 8 antes do 10, pelo

fato de ser mais próximo do canteiro de obras 2.

6ª. Decisão: Módulo 8 lançado antes do módulo 10.

O módulo 11, na sua configuração final, se encontra em balanço, motivo pelo qual fica impossível criar

equilíbrio estável utilizando apenas ligações provisórias como foi realizado para o módulo 8. Isso porque

um diferencial de momentos na cabeça do pilar, que não é monolítico (“engastado”) em nenhum dos

módulos 8 e 11, não seria absorvido pelo mesmo: haveria alta probabilidade de ocorrência de

tombamento dos módulos, como pode ser visto no esquema a seguir:

71

Figure 59 - Possibilidade de tombamento do pilar P1 no lançamento dos módulos 10 e 11.

Para que a questão de instabilidade fosse suprimida, procurou-se alternativa que se assemelhasse à

alternativa encontrada para construção do módulo 8. Assim, tomaram-se as seguintes medidas: (1) criação

de um pilar provisório exclusivo para fase construtiva e (2) alocação de mais duas aduelas provisórias

para contrapeso.

Dessa maneira, ao passo que estivesse sendo montado o módulo construtivo 10, a estrutura estaria se

comportando como uma viga bi-apoiada em balanço, na qual o vão entre os dois pilares seria constituído

do próprio módulo 11 e duas aduelas provisórias e o balanço realizado pelo módulo 10 . Essa situação

difere um tanto da configuração final da estrutura, de modo que, analogamente ao que fora previsto para o

módulo 8, pode haver a necessidade de enrijecimento de trechos estrutura.

Propõe-se a concretagem da laje do módulo 11 previamente a construção do módulo 10 para que, a favor

da segurança, a estrutura se apóie no pilar provisório durante construção evitando que o contrapeso

gerado pelo lançamento do módulo 10 leve à indesejável instabilidade. A laje servirá de contrapeso,

evitando, portanto, o tombamento da estrutura em direção ao Rio Pinheiros. Há, também, a indicação de

utilização de blocos de concreto como contrapeso, caso necessário.

Mais uma decisão quanto a seqüência construtiva já foi determinada:

7a. Decisão: O módulo 10 deve ser executado somente depois da alocação do módulo 11 e da

concretagem de sua laje.

O módulo 11 será inteiramente montado no canteiro de obras 1, juntamente com as aduelas provisórias já

acopladas e será lançado inteiramente a partir de guindastes no próprio canteiro de obras.

Por fim, apresenta-se um esboço do diagrama de momentos fletores da estrutura: há uma forte tendência

de que o momento fletor final, indicado por Mf na figura, atue no mesmo sentido com magnitude ainda

maior que aquele do período em construção, representado na figura por Mc. Como Mf>Mc

Pilar P1

Momento Diferencial

72

(provavelmente), pode se esperar minimizações quanto a enrijecimento da estrutura gerado pela atuação

de momentos fletores durante o período construtivo.

Figure 60 - Momentos fletores durante execução e finais.

73

Módulo 9

Serão içadas as aduelas a partir de chatas no Rio Pinheiros por guindastes colocados na Ponte Cidade

Universitária. O processo é análogo àquele apresentado para os módulos 8 e 10, como sugere a figura:


É importante notar que o módulo 9 deve ser alocado somente após estarem instalados os módulos 8 e 10.

Dessa forma, toma-se a oitava decisão:

8a. Decisão: Módulo 9 deve ser executado somente depois da alocação dos Módulos 8 e 10.

8.5.2. Metodologia de Montagem e Execução dos Módulos Não-Críticos

Os módulos 4, 7 e 12, por serem todos internos aos canteiros de obras e por terem vãos de 24 m, todos

podem ser montados em um intervalo de 3 a 4 horas cada um, sendo possível alocálos a todos em menos

de 24h. Optou-se pela seguinte seqüência: módulo 4, no período de 12h00 a 16h00; módulo 7, no período

de 17h00 a 22h00; módulo 12, no período de 00h00 a 4h00. Assim toma-se mais uma decisão:

9a. Decisão: Os Módulo 4 deve preceder o 7 e este por sua vez deve preceder o 12.

Pode-se agora finalmente resumir no quadro a seguir, todas as decisões tomadas a partir das restrições

construtivas exigidas pelos módulos críticos:

74

Decisão Resultado da Decisão

1 Módulo 1 não simultaneamente com 2 e 3

2 Módulo 3 após o 2

3 Módulo 6 após o 7

4 Módulo 6 antes do 5

5 Módulo 8 após 6 e 7 (com concretagem das lajes dos mesmos)

6 Módulo 8 antes do 10

7 Módulo 10 após 11 (com concretagem da laje do mesmo)

8 Módulo 9 após os 8 e 10

9 Módulo 4 antes do 7 e o 7 antes do 12

Table 6- Quadro-resumo das decisões quanto à sequência executiva.

8.6. Proposição de Sequência Executiva

Da tabela anterior, pode-se montar um fluxograma da seqüência do empreendimento. É válido

lembrar que esse fluxograma só se justifica se acompanhado das razões apontadas para as tomadas de

decisão. Todavia, o responsável pela execução do empreendimento pode desejar alterar a seqüência

executiva de modo a otimizar os insumos disponíveis (caminhões e guindastes, por exemplo)

conforme possua o equipamento ou opte no contrato de locação. Tais alterações podem ser realizadas

desde que seja respeitada a seqüência crítica, da qual depende a estabilidade da obra. A seqüência a

ser incondicionalmente respeitada está representada em tracejado azul no fluxograma a seguir:

75

Figure 62 - Proposição da sequência executiva.

76

9. DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA TRELIÇADA

A estrutura, por tratar-se de vigas treliçadas bi-apoiadas em cada vão entre pilares, não exigiu o uso de

softwares sofisticados para auxílio em sua modelagem e cálculo dos esforços. A modelagem de cada

trecho e o cálculo das solicitações em cada elemento se deu utilizando-se um software20 para estruturas

bidimensionais.

9.1. Identificação e Quantificação das Cargas

Para o primeiro dimensionamento21 foram adotadas as cargas referentes aos materiais utilizados, nos

casos em que já se havia escolhido os materiais e era possível quantificá-las, ou as indicadas em normas

técnicas. A seguir, apresenta-se o valor adotado e a justificativa para cada carregamento considerado:

• Telhas metálicas: 150 N/m² - as telhas escolhidas para a cobertura são curvas, duplas e com

material isolante térmico.

• Peças secundárias: 100 N/m² - estimativa de peso das terças, longarinas e demais peças de fixação

das telhas à estrutura.

• Sobrecarga de cobertura: 250 N/m² - sugerida em norma para eventuais sobrecargas, como em

situações em que é necessário realizar atividades de manutenção.

• Vigas secundárias de piso: 200 N/m² - estimativa do peso das vigas auxiliares na sustentação do

piso.

• Acabamento: 800 N/m² - peso dos revestimentos e do fechamento lateral da passarela,

considerados transferidos para a laje de piso.

• Fluxo de pedestres: 5.000 N/m² - carga decorrente do fluxo de pedestres, conforme o trem-tipo de

norma.

• Laje de concreto: 2.500 N/m² - uma laje de 10 cm de espessura é suficiente para suportar o fluxo

de pedestres admitido, apresentando a rigidez necessária para evitar fissuras ou maiores

deformações.

• Peso da estrutura principal: 10.000 N/m - superestimativa do peso de cada uma das duas treliças

completas da estrutura, por metro linear, a fim de possibilitar um primeiro dimensionamento,

sendo refinado conforme as interações do processo.

• Vento: 600 N/m² - única carga horizontal considerada, de acordo com valores sugeridos em

norma.

20 O software utilizado foi o Ftool, programa de análise de estruturas bidimensionais, versão educacional 2.11, desenvolvida pela Universidade Pontifícia Católica do Rio de Janeiro. 21 Entende-se como primeiro dimensionamento a estimativa inicial dos perfis.

77

Adotando uma faixa de 1 m de largura, o valor do carregamento vertical total sobre cada treliça é de

19.000 N/m, sendo 5.250 N/m decorrentes de cargas acidentais (fluxo de pedestres e sobrecarga de

cobertura) e os restantes 13.750 N/m correspondentes às cargas permanentes.

9.2. Premissas para Dimensionamento

Por ser uma estrutura relativamente simples (vãos em vigas treliçadas bi-apoiados, sem transferências de

momentos entre si), os cálculos foram executados com auxílio de uma planilha desenvolvida tendo-se por

base a norma referente ao cálculo e dimensionamento de estruturas metálicas.

Para o dimensionamento, adotaram-se algumas premissas, justificadas a seguir:

• Modulação da treliça: o maior vão (trechos 8 a 11) foi dimensionado por partes, estabelecendo os

esforços normal e de momento críticos para cada trecho como critério de dimensionamento.

