Ponte sobre o rio Coura - paginas.fe.up.ptpaginas.fe.up.pt/~empe/arquivo_pdf/Ponte rio coura.pdf · Trabalho 2 – Ponte sobre o rio Coura 2 1. Enquadramento Histórico 1.1. Enquadramento

Ponte sobre o rio Coura

Elaborado por:

DANIEL DIAS DA COSTA

FERNANDO MARQUES

LUÍS GUICHARD CASTRO

RODRIGO FALCÃO MOREIRA

Trabalho 2 – Ponte sobre o rio Coura

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0. Índice

1. Enquadramento Histórico....................................................................................2

1.1. Enquadramento histórico ..........................................................................2

1.2. Breve descrição da ponte existente antes do reforço ...............................7

1.2.1. Vigas principais ..................................................................................8

1.2.2. Longarinas........................................................................................10

1.2.3. Carlingas ..........................................................................................11

1.2.4. Pilares, aparelhos de apoio e encontros ..........................................11

1.2.4.1. Pilares e aparelhos de apoio .........................................................11

1.2.4.2. Encontros ......................................................................................15

2. Breve descrição das acções de cálculo da ponte original .................................17

3. Descrição da solução de reforço adoptada.......................................................21

3.1. Vigas principais (Fe 430) ........................................................................24

3.2. Longarinas ..............................................................................................27

3.3. Carlingas (Fe 360) ..................................................................................28

3.5. Pilares, encontros e aparelhos de apoio .................................................28

3.5.1. Pilares ..............................................................................................28

3.5.2. Encontros .........................................................................................29

3.5.3. Aparelhos de apoio...........................................................................30

4. Processo construtivo – descrição genérica.......................................................31

4.1. Reforço e adaptação dos encontros e pilares.........................................31

4.2. Estruturas metálicas de reforço da ponte................................................31

5. Fotos do local e de alguns pormenores ............................................................42

6. Quantidades de materiais consumidos em obra de reforço ..............................44

7. Bibliografia consultada ......................................................................................46

8. Agradecimentos ................................................................................................47


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1. Enquadramento Histórico

1.1. Enquadramento histórico

Procura-se, com o texto seguinte [4], descrever a envolvente histórica que

antecede a construção da ponte, procurando criar uma perspectiva da evolução

decorrida ao longo dos tempos, nos sucessivos meios de transporte.

Caminha, situada num ponto estratégico, era local de passagem dos peregrinos

que iam a Santiago de Compostela.

O Porto Franco, criado por D. João I em 1392, fez aumentar a sua importância.

Barcos de grande calado aportavam ao cais.

Já nos desenhos de Duarte D'Armas, vamos encontrar ancorados no rio Minho,

vários navios, o que nos indica o movimento do nosso porto.

A construção naval sofre um grande impulso e a navegação de cabotagem é em

grande escala.

A pesca, nesta altura, não comparticipa grandemente nos produtos a movimentar.

Diz-se até «que a exportação de peixe não se faça senão depois de assegurada a

manutenção dos mesmos», o que nos dá ideia de existir uma pesca de subsistência,

incompatível com um processo amplo de exportação de peixe.

São outros os produtos que Caminha exporta para vários pontos do País. No séc.

XV, partem de Caminha para Lisboa, coiros, sebo, cordovão, calçado e produtos

derivados da criação de gado.

Por esta altura, as transacções com o estrangeiro são essencialmente feitas com

produtos da terra e não do mar. Biscaya, Levante, portos do Norte da Europa e mais

tarde o Brasil, são os pontos onde chegam os navios que partem de Caminha.

Mas no séc. XVIII já se fala na decadência do Porto de Caminha.

O açoreamento faz-se sentir e os barcos de grande calado têm dificuldade em

fazer a sua entrada no rio Minho. Diz-nos o Dicionário Geográfico de 1758, que o rio

Minho não é já muito capaz para embarcações de grande calado, «por a barra ter em

algum tempo suas areias e nelas abaixarem as águas bastante».

No século passado, ainda existia um comércio acentuado com Lisboa, Porto e

outros portos nacionais e ainda com alguns portos Brasileiros da Baía e Pernambuco,

vindo deles boa madeira.


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Também, subindo o rio Minho, se fazia o transporte de mercadorias em pequenos

barcos. Chegou mesmo a formar-se uma companhia, com o nome de «Companhia

Despertadora», para estabelecer a navegação a vapor no rio Minho, mas, por decreto

de 27 de Janeiro de 1859, foi retirada a aprovação aos seus estatutos.

A travessia do rio Coura era feita de barco.

O cais, da margem direita, encontrava-se situado em frente, e um pouco à

esquerda da capela de N.ª S.ª d'Ajuda, onde ainda hoje há umas pedras, e junto do

qual, primitivamente se encontrava a dita capela.

Do lado da Vila, o cais estava situado junto à muralha e para nascente do actual

posto da Guarda-fiscal.

Diz-nos Rocha Morais: «... No ano de 1612 se principiou a fazer o cais desta Vila.

..».

Pelos finais do século passado, princípios deste, fez-se o cais actual e nos anos

20-30 foi aperfeiçoado.

Diz-nos o Eng. Avillez, num dos seus preciosos trabalhos, que «...neste largo do

cais se fizeram muitos barcos, sendo os dois penúltimos, dois barcos de pesca, para a

pesca do bacalhau e que foram depois duma companhia de bacalhau que existiu nesta

vila e que tinha seca e armazém no Cabedêlo, fora do pinhal do Camarido. Eram estes,

o lugre rio Minho e Esposende 3.º Esta companhia chamava-se Parceria de Pesca de

Caminha e durou cerca de 4 anos (1922/26).

Há postais de Caminha que mostram a construção de um barco, entre a casa do

antigo salva-vidas e a muralha norte da Igreja Matriz.

As canhoneiras Limpopo, Beira e outros, ancoraram várias vezes defronte da

Igreja Matriz e o antigo iate real D. Amélia, depois cruzador República, chegou a entrar

na barra e a fundear encostado à margem Portuguesa, junto ao Cabedêlo.

A PONTE-ESTRADA

A partir de meados do século passado, começaram a desaparecer os barcos da

travessia do rio Coura.

Em 1844, encontrava-se já em construção a primitiva ponte, feita em madeira. Os

pegões, no dobro dos actuais, são feitos com a pedra das Torres da Piedade e de Vