PROJETAR PONTES COM DURABILIDADE - abpe.org.br · INFELIZMENTE, A DETERIORAÇÃO DAS CONSTRUÇÕES DE BETÃO (CONCRETO) TORNOU-SE UM PROBLEMA REAL. 7/89 Projetar Pontes com Durabilidade

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Projetar Pontes com Durabilidade

IABSE

F. BRANCO

PROJETAR PONTES

COM DURABILIDADE

2/89


IABSE

O CONCEITO DE PROJETAR

PONTES COM DURABILIDADE

EXISTE DESDE A ANTIGUIDADE

...

3/89


IABSE

AS PONTES ERAM FEITAS EM PEDRA

(MATERIAL MAIS DURÁVEL)

PARA REDUZIR A SUA DEGRADAÇÃO

4/89


IABSE

NO SEC.XVIII AS PONTES DE FERRO,

ERAM PINTADAS PARA PROTEÇÃO DA

CORROSÃO

5/89


IABSE

COM O APARECIMENTO DO BETÃO

(CONCRETO) NO SÉC. XX, PENSOU-SE QUE

O PROBLEMA DA CORROSÃO DO AÇO

ESTAVA RESOLVIDO.

O AÇO ESTAVA BEM PROTEGIDO

DENTRO DO BETÃO (CONCRETO)...

6/89


IABSE

... INFELIZMENTE, A DETERIORAÇÃO DAS

CONSTRUÇÕES DE BETÃO (CONCRETO)

TORNOU-SE UM PROBLEMA REAL.

7/89


IABSE

COMO PROJETAR AS NOVAS

PONTES MAIS DURÁVEIS ?

8/89


IABSE

1. UMA

PONTE

PARA

120 ANOS

9/89


IABSE

DECivil

LISBOA E O

RIO TEJO

10/89


IABSE

A PONTE 25 DE ABRIL

NO FIM DOS ANOS 90

11/89


IABSE

DECivil

PONTE VASCO DA GAMA - 12KM

12/89


IABSE

EXIGIDO EM CONCURSO

UMA

VIDA ÚTIL DE 120 ANOS

13/89


IABSE

O QUE É MESMO A

VIDA DE UMA PONTE ?

VIDA

FUNCIONAL

VIDA

ESTRUTURAL

ECONOMISTAS ENGENHEIROS

14/89


IABSE

2. VIDA ÚTIL

FUNCIONAL

15/89


IABSE

COMO SE RECUPERA O

INVESTIMENTO NUMA PONTE ?

TEMPO POUPADO NA TRAVESSIA

X

TRÁFEGO

X

RENDIMENTO PER CAPITA

X

ANOS DE VIDA FUNCIONAL

16/89


IABSE

VIDA FUNCIONAL

Termina quando

há custos funcionais

17/89


IABSE

COMO PREVER

A VIDA FUNCIONAL ?

REALIZAR ESTUDOS DE TRÁFEGO

DEFINIR NÚMERO DE VIAS

18/89


IABSE

PREVISÕES DE TRÁFEGO NAS 2 PONTES

19/89


IABSE

VIDA FUNCIONAL – P. V. GAMA

SOLUÇÃO COM 3 / 4 VIAS

20/89


IABSE

3. VIDA ÚTIL

ESTRUTURAL

21/89


IABSE

OBJECTIVO DA

VIDA ÚTIL ESTRUTURAL:

GARANTIR A SEGURANÇA E

A FUNCIONALIDADE DA

PONTE

22/89


IABSE

3.1 SEGURANÇA

ESTRUTURAL

23/89


IABSE

OS CÓDIGOS DEFINEM A

SEGURANÇA

ESTRUTURAL PARA VIDAS

DE 50 ANOS.

24/89


IABSE

O QUE

ACONTECE

AO FIM DE

50 ANOS?.

A PONTE

COLAPSA?

25/89


IABSE

O QUE SIGNIFICA UMA

VIDA ESTRUTURAL DE 50 ANOS?

NORMAS (MATERIAS E ACÇÕES) PROJECTO

P ( A > R ) < 7.10-5

1 em 15.000

SE NÃO OCORRER DEGRADAÇÃO !!

SIGNIFICADO:

26/89


IABSE

O QUE SIGNIFICA UMA

VIDA ESTRUTURAL DE 50 ANOS?

NORMAS (MATERIAS E ACÇÕES) PROJECTO

P ( A > R ) < 7.10-5

1 em 15.000

SE OCORRER DEGRADAÇÃO !!

SIGNIFICADO:

27/89


IABSE

QUE FAZER PARA

PROJECTAR PARA 120 ANOS ?

NORMAS (ACÇÕES)

P ( A > R ) < 7.10-5

b = 3.8

AUMENTAR

MANTER O

CRITÉRIO

PROJECTO

SE NÃO OCORRER DEGRADAÇÃO !!

