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ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA E GESTÃO DE PORTALEGRE | ENGENHARIA CIVIL
ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA E GESTÃO DE PORTALEGRE
OBRA DE EXPANSÃO DO AEROPORTO DA MADEIRA
Engenharia Civil
2º Ano
Unidade de Transferência IV
Docente:
Pedro Romano
Discentes:
Paulo Rodrigues, nº 12552
João Pinheiro, nº 12603
Ricardo Raimundo, nº 13453
UNIDADE DE TRANSFERÊNCIA IV – AEROPORTO INTERNACIONAL DA MADEIRA
ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA E GESTÃO DE PORTALEGRE | ENGENHARIA CIVIL
Introdução
Esta monografia é realizada
no âmbito da cadeira de Unidade
de Transferencia IV, e tem como
tema principal o Aeroporto
Internacional da Madeira , mais
concretamente, as últimas obras
de expanção da pista de aterragem
que consistem num projecto muito
arrojado por parte do Eng. Antonio Sagadães Tavares e que acabou por ser
distinguido varias vezes, entre essas distiçoes estao prémios como o Prémio
Secil de Engenharia Civil e tambem o “Outstanding structure award” entregue
pela IABSE (Associaçao Internacional de pontes e engenharia estrutural ).
Esta obra foi realizada pelo consórcio NOVAPISTA, agrupamento
constituído pela ZAGOPE. S.A ( empresa portuguesa), SPIE BATIGNOLLES,
S.A. (empresa francesa ), ANDRADE GUITIERREZ ( empresa braseleira ), e
OPCA S.A. ( empresa portuguesa ), tendo como dono de obra ANAM, SA, e foi
fiscalizado por Consulgal, Mott Macdonald, O´Brien – Kreitzberg e Prima.
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O Aeroporto Internacional do Funchal situa-se no municipio de Santa
Cruz, mais designadamente no Sitio de Santa Catarina, a aproximadamente 20
Km do Funchal.
O Aeroporto da Madeira como era entao conhecido foi inaugurado a 8 de
julho de 1964 e contava com uma pista que tinha 1600m de comprimento e no
seu primeiro dia em actividade contou com 80 chegadas e 66 partidas de voos
comerciais, o que para essa altura já era considerado um elevado tráfego
aéreo.
Entre os anos de 1982 e 1986
a pista foi aumentada em 200m
(para os 1800m de extenção), assim
como se procedeu também a
construção do estacionamento para
os aviões.
Entre os anos de 1993 (Ano de Lançamento do concurso) e 2000 (Ano de
Inauguração da obra, mais propriamente a 15 de setembro ), foi executada
uma segunda expanção, tendo esta como objectivo o aumento da pista de
aterragem dada a maior exigência a nível do número de passageiros que o
aeroporto vinha a receber e também devido ao aumento do porte dos aviões
que aterravam.
A pista de aterragem foi dimensionada de modo a conseguir suportar
alguns dos maiores aviões existentes como por exemplo o Boeing 747-400.
Esta expansão foi feita em 2 fases :
A primeira fase consistiu na construção de um muro de cabeceira e uma
zona de segurança.
A partir desta zona de segurança, separada por uma junta de dilatação
estrutural , foi construída uma ponte com 546 metros de comprimento,
aumentando então a pista para 2336 metros de comprimento.
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A segunda fase começou pela execução de uma junta de dilatação
estrutural, seguida de uma ponte de 462 metros.
Optou-se pela solução de dividir a construção da estrutura em duas fases
de modo a assegurar um melhor comportamento estrutural.
A solução estrutural adoptada passa por um conjunto de pórticos
espaçados entre si com uma distância de 32 metros, nas travessas dos
pórticos ( designados por vigas Carlinga) apoia-se uma laje em betão pré-
esforçado com 189 metros de envergadura quem funciona como tabuleiro da
pista. A espessura desta laje varia entre 1 metro na faixa central que tem 12
metros de comprimento , e 1,7 metros de espessura nas secções junto aos
pórticos.
Cada pórtico é constituido
por seis pilares distanciados
por 32 metros e que suportam
as vigas Carlinga com cinco
vãos centrais e duas consolas
( uma de cada lado ) com 14.,5
para com o objectivo de
proporcionar balanço á
estrutura.
As vigas Carlinga são feitas de betão armado pré- esforçado, e funcionam
como uma estrutura tipo “T” após estarem betonadas e solidarizada a laje do
tabuleiro. A altura destas vigas varia de 3,6 metros a meio vão e de 5,6 metros
na zona que assenta nos pilares.
Os pilares são feitos de betão armado, têm uma secção circular de 3
metros de diâmetro e possuem alturas variáveis que rondam os 50 metros,
partindo do aterro previamente executado.
As estruturas da 1º e 2ª fase estão separadas por juntas de dilatação de
modo a permitir as estruturas um comportamento independente, principlamente
devido a variação térmica, assumindo também uma contribuição essencial para
o comportamento sísmico da estrutura.
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Durante os processos de construção foi dada particular atenção a sua
ordem de execução de modo a :
Minimizar os efeitos da retração termo-higométrica e da fluência.
