PPOONNTTEESS

TTRREENNSS TTIIPPOO DDEE PPRROOJJEETTOO AAPP--0022

Prof. Paulo de Sá Pereira Cavalcanti

Abril/2004

TREM TIPO DE PROJETO

(EVOLUÇÃO DOS TRENS TIPO DE PROJETO DAS NORMAS BRASILEIRAS) .1. PERÍODO DE 1943 a 1960

No período compreendido entre 1943 e 1960, as considerações sobre carga móvel em

pontes rodoviárias foram realizadas de acordo com a norma NB6/43 (ABNT, 1943). Tais

considerações são definidas nos itens (1.1) e (1.2).

1.1. Classes

As pontes rodoviárias são agrupadas em três classes:

- Classe I: Pontes situadas em estradas-tronco federais e estaduais ou nas estradas

principais de ligação entre esses troncos;

- Classe II: Pontes situadas em estradas de ligação secundárias, mas em que, atendendo

a circunstâncias especiais do local, haja conveniência em se prever a passagem de veículos pesados;

- Classe III: Pontes situadas em estradas de ligação secundárias não incluídas na

classe II.

1.2. Trem – tipo

Denomina-se trem-tipo o conjunto do carregamento móvel a ser aplicado à estrutura em

sua posição mais desfavorável para cada seção de cálculo e combinação de carregamento. Os trens

tipos compõem-se de compressores, caminhões e multidão, dispostos como descrito nas tabelas (1)

e (2).

A multidão representa o tráfego de veículos de pequeno porte que pode acompanhar a

passagem do caminhão e/ou do compressor. A multidão é constituída por carga uniformemente

distribuída cuja intensidade é dada em kgf/m², em função do parâmetro go (definido nos itens 1.2.1

a 1.2.3).

Para o cálculo dos arcos ou vigas principais:

− Com menos de 25 m de vão teórico ............................. go

− Com vão L, em metros, entre 25 e 125 m .................... go – (L – 25)

− Com mais de 125 m de vão teórico .............................. go – 100

Para o cálculo dos demais elementos da construção ......... go

A multidão distribui-se sobre os passeios e sobre a parte do tabuleiro não ocupada pelos

veículos. Para esse fim, a área ocupada por um veículo (compressor ou caminhão) é suposta

retangular, com 2,5 m de largura e 6,0 m de comprimento, com o centro sobre o eixo longitudinal

do veículo e a igual distância dos eixos dianteiro e traseiro.

No cálculo dos arcos ou vigas principais, com 30 m ou mais de vão, permite-se ainda

substituir as cargas concentradas dos veículos (compressor ou caminhão) por carga uniformemente

distribuída, sobre área retangular com 2,5 m de largura e 6,0 m de comprimento, cuja resultante é

igual à soma das cargas concentradas.

Figura 1 – Compressor e caminhão utilizado no trem-tipo segundo NB6/43 (ABNT, 1943)

Tabela 1 – Compressores (ABNT, 1943)

COMPRESSORES Tipo A Tipo B Tipo C Unidades

Peso total 7 16 24 tf

Peso da roda dianteira 5 7 10 tf

Peso da roda traseira 1 4,5 7 tf

Largura da roda dianteira 1 1 1 m

Largura da roda traseira 10 40 50 cm

Distância entre os eixos diant. e traseiro 3 3 3 m

Distância entre os meios da rodas traseiras 160 160 160 cm

Tabela 2 – Caminhões (ABNT, 1943)

CAMINHÕES Tipo A Tipo B Unidades

Peso total 6 9 tf

Peso de cada roda dianteira 750 1500 kgf

Peso de cada roda traseira 2250 3000 kgf

Largura de cada roda dianteira 8 12 cm

Largura de cada roda traseira 18 24 cm

Distância entre os eixos diant. e traseiro 3 3 m

Distância entre os meios da rodas diant. ou traseiras 160 160 cm

1.2.1. Trem – tipo para a Classe III

O trem-tipo para pontes da Classe III é composto de multidão calculada com go= 400

kgf/m² (4,0 KN/m²), de um compressor Tipo A e de tantos caminhões Tipo A quantas forem as

faixas de tráfego, menos uma, todos orientados na direção do tráfego e colocados na posição mais

desfavorável para o cálculo de cada elemento, apenas com a seguinte restrição: nunca se colocará

mais de um veículo sobre cada faixa de tráfego, nem em posição que dê lugar a afastamento de

menos de 2,5 m entre eixos longitudinais de dois veículos.

