ǁ SIMPÓSIO SUL CAPIXABA DE ENGENHARIA26 A 30 DE SETEMBRO DE 2016

Jordan Zanetti GavaKaique Zanetti Gava

SUGESTÃO POR UM POSSÍVEL MECANISMO DE RUPTURA DO VIADUTO GENERAL OLYMPIO MOURÃO

FILHO - MG

Cachoeiro de Itapemirim – ESSetembro de 2016

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ǁ SIMPÓSIO SUL CAPIXABA DE ENGENHARIA26 A 30 DE SETEMBRO DE 2016

SUGESTÃO POR UM POSSÍVEL MECANISMO DE RUPTURA DO VIADUTO GENERAL OLYMPIO MOURÃO FILHO - MG

TIP FOR A POSSIBLE VIADUTO BREAK MECHANISM GENERAL OLYMPIO MOURÃO SON – MG

BRITO, Frederico Cunha1

GAVA, Jordan Zanetti2

GAVA, Kaique Zanetti3

RESUMO

O presente trabalho expõe alguns aspectos de colapsos de ponte e seus impactos resultantes. Com o crescimento populacional urbano, percebemos que a cada dia novas construções, reformas ou modificações são realizadas, onde as mesmas, em muitos casos, sofrem alterações sem uma avaliação precisa, deixando quesitos importantes esquecidos ou subestimados, causando grandes transtornos à população. Muito vem se discutindo sobre as possíveis causas do desabamento de parte do tabuleiro do Ramo Sul do Viaduto General Olympio Mourão Filho em Minas Gerais. Este artigo está baseado apenas nas informações obtidas na mídia (notícias de jornais, televisão) e nos dados do projeto estrutural disponibilizados na internet para consulta pública. O objetivo desse estudo foi obter uma visão crítica a respeito das pequenas incompetências que possa surgir em qualquer construção de pequeno, médio ou grande porte, sobretudo, sugerir melhorias e análise a respeito da falta de fiscalização e acompanhamento técnico, realização de um bom projeto de solo e principalmente estrutural visando acima de tudo o custo benefício. Foram um dos fatores que contribuíram para o desabamento de alguns pilares por vários motivos.

Palavras-chave: desabamento; fiscalização; pilares; custo benefício.

ABSTRACT1Professor orientador: professor de estruturas, Centro Universitário São Camilo-ES, professor.estruturas@outlook.com. Cachoeiro de Itapemirim-ES, setembro de 2016.2 Graduando do Curso de eng. civil do Centro Universitário são Camilo-ES, jordanzanetti@hotmail.com.3 Graduando do Curso de eng. civil do Centro Universitário são Camilo-ES, kaiquegava@hotmail.com.

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This work presents some aspects of collapses of buildings and their impacts. With urban population growth, we see that every day new buildings, renovations or modifications are performed, where the same in many cases, suffer changes without an accurate assessment, leaving important questions overlooked or underestimated, causing great inconvenience to the public. Much has been discussed about the possible collapse of the causes of the South Branch of the board Overpass General Olympio Mourao Filho in Minas Gerais. This article is based only on information obtained in the media (newspaper articles, TV) and the structural design data available on the internet for public consultation. The aim of this study was to obtain a critical view about the small incompetence that may arise in any small building, medium or large, especially, suggest improvements and analysis about the lack of oversight and technical support, development of a good project soil and mainly structural aiming above all money. They were one of the factors that contributed to the collapse of some pillars for several reasons.Keywords: collapse; oversight; pillars; cost benefit.

Keywords: collapse; oversight; pillars; cost benefit.

INTRODUÇÃO

Dentre os inúmeros problemas que afetaram a ponte em Minas Gerais, particularmente importante é os problemas estruturais e a falta de fiscalização no decorrer do projeto e na construção da obra, entre outros motivos que contribuíram para essa situação catastrófica, tais como, ruptura de uma seção transversal do caixão fechado, no P3 a projeção do topo do pilar sobre a linha de estacas ultrapassa o eixo dos pares intermediários em 10 cm, deformação da “cabeça” da estaca, ocorrência de afundamento da estaca, arraste e/ou atrito entre os elementos pilar e bloco, deslocamento horizontal da estaca de 40 cm considerando o eixo vertical, valores diferente entre os espaçamentos das barras, presença de barras no perímetro da seção transversal. Do ponto de vista físico uma construção de ponte nada mais é do que a interligação racional entre diversos materiais e componentes. Não existe nenhum material infinitamente resistente; todos os materiais podem apresentar trincas ou romper-se sob a ação de um determinado nível de carregamento, nível este que não deverá ser atingido, sob a pena de ter componentes trincados ou rompidos na ponte.