• Coeficientes de segurança: optou-se por coeficientes de majoração dos carregamentos verticais

iguais a 1,4 (γf), de redução da resistência do aço de 1,12 (γs) e de incidência de vento frontal e

posterior iguais a 0,7 e 0,5, respectivamente.

• Balanços em alguns vãos: todos os vãos são bi-apoiados, porém alguns deles possuem balanços,

que aliviam os momentos fletores sobre o vão principal, e o procedimento adotado (e mais

seguro) foi considerá-los na situação em que este alívio é menor: quando apenas estão presentes

as cargas permanentes sobre os balanços, mantendo-se o carregamento total no vão entre apoios.

• Perfis adotados: perfis tipo CS de aço MR-250 (fyk = 250 MPa), pois além da compressão ser

mais relevante pelos efeitos de 2a ordem da flambagem lateral, deve-se considerar as etapas

construtivas intermediárias, nas quais podem ser criados balanços para o encaixe dos trechos

centrais e, conseqüentemente, gerar a inversão do sentido dos momentos e das faces tracionadas e

comprimidas das vigas.

• Superposição de efeitos das cargas verticais conjuntamente com as horizontais: como toda a

análise feita neste trabalho, buscou-se a maior simplicidade possível, adequada, porém, ao grau

de complexidade do problema. Os carregamentos verticais foram modelados à parte dos

horizontais e os efeitos de ambos foram acumulados22.

• Superestimativa do peso da estrutura: por ser o processo de dimensionamento iterartivo, devido à

dependência que se tem do peso dos elementos escolhidos na escolha dos próprios elementos,

adotou-se um peso superestimado23 de 1 ton/m (10 kN/m), estimativa que tem por base o peso

provável dos trechos mais críticos. Após o primeiro dimensionamento, adotou-se o peso dos

22 Este procedimento é melhor descrito no memorial de cálculo, adiante. 23 A estimativa é sugestão do Prof. Dr. Júlio, orientador deste trabalho.

78

perfis dimensionados e iterou-se até a convergência. Metade deste valor é aplicada inicialmente

sobre o banzo da cobertura e a outra metade sobre o banzo do piso.

• Escolha dos perfis: as primeiras tentativas de escolha dos perfis de cada elemento em cada trecho

basearam-se num cálculo simples de área necessária do perfil para a resistência à força normal ou

transformando o momento fletor atuante em normal equivalente (supondo altura (h) igual a 50

cm):

yk

sdnec f

NA

γ*= ou

2/**

hfM

Ayk

dsnec

γ=

9.3. Memorial de Cálculo

Apresenta-se a seguir o memorial de cálculo para um trecho padrão da passarela e as considerações

específicas para cada um dos elementos que o compõem:

Viga central de piso

A passarela possui 4 m de largura e, conforme o croqui a seguir, possui uma viga central, bi-apoiada em

cada módulo, com contraventamentos horizontais.

A faixa (em azul) representa a área de influência da viga contral, que recebe o carregamento distribuído

sobre a laje de piso. Cada um dos dois banzos nas extremidades recebe os efeitos atuantes sobre a laje de

uma faixa de 1 m de largura.

Figure 63 - Croqui da treliça horizontal plana de fundo de um módulo padrão.

A partir desta repartição, o carregamento total sobre a viga central será igual a:

17 kN/m = (laje + acabamento + pedestres + vigas secundárias) x 2 m.

79

17 kN/m

Destaca-se que, nesta primeira iteração, não é considerado o peso próprio do perfil, sendo acrescido na

próxima tentativa.

O modelo adotado, como já citado, é uma viga bi-apoiada submetida a carregamento vertical de 17 kN/m,

o que gera um momento fletor de 76,5 kN no centro do vão e reações sobre os apoios iguais a 51 kN.

Estes apoios são as vigas transversais que ligam as duas treliças de cada módulo e receberão estas ações

em seu dimensionamento.

Figure 64 - Modelo estrutural de uma viga central de fundo.

Escolhendo um primeiro perfil a partir da resistência à força normal equivalente ao momento fletor

máximo:

22,1925*25

10710*12,12/*

*cm

hfM

Ayk

dsnec ===

γ

Isto conduz ao menor perfil disponível (CS 150 x 25; A = 32,4 cm²). Em seguida, procede-se à

verificação da resistência do mesmo frente ao momento solicitante (Md = 10.920 kN.cm), numa situação

de flexão reta:

MrdcmkNMd

cmkNs

fyWxMrd

MrdMd

>=

===

≤

.10710

.397312,1

25*178*γ

Com isto, não se verificou a adequação do perfil às cargas consideradas. A iteração seguinte verifica um

perfil de maior área e/ou altura (CS 150 x 45, por exemplo), prosseguindo até obter um perfil com

verificação da resistência próxima a 1 e estabilidade menor do que 1. Com a convergência de diversas

iterações, conclui-se que o mais adequado é o perfil CS 200 x 61.

MrdcmkNMd

cmkNs

fyWxMrd

MrdMd

<=

===

≤

.10710

.1283512,1

25*575*γ

Por fim, acrescenta-se às demais cargas o peso próprio deste perfil (608 N/m) e verifica-se uma última

vez este perfil em relação à resistência e também em relação ao estado limite de utilização:

80

17,608 kN/m

Figure 65 - Modelo estrutural de uma viga central de fundo.

20011425,5

600

200

≤==

≤=

λ

λrl

MrdcmkNMd

cmkNs

fyWxMrd

MrdMd

<=

===

≤

.11093

.1283512,1

25*575*γ

Devido ao pequeno peso face às demais cargas, o perfil permanece adequado ao elemento em questão e

também se apresenta adequado ao critério de utilização. Cabe ressaltar que, em decorrência do fato de

cada uma destas vigas se apoiar em transversais do mesmo módulo, duas observações devem ser feitas:

a) Transferem para as transversais e, indiretamente, para os nós da treliça, as parcelas de

carga por elas suportadas (52,8 kN, quando consideradas com peso próprio).

b) São iguais para todos os vãos e módulos, pois todas possuem comprimento de 6 m e são

independentes e isoladas entre si, afetando apenas o restante da estrutura.

Vigas transversais

As vigas de piso anteriormente dimensionadas descarregam seus esforços sobre vigas transversais, que

unem as duas treliças entre si, enquanto as transversais da cobertura apóiam as telhas, através de terças e

longarinas, lembrando que há contribuição dos dois vãos adjacentes ao pórtico considerado, portanto as

cargas da viga central e da cobertura são duplicadas.

Além destas cargas, atuam cargas de vento sobre a seção transversal.

81

Figure 66 - Modelo estrutural para vigas transversais. Vista da seção transversal.

O vento foi considerado como igual a 600 N/m², sendo aplicados coeficientes de ponderação diferentes

para a área frontal e a traseira, iguais a 0,7 e 0,5, respectivamente. Como a fixação das vedações laterais é

feita apenas nos nós de cada treliça, as cargas são transferidas à estrutura de forma pontual, conforme o

desenho em planta da cobertura, a seguir:

Figure 67 - Modelo da treliça plana horizontal para ilustrar ação de cargas de vento.

O valor da carga horizontal concentrada nos nós é determinado por:

2

2

2

/6,32,7*5,05,0

/04,52,7*7,07,0

/2,72*4

6*4*6,02*º*

mkN

mkN

mkNn

AF

nós

treliçavento

==

==

===

ω

ω

ω

A área de treliça considerada refere-se à área lateral de um módulo e cada um possui 4 nós. O fator de

multiplicação 2 deve-se ao fato de que cada nó recebe carga de vento de dois módulos adjacentes. Os

efeitos de adição de força normal de tração ou compressão aos banzos serão considerados no item

relacionado aos mesmos, mais adiante.

Nestas vigas há esforços de momentos fletores e também de forças normais de compressão, como a maior

parte dos elementos da treliça, servindo sua seqüência de cálculo como exemplo para o dimensionamento

dos demais componentes sob esforços análogos.

Para a escolha inicial do perfil, determinou-se a área necessária para resistir aos esforços:

0,5 ω

0,7 ω

82

265,625*25

12,1*238025

12,1*2,532/*

**cm

hfM

fN

Ayk

sd

yk

sdnec =+=+=

γγ

Portanto, o menor perfil disponível (CS 150 x 25; A=32,4 cm²) será utilizado na primeira tentativa.

Neste caso, o perfil mostrou-se adequado. Com o acréscimo do peso próprio, ainda se apresenta

adequado, bem como quanto ao estado limite de utilização:

20010773,3

400

200

≤==

≤=

λ

λrl

Estas vigas são idênticas em todos os vãos e módulos, a exemplo das vigas centrais de piso, descritas no

item anterior.