Conseguir uma sequência construtiva mais rápida
Obter uma máxima economia ( custo de construção mais barato )
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Fundações e Sapatas
As fundações foram um dos maiores desafios desta obra, dado o tipo de
solos existentes, pois o tipo de rochas vulcânicas no local variava bastante.
Foi executado um aterro marítimo de modo a evitar o contacto da água
salgada nas fundações, tendo este na sua construção um novo desafio pois
confirmou-se a existência de grutas e cavernas, o que exigiu um
reconhecimento geotécnico minuncioso e constante.
As fundações foram todas executadas sobre estacas, sendo que as
estacas sobre o aterro feitas de betão armado e nas falésias utilizaram-se
estacas metálicas.
Relativamente aos assentamentos diferenciais foram tomadas medidas
especiais, de modo a limitar ao máximo de 15milímetros.
As sapatas aplicadas são do tipo “bicorpo”, tendo a base um formato
ortogonal de 93 metros
quadrados e altura de 2,5
metros. O corpo superior tem
uma forma cilindrica de 8
metros de diâmetro e 2,2
metros de altura.
Nas ocasiões em que o
solo era pouco resitente
foram utilizados grupos de 8
estacas de betão armado de 1,5 metros de diâmetro ou então 12 estacas de
1,2 metros de diâmetro.
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Caracterização de solitações
As solicitações que foram tidas em conta para o dimensionamento foram:
A nível de cargas permanentes foram considerados os pesos próprios
dos elementos estruturais e foi fixado no valor de 27 KN/m3.
A nível dos revestimentos, foi considerado o revestimento do tabuleiro
que consiste numa placa de betão com 30 cm, variando até uma
espessura de 5cm bordas e tem como valor 27KN/m3
Cargas variáveis, em que se considerou o peso do avião ( Boeing 747-
400 ) dividido pelas quatro rodas em contacto com o solo, sendo este de
3960 KN.
Acções sismicas – Para se chegar a valores foi realizado um estudo
especial para caracterizar a sismicidade e magnitude dos sismos.
Acção do vento – Embora pouco significativo, foi considerado o valor
que está no Regulamento de Segurança e Acções.
Acção do Pré-Esforço: os efeitos do pré – esforço longitudinal e
transversal foram quantificados como uma acção tendo em
consideração a relaxação do aço e satisfazendo a verificação da
descompressão para os estados limites de serviço – combinações
frequentes, e uma abertura máxima de fendas de 0,1mm para estados
limite de serviço – combinações raras.
Refracção do Betão: Foi determinada de acordo com o “ Model Code
1990 “ para a classe de betão C30/35 (B35).
Fluência do Betão: Determinado pelo mesmo factor acima referido.
Assentamentos Diferenciais: De acordo com os assentamentos já
referidos em que se consideraram os dois tipos de valores máximos
para assentamentos diferenciais de apoios, em função das máximas
variações da deformação das fundações de elementos vizinhos. Como
consequencia das caracteristicas da estrutura e dada a preocupação
com a durabilidade da estrutura, além da verificação dos Estados
Limites de Rotura, foi também a satisfação dos Estado Limites de
Serviço que condicionou o dimensionamento.
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Dispositivos Especiais
Nesta obra foram utilizados alguns dispositivos especiais como por exempo:
Juntas de Dilatação
Aparelhos de apoio (fixos e deslizantes numa ou duas direcções) com a
capacidade entre os 40 000 KN e 45 000 KN.
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Grandezas Envolvidas no Dimensionamento
da Estrutura
Apresentamos então alguns valores caracteristicos das grnadezas
envolvidas no dimensionamento da estrutura:
Estacas – o esforço
axial para estacas de 1200 mm
de diâmetro estão na ordem
dos 8000 KN e as estacas de
150mm de diâmetro com
capacidade para 10 000 KN.
Pilares – Capacidade
axial na ordem dos 60 000 KN.
Vigas Carlinga – com
valor caracteristico de momento flector negativo sobre os pilares de 160
000 KN/m e a meio vão de 70 000 KN.
Laje do Tabuleiro - na direcção longitudinal o valor do momento
flector negativo atinge os 65 000 KNm/m nas nascenças da Laje, e a
meio vão o momento positivo atinge os 2500 KNm/m.
Outras noções de trabalho realizado:
Escavações – 3 500 000 m3
Aterros – 3 400 000 m3
Estacas ( 1500 mm ) - 23000 m
Estacas ( 1200 mm ) - 3000 m
Betão Estrutural ( C30/35 ) – 340 000 m3
Aço em Armadura – 32 000 Toneladas
Aço pré – esforço - 16 000 Toneladas.
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Conclusão
Concluimos então que se tratou de uma obra de elevado nível técnico e
com uma elevada importância no desenvolvimento da Região Autónoma da
Madeira, assim como uma das mais significantes obras de Engenharia a nível
nacional.
Esperamos que através desta monografia seja possivel perceber de forma
sucinta todo o processo de construção utilizado na execussão de toda a obra.
UNIDADE DE TRANSFERÊNCIA IV – AEROPORTO INTERNACIONAL DA MADEIRA