MATERIAIS E MÉTODOS

DESCRIÇÃO SUCINTA DA ESTRUTURA NO TRECHO ACIDENTADO

Figura 1 – Planta do viaduto General Olympio Mourão Filho

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FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

Figura 2 – Formas do pilar e do bloco de estacas do P3

FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

A protensão longitudinal do tabuleiro é aplicada nas duas nervuras por meio de cabos de força muito elevada, da ordem do triplo ou do quádruplo dos valores considerados mais adequados para este tipo de estrutura. Estes cabos são de aço CP-190/RB, sendo 16 cabos com 27 cordoalhas de 15,2mm e 24 cabos com 19 cordoalhas de 15,2mm, com cargas da ordem de 540 tf e 380 tf respectivamente). Os pilares e os blocos de estacas são em concreto armado com fck=30MPa. O pilar P3(ver figuras 2 e 3) do trecho desmoronado tem 7,87m de altura e seção transversal variável de 200cmx200cm na base para 200cmx420cm no topo. O bloco de estacas do pilar P3 é formado por cinco pares de estacas de concreto armado, totalizando dez estacas, todas verticais. As estacas são do tipo estacas escavadas com diâmetro 800mm, previstas para carga de 250 tf,

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com comprimento médio estimado em 18m, a ser confirmado no local durante a execução da obra. A carga variável (carga móvel) considerada no dimensionamento da estrutura do viaduto foi o trem-tipo de 45 tf da Norma Brasileira NBR 7188.

SONDAGENS DE RECONHECIMENTO DO SUBSOLO

Os perfis dos três furos de sondagem a percussão feitos para reconhecimento do subsolo na área em que se encontra o trecho acidentado (pilares P2 e P3) estão apresentados nas figuras 4,5 e 6. Os dois furos próximos ao pilar P3 alcançaram profundidade média da ordem de 38m, estando o nível d’água de ambos a cerca de 5,5m abaixo da superfície do terreno.

Figura 3 – Locação das sondagens

FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

Figura 4 – Furo SP 5, próximo ao P2

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FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

Figura 5 – Furo SP 9, próximo ao P3

FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

MECANISMO DE RUPTURA DO TABULEIRO

O desmoronamento ocorrido no tabuleiro do viaduto, no trecho contínuo entre P2 e P4, pode ter tido início com a ruptura de uma seção transversal do caixão fechado distante estimativamente 20m do pilar P4 (seção submetida a Momento Fletor positivo) por esmagamento a compressão da sua laje superior (ver foto).

Figura 6 – Trecho desmoronando do tabuleiro no lado do P4

FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

Trecho desmoronado do tabuleiro no lado do pilar P4, que permaneceu inclinado após a ruína. A extremidade apoiada no chão, no lado oposto,

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corresponde à seção transversal que teria rompido por esmagamento a compressão da laje superior do caixão fechado.

Dentre os principais fatores que podem ter influenciado este tipo de ruptura são os seguintes:

1) As aberturas provisórias deixadas na laje superior para possibilitar o acesso ao interior do caixão, com o objetivo de aplicar a protensão nos cabos ancorados dentro do caixão e de retirar formas e escoramentos internos. Uma abertura na laje superior altera as características geométricas da seção transversal do tabuleiro, implicando no abaixamento do seu centro de gravidade, o que diminui o valor do Momento Fletor negativo devido à protensão dos cabos inferiores. Em consequência, as tensões de compressão na laje superior aumentam em seções submetidas a Momentos Fletores positivos (devidos às cargas atuantes: permanentes, variáveis e eventuais hiperestáticos de protensão). No caso de caixão fechado, em especial com cabos de protensão ancorados no seu interior, é obrigatório prever aberturas definitivas com abertura mínima (da ordem de 70cm x 70cm), posicionadas na laje inferior e em locais adequados, em geral em zonas do tabuleiro submetidas a Momentos Fletores positivos (onde a laje inferior é tracionada).

