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ANAIS DO 5º CONGRESSO INTERNACIONAL SOBRE PATOLOGIA E REABILITAÇÃO DE ESTRUTURAS – CINPAR 2009 – 5oCINPAR0000 1 Anais do 5º Congresso Internacional sobre Patologia e Reabilitação de Estruturas CINPAR 2009 Junho / 2009 RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL E READEQUAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARREGAMENTO DA PONTE CARVALHO PINTO: UM TRABALHO DIFERENCIADO DE REABILITAÇÃO ESTRUTURAL Structural recovery and adequacy of the loading carry capacity of Carvalho Pinto’s Bridge: a differentiated work of structural rehabilitation Bauer, R. J. F., Giannini, F., Pivetta, S., Pegoretti, E., Ferreira, L. E. T. L. A. Falcão Bauer Centro Tecnológico de Controle da Qualidade Ltda. Rua Aquinos, 111, Água Branca, 05036-070, São Paulo, SP. Resumo No presente trabalho, a recuperação e a re-capacitação estrutural da Ponte Carvalho Pinto, situada na SP 255 sobre a Represa de Jurumirim e que interliga as cidades de Avaré e Itaí, é apresentada. Sob o enfoque da readequação da sua capacidade de carregamento, o conjunto estrutural foi inicialmente retro analisado com vistas à operação do tem-tipo da Classe 45, preconizado pela NBR 7188/84. Para tanto, provas de cargas quase estáticas foram levadas a efeito. Paralelamente, o conjunto estrutural foi minuciosamente inspecionado objetivando a identificação de anomalias e de regiões degradadas. Como atividades de particular relevância, destacaram-se, inicialmente, os serviços de inspeções submersas das fundações da estrutura, serviços que foram levados a efeito por meio de filmagens subaquáticas, seguidas de interpretações técnicas especializadas. Para tanto, equipes especializadas de mergulho foram utilizadas. Para a recuperação de diversas áreas degradadas, emersas e submersas, um plano de atividades de recuperação foi estabelecido de maneira a preservar a operação viária da estrutura. Os reforços estruturais contemplaram as travessas dos pilares da ponte, ao passo que as recuperações atingiram as diversas modalidades de elementos estruturais, especialmente os pilares, suas travessas e as estruturas de fundações. Os serviços subaquáticos de recomposição do concreto e de armaduras foram projetados, planejados e cuidadosamente executados utilizando argamassas epoxídicas e à base de poliamidas. Finalmente, as técnicas utilizadas nas operações de reforço e de recuperação, especialmente aquelas afetas aos elementos submersos, são apresentadas e discutidas em seus aspectos mais significativos. Palavra-Chave: inspeção estrutural, recuperação estrutural, reforço estrutural, recuperação submersa. Abstract In this paper, the structural recovery and rehabilitation of Carvalhos Pinto´s Bridge, built at SP 255, crossing the Jurumirim lake and linking the towns of Avaré and Itaí, are presented. Focusing the alteration of its load carry capacity, the structural system was firstly back analyzed to support the operation of the design traffic loading Class 45, as recommended by the Brazilian´s Standard NBR 7188/84. To this end, quasi-static load tests were primarily carried out. Besides this, the structural system was carefully inspected for structural anomalies and regions presenting degradations. As activities of particular relevance coming into sight, the works of underwater inspection of the bridge´s foundations are mentioned. These works were carried out by means of underwater films, followed of specialized technical interpretation. To do this, teams of expert divers were used. In order to recover several structural emerged and submersed regions presenting degradations, a plan of activities that took into account the continuous operation of the highway, was defined in advance. The structural reinforcements were applied to the supporting beams of transverse portal frames linking the columns. On the other hand, recovering activities were developed onto structural elements of different natures, particularly columns, transverse supporting beams and foundations structures. The underwater works of re-composition of steel reinforcements and concrete elements were planed, designed and carefully executed using polyamide and epoxy-based mortars. Finally, the techniques used to repair and reinforce, particularly those related with submerged elements, are presented and discussed in their significant aspects. Keywords: structural inspection, structural rehabilitation, structural reinforcement, underwater rehabilitation

RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL E READEQUAÇÃO DA … publicados/C_07...transversinas intermediárias foram protendidas por meio de 3 cabos, ao passo que as transversinas de apoio, com dois

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Junho / 2009

RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL E READEQUAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARREGAMENTO DA PONTE CARVALHO PINTO: UM TRABALHO

DIFERENCIADO DE REABILITAÇÃO ESTRUTURAL Structural recovery and adequacy of the loading carry capacity of Carvalho Pinto’s Bridge:

a differentiated work of structural rehabilitation

Bauer, R. J. F., Giannini, F., Pivetta, S., Pegoretti, E., Ferreira, L. E. T.