1.2.2. Trem – tipo para a Classe II

O trem-tipo para pontes da Classe II é o mesmo do item 1.2.1, devendo, porém,

verificar-se ainda a resistência da estrutura para um compressor Tipo B (Tabela 1), posto isolado

sobre a ponte, na posição mais desfavorável para o elemento estudado, mas sempre orientado na

direção do tráfego.

1.2.3. Trem – tipo para a Classe I

O trem-tipo para pontes da Classe I compõe-se de multidão com go = 450 kgf/m² (4,5

KN/m²), de um compressor Tipo B e de tantos caminhões tipo B quantas forem as faixas de tráfego,

menos uma, e dispostos como no caso do item 1.2.2 A resistência da estrutura deve ainda ser

verificada para um compressor Tipo C (Tabela 1), colocado como no caso do item 1.2.2.

2. PERÍODO DE 1960 a 1984

No período de 1960 a 1984, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias

foram realizadas de acordo com a norma NB6 /60 (ABNT, 1960 b). Tais considerações são

definidas nos itens (2.1) e (2.2):

2.1. Classes

− Classe 36: Em rodovias de características da Classe I;

− Classe 24: Em rodovias de características da Classe II;

− Classe 12: Em rodovias de características da Classe III;

2.2. Trem-tipo

Os trens-tipos compõem-se de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas

constantes da tabela (3) e dispostos como mostrado nas figuras (2) e (3).

Tabela 3 – Valores para obtenção do veículo-tipo segundo a NB6/60 (ABNT, 1960)

Veículo Carga uniformemente distribuída Classe da

Ponte Tipo Peso Total

(tf)

p

(kg/m²)

p’

(kg/m²)

Disposição

da carga

Classe da

Rodovia

36 36 36 500 300 Classe I

24 24 24 400 300 Classe II

12 12 12 300 300

- Carga p à

frente e

atrás do

veículo.

- Carga p’

no restante

da pista e

passeios.

Classe III

Os veículos são de três tipos com características apresentadas na tabela (3 e 4). A área

ocupada pelo veículo é retangular, com 3,0 m de largura e 6,0 m de comprimento. Tem-se dois tipos

de cargas uniformemente distribuídas, com intensidade p e p’, como mostra a figura (3).

Tabela 4 – Valores característicos para os veículos segundo a NB6/60 (ABNT, 1960)

Unid. Tipo 36 Tipo 24 Tipo 12

Quantidade de eixos Eixo 3 3 2

Peso total do veículo t 36 24 12

Peso de cada roda dianteira t 6 4 2

Peso de cada roda traseira t 6 4 4

Peso de cada roda intermediária t 6 4 -

Largura de contato b1 de cada roda dianteira m 0,45 0,35 0,20

Largura de contato b3 de cada roda traseira m 0,45 0,35 0,30

Largura de contato b2 de cada roda intermediária m 0,45 0,35 -

Comprimento de contato de cada roda m 0,20 0,20 0,20

Área de contato de cada roda m² 0,20 x b 0,20 x b 0,20 x b

Distância entre eixos m 1,50 1,50 3,00

Distância entre os centros de roda de cada eixo m 2,00 2,00 2,00

(a) Classes 36 e 24 (b) Classe 12

Figura .2 – Veículo-tipo para as classes 36 e 24 e classe 12 (ABNT, 1960)

Figura .3 – Veículo e multidão em planta (ABNT, 1960)

O trem-tipo, sempre orientado na direção do tráfego, deve ser colocado na posição mais

desfavorável para o cálculo de cada elemento, não se considerando a carga do eixo ou da roda que

produza redução de esforços solicitantes. Para o cálculo de placas, longarinas e transversinas junto

às bordas do estrado, é obrigatório encostar a roda do veículo-tipo no guarda-rodas.

A carga p deve ser aplicada na faixa longitudinal correspondente ao veículo na parte não

ocupada por este e a carga p’ na parte restante da pista de rolamento e nos passeios, como mostra a

figura (3). Nos casos em que os guarda-rodas tiverem altura superior a 25 cm, contados a partir da

borda de pavimentação da pista, e ocuparem faixa de largura útil de, no máximo, 75 cm, não se

deve dispor carga devido à multidão na faixa ocupada por ele. Nos outros casos, a multidão deve ser

considerada na faixa ocupada pelo guarda-rodas. Quando se tratar de ponte com refúgios centrais

elevados, em rodovias de mais de uma pista, é obrigatório o carregamento dessa área, com carga p’.

No cálculo dos arcos ou vigas principais com 30 m ou mais de vão, permite-se, ainda,

substituir as cargas concentradas do veículo por carga igual, mas uniformemente distribuída,

disposta sobre área retangular ocupada pelo mesmo.