28/89


IABSE

SEGURANÇA

ESTRUTURAL

PARA 120 ANOS

NA P. V. GAMA

29/89


IABSE

CONTROLE PASSIVO

PARA A ACÇÃO SÍSMICA

30/89


IABSE

INSTABILIDADE AERODINÂMICA

31/89


IABSE

3.2 DEGRADAÇÃO

DO BETÃO (CONCRETO)

ARMADO

32/89


IABSE

VIDA DA PONTE DURABILIDADE

A DEGRADAÇÃO COMEÇA NA INAUGURAÇÃO

AS PROBABILIDADES

DE COLAPSO AUMENTAM

A VIDA FUNCIONAL

É AFECTADA

CUSTOS DE

MANUTENÇÃO

AO LONGO DA VIDA

33/89


IABSE

3.2.1 OS MECANISMOS DE

DEGRADAÇÃO EM BETÃO

(concreto)

34/89


IABSE

a. DEGRADAÇÃO DO BETÃO

-REACÇÃO

ALCALI - SILICA

(aumento de

volume das britas)

- GELO-DEGELO, ATAQUE ÁCIDO, SULFATOS

35/89


IABSE

b. CORROSÃO DE ARMADURAS

-CARBONATAÇÃO

(alteração do PH do betão devida à penetração

do CO2 atmosférico)

-ATAQUE DOS CLORETOS

(penetração dos cloretos no interior do betão,

quer em meios marinhos, quer pela acção

humana)

36/89


IABSE

A CORROSÃO

1.OXIDAÇÃO DAS ARMADURAS;

2.CORROSÃO SUPERFICIAL;

3.FISSURAÇÃO DO BETÃO POR EXPANSÃO DAS

ARMADURAS CORROÍDAS;

4.DESCASQUE DO BETÃO E EXPOSIÇÃO DAS

ARMADURAS AO AR;

5.CORROSÃO COM REDUÇÃO DA SECÇÃO DAS

ARMADURAS.

37/89


IABSE

3.2.2 DURABILIDADE ATÉ

50 ANOS

38/89


IABSE

VIDA ESTRUTURAL DE 50 ANOS

PARA OBRAS COM VIDA ÚTIL ATÉ

CERCA DE 50 ANOS, O PROJECTO DE

DURABILIDADE DEVE SEGUIR A

REGULAMENTAÇÃO (ENV 206)

39/89


IABSE

VIDA ÚTIL 50 ANOS Regulamento

(ENV 206)

1. ESCOLHA DE

AMBIENTE CONDICIONANTE

. CARBONATAÇÃO

. ATAQUE DE CLORETOS (SALINO)

. ATAQUE DE CLORETOS (OUTRO)

. CICLOS GELO-DEGELO

. ATAQUE QUÍMICO

. CARBONATAÇÃO

40/89


IABSE


(ENV 206)

2. ESCOLHA DE CONDIÇÕES

CARBONATION

(ex.: CARBONATAÇÃO)

41/89


IABSE


(ENV 206)

3. ESCOLHA DE MATERIAIS

(ex.: CARBONATAÇÃO)

42/89


IABSE

3.2.3 DURABILIDADE PARA

MAIS DE 50 ANOS

43/89


IABSE

VIDA ESTRUTURAL > 50 ANOS

PARA PONTES COM VIDA SUPERIOR A

50 ANOS, O PROJECTO DE

DURABILIDADE DEVE UTILIZAR

MODELOS DE DEGRADAÇÃO DOS

MATERIAIS

44/89


IABSE

VIDA 120 ANOS MODELOS DE

DEGRADAÇÃO

MODELO DA

CARBONATAÇÃO

INICIAÇÃO DA CORROSÃO

dc = k . t 0.5

dc – profundidade de carbonatação

t – tempo (anos)

k – coeficiente de carbonatação

dc

AÇO

RECOBRIMENTO

(1 – 8 mm/ano 0.5)

45/89


IABSE COEFICIENTE DE CARBONATAÇÃO NATURAL EM 100 CASOS

46/89


IABSE

Knat Kacel

(5 semanas)

CORRELAÇÃO: AMBIENTE NATURAL – ENSAIOS ACELERADOS

47/89


IABSE

Knat = Kacel / Factor

XC3 (Prot. chuva) XC4 (Chuva e seco)

48/89


IABSE

1º K acel (5 SEMANAS)

3º RECOBRIMENTO (para 120 anos)

dc = Knat V t120

PROJECTO PARA 120 ANOS

2º Knat = Kacel / 9,9 (XC3)

49/89


IABSE

3.2.4 INSPEÇÃO E

MONITORIZAÇÃO

50/89


IABSE

3.2.4 INSPEÇÃO E

MONITORIZAÇÃO

DURANTE A

CONSTRUÇÃO

51/89


IABSE

CONTROLO DOS

RECOBRIMENTOS

52/89


IABSE

CONTROLO DAS PROPRIEDADES

DOS MATERIAIS

53/89


IABSE

3.2.4 INSPEÇÃO E

MONITORIZAÇÃO

EM

SERVIÇO

54/89


IABSE

INSPEÇÃO DE PONTES

55/89


IABSE

CORRIGIR AS HIPÓTESES DE PROJECTO:

A. COMPORTAMENTO ESTRUTURAL

B. VIDA DOS EQUIPAMENTOS

C. CONTROLO DA VIDA ÚTIL DA PONTE

OBJECTIVOS DA MONITORIZAÇÃO

EM SERVIÇO

56/89


IABSE

O QUE MONITORAR? O QUE INSPECCIONAR

1. OK

2. VIGILÂNCIA

3. MANUTENÇÃO

NÍVEIS DE COMPORT. PRÉ-DEFINIDOS

57/89


IABSE

ENSAIO DE

CARGA

VALORES DE

REFERÊNCIA


ESTÁTICO

58/89


IABSE

ENSAIO

DINÂMICO

FREQUÊNCIAS

DE

REFERÊNCIA


59/89


IABSE

60/89


IABSE

MONITORIZAÇÃO

ON LINE - vento, visibilidade

- Deslocamentos em juntas

MONITORIZAÇÃO

POR DISPARO

- Vibrações sísmicas

61/89


IABSE


PROJECTO

DE ACESSO A:

. ENCONTROS

. APOIOS

. JUNTAS

. SISTEMA DE

DRENAGEM

62/89


IABSE

SUBSTITUIÇÃO

DE JUNTAS

CONCEÇÃO

FLEXÍVEL


63/89


IABSE

SUBSTITUIÇÃO

DE APOIOS

CONCEÇÃO

FLEXÍVEL


64/89


IABSE

K real = dc / 120 0.5

dc – profundidade de carbonatação

t – tempo (anos)

k – coeficiente de carbonatação

dc

AÇO

RECOBRIMENTO


65/89


IABSE

….E QUANDO SE FALHA NO PROJECTO

PODE-SE DEFINIR ATEMPADAMENTE UM

PROGRAMA DE PROTEÇÃO

K real > K proj


66/89


IABSE

PROTEÇÃO DAS PINTURAS NA

CARBONATAÇÃO (Vimal Meggi)

67/89


IABSE

REDUÇÃO DA CARBONATAÇÃO

EM 100 ANOS

68/89


IABSE

3.2.5 CLARO QUE HÁ

SEMPRE PROBLEMAS !

69/89


IABSE

A REALIDADE

NA

P. V. GAMA

70/89


IABSE

VIDA 120 ANOS MODELOS DE

DEGRADAÇÃO

SIGNIFICADO DO

FIM DA VIDA ÚTIL

AO FIM DE 120 ANOS NÃO HAVER CORROSÃO

(INICIAÇÃO) EM ARMADURAS PRINCIPAIS

71/89


IABSE

PROBLEMAS NA

P. V. GAMA

72/89


IABSE

1. RECOBRIMENTOS ELEVADOS

(7,0 CM)

73/89


IABSE

2. ARMADURAS DESLOCADAS

EM COLUNAS

74/89


IABSE

PROTEÇÃO COM FIBRA DE VIDRO

75/89


IABSE

MONITORIZAÇÃO DE OUTROS TIPOS DE

PROTECÇÕES

AÇO INOX PROTECÇÃO

CATÓDICA

76/89


IABSE

4. A CONCEPÇÃO

INTEGRADA

77/89


IABSE

PROJECTO

CONSTRUÇÃO

VIDA ÚTIL

DEMOLIÇÃO

AUMENTAR O CICLO DE VIDA

DE 50 PARA 100 ANOS

PROJECTO COM DURABILIDADE

CONSTRUÇÃO COM QUALIDADE

SISTEMA DE GESTÃO DA

MANUTENÇÃO

78/89


IABSE

PROJECTO

a) ESCOLHA DE MATERIAIS E

RECOBRIMENTOS

b) CONCEÇÃO COM FLEXIBILIDADE

c) PROJECTO DE INSPEÇÃO E

MONITORIZAÇÃO

1. PROJECTO DE DURABILIDADE

79/89


IABSE

CONTROLO DE QUALIDADE

- PROPRIEDADES DOS MATERIAIS

- RECOBRIMENTOS

2. CONSTRUÇÃO DE QUALIDADE

80/89


IABSE

3. SISTEMA DE GESTÃO

MONITORIZAR / INSPECIONAR

- COMPORTAMENTO DA ESTRUTURA

- MATERIAIS ESTRUTURAIS

- EQUIPAMENTOS

81/89


IABSE

5. O FUTURO

E OS

MATERIAIS

COMPÓSITOS

82/89


IABSE

OS NOVOS

MATERIAIS

-LEVEZA

-ELEVADA RESISTÊNCIA

-ELEVADA DURABILIDADE

GRC

CFRP

GFRP

83/89


IABSE

Glass

Reinforced

Cement

84/89


IABSE

Ponte 100% compósita

Perfis de GFRP (Kolding Bridge)

Reforço com laminados de CFRP

Betão com varões de GFRP

Tabuleiro pré-fabricado em GFRP (Mill Creek Bridge)

85/89


IABSE

86/89


IABSE

87/89


IABSE

88/89


IABSE

89/89


IABSE

A VIDA DE UMA PONTE COMEÇA NO

1º DIA DO SEU PROJECTO

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