L. A. Falcão Bauer Centro Tecnológico de Controle da Qualidade Ltda. Rua Aquinos, 111, Água Branca, 05036-070, São Paulo, SP.

Resumo

No presente trabalho, a recuperação e a re-capacitação estrutural da Ponte Carvalho Pinto, situada na SP 255 sobre a Represa de Jurumirim e que interliga as cidades de Avaré e Itaí, é apresentada. Sob o enfoque da readequação da sua capacidade de carregamento, o conjunto estrutural foi inicialmente retro analisado com vistas à operação do tem-tipo da Classe 45, preconizado pela NBR 7188/84. Para tanto, provas de cargas quase estáticas foram levadas a efeito. Paralelamente, o conjunto estrutural foi minuciosamente inspecionado objetivando a identificação de anomalias e de regiões degradadas. Como atividades de particular relevância, destacaram-se, inicialmente, os serviços de inspeções submersas das fundações da estrutura, serviços que foram levados a efeito por meio de filmagens subaquáticas, seguidas de interpretações técnicas especializadas. Para tanto, equipes especializadas de mergulho foram utilizadas. Para a recuperação de diversas áreas degradadas, emersas e submersas, um plano de atividades de recuperação foi estabelecido de maneira a preservar a operação viária da estrutura. Os reforços estruturais contemplaram as travessas dos pilares da ponte, ao passo que as recuperações atingiram as diversas modalidades de elementos estruturais, especialmente os pilares, suas travessas e as estruturas de fundações. Os serviços subaquáticos de recomposição do concreto e de armaduras foram projetados, planejados e cuidadosamente executados utilizando argamassas epoxídicas e à base de poliamidas. Finalmente, as técnicas utilizadas nas operações de reforço e de recuperação, especialmente aquelas afetas aos elementos submersos, são apresentadas e discutidas em seus aspectos mais significativos. Palavra-Chave: inspeção estrutural, recuperação estrutural, reforço estrutural, recuperação submersa.

Abstract

In this paper, the structural recovery and rehabilitation of Carvalhos Pinto´s Bridge, built at SP 255, crossing the Jurumirim lake and linking the towns of Avaré and Itaí, are presented. Focusing the alteration of its load carry capacity, the structural system was firstly back analyzed to support the operation of the design traffic loading Class 45, as recommended by the Brazilian´s Standard NBR 7188/84. To this end, quasi-static load tests were primarily carried out. Besides this, the structural system was carefully inspected for structural anomalies and regions presenting degradations. As activities of particular relevance coming into sight, the works of underwater inspection of the bridge´s foundations are mentioned. These works were carried out by means of underwater films, followed of specialized technical interpretation. To do this, teams of expert divers were used. In order to recover several structural emerged and submersed regions presenting degradations, a plan of activities that took into account the continuous operation of the highway, was defined in advance. The structural reinforcements were applied to the supporting beams of transverse portal frames linking the columns. On the other hand, recovering activities were developed onto structural elements of different natures, particularly columns, transverse supporting beams and foundations structures. The underwater works of re-composition of steel reinforcements and concrete elements were planed, designed and carefully executed using polyamide and epoxy-based mortars. Finally, the techniques used to repair and reinforce, particularly those related with submerged elements, are presented and discussed in their significant aspects. Keywords: structural inspection, structural rehabilitation, structural reinforcement, underwater rehabilitation