Contraventamentos horizontais

Estas são peças de travamento e enrijecimento da estrutura frente à ação de cargas horizontais de vento,

aumentando a estabilidade da seção da passarela.

Foram dimensionadas a partir de compressão simples, pois serão peças esbeltas e leves, já que os esforços

de vento são concentrados nos nós. Dimensionadas pelo vento atuante no maior vão (trecho 8 a 11), a

compressão crítica resultou em apenas Nd = 46 kN e, como apresentado a seguir, o menor perfil (CS 150

x 25) também é mais que suficiente para estes elementos.

dRx

RdygRn

oyy

yyy

y

oxx

xxx

x

yk

d

NkNN

NkNfAN

rlk

k

rlk

k

fEMR

kNN

>===→===

=→==→===

=

=→==→===

=

=→−

=

21012,1

23512,1

23525*4,32*29,0*

290,0611,190

14514573,3361*5,1*

5,1

643,0933,0908484

42,6361*5,1*

5,1

90250

46

*

2

ρ

ρλλ

ρλλ

π

Além de adequado à resistência, o perfil também atende à estabilidade:

2009773,3

361

200

<==

≤=

λ

λrl

83

Montantes

Os montantes foram dimensionados sob esforços de compressão e flexão (originada dos esforços de vento

sobre a cobertura a serem equilibrados pelo pórtico antes de sua transferência aos apoios), e o

procedimento de flexão composta é muito similar ao demonstrado para as vigas transversais, não sendo

novamente apresentado. Cada vão possui um montante crítico e todos os montantes deste vão seguem o

dimensionamento do crítico.

Cabe destacar a opção por montantes distintos para vãos adjacentes, a fim de isolar seus esforços e mantê-

los na condição de bi-apoiados e não-contínuos, não sendo necessárias adicionais conexões para manter

esta condição. Porém, os apoios deverão possuir largura suficiente para sustentar os dois montantes em

lugar de apenas um mais robusto.

Ao final do tópico de dimensionamento, serão apresentados todos os elementos para seus respectivos

trechos, bem como os esforços solicitantes e perfis escolhidos para resistí-los, resumidos na forma de uma

tabela.

Diagonais das treliças verticais

Inicialmente consideradas sem peso, como os demais elementos (à exceção dos banzos), as diagonais de

cada vão são solicitadas apenas por tração axial, por escolha da direção das mesmas objetivando tal

efeito.

Figure 68 - Modelo de treliça plana vertical para ilustrar diagonais.

Para exemplificar o primeiro dimensionamento, utiliza-se a diagonal mais crítica da figura acima

(representando o trecho 2 da passarela), com a tração atuante Nd = 1.340 kN (sobre qualquer uma das

duas diagonais mais próximas dos apoios). Lembrar que este esforço resulta da aplicação das cargas

apenas sobre os banzos, cujas considerações serão melhor detalhadas no item referente aos mesmos.

Uma tentativa inicial pode se basear simplesmente na área necessária para resistir à tração:

20,6025

12,1*1340*cm

fN

Ayk

sdnec ===

γ

84

O perfil CS 200 x 50 atende a este primeiro cálculo (A = 64,0 cm²; rx = 8,62 cm; ry = 5,10 cm²) e será

verificado a seguir quanto à estabilidade:

3001411,5

721

300

<==

≤=

λ

λrl

Portanto, este perfil é adequado para a diagonal do vão em questão.

Banzos

São os elementos mais solicitados das treliças e, portanto, serão os mais robustos. Considerações

específicas aplicam-se aos mesmos:

• Sofrem os efeitos combinados das cargas horizontais de vento e dos carregamentos

verticais impostos sobre a estrutura. A conseqüência desta sobreposição de solicitações é

a necessidade de considerar as combinações mais desfavoráveis de esforços: acréscimo

de tração no banzo já tracionado pelas cargas verticais e de compressão no banzo já

comprimido pelas cargas horizontais.

Figure 69 - Seção transveral para visualização dos banzos críticos.

• Todo o peso estimado para a treliça (10 kN/m) é distribuído apenas sobre os banzos superior e

inferior, sendo refinado e distribuído entre os demais elementos ao longo do processo iterativo de

dimensionamento.

• Os trechos 8 a 11 correspondem ao maior vão contínuo e possuem um trecho em balanço, que

gera alívio de esforços sobre o vão entre apoios. Não foi considerado na situação de maior

carregamento (permanente + acidental), pois dependeria da atuação da carga acidental para que

este alívio fosse o máximo possível, e esta suposição é contra a segurança do dimensionamento.

Para uma condição mais segura, adotou-se apenas a carga permanente sobre o trecho em balanço

e a carga total sobre o vão entre apoios.

banzo mais comprimido

banzo mais tracionado

85

A seguir, apresenta-se o procedimento de cálculo adotado para a flexão composta sobre os banzos do

trecho 9, o mais solicitado de toda a passarela.

Banzo superior – Flexão composta com compressão

cmrrl

cmrrl

cmWMfW

M

cmANfA

N

MMNN

MM

NN

cmkNM

kNNcompressãokNhorizNcompressãokNvertN

yy

yy

xx

xx

xd

s

yxRd

d

s

yRd

Rd

d

Rd

d

Rd

d

Rd

d

d

dd

d

3200600200

3200600200

1515,0*25

1680*12,185,0

*

3805,0*25

4242*12,15,0

*

5,0

5,01

.1680

4242)(322)(3920

3

2

=≥⇒≤=

=≥⇒≤=

=≥⇒≥=

=≥⇒≥=

≤

≤≤+

=

=

==

λ

λ

γ

γ

Perfil escolhido para a 1ª tentativa: CS 450 x 321 (A = 408,8 cm²; Wx = 6770 cm³; rx = 19,3 cm; ry =

11,81 cm).

Flambagem lateral:

ryp

y

ft

r

fty

b

y

p

xrx

Adr

Adrrf

CE

λλλ

λ

σχ

λ

λ

<<

=++=++=

=−=

−=

==

=

25341,011*81,11*41,0

27,0*56,12*9,1911**

**9,19

41,0)27,0*56,12(*)725(*1*20500

75,40**)(**

75,40

8,5081,11

600

50

22

2

2

22

86

cmkNM

MMM

M

cmkNfZM

cmkNfWM

Rd

s

pr

prpp

Rd

yxp

ryxr

.17002612,1

50253508,50*)121860190700(190700

*)(

.19070025*7628*

.121860)725(*6770)(*

=

−−−−

=

−−

−−

=

===

=−=−=

λλλλλ

σ

Flexão:

cmkNfW

Ms

yxRd .151116

12,125*6770*

===γ

Como MRd flexão < MRd flambagem, o MRd limitante é o de flexão.

Normal:

kNfA

Ns

yRd 9125

12,125*8,408*

===γ

Verificação quanto à resistência:

1476,0151116

168091254242

1

<=+

≤+Rd

d

Rd

d

MM

NN

Verificação quanto à estabilidade:

1

*73,01*

*≤

−

+

e

dRd

dM

Rd

d

NN

M

MCNN

87

1477,0

83429*73,042421*151116

1680*191254242

8342935,0

25*8,408*

1

808,0

808,056,090

8,508,5081,11

600

945,035,090

1,311,313,19

600

22

<=

−+

===

=

=

=→==→==

=→==→==

kNfA

N

C

ox

ye

M

yoyy

xoxx

λ

ρ

ρλλ

ρλλ

O perfil adotado atende às duas verificações, porém encontra-se sub-utilizado e antieconômico. Portanto,

escolhe-se para a próxima tentativa um perfil menor e aplica-se novamente a seqüência de cálculos e

verificações demonstrada acima. O perfil convergirá para CS 450 x 216.

Após a convergência para o perfil mais próximo do ótimo, aplica-se uma interação global à estrutura, com

os pesos reais dos elementos aplicados sobre os mesmos, e verifica-se a adequação dos perfis antes

adotados com a situação mais realista, otimizando aqueles que se apresentarem sub-utilizados.

Banzo inferior – Flexão composta com tração

O procedimento de cálculo e verificação é idêntico ao anterior, à exceção dos coeficientes λx e λy, não

aplicáveis à tração por não existir o efeito da flambagem, presente na compressão.

9.4. Resumo do Dimensionamento

Após todas as iterações e verificações, os perfis escolhidos para cada trecho estão apresentados nas

tabelas-resumo, bem como os esforços solicitantes sobre cada componente, já considerados os respectivos

pesos próprios.

88

Elementos comuns para todos os trechos Força Normal (kN)Momento

Fletor (kN.m)

Perfil

dimensionado

Transversais da cobertura -38 17 CS 150 x 25

Transversais do piso -45 71 CS 150 x 25

Viga do piso 0 78 CS 200 x 61

Contraventamentos da cobertura e do piso 46 0 CS 150 x 25

Table 7 - Tabela-resumo para os elementos comuns em todos os módulos.

Trecho Elemento Força Normal (kN) Momento Fletor (kN.m) Perfil dimensionado

Banzo superior -399 5 CS 200 x 61

Banzo inferior 305 40 CS 200 x 61

Diagonal 340 2 CS 150 x 25 1

Montante -215 41 CS 200 x 61



Diagonal 726 3 CS 200 x 50 2

Montante -432 41 CS 250 x 66



Diagonal 871 3 CS 200 x 61 3

Montante -513 41 CS 250 x 66

Banzo superior -613 6 CS 250 x 63 4 – 5


89

Diagonal 461 2 CS 150 x 25

Montante -283 41 CS 200 x 61



Diagonal 1013 3 CS 250 x 63 6 – 7

Montante -593 41 CS 250 x 76



Diagonal 1204 5 CS 300 x 76 8

Montante -701 41 CS 250 x 76



Diagonal 727 3 CS 250 x 43 9

Montante -431 41 CS 250 x 66

Banzo superior 2086 11 CS 400 x 155

Banzo inferior -3613 48 CS 350 x 216

Diagonal 1838 7 CS 300 x 102 10

Montante -1750 41 CS 350 x 128

Banzo superior 2590 12 CS 400 x 209

Banzo inferior -3613 48 CS 350 x 216

Diagonal 1232 5 CS 300 x 76 11

Montante -1750 41 CS 300 x 138

90



Diagonal 611 40 CS 250 x 66 12

Montante -469 41 CS 250 x 66

Table 8 - Tabela-resumo dos elementos por trechos.

Adotando-se o valor de R$ 8,00/kg de aço como referência24 para os custos de material e montagem de

estrutura metálica, e tendo-se a massa total do aço necessária para a estrutura igual a 315 toneladas

(equivalete a 3.150 kN) obtém-se uma estimativa de orçamento mínimo para a obra em torno de R$ 2,5

milhões.

9.5. Verificações quanto ao Método Construtivo

Os trechos 6 a 11 merecem uma verificação complementar devido a uma particularidade de seu método

construtivo: o trecho 9 é montado por último, deixando os trechos 8 e 10 em balanço até o instante da

ligação; gerando esforços de sentido inverso (inversão de tração por compressão e vice-versa) ao da

configuração final sobre os banzos, montantes e diagonais destes trechos.

Apesar dos esforços serem menores, em módulo, do que os finais, devem ser verificados, especialmente

quanto à inversão de tração por compressão, por sofrer o acréscimo desfavorável da possibilidade de

flambagem sobre o perfil.

A verificação é idêntica à realizada anteriormente para o dimensionamento, necessitando de alterações

nos perfis apenas se comprovada a resistência e/ou estabilidade insuficiente frente à condição descrita

acima.

Figure 70 - Trechos que apresentam peculiaridades construtivas relevantes. 24 Valor sugerido pelo Eng. Gilmar, da Empresa de Estruturas Metálicas PoliAço.

91

Os esforços nesta etapa construtiva e os respectivos perfis verificados estão resumidos a seguir:

Trecho Elemento Força Normal (kN) Momento Fletor (kN.m) Perfil verificado

Banzo superior 853 9 CS 400 x 165 (adequado)

Banzo inferior -1694 21 CS 350 x 135 (adequado)

Diagonal 1013 3 CS 250 x 63 (adequado) 6 – 7

Montante -1061 0 CS 250 x 76 (adequado)



Diagonal 849 5 CS 300 x 76 (adequado) 8










Table 9 - Tabela-resumo dos elementos verificados para particularidades construtivas.

Por serem os esforços menores do que os finais e todos os perfis anteriormente dimensionados serem do

tipo CS, todos se apresentaram suficientemente adequados para suportar a etapa construtiva em balanço.

92

Cabe destacar que haverá um apoio provisório na extremidade em balanço do trecho 11, durante a etapa

construtiva, a fim de diminuir os momentos sobre o apoio permanente deste trecho durante esta etapa de

montagem.

93

10. CONSIDERAÇÕES SOBRE OS PILARES

Considerando o nível de projeto básico, fez-se uma análise preliminar de qual serão as considerações

importantes a respeito dos pilares. Para tanto, propôs-se uma geometria possível e calcularam-se as cargas

atuantes nos pilares e nos blocos de fundação.

Nesta análise preliminar, sugere-se lançá-los como pilares-parede, com altura de 7,00 metros e com seção

transversal de 4,00 metros de comprimento e 0,80 metros de largura.

O comprimento transversal de 4,00 metros destina-se a abrigar toda a largura da seção treliçada da

passarela.

A largura de 0,80 m é necessária para apoio dos dois trechos de treliça que solicitam cada um dos pilares,

a exceção do pilar P1. Assim para cada trecho de treliça (correspondente a um vão), estima-se necessária

um área de contato de comprimento 0,20 m, o que resulta em 0,40 m de largura necessários em cada pilar.

Os demais 0,40 m destinam-se a permitir eventuais serviços de manutenção dos aparelhos de apoio do

pilar ou da própria passarela.

A altura dos pilares é, em média, 7,00 metros, como pode ser visto no anexo que traz a elevação da

passarela.

Figure 71 - Desenho esquemático de um pilar-parede tipo.

94

Na figura anterior, tem-se as cargas N1, resultado do apoio de um trecho (que se apóia pela direita, ou

trecho 1), e as cargas N2, resultado do apoio de um segundo trecho (que se apóia pela esquerda, ou trecho

2). A figura a seguir ilustra melhor este conceito.

Figure 72 - Figura que ilustra apoio de dois trechos de treliça num pilar.

Para dimensionamento, é necessário avaliar todas as possíveis situações de cargas que aportam ao pilar,

sendo necessário portanto a introdução de uma notação. Observe:

N1g Carga referente ao peso próprio (e somente este) do trecho de treliça 1.

N1g+q = N1g + N1q N2g + Parcela de carga acidental que solicita o trecho de treliça 1.

N2g Carga referente ao peso próprio (e somente este) do trecho de treliça 2 .

N2g+q = N2g + N2q N2g + Parcela de carga acidental que solicita o trecho de treliça 2.

W Esforço de Vento

Combinando todas as situações de cargas, é possível chegar a 8 casos a serem analisados para fins de

dimensionamento de pilares e de fundações, quais sejam: As cargas nos pilares, são, portanto, como apresentado na tabela seguinte. Nota-se que o pilar mais

solicitado é o pilar P2.

Caso 1 : N1g + N2gCaso 2 : N1g + N2g+q Caso 3 : N1g + N2g + W Caso 4 : N1g + N2g+q + W Caso 5 : N1g+q + N2g Caso 6 : N1g+q + N2g+q Caso 7 : N1g+q + N2g + W Caso 8 : N1g+q + N2g+q + W

95

Table 10 - Cargas nos pilares.

Apresenta-se, então, um diagrama plano da configuração do citado pilar demonstrando os esforços a que

está submetido e apresentando um sistema de eixos que orienta o dimensionamento da armadura do pilar

e de sua fundação.

Figure 73 - Esquema plano com eixos e esforços atuantes nos pilares.

Definem-se as seguintes expressões para os momentos My e Mx na base do pilar e, portanto, no bloco de

fundação:

Pilar W (kN) Ng1 (kN) Ng+q1 (kN) Ng2 (kN) Ng+q2 (kN) P9 21,6 0 0 145,2 290,7 P8 56,2 145,2 290,7 259 501,2 P7 56,2 259 501,2 0 0 P6 38,9 0 0 309,1 583,6 P5 64,8 309,1 583,6 173,3 351,1 P4 51,8 173,3 351,1 173,3 351,1 P3 69,1 173,3 351,1 357,4 664,2 P2 99,4 357,4 664,2 558,2 705,7 P1 56,2 558,2 705,7 1405 1999,1 P10 21,6 0 0 201 411 P11 21,6 281,4 491,4 0 0

Y X

Z Z

Y X

2xN1 2xN2N2+N1 N2+N1

W

4 m 0,8 m

7 m

96

( ) ( )( ) ixoSentidoDoEPositivoNomkNWMy

ixoSentidoDoEPositivoNomkNNNMx⇒××=

⇒×××−×=0,7)(

6,02212

É válido lembrar que para o esforço de vento W, foi utilizado o valor de 6,0 kN/m2, não se utilizando dos

fatores de ponderação ou de cálculos mais sofisticados para os mesmos por se tratar de um projeto básico.

No que se refere ao cálculo da força normal solicitante para cada pilar, pode-se utilizar a seguinte

expressão:

NgNNN +×+×= 2212

Em que:

N1 e N2 = Forças apresentadas na tabela 1, anterior.