3. PERÍODO DE 1984 a 2004

No período de 1984 a 2004, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias

vêm sendo realizadas de acordo com a norma NBR 7188/84 (ABNT, 1984). Tais considerações são

definidas nos itens (3.1) e (3.2).

3.1. Classes

− Classe 45: a base do sistema é um veículo-tipo de 450 KN de peso total;

− Classe 30: a base do sistema é um veículo-tipo de 300 KN de peso total;

− Classe 12: a base do sistema é um veículo-tipo de 120 KN de peso total;

A utilização das diferentes classes de pontes fica a critério dos órgãos com jurisdição

sobre as mesmas.

3.2. Trem-tipo

Os trens-tipos são compostos de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas de

acordo com a tabela (5) e mostrado nas figuras (4) e (5)

Tabela 5 – Carga dos veículos e cargas uniformemente distribuídas (ABNT, 1982)

Veículo Carga Uniformemente Distribuída

Peso Total p p’ Classe

da Ponte Tipo KN tf KN/m² kgf/m² KN/m² kgf/m²

Disposição

da carga

45 45 450 45 5 500 3 300

30 30 300 30 5 500 3 300

12 12 120 12 4 400 3 300

- Carga p

em toda a

pista

- Carga p’

nos

passeios

(a) Classes 45 e 30 (b) Classe 12

Figura `4 - Veículo-tipo para as classes 45 e 30 e classe 12 (ABNT, 1982)

VEÍCULO

p

p

6,00 m

p

3,00

m p

Figura 5 - Veículo e multidão em planta (ABNT, 1982)

A área ocupada pelo veículo é retangular, com 3,0 m de largura e 6,0 m de

comprimento. A tabela (5) reúne as características dos veículos-tipo representados nas figuras (4) e

(5).

O veículo-tipo, sempre orientado na direção do tráfego, deve ser colocado na posição

mais desfavorável para a análise e o dimensionamento de cada elemento, não se considerando a

porção do carregamento que provoque redução das solicitações. A carga distribuída de intensidade

p é aplicada em toda pista de rolamento, nesta incluídas as faixas de tráfego, os acostamentos e os

afastamentos. Deve ser descontada apenas a área ocupada pelo veículo. Os passeios,

independentemente de largura ou altura, são carregados com a carga distribuída de intensidade p’,

não majorada de impacto.

Deve-se ressaltar que a carga p’ do trem-tipo da norma de 1982 não tem o mesmo

significado da carga p’ do trem-tipo da norma de 1960 (a que se refere o item 3.2). Neste caso, a

carga p’ é uma carga distribuída relativa à multidão sobre passeios e não sobre a pista de rolamento.

Tabela 6 – Características dos veículos-tipo (ABNT, 1982)

Unid. Tipo 45 Tipo 30 Tipo 12

Quantidade de eixos Eixo 3 3 3

Peso total do veículo KN -tf 450 – 45 300 - 30 120 – 12

Peso de cada roda dianteira KN -tf 75 – 7,5 50 - 5 20 – 2

Peso de cada roda traseira KN -tf 75 – 7,5 50 - 5 40 – 4

Peso de cada roda intermediária KN -tf 75 – 7,5 50 - 5 -

Largura de contato b1 de cada roda dianteira m 0,50 0,40 0,20

Largura de contato b3 de cada roda traseira m 0,50 0,40 0,30

Largura de contato b2 de cada roda intermediária m 0,50 0,40 -

Comprimento de contato de cada roda m 0,20 0,20 0,20

Área de contato de cada roda m² 0,20 x b 0,20 x b 0,20 x b

Distância entre eixos m 1,50 1,50 3,00

Distância entre os centros de roda de cada eixo m 2,00 2,00 2,00

Trem Tipo Homogeneizado

No cálculo dos arcos ou vigas principais, permite-se, ainda, homogeneizar as cargas

distribuídas e subtrair das cargas concentradas dos veículos as parcelas correspondentes àquela

homogeneização, desde que não haja redução dos esforços solicitantes. Assim, o carregamento

móvel sobre essas peças pode ser simplificado como mostrado na figura (3.6), onde

362 ×

−=p

PPh .

Figura 6 – Simplificação para o carregamento móvel permitida pela NBR 7188/82 (ABNT, 1982)

CONVENCIONAL

p1

P

p2

PP

p1

PhPhPh

p2

HOMOGENEIZADO

Trens Tipos Especiais

Algumas Rodovias do estado de São Paulo, tendo em vista a utilização das mesmas para a

passagens de “Cargas Especiais” na época de sua execução, na fase de projeto, além do Trem Tipo

da norma vigente na época, eram verificadas para a passagem de Trem Tipo Especial conhecido

como “TT CESP”.Essas cargas especiais eram transformadores e turbinas destinados à Usinas

Hidroelédricas de propriedade das Centrais Elétricas de São Paulo (CESP).