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1 Introdução Obra de arte de reconhecida importância, que integra a malha viária do Estado de São Paulo (Vasconcelos, 1993), a Ponte Carvalho Pinto, situada na SP 255 sobre a Represa de Juru Mirim, interliga as cidades de Avaré e Itaí. Entregue ao tráfego no ano de 1962, a ponte apresenta extensão de 1000 m, subdivididos em 25 vãos de 40 metros, com largura total de 10,30 m e leito carroçável de 8,00 m. Tendo em vista a importância estratégica da ponte, sob o enfoque da sua inserção na malha viária do Estado, bem como a conjugação da idade relativamente avançada da estrutura com o aumento de tráfego previsto para a via, o desenvolvimento de um programa específico para a avaliação global da ponte tornou-se necessário. Esse programa baseou-se, inicialmente, na realização de inspeções especiais dos elementos do conjunto estrutural, com o cadastramento das anomalias existentes e definições relativas aos trabalhos de restauração necessários ao re-estabelecimento de condições de durabilidade e segurança estruturais. Para tanto, vistorias emersas e submersas foram levadas a efeito. Por outro lado, os materiais utilizados na construção da estrutura foram amostrados com vistas à determinação das suas características atuais de resistência. Contemplou o programa, ainda, a análise da adequação do conjunto estrutural às solicitações decorrentes do trem-tipo TB-45, de acordo com as características normativas indicadas na NBR-7188 (ABNT, 1982) que trata das cargas móveis em ponte rodoviária e passarela de pedestre. Para esse fim, provas de carga quase-estáticas de diferentes naturezas, foram levadas a efeito. Com vistas às comparações de desempenho, análises numéricas procedidas por meio do método dos elementos finitos foram igualmente realizadas. No que segue, as diversas fases envolvidas no desenvolvimento dos trabalhos passam a ser apresentadas. 2 Características gerais da ponte 2.1 Fundações As fundações da ponte são profundas, com blocos de 12 estacas Franki de diâmetro φ 52,0 cm por pórtico, com capacidade nominal da ordem de 1300 kN, na maioria dos apoios. Para os apoios correspondentes aos aterros de acesso (encontros da ponte), bem como para os apoios sobre a região do antigo leito do Rio Paranapanema, foram executados tubulões, parte a céu aberto e parte utilizando técnicas pneumáticas. Os apoios de extremidades estão assentes sobre dois tubulões, ao passo que os demais, sobre 4 tubulões com fuste de φ= 1,4 m e base alargada com φ= 3,0 m. 2.2 Mesoestrutura A mesoestrutura é formada por pórticos em concreto armado com altura de até 32,0m, constituídos por dois pilares misulados e contraventados por três vigas, situadas em diferentes níveis. As vigas-travessas, executadas nos topos dos pilares, são protendidas e

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apresentam trechos curtos em balanço que servem ao suporte das longarinas externas do tabuleiro. 2.3 Superestrutura A superestrutura da ponte é constituída por 25 tabuleiros semelhantes, com 40,0 m de vão, em grelha, formada por 4 (quatro) longarinas pré-moldadas protendidas pelo sistema Rudloff, uma transversina junto a cada apoio e 3 transversinas intermediárias. O conjunto é protendido também na direção transversal, o que permite considerar o tabuleiro como estrutura monolítica e em grelha, para a distribuição transversal de cargas. Ilustrações do conjunto estrutural da ponte são mostradas nas figuras 1 e 2.

Figura 1 – Vista do conjunto estrutural da ponte, na fase de recuperação das vigas-travessas.

Figura 2 – Vista inferior do tabuleiro da ponte.

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3 Premissas de projeto 3.1 Solicitações de serviço Para o desenvolvimento do projeto estrutural da obra, adotaram-se, à época, as cargas móveis previstas na norma técnica NB-6, correspondente às rodovias da Classe I. Conseqüentemente, foram consideradas solicitações provenientes de um rolo compressor do tipo C, com carga no tandem dianteiro de 100 kN, duas rodas traseiras com 70 kN cada, além de um caminhão do tipo C, com duas rodas dianteiras de 20 kN e duas rodas traseiras de 40 kN. A esse carregamento somou-se, ainda, uma sobrecarga de multidão aplicada sobre a pista e passeios, da ordem de 5 kN/m2. 3.2 Métodos construtivos e materiais Para a execução das peças em concreto protendido, o projetista adotou uma resistência σc28 igual a 32 MPa, ao passo que, para o concreto armado, a resistência de projeto adotada foi σc 28 = 20 MPa. As longarinas foram protendidas com 24 cabos de 12 fios de diâmetro 5,0 mm, a maioria ancorada nas faces superiores das vigas. A força final em cada cabo, após as perdas, foi da ordem de 200 kN, com protensão inicial de 260 kN. As transversinas intermediárias foram protendidas por meio de 3 cabos, ao passo que as transversinas de apoio, com dois deles. A laje da ponte é constituída por mesas de compressão das vigas pré-moldadas, intercaladas com trechos de concreto moldados no local, com 15 cm de largura e mesma espessura. A solidarização entre os trechos foi feita por meio de cabos transversais espaçados de 90 cm. A obra foi projetada e executada segundo as recomendações da norma técnica NB-2. 4 Programa de vistorias pormenorizadas 4.1 Vistorias emersas As vistorias foram realizadas sobre e sob o tabuleiro da ponte, assim como nos pilares, até o nível dágua, com o auxílio de um caminhão dotado de lança telescópica de longo curso, tendo consistido no levantamento e mapeamento de anomalias estruturais e patologias dos materiais. De forma geral, foram constatadas anomalias nas lajes dos tabuleiros, posicionadas em regiões próximas aos apoios, a exemplo de disgregações do concreto além de um estado de fissuração acentuado. Da mesma maneira, foram constatadas deficiências na armadura positiva nesses elementos, com o rompimento de diversos cabos de protensão transversal, responsáveis pela solidarização vigas longarinas. As vigas de travamento apresentam desagregação superficial generalizada e segregação em pontos localizados, assim como em locais de juntas de concretagem das peças, fenômeno observado tanto nas peças ao ar livre, quanto naquelas submersas. Nos pilares foram detectadas segregações generalizadas nas faces, especialmente nas regiões das juntas de concretagem.