Ng = Peso próprio do pilar

Considerando o peso especifico do concreto armado como 25 kN/m3 e as dimensões propostas para os

pilares pode-se calcular Ng como:

kNN 42046,0725 =×××=

Esse valor chega ser 75% da carga total do pilar P9, por exemplo. Logo é possível afirmar que para fins

de projeto executivo o esquema de pilar parede para os pilares menos carregados é absurdo pois,

certamente, a maior parte da carga solicitante será oriunda do peso próprio do pilar. Nesses casos deve-se

se pensar em esquemas de pórticos, pilares com redução da seção ou mesmo pilares metálicos.

No caso do pilar P2, o mais carregado, objeto de estudo do presente item, considerando todos os casos

expostos anteriormente e as expressões acima, pode-se montar a seguinte tabela:

N (kN) My (kN*m) Mx (kN*m) Caso 1 2234,4 0 -160,64 Caso 2 2529,4 0 -278,64 Caso 3 2234,4 695,8 -160,64 Caso 4 2529,4 695,8 -278,64 Caso 5 2848 0 84,8 Caso 6 3143 0 -33,2 Caso 7 2848 695,8 84,8 Caso 8 3143 695,8 -33,2

Table 11 - Cargas atuantes no pilar P2, para as possíveis combinações de cargas.

Observa-se que para o caso 6, que possui maior força normal, o peso próprio do pilar equivale a 13,36%

do peso total, valor bem mais próximo dos 9%, referência para pré-dimensionamento de pilares na norma.

Dentre os casos todos, identificam-se críticos (e merecedores de uma análise mais detalhada) os casos 3,

4, 7 e 8.

97

11. ESTUDO DO SUBSOLO E ESCOLHA DAS FUNDAÇÕES

O processo de dimensionamento e seleção das fundações da passarela fundamenta-se no cálculo conjunto

da estrutura metálica, dos pilares, dos blocos de fundação e das fundações em si.

Elaborou-se, portanto, um estudo completo dos esforços atuantes na fundação devidos ao peso próprio da

estrutura, às cargas provenientes do tráfego de pedestres, e aos esforços horizontais derivados da ação do

vento, como pode ser visto no item anterior.

Como critério de dimensionamento, têm-se a exigência de que as fundações permitam a transferência dos

esforços25 para o subsolo de forma a promover o equilíbrio, e a garantia de que os recalques sejam

minimizados a níveis toleráveis.

11.1. Critérios de Escolha e Dimensionamento

Pretende-se apresentar quais as opções de fundações aplicáveis e mais adequadas para a situação em

estudo, analisados os seguintes aspectos:

• Viabilidade técnica: utilizandos-se as sondagens e o perfil geotécnico obtidos, e os esforços

calculados;

• Viabilidade construtiva e executiva: análise dos impactos e interferências no local;

• Viabilidade econômica: levantando-se em conta o custo total dos insumos necessários.

Todo o procedimento de dimensionamento e estudos referentes às fundações baseia-se nas disciplinas

lecionadas na graduação, além de consulta bibliográfica, apoiando-se também nas normas brasileiras

vigentes.

Para o correto dimensionamento, há uma metodologia, ou uma sequência de atividades, que se propõe a

seguir.

11.2. Avaliação Preliminar das Sondagens

O primeiro passo para o projeto de fundações é realizar uma análise do solo e do subsolo para o qual as

fundações transmitem os esforços. Essa análise é feitapara identificação das camadas que constituem o

solo, para identificação das propriedades de interesse, para avaliação do comportamento do solo quanto

ao desempenho e eventuais problemas executivos. Para a obtenção de todas essa informações são

executadas sondagens do solo do local da obra.

Seguem os documentos de sondagem utilizados como referência:

25 Forças normais, cortantes e momentos fletores.

98

Figure 74 - Sondagem de local próximo à passarela.

[Fonte: Engeos Engenharia Geotécnica S.A.]

99



100



101

Sabe-se que as sondagens fornecem quatro informações ao engenheiro: (1) tipo de solo, (2) espessura das

camadas de solo, (3) resistência SPT do solo a cada metro e (4) altura do nível d’água.

Fazendo-se uma análise dos perfis geotécnicos obtidos através das sondagens apresentadas, pode-se

constatar que na região tem-se a presença de uma camada de quase um metro de aterro. Após a camada

inicial de aterro tem-se uma camada com por volta de 2 a 3 metros de espessura de argila orgânica com

resistência SPT muito baixa, por volta de 4. A camada subseqüente tem aproximadamente 5 metros de

espessura e é de uma areia medianamente compacta com altos valores de resistência SPT, na casa de 25 a

30. A última camada que se tem registro nas sondagens é de uma areia compacta com resistência SPT

com valores entre 30 e 40. Além dessas informações, também é possível saber que o nível d’água se

encontra a aproximadamente 3 metros de profundidade.

11.3. Identificação de Limitações e Condicionantes

Existe a necessidade de se fazer a fundação para um dos pilares que estará sobre a plataforma da estação

Cidade Universitária da CPTM. Nessa situação, fazendo-se uma análise das interferências que se tem para

a execução das fundações e da sua necessidade de se causar o menor impacto possível sobre o

funcionamento da estação, a melhor solução encontrada seria a execução de estacas raiz, utilizando-se um

modelo muito próximo do que foi feito nas obras da Estação da Luz em São Paulo, onde as restrições de

execução das fundações eram muito parecidas. Abaixo, pode-se ver algumas imagens dessa obra.

Figure 77 - Execução de estaca-raiz na Estação da Luz do metrô.


102

Figure 78 - Equipamento para execução de estaca-raiz.

[Fonte: Aquivo do grupo]

O próximo passo é o estudo das alternativas para a fundação dos outros pilares da passarela. Durante a

análise do perfil geotécnico da região, alguns tipos de fundação foram descartados devido a sua

inviabilidade técnica.

Primeiramente, descartou-se a utilização de fundações rasas como sapatas em função das camadas

superficiais do terreno, que não apresentam capacidade de suporte adequada. Estacas cravadas, sejam

metálicas ou pré-moldadas de concreto, também foram descartadas pois os valores de SPT do subsolo, a

partir de determinada profundidade, são superiores a 25. Já a execução de estacas moldadas in loco

também foi descartada quando se considerou o tipo de estrutura que se esta projetando (passarela) e a

provável qualidade do serviço de execução.

Com base nas cargas que estarão atuando nas fundações e com a análise do perfil geotécnico da região,

chega-se a conclusão de que a melhor alternativa para a execução das fundações seria a utilização de

estacas tipo hélice continua. As estacas tipo hélice contínua apresentam grande confiabilidade de

execução, podem ser executadas sem restrições no terreno da região (incluindo solo e subsolo) e

permitem alta produtividade (podem ser executados mais de 100 metros de estacas por dia com um

equipamento de hélice continua).

No entanto, a escolha do tipo de fundação para a passarela deve levar em conta não só os aspectos

técnicos, mas também aspectos econômicos, como já dito. Nesse ponto, a escolha do método executivo

da fundação com hélice contínua já não se sustenta, pois para a execução deste tipo de fundação é

necessário o deslocamento de 3 máquinas: a de execução da estaca hélice contínua, o caminhão com a

bomba de concreto e o caminhão betoneira.

Levando-se em consideração a execução das fundações da passarela, verifica-se uma certa distância entre

os pontos de execução das estacas. Esse processo de deslocamento além de necessitar de um grande

estudo de logística para alocação de todos as máquinas envolvidas na execução da fundação, ainda

103

representa uma perda considerável de volume de concreto que fica na bomba ao término da execução das

estacas em cada trecho.

Com base nessas informações, a execução de estacas raiz se torna a melhor escolha para as fundações da

passarela. Neste caso, o equipamento para a execução das estacas raiz já estará disponível, pois será

utilizado para a execução da fundação do pilar sobre a plataforma da estação Cidade Universitária da

CPTM. Outra vantagem é que, na existência de esforços horizontais atuantes sobre a fundação, pode-se

executar as estacas raiz inclinadas.

11.4. Descrição do Método

O método executivo de estacas raiz consiste de quatro passos:

1. O primeiro é a perfuração da estaca. A perfuração é feita pela rotação de tubos metálicos com o

auxílio de circulação de água, que é injetada pelo interior e retorna à superfície pelo exterior. Os

tubos vão sendo emendados conforme a perfuração avança. Os detritos resultantes da perfuração

são carreados à superfície pela água de perfuração.

2. O segundo passo consiste na inserção da armadura. Atingindo-se a cota de final da estaca,

continua-se a injetar água para promover a limpeza do furo. Depois se instala a armadura

constituída por barras de aço montadas em gaiola.

3. O terceiro passo é o da injeção da argamassa. Após a colocação da armadura, introduz-se o tubo

de injeção até o final da perfuração, fazendo-a de baixo para cima até extravazar.