2) Valor efetivo da resistência a compressão do concreto da laje superior na região do colapso (previsto no projeto fck=40 Mpa)

3) Valor da protensão efetivamente aplicada na seção de ruptura

4) Imprecisão ou erro de cálculo dos esforços considerados no dimensionamento da seção que rompeu.

5) Dimensionamento e funcionamento correto dos aparelhos de apoio, conforme previsto no cálculo dos esforços na seção de ruptura.

6) Ocorrência de recalque diferencial no pilar P3. Neste tipo de esquema estrutural (dois vãos contínuos, de grande inércia e em curva) um recalque no apoio central aumentaria de modo não desprezível os valores dos Momentos Fletores positivos na seção que rompeu.

EFEITO DA QUEDA DO TABULEIRO DO P3

A ruptura brusca do tabuleiro em uma seção do vão P2-P3, situada próxima ao pilar P2, desequilibrou o vão, que tendeu a desabar totalmente. Neste processo o pilar P3 foi submetido bruscamente a esforços dinâmicos não previstos no projeto, tanto verticais quanto horizontais, capazes de levá-lo ao seu rompimento, seguido de tombamento ou esmagamento sob o peso do tabuleiro, que em consequência acabou por desmoronar totalmente. O tipo de aparelho de apoio pode ter colaborado para facilitar o processo de rompimento do pilar porque há chumbadores prendendo o aparelho no fundo do tabuleiro (Engenheiro Nelson Araújo Lima).

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EFEITOS DA QUEDA

Figura 7 - Deformação da “cabeça” da estaca

FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

Figura 8 - Deslocamento horizontal da estaca em 40 cm

FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

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Figura 9 - Espaçamentos entre as barras

FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

Figura 10 - Armadura superior e seus espaçamentos. Nota-se valores diferentes

FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

Figura 11 - Presença de barras no perímetro da seção transversal

FONTE: (www.defesacivil.es.gov.br, 2013)

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CONSIDERAÇÕES FINAIS Portanto no Brasil, a engenharia em geral e de estruturas em particular, não incluem de maneira sistemática etapas importantes tais como a verificação e revisão de segurança do projeto e o acompanhamento da execução da obra. É de suma importância que o projeto seja auditado e verificado por outros engenheiros, normalmente com uma experiência maior. O acidente recente, segundo informações, causou estranheza em razão do desabamento ter ocorrido ainda durante o processo de construção da obra, quando a carga total sobre a estrutura não era a de 100% prevista em projeto. Não pode se generalizar todas as obras, mas é possível. O fato é que a primeira coisa é saber onde está se apoiando a estrutura. Para saber isso é necessário fazer uma sondagem, com determinados espaçamentos na área de toda construção, para determinar qual tipo de solo e qual a resistência que ele tem. Enfim, em todas as etapas existem procedimentos de controle que permitem verificar se a estrutura está sendo executada de acordo com o projeto. Quando acontece um acidente, muito provavelmente ele é consequência de alguma falha em algum ponto do processo, a preocupação com a qualidade se sobrepunha à preocupação com o custo. Hoje acontece o contrário: é preciso ter uma obra muito rápida e barata, e a qualidade às vezes é colocada um pouco de lado. Há também um problema sério da qualidade dos profissionais envolvidos na construção ou em qualquer parte de atuação, e isso vale para os engenheiros e para outras áreas de atuação.

REFERÂNCIASBOMBIG, A; PINHO, A; GORCZESKI, V. Por que tudo atrasa no Brasil. Época. v. 781, n 2, pg 36-37, mai. 2013.

Nascimento, R. G. Noções de Avaliação de Risco Estrutural. Disponível em: <http://http://www.defesacivil.es.gov.br/files/pdf/apostila_avaliacao_de_risco_estrutural.pdf/>. Acesso em: 02/09/2013.

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