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4.2 Vistorias subaquáticas As vistorias submersas tiveram por objetivo a inspeção de toda a estrutura de concreto armado da ponte (pilares, vigas de travamento e bloco de fundação) sob o nível d’água, com vistas ao cadastramento das anomalias estruturais. Para tanto, equipes de mergulhadores especializados iniciaram os trabalhos com a raspagem e escovação dos elementos estruturais. Posteriormente, as inspeções passaram a ser procedidas pormenorizadamente, através da utilização de câmeras especiais deslizantes. Alguns resultados dessas verificações são ilustrados nas figuras 3 e 4.

Figura 3 - Apoio 3, pilar P1 - Concreto segregado e armadura exposta e oxidada.

Figura 4 - Apoio 18, pilar P2 - concreto segregado com armadura exposta e oxidada.

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Os resultados desses trabalhos foram planilhados relativamente às anomalias detectadas e documentados por meio de fotografias e gravações em fitas de vídeo “VHS”. Nessas vistorias constataram-se anomalias de diversas naturezas. Citam-se como exemplo, a desagregação de grande monta do concreto estrutural, segregações diversas em pontos localizados (com maior incidência nos locais de junta de concretagem), armaduras expostas e oxidadas nos locais de ocorrência de segregação, assim como disgregação do material com exposição e oxidação da armadura em regiões discretas. Os blocos de fundações do pilares apresentam, em sua maioria, a parte superior exposta e a base assoreada, não tendo sido constatadas anomalias na superfície do concreto. 5 Provas de carga quase-estáticas As provas de carga foram levadas a efeito com o objetivo de constatar-se, especialmente, a capacidade portante das vigas longarinas e das lajes do tabuleiro. As operações consistiram na definição de critérios de carregamento, monitoração da deformabilidade estrutural e acompanhamento da integridade estrutural durante a execução dos ensaios. O carregamento de prova foi definido com base na Norma Brasileira NBR-9607 (ABNT, 86). Paralelamente, e para fins de comparação, a capacidade da estrutura foi analisada computacionalmente, utilizando-se o método dos elementos finitos. 5.1 Prova de carga nas vigas longarinas O carregamento foi realizado com a utilização de oito caminhões tipo basculante carregados com pedra britada, sendo a carga total de cada caminhão, aferida em balança, igual a 300 kN. O carregamento máximo de ensaio foi mantido por 24 h. 5.1.1 Monitoramento estrutural As quatro vigas longarinas foram monitoradas com o auxílio de réguas metálicas milimetradas, reforçadas com perfis metálicos, fixadas no meio do vão por meio de pinos tipo Walsiva. Foram medidos, ainda, os deslocamentos relativos entre as longarinas e as respectivas vigas-travessas, junto aos aparelhos de apoio. Para leitura dos deslocamentos verticais foi instalado um nível óptico tipo N3 com leitura direta e compensador automático, apoiado sobre uma plataforma montada sobre perfis metálicos fixados nos apoios das vigas travessas. Leituras em vazio foram procedidas durante o dia anterior ao dia de início do ensaio, com o objetivo de avaliar-se a sensibilidade da estrutura, relativamente às variações térmicas. Durante a prova de carga as leituras foram procedidas após cada etapa de carregamento, com intervalos de cinco minutos, até a estabilização estrutural. A temperatura ambiente junto aos aparelhos de medição foi registrada a cada etapa de leitura, bem como as características de clima no momento. A cada etapa de carregamento, procedeu-se o acompanhamento visual do comportamento da estrutura, relativamente à manifestação de eventuais anomalias, especialmente no que diz respeito ao estado de fissuração, tanto ao longo do vão estrutural, quanto nas regiões dos apoios.