4. O quarto e último passo é a remoção das camisas metálicas e aplicação de golpes de ar

comprimido. Rosquea-se um tampão metálico ligado a um compressor. À medida que os tubos

vão sendo extraídos, o nível de argamassa desce, sendo completada antes da aplicação de novo

golpe de ar comprimido. Esse processo é repetido até o final da retirada das camisas metálicas.

Com base nos dados das cargas atuantes na fundação fornecidos no item anterior e por se tratar de um

projeto básico, foi escolhido o caso do pilar mais crítico, P2, para o dimensionamento das fundações,

imaginando-se que todos os outros casos de pilares podem ser bem representados por este. Para o

dimensionamento das estacas utilizou-se também o Catálogo da Brasfond Fundações Especiais S.A.

11.5. Dimensionamento da Fundação do Pilar Crítico

Fazendo-se uma análise dos casos de carregamentos, tomou-se como caso critico para o dimensionamento

das fundações a situação em que atuam as cargas permanentes e acidentais. Os outros casos estudados

foram utilizados na verificação da estrutura da fundação.

104

Chegam às fundações, além dos esforços de compressão, momentos relativos a duas direções (paralelo ao

sentido de caminhamento na passarela e perpendicular a este sentido) e esforços horizontais.

Os esforços horizontais não serão considerados neste dimensionamento por ocasionarem grande

complexidade nos cálculos. O efeito desses esforços deve ser considerado no dimensionamento das

estruturas de fundação, no entanto, quando em projeto executivo.

Com base nisto, adotou-se bloco com quatro estacas, como segue:

Figure 79 - Desenho esquemático de bloco de fundações sobre quatro estacas-raiz.

A partir da geometria escolhida e dos esforços que solicitam o pilar P2, já apresentados, tem-se o

dimensionamento propriamente dito.

11.5.1. O Diâmetro do Estaca

O primeiro passo é dimensionar o diâmetro das estacas, com base nos esforços do caso 6, em que se tem a

atuação de cargas permanentes e acidentais. Este cálculo é feito da seguinte maneira.

kNestacasn

NNestacao

75,7854

3143 ===

Com base neste valor, sabe-se que o menor diâmetro de estaca que irá resistir ao esforço é a estaca raiz de

diâmetro acabado de 310 mm, que tem uma capacidade de carga de trabalho de até 1.000 kN. Logo o

bloco de estacas terá 4 estacas com diâmetro de 310 mm cada. A distancia dx e dy entre estacas deve ser

maior ou igual a 3 vezes o diâmetro das estacas. Inicialmente dimensiona-se com dx = dy = 3*310mm =

930 mm = 0.93 m.

O próximo passo é o cálculo para todos os casos, com a atuação dos momentos em torno dos eixos x e y

do bloco. Sabe-se, pela norma brasileira de fundações, que, para os casos de análise em que se tem a

atuação do vento (no nosso caso, os casos 3, 4, 7 e 8), o valor do esforço atuante sobre a estaca não pode

ser superior a 130% da sua carga de trabalho, ou seja, no caso do pilar P2, o esforço na estaca para

situação com atuação do vento não pode ser superior a 1.300 kN.

105

dxMy

dyMxNNest

*2*24±±=

Pilar 2 N1 N2Caso 1 472,2344 644,9656Caso 2 482,5435 782,1565Caso 3 1019,052 98,14839Caso 4 1156,242 108,4575Caso 5 757,5914 666,4086Caso 6 767,9005 803,5995Caso 7 1131,677 292,3226Caso 8 1177,685 393,8145

Table 12 - Tabela-resumo das cargas críticas atuantes em P2.

Nos casos sem a presença de vento, em nenhum momento foram obtidos valores negativos ou superiores

à carga de trabalho da estaca. Nos casos em que há a atuação de vento, da mesma forma, pode-se garantir

que não se obtiveram valores negativos ou superiores aos 1.300 kN aceitos pela norma. Desta forma,

verificou-se que a estaca de diâmetro acabado de 310 mm resiste aos esforços a que estará submetida e,

portanto, é a escolhida para a fundação.

11.5.2. O Comprimento da Estaca

O próximo passo para o dimensionamento das estacas é o cálculo do seu comprimento. Para tanto, faz-se

a verificação com base na capacidade de carga de ruptura à compressão de uma estaca raiz. Essa carga

pode ser estimada em função dos resultados das sondagens (para o pilar P2 a sondagem utilizada é a SP-

1), executadas de acordo com a Norma NBR-6484 da ABNT, pela seguinte fórmula:

LPNApNp *****Pr βα += (tf)

Em que:

α: coeficiente que depende do tipo de solo onde se situa a ponta da estaca.

Np: média dos valores dos índices de resistência a penetração SPT, determinados a um

metro acima e a um metro abaixo da ponta da estaca. Os valores de SPT superiores a 40 devem

ser tomados iguais a 40.

Ap: área da ponta da estaca.

β: índice de atrito lateral.

N: média dos valores dos índices de resistência à penetração SPT, medidos ao longo do

fuste da estaca. Os valores de SPT superiores a 40 devem ser tomados iguais a 40.

P: perímetro do fuste da estaca.

L: comprimento útil da estaca.

106

A carga admissível Pa da estaca-raiz é estimada por:

2Pr=Pa (tf)

Os dados de α e β foram obtidos do catálogo da Brasfond.

11.5.3. Resultados

A tabela, a seguir, apresenta o resumo dos cálculos:

cota SPT β α Np Ap N P L Pr Pa1 4 0,6 13 4 0,075477 4 0,973894 1 6,262137 3,1310682 4 0,6 13 3 0,075477 4 0,973894 2 7,618284 3,8091423 1 0,6 9 4 0,075477 3 0,973894 3 7,97619 3,9880954 7 0,6 13 10,33333 0,075477 4 0,973894 4 19,48842 9,7442125 23 0,6 13 19,66667 0,075477 7,8 0,973894 5 42,08601 21,0436 29 0,6 13 28,33333 0,075477 11,33333 0,973894 6 67,53547 33,767747 33 0,6 13 31,33333 0,075477 14,42857 0,973894 7 89,76216 44,881088 32 0,6 13 31,33333 0,075477 16,625 0,973894 8 108,4609 54,230469 29 0,6 13 31,66667 0,075477 18 0,973894 9 125,7337 62,86687

10 34 0,6 13 34 0,075477 19,6 0,973894 10 147,8906 73,9453211 39 0,6 13 36,66667 0,075477 21,36364 0,973894 11 173,2963 86,6481412 37 0,6 13 38,66667 0,075477 22,66667 0,973894 12 196,8791 98,4395513 42 0,6 13 39 0,075477 24,15385 0,973894 13 221,7483 110,8741

Table 13 - Tabela-resumo dos cálculos de fundação.

Analisando-se os resultados dos cálculos, conclui-se que o pilar P2 deve ter como fundação um bloco

com quatro estacas raiz de diâmetro acabado de 310 mm e comprimento de 13 metros.

107

12. MATERIAIS A escolha dos materiais componentes da passarela baseia-se em aspectos estéticos, arquitetônicos e

construtivos, na resistência e na durabilidade, na facilidade de limpeza, no conforto visual e nos custos de

manutenção. Os materiais tratados neste tópico são referentes à vedação vertical, laje, piso, cobertura e

corrimão.

12.1. Vedação vertical

As vedações são elementos com a função de proteger o ambiente interno de ações externas indesejadas,

controlando-as e regulando-as. A utilização de vedação vertical, neste caso, pretende permitir controlar a

ação das chuvas, e intempéries em geral, no interior da passarela. Porém, deve-se lembrar da necessidade

de ventilação no interior da mesma. Baseando-se nos dois fatos, as alternativas encontradas foram chapas

perfuradas (como utilizadas nas passarelas das estações Socorro e Morumbi da CPTM) ou venezianas. A

escolha do grupo foi pelas venezianas, que serão descritas detalhadamente a seguir.

Figure 80 - Passarela da Estação Socorro da CPTM.

[fonte: www.arcoweb.com.br/arquitetura]

12.1.1. Venezianas

As venezianas são compostas por módulos que incluem aletas e montantes.

108

Figure 81 - Detalhe da veneziana e de ventilação.

[fonte: Catálogo Comovent]

As aletas são fabricadas em PVC rígido (em diversas cores), recebem tratamento de superfície anti-mofo

e são dobradas de modo a aumentar a resistência às deformações, impedindo a entrada de água de chuva.

Os montantes verticais podem ser fabricados em chapa de aço galvanizada, pré-pintada, alumínio-

manganês em liga semi-dura ou em aço inoxidável. Na passarela será utilizado aço galvanizado.

Os módulos, compostos por aletas e montantes, são montados através de rebites aplicados sob pressão

com arruelas de reforço estampados na parte interna, permitindo um conjunto leve e rígido.