Características do Trem Tipo Especial da “CESP”

PRINCIPAIS RODOVIAS DO ESTADO DE SÃO PAULO

(Histórico e Trens de Tipo de Projeto)

1-RODOVIA ANCHIETA (SP-150):

A construção do primeiro trecho de ligação do Planalto Paulista com a Baixada Santista iniciou-

se em 1937 e esta primeira etapa foi inaugurada em 13/03/1947.

O segundo trecho de Serra e o trecho da Baixada foram inaugurados em 09/07/1953.

Para a construção desta Rodovia foi criado uma comissão composta por engenheiros dos

quadros do DER denominada “SVT – Serviço Técnico da Via Anchieta”. O primeiro trabalho desta

comissão foi a elaboração de Normas e Procedimentos a serem adotados para a construção da

rodovia, fixando diretrizes gerais de projeto e o trem tipo a ser adotado para o projeto das Obras de

Arte.

O Trem Tipo adotado pela comissão previa a aplicação da carga de um compressor de 24 ton

junto com um caminhão de 12 ton (Notar que esse Trem Tipo é superior ao Trem Tipo classe I

adotado pela norma vigente naquela data – NB6/43)

A rodovia passou para a administração da concessionária ECOVIAS em 27/05/1998.

2-RODOVIA DOS IMIGRANTES (SP-160):

Para a construção desta rodovia foi criada a empresa DERSA – Desenvolvimento Rodoviário

S/A no ano de 1969.

A rodovia, projetada para o Trem Tipo classe 36 da NB6/60 e verificada para o Veículo

Especial da CESP, foi inaugurada em duas etapas sendo a primeira em 23/01/1974 compreendendo

o trecho do planalto e a Interligação com a Rodovia Anchieta (SP-041) e a segunda em 28/06/1976

(trecho de serra).

Passou para a concessionária ECOVIAS em 27/05/1998, no processo de privatização das

Rodovias.

3- RODOVIA PRESIDENTE CASTELLO BRANCO:

Esta rodovia teve inaugurado o seu primeiro trecho de 171 Km de São Paulo à “Torre de Pedra”

no dia 10/11/1968. Um segundo trecho da Torre de Pedra até Avaré foi inaugurado em 31/01/1971

e o terceiro trecho até Espírito Santo do Turvo teve inauguração em 04/1992.

São 302 Km de rodovia hoje administradas por 3 (trez) concessionárias:

VIAOESTE (inicio em 30/03/1998): Km 13+700 ao Km 79+380;

RODOVIA DAS COLINAS (inicio em 02/03/200): Km 079+380 ao Km 129+600

SPVIAS (inicio em 10/02/2000): Km 129+600 ao Km 315+034

4-RODOVIA DOS BANDEIRANTES (SP-348):

Chamada inicialmente de “Via Norte”, a Rodovia dos Bandeirantes na sua primeira etapa foi

projetada para o Trem Tipo classe 36 da NB6/60 e verificada para o Veículo Especial da CESP.

Esta primeira etapa foi inaugurada e entregue ao tráfego em 28/10/1978

(período de construção de 11/08/1976, data da assinatura do contrato à 28/10/1978)

A segunda etapa da Rodovia dos Bandeirantes (prolongamento), foi projetada para o Trem Tipo

classe 45 da NBR 7188/84

A rodovia encontra-se sob concessão da AUTOBAN desde 01/05/1998

5-RODOVIA AYRTON SENNA e RODOVIA CARVALHO PINTO (SP-070):

Chamada inicialmente de “Via Leste”, depois Rodovias dos Trabalhadores para em seguida ser

denominada Rodovia Ayrton Senna na sua primeira etapa (trecho entre São Paulo e Guararema) foi

projetada para o Trem Tipo classe 36 da NB6/60 e verificada para o Veículo Especial da CESP.

Esta primeira etapa foi construída entre 06/1980 e 30/04/1982 tendo sido inaugurada e entregue

ao tráfego em 01/05/1982

A segunda etapa de construção desta Rodovia, denominou-se Rodovia do Carvalho Pinto

(trecho entre Guararema e Taubaté), foi projetada para o Trem Tipo classe 45 da NBR 7188/84

tendo sido iniciada em 08/03/1990 e inaugurada em 23/12/1994