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5.2 Prova de carga nas lajes do tabuleiro A realização de prova de carga na laje teve por objetivo a avaliação do comportamento do capeamento executado nos tabuleiros, em virtude da constatação de deficiências da armadura positiva destes elementos. O trecho entre vigas transversinas que apresentou o maior número de cabos transversais protendidos rompidos, foi o local determinado para a execução da prova de carga na laje. Na definição do carregamento, procurou-se limitar as cargas concentradas sobre a laje de tal maneira a não superar em mais de 20% o valor previsto para o TT-45 (com impacto), o que resultou em uma carga da ordem de 100 kN. O carregamento foi realizado com a utilização de duas caixas d’água em fibra de vidro com capacidade para 20.000 litros cada, dispostas lado a lado sobre um estrado em estrutura metálica. Os perfis metálicos principais foram apoiados sobre calços de madeira, de forma a concentrar a aplicação da carga na laje. 5.2.1 Monitoramento estrutural Os deslocamentos verticais da laje, relativos à região ensaiada foram medidos com o emprego de transdutores de deslocamento, marca Mitutoyo e Digimess, com precisão de leitura da ordem de 0,01 mm. O plano de leituras foi análogo àquele descrito para a prova de carga nas vigas longarinas.

6 Análise dos resultados das inspeções e discussões 6.1 Danos estruturais verificados Por hipótese, a disgregação do concreto verificada em regiões do tabuleiro da ponte foi induzida por impactos mecânicos nessas regiões, com conseqüente exposição e posterior oxidação da armadura de reforço do concreto. Na realidade, as fissuras, muitas apresentando sinais de carbonatação, podem ter origens diversas, a exemplo de efeitos termomecânicos, combinados ou não com a microfissuração decorrente do fenômeno de retração do concreto nas primeiras idades. Conjugam-se a essas possibilidades, as fortes conseqüências da insuficiência de armadura, quer transversal, quer longitudinal, nos trechos de laje moldados in loco entre as longarinas, assim como a adequada ancoragem dessas armaduras aos elementos pré-moldados. Como conseqüência, infiltrações foram observadas na junção entre as longarinas pré-moldadas e os trechos moldados in loco das lajes, cuja ligação se dá, majoritariamente, pelas ações da protensão transversal. Por outro lado, a carbonatação constatada em muita dessas fissuras decorre de reações químicas entre os componentes químicos do cimento hidratado, especialmente o hidróxido de cálcio, e o dióxido de carbono presente no ar, dando origens ao carbonato de cálcio e à água, de acordo com a equação que segue (NEVILLE, 1982; METHA e MONTEIRO, 1994):

Ca (OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (Equação 1)