As venezianas são classificadas segundo suas características técnicas. A seguir, apresentam-se as

alternativas segundo cada uma das características técnicas:

• Dimensões:

Medidas-limite para largura máxima em PVC Referência 50 Largura do módulo até 410 mm Referência 80 Largura do módulo até 1250 mm Referência 100 Largura do módulo até 1250 mm Referência 120 Largura do módulo até 1250 mm

Table 14 - Tabela de larguras limites para venezianas de PVC.

[fonte: Catálogo Comovent]

109

Figure 82 - Formatos das aletas das venezianas de PVC.

[Fonte: Catálogo Comovent]

• Difusão da luz:

Percentagem de transmisssão Raios Cores do P.V.C. % de transmissão

Amarelo 74 Neutra 73 Verde 57 Azul 54

Visíveis

Vermelho 51 Infravermelho - 50 Ultravioleta - nula

Table 15 - Tabela para transmissividade de luz para aletas de PVC.


• O peso dos módulos:

Peso aproximado, por m2 dos módulos

Referência Alumínio (kg) Chapas de aço 50 4,1 4,8 80 4,2 4,9

110

100 4,4 5,4 120 4,6 5,7

Table 16 - Tabela com pesos dos módulos de venezianas de PVC.


Outras características importantes são:

- Resistência a choques, por causa da homogeneidade e elasticidade da estrutura em PVC

rígido;

- Resistência ao fogo, pois o PVC não é inflamável, carbonizando-se sem liberar chamas

nem propagar fogo;

- Inércia química: resistência à corrosão, reagentes químicos, gases industriais,

intempéries, detergentes, óleos, graxas bactérias e fungos;

- Modulo de elasticidade: E= 32.900 kg/cm2 a 20°C;

- Resistência à flexão: 1.200 kg/cm2;

- Alongamento à ruptura: de 66 a 114% para velocidade de 9 mm/min;

- Resistência à tração: 420 a 474 kg/cm2 para velocidade de 9 mm/min.

A fonte destas informações é o catálogo do fabricante Comovent.

12.2. Cobertura

A cobertura também tem por função vedar. Optou-se por telhas metálicas curvas com isolamento térmico.

A cobertura, portanto, é composta por duas camadas de telhas intercaladas por espaçadores e lã de rocha,

que proporciona conforto térmico e acústico. Esta mesma tecnologia foi usada em alguns acessos do

Metrô de Salvados, por exemplo, na estação Acesso Norte.

Figure 83 - Esquema ilustrativo da telha com isolamento térmico acústico.

[Fonte: www.arcoweb.com.br/tecnologia]

111

Figure 84 - Estação Acesso Norte do metrô de Salavador, Bahia.

[Fonte: www.metro.salvador.ba.gov.br]

Figure 85 - Tela metálica curva em entreposto alfandegário de Sorocaba, São Paulo.

[Fonte: www.perfilor.com.br]

12.2.1. Telhas

As caracteríticas, informações e escolhas feitas abaixo foram baseadas em consultas ao fabricante Perfilor. A escolha da telha foi baseada no vão máximo e peso.

Telha escolhida dentre as disponíveis no catálogo do fabricante Perfilor é a tipo LR-25:

Raio Mínimo (mm) Telhas Calandra Multidobra Esp. Mínima

LR-17 cal 600 - 0,80

LR-25 cal 3.000 - 0,65

LR-33 dob CX

convexo - 250 0,50

112

LR-33 dob CC

côncavo - 700 0,50

Table 17 - Tipos de Telha.


Figure 86 - Telha LR-25 para cobertura da Perfilor.


Figure 87 - Características geométricas da telha LR-25 para cobertura da Perfilor.


A seguir, algumas outras características relevantes da telha escolhida:

Espessura da chapa de aço zincada sem o isolamento mm 0,43 0,50 0,65 0,80

Peso Kgf/m2 4,03 4,68 6,09 7,49

Vão máximo para peça fixada sobre 3 apoios

igualmente espaçados m 2,00 2,15 2,45 2,70

Table 18 - Outras características relevantes da telha LR-25.


12.2.2. Isolamento Térmico e Acústico – Lã de Rocha

A lã de rocha é um produto fabricado a partir de rochas basálticas e outros minerais, que, ao serem

aquecidos a 1500°C, são transformados em filamentos e, então, aglomerados com soluções de resinas

orgânicas. Assim, dependendo do grau de compactação, pode-se obter um produto final leve e flexível ou

bastante rígido. O produto final pode ser na forma de placa ou manta. Para o uso na passarela é

necessário um produto flexível, que acompanhe a curvatura da telha.

113

Entre as diversas características do material vale citar (1) a resistência ao fogo, (2) a absorção acústica

(devido a sua estrutura fibrosa), (3) o isolamento térmico (devido à baixa condutividade térmica), (4) a

facilidade de manuseio, (5) a boa resiliência (recupera a espessura original, após a retirada da força que

causou a deformação), (6) a resistência às vibrações, (7) a resistência à água (a lã basáltica é repelente à

água na forma líquida), (8) a imputrescibilidade.

Figure 88 - Lã de rocha em forma de manta.

[Fonte: www.metalica.com.br]

Figure 89 - Lã de rocha em forma de placa.

[Fonte: www.metalica.com.br]

Indica-se utilizar neste projeto espessura de 50 mm, que apresenta resistência térmica de 2,04

m²*Cº/W. O peso do conjunto telhas e isolante resulta em aproximadamente 12 kg/m2.

12.3. Laje

A laje da passarela será executada em steel deck. Esta tecnologia consiste em utilizar chapas de aço que

possuem dupla função: fôrma para o concreto durante a execução e armadura positiva da laje.

114

Figure 90 - Laje em steel deck sobre viga metálica.

[ Fonte: www.stilaco.com.br]

Figure 91 - Esquema de laje tipo steel deck.

[Fonte: www.metform.com.br ]

As principais vantagens ao se utlizar esta tecnologia são (1) a dupla função, como citado anteriormente,

(2) a alta qualidade de acabamento da laje, (3) a dispensa de escoramento, (4) a redução de desperdício de

material, (5) a facilidade de instalação e (6) a maior rapidez construtiva.

Escolheram-se os seguintes materiais e especificações: steel deck em aço especial galvanizado ASTM A

653 grau 40, concreto estrutural convencional com resistência a compressão (fck) maior ou igual a 20

MPa, armaduras adicionais em telas soldadas, para controle de fissuração, tendo uma área mínima de

0,1% da área de concreto acima do topo do steel deck.

A seguir, quadro que reúne as características do steel deck de acordo com a espessura:

Esp. final

Esp. projeto

Altura total

Peso Reações máximas de apoio

Módulo de

resistência

Inércia para

deformação

Área de aço

[mm] [mm] [mm] [kg/m2] Ext [kN]

Int [kN]

[mm3] [mm4] [mm2]

0,80 0,76 74,98 9,37 6,76 21 ,01 22.710 1.017.138 1.112

115

0,95 0,91 75,13 11,12 8,90 29,70 28.788 1.254.749 1.332 1,25 1,21 75,43 14,63 14,62 49,53 40.599 1.666.741 1.771 (aço ASTM A-653 grau 40 (ZAR 280); tensão de escoamento: 280 MPa; largura de 1000 mm)

Table 19 - Características de laje de piso tipo steel deck.

[Fonte: www.metform.com.br]

Figure 92 - Execução de laje em steel deck.

[Fonte: www.stilaco.com.br]

12.4. Piso

O piso deve apresentar resistência à abrasão para alta solicitação, durabilidade adequada, propriedades

anti-escorregamento e fácil manutenção. Tendo em vista as características citadas e o fato de que a laje

será feita no sistema steel deck, optou-se pelo piso de borracha, conhecido no mercado como plurigoma.

Figure 93 - Piso emborrachado plurigoma.

[Fonte: www.plurigoma.com.br]

116

No assentamento deste piso, a borracha é aplicada em forma de placas, utilizando-se argamassa ou cola,

sobre contrapiso feito com argamassa de cimento e areia no traço 1:3, nivelado, desempenado e de

acabamento rústico. Esta forma de assentamento é trabalhosa mas dá garantias de um bom resultado, o

que se reflete em muito boa durabilidade.

12.5. Corrimão

Os corrimãos serão implantados apenas nas rampas de acesso e serão em aço inox escovado, a exemplo

do que se tem no Metrô de São Paulo.

As vantagens da utilização deste material são diversas; dentre elas, ressaltam-se: (1) manutenção de suas

características estéticas, pois não descasca, não escurece e não requer técnicas complicadas para limpeza;

(2) permite condição higiênica já que apresenta superfície lisa e pouco porosa; (3) possui alta resistência

à corrosão; (5) apresenta alta resistência mecênica, (5) requer manutenção de baixo custo; (6) permite ser

dobrado, estampado e trabalhado da forma mais conveniente para sua utilização; além de ser (7) 100%

reciclável. A fonte destas inforações é o site da Acesita.

117

13. CONTRATO

A obra da passarela em estudo tem como contratante uma entidade pública, que pode ser a USP, a CPTM

ou ambas, em conjunto26.

Tem-se que deve ser feita uma licitação por concorrência, visto que o preço estimado da obra ultrapassa o

limite de R$1.500.000,00 (um milhão e quinhentos mil reais). O edital para a concorrência pode definir

licitação por (1) menor preço, por (2) melhor técnica ou por (3) técnica e preço. Usualmente, em obras

públicas, adota-se concorrência por menor preço para empreitada global.

O conteúdo do contrato deverá envolver a especificação dos serviços contratados, produtos a serem

fornecidos, prazos, formas de pagamento, preço total, direitos e responsabilidades entre as partes

envolvidas.

Em visita ao fabricante PoliAço, foram pesquisadas as formas de contratação em obras que envolvem

estruturas metálicas. Identificou-se que o contratado pode ser uma empreiteira ou o fabricante

diretamente.

Como, no caso, o contratante é uma entidade pública e a concorrência é por preço global, é desejável que

haja contratação de uma empreiteira. Esta contratação isentaria convenientemente o contratante de

qualquer responsabilidade em relação à obra.

Neste caso específico, seriam funções da empreiteira contratada, as seguintes: (1) orçamentação detalhada

(essencial para processo licitatório), (2) detalhamento de projeto em nível executivo, (3) contratação ou

realização da execução, (4) planejamento e controle de obra, (5) serviços de seleção e contratação de

mão-de-obra, (6) segurança e alimentação do pessoal envolvido em obra, dentre outras.

O (sub)contrato com o fabricante de estruturas metálicas pode ou não envolver a realização do projeto

estrutural, entretanto, o fabricante deve obrigatoriamente fornecer projeto de execução e detalhamento

construtivo, por meio de desenhos.

O fabricante é, também, responsável pela execução da estrutura, fornecendo a mão de obra e os

equipamentos necessários. Os equipamentos de grande porte, como guindastes, podem ser

responsabilidade da empreiteira ou do fabricante, conforme o contrato celebrado entre as partes.

Segundo a NBR 8800/86, a empreiteira é co-responsável pela gerência dos serviços executados pelo

fabricante.

26 Esta decisão cabe à Universidade de São Paulo e à CPTM tomarem em consenso.

118

Figure 94 - Atividades gerenciadas pela empreiteira a ser contratada.

119

14. CONCLUSÃO

O trabalho encerra-se neste nível de desenvolvimento, nível equivalente a projeto básico. Entende-se que

reuniu as informações de maior relevância para o projeto da passarela, sobretudo, no que diz respeito ao

estudo da efetiva necessidade de execução, à viabilidade técnico-econômica da obra, ao dimensionamento

estrutural, à organização, às metodologias e às técnicas construtivas, embora também tratado da escolha

de materiais e da elaboração de contrato.

Pode-se concluir aqui que, a partir dos temas tratados, foi possível reunir informações que dêem suporte à

tomada de decisão, pelas entidades competentes, quanto a realização da passarela.

120

15. ANÁLISE CRÍTICA

Este trabalho de formatura buscou, como se afirma logo no início, o desenvolvimento por completo de

um projeto. O que se obteve, ao seu término, foi o desenvolvimento de uma série de atividades em nível

de detalhamento compatível com projeto básico.

Entende-se, entretanto, que o objetivo foi alcançado visto que houve a preocupação com a

interdisciplinaridade, com o desenvolvimento em grupo das tarefas e com intensidade de trabalho, embora

reconheça-se que, de fato, não se esgotou o desenvolvimento das atividades possíveis.

A interdisciplinaridade, a que se faz referência, é o tratamento das questões sob a perspectiva de diversas

áreas do conhecimento, quais sejam: Arquitetura, Engenharia de Estruturas e Fundações, Engenharia

Hidráulica, Engenharia de Construção Civil e Engenharia de Transportes. Acredita-se ter atingido um

elevado grau de interdisciplinaridade pois as soluções foram, sempre que necessário, discutidas sob

diferentes focos, configurando-se soluções de compromisso, sobretudo quando identificados interesses

conflitantes a serem atendidos.

O desenvolvimento das tarefas em grupo caracterizou-se pela abertura de diversas frentes de trabalho a

partir do desenvolvimento conjunto das informações básicas. As frentes de trabalho, entretanto, regular e

frequentemente relacionavam-se para reportar e discutir informações e tomadas de decisão. Buscou-se,

sobremaneira, a coerência e a unidade de projeto.

A intensidade de trabalho reflete o resultado alcançado. Entende-se como trabalho todo esforço realizado

no intuito de reunir, desenvolver e analisar as informações bem como todas as tomadas de decisão. Foram

realizadas pesquisas bibliográficas sob os assuntos abordados, entrevistas com professores e profissionais

da área, reuniões com representantes de órgãos públicos importantes, visitas técnicas a uma fabrica e a

uma obra em estruturas metálicas, visitas a campo, além de incontáveis reuniões entre membros com e

sem a presença dos professores orientadores.

O reconhecimento de que não se esgotaram as atividades, tanto em número quanto em profundidade, se

dá. Entende-se ter sido causada por três principais motivos: o primeiro deles foi a necessidade de

compatibilizar o tempo disponível dos elementos do grupo e seus orientadores à necessidade percebida

para desenvolvimento satisfatório; o segundo foi a sensação de falta de foco, que muitas vezes se deu,

pela abrangência de um projeto de relativa grande dimensão; a terceira foi a falta de experiência no

desenvolvimento de projeto um projeto desta natureza, entendida, entretanto, como natural dada à

condição graduandos dos elementos do grupo.

Concluímos, portanto, que este trabalho significou, antes de mais nada, uma grande oportunidade de

aprendizado, seja pela forma, diferente do que se propõe geralmente à graduação, seja pela forma de

avaliação, também peculiar, seja, ainda, pela dinâmica de interação entre as partes envolvidas.

121

16. REFERÊNCIAS

16.1. Publicações

- Meyer, Karl F. Estruturas Metálicas – Passarelas e Pontes para Dutos. 1a edição, 1996.

- National Research Council (U.S.), Transportation Research Board. Highway Capacity Manual,

2000. 4a edição, 2000.

- Fruin, John J. Pedestrian – Planning and Design. 1971. Metropolitan Association of Urban

Designers and Environmental Planners, Inc.

- Serra, Sheyla M. B. Diretrizes para a gestão de subempreiteiros. Tese de doutorado. São Paulo,

2001.

- Cardoso, Francisco F. Certificações setoriais da qualidade e microempresas. O caso das

empresas especializadas de Construção Civil. São Paulo, 2003.

- Aguiar, Amanda G. D. B. Subcontratação: uma opção estratégica para a produção. Boletim

Técnico da Escola Politécnica da USP.

- NBR 9050 – Acessibilidade de pessoas portadoras de deficiências a edificações, espaço

mobiliário e equipamentos urbanos.

- NBR 9283 - Mobiliário urbano – Classificação.

- NBR 9284 - Equipamento urbano – Classificação.

16.2. Contatos

- Eng. Renato Pena, CPTM. Informações sobre as demandas da Estação Cidade

Universitária, sobre planejamento do sistema de trens metropolitanos e sobre a operação dos

trens.

- Eng. Ivan Carlos Regina, Metrô. Informações diversas.

- Enga. Lilly, CET. Informações sobre gabaritos de vãos mínimos das vias rodoviárias.

- Eng. Luis Miguel Brunhera, Prefeitura de São Paulo. Plantas cadastrais da região. Foto

aérea da região.

- Engeos, Engenharia Geotécnica S.A. Sondagens do subsolo da região.

- Prof. Dr. Witold Zmitrovicz. Plano diretor da CUASO de 2001.

- Prof. Dr. Edvaldo Simões da Fonseca Júnior, Prof. Dr. Nicola Paciléo Netto.

Levantamento topográfico digitalizado da CUASO.

- Eng. Gilmar, PoliAço Estruturas Metálicas. Visita técnica e informações diversas.

16.3. Internet

- The Millennium Bridge – www.arup.com/MillenniumBridge/

122

- Marc Mimram: Architecture et Ingénierie – www.mimram.com/

- Ministério dos Transportes do Governo Brasileiro – www.transportes.gov.br/

- Ministério do Meio Ambiente do Governo Brasileiro – www.mma.gov.br/

- Editora Mandruvá – www.hottopos.com/

- Universidade de São Paulo – www.usp.br/pco/

Documents

Passarela em Estrutura Metálica - pcc.usp.br · PDF file1 RESUMO Este relatório visa apresentar as atividades em torno do desenvolvimento do trabalho de formatura Passarela em Estrutura