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A carbonatação, inofensiva ao concreto, não se constitui unicamente em anomalia de caráter estético. Trata-se de fenômeno nocivo, visto que a mesma promove a diminuição da alcalinidade do concreto (pH em torno de 13) afetando, consequentemente, a proteção do aço contra a oxidação. Esse fenômeno é comumente denominado despassivação e pode decorrer, igualmente, da interação com ions cloreto (CARMONA e HELENE, 2006; FIGUEIREDO, 2007). Como referido, nos pilares da estrutura foram detectadas segregações do concreto, acompanhadas de exposição de armaduras em pontos isolados, fato que pode ter decorrido do método de adensamento utilizado, da dosagem inadequada do material, ou ainda, da falta de estanqueidade das formas utilizadas na moldagem dos elementos. Entretanto, esses componentes estruturais foram os que apresentaram maior número de anomalias significativas, inclusive com o comprometimento da seção transversal, em alguns casos. 6.2 Resultados das provas de carga De acordo com o ACI 318-02, (ACI, 1982), a estrutura pode ser considerada aprovada se a flecha residual, ao final da campanha de leituras não superar 20% da flecha máxima atingida no ensaio de peças protendidas, e 25% para elementos em concreto armado. Por outro lado, esta verificação é dispensada para as peças em que δmax ≤ L2/(20000 h), onde δmax é a flecha máxima, h a altura da viga e L, o vão teórico. Vale lembrar que a essas recomendações brasileiras adotam o limite de 25% para a flecha residual total, sem fazer distinção, entretanto, entre peças de concreto armado ou de concreto protendido. Com relação ao estado de fissuração, situação próxima da combinação freqüente prevista na NBR-6118 (ABNT, 2003), não se permite o aparecimento de fissuras para a primeira etapa de carregamento. Para a carga final de ensaio, eventuais fissuras de flexão são permitidas com abertura característica de até 0,2 mm. Junto aos apoios, adotou-se, para todo o ensaio, a restrição aceita na primeira etapa de carga. De acordo com os processamentos efetuados na verificação à flexão, obteve-se na carga final de ensaio fatores de carregamento, ψ, iguais a 1,06 e 1,08, para as vigas longarinas externa e interna, respectivamente. Relativamente às lajes, a verificação à flexão conduziu, também na carga final de ensaio, a um fator de carregamento, ψ, de 0,90. De acordo com as prescrições da NBR-9607/86 esse valor se enquadra no intervalo 0,5 < ψ ≤ 1,0. Comparativamente, citam-se estudos realizados com base em um grande número de provas de carga realizadas na Suíça, comuns naquele país para aceitação de obras de arte, nos quais se adota 85% da carga de serviço como valor alvo para a carga final de ensaio (MOSES et al., 1994). 7 Recuperações estruturais 7.1 Recuperações submersas As recuperações dos trechos de pilares submersos foram executadas com argamassa a base de epóxi poliamida, com espessuras de até 70 mm. Para tanto, todas as áreas

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adjacentes às anomalias foram preliminarmente verificadas, e posteriormente limpas, superficialmente, utilizando escova de aço; em cada caso, avaliou-se também a espessura da anomalia através de quebra do concreto. Quando da ocorrência de armaduras com perdas de seção superiores a 20% ou mesmo seccionadas, executaram-se complementações com barras de aço de diâmetro semelhante. Posteriormente e observando-se as particularidades de cada caso, procederam-se à demarcação da área de corte, considerando-se a formação de figuras geométricas retangulares. Essas figuras foram determinadas com folgas da ordem de 5 cm relativamente à região anômala, em todo o perímetro. A seqüência de atividades de recuperação adotada é a que se apresenta: 1. Remoção do concreto segregado, com utilização de ponteiro e marreta até

encontrar-se concreto resistente, evitando-se a formação das cavidades com aberturas ou superfícies voltada para o lado de dentro do reparo;

2. Quando da ocorrência de armadura exposta, proceder a limpeza do aço através de escovamento enérgico, utilizando escova de aço;

3. Verticalmente, se houver armadura exposta com estribos seccionados e área de reparo for superior a 1/10 da altura do pilar ou ultrapassar a três estribos espaçados entre si em até 20 cm, fazer os reparos em etapas correspondentes ao espaçamento entre três estribos por vez;

4. No decorrer do corte quando a armadura ficar com a seção exposta, superior a 50%, remover todo o concreto ao redor da barra de aço, deixando espaço livre de 1,0 a 1,5 cm;

5. Recompor a seção cortada em camadas, alternando aplicação de massa epóxi em espessura de 1,0 a 1,5 cm, e brita nº 1 limpa, colocada manualmente e compactada com um soquete de madeira com diâmetro de 1” aplicando golpes leves sobre os agregados. A quantidade de agregado graúdo (brita 0) deve ser limitada em até 30% da quantidade de massa epóxi e a colocação deve ser procedida superficialmente, distribuído-se o agregado, uniformemente, sobre toda a área;

6. Proceder o acabamento com aplicação de massa epóxi na ultima camada em espessura media de 5 mm; em seguida, alisar a massa com uma desempenadeira de madeira ou borracha;

7. Em situações onde o reparo ocorrer nas bordas dos pilares, providenciar uma forma lateral para confinar a aplicação da massa epóxi e pedrisco;

8. A mistura da massa epóxi deve ser feita manualmente, misturando a massa de cor amarela sobre a massa de cor preta até ficar homogênea em textura e com uma cor verde escuro;

9. Se ocorrer o desplacamento entre camadas, diminuir a espessura e refazer o reparo em etapas. Neste caso os agregados colocados manualmente devem ficar expostos e massa epóxi deve ser escovada deixando a superfície rugosa.

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Em todos os casos foram moldados quatro corpos-de-prova cilíndricos (5x10)cm para ruptura aos 7 e 90 dias. As figuras 5 e 6 ilustram reparos executados segundo a técnica anteriormente exposta.

Figura 5 - Execução de reparos submersos com argamassa epoxídica em pontos localizados

Figura 6 - Execução de reparos submersos com argamassa epoxídica em pontos localizados

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7.2 Recuperações emersas As ações reparadoras estiveram associadas, de um lado, às obras de reconstituição das seções dos pilares que apresentam segregação do concreto, em alguns casos já com redução relevante da seção transversal, cujo progresso poderia culminar com o comprometimento da estabilidade do conjunto estrutural. Por outro lado, nos demais elementos da estrutura, a recuperação referiu-se a ações localizadas, relacionadas com a durabilidade e com objetivo de restabelecerem-se as características originais da obra em questão. Os procedimentos reparadores referiram-se, de forma geral, às seguintes anomalias:

• concreto disgregado com armadura exposta e oxidada; • concreto segregado com armadura exposta e oxidada; • concreto desagregado; • fissuração.

Assim, as recuperações das regiões emersas consistiram, basicamente, da injeção de fissuras com aberturas inferiores e superiores a 2 mm. Para tanto, diferentes técnicas executivas, a exemplo da metodologia de estucamento seguido de pintura epoxídica ou a dos entalhes em “V” com furos comunicantes, foram utilizadas. Em todos os casos, procurou-se eleger a técnica mais adequada à solução do reparo. As recuperações do concreto estrutural disgregado, com e sem exposição de armaduras, as recuperação de trechos de concreto segregado ou desagregado, assim como a recomposição de armaduras de diferentes naturezas, seguiram as metodologias adotadas e/ou desenvolvidas pela L. A. Falcão Bauer, cuja descrição, por sua extensão, foge ao escopo do presente artigo. 8 Conclusões Os esforços solicitantes obtidos para o trem-tipo original, com o processamento do modelo proposto, incluindo as cargas permanentes, praticamente coincidem com aqueles apresentados na memória de cálculo, obtidos manualmente. Os esforços solicitantes, característicos, obtidos para o Trem-tipo Classe 45, incluindo as cargas permanentes, quando comparados com aqueles do Trem-tipo original, são cerca de 5% superiores nas longarinas internas, e 10% nas longarinas externas. Entretanto, as verificações experimentais mostram que o tabuleiro atende aos esforços solicitantes para a Classe 45, considerando os Estados Limites Últimos e os Estados Limites de Utilização, não só para as condições de projeto, como também para as dimensões da alma das longarinas e carga de pavimento existente. Referências ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7188 Cargas Móveis em Ponte Rodoviária e Passarela de Pedestres – Procedimento. Rio de Janeiro (RJ): ABNT, 1982.

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Anais do 5º Congresso Internacional sobre Patologia e Reabilitação de Estruturas

CINPAR 2009

Junho / 2009

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-9607, Prova de Carga em Estruturas de Concreto Armado e Protendido”. Rio de Janeiro (RJ): ABNT, 1986. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-6118, Projeto de estruturas de concreto - procedimento. Rio de Janeiro (RJ): ABNT, 2003. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE, ACI 318-02, Building Code Requirements for Structural Concrete, Farmington Hills, Michigan (USA): ACI, 1999. CARMONA, T. G.; HELENE, P. R. L. Modelos de previsão da despassivação das armaduras em estruturas de concreto sujeitas à carbonatação. Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, BT/PCC/425, Departamento de Engenharia de Construção Civil, São Paulo (SP): USP, 2006. FIGUEIREDO, E. P. Corrosão e Degradação dos Materiais. In: Isaia, G. C. (Ed.), Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais, vol. 2, São Paulo: Instituto Brasileiro do Concreto, IBRACON, 2007. MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: Estrutura, Propriedades e Materiais. São Paulo (SP): Editora Pini, 1994. MOSES et al. Applications of Field Testing to Bridge Evaluation, Journal of Structural Engineering, vol.120, n. 6, 1994. NEVILLE, A. M. Propriedades do Concreto. São Paulo (SP): Editora Pini, 1982.

VASCONCELOS, A. C. Pontes Brasileiras - Viadutos e Passarelas Notáveis, São Paulo (SP): Editora PINI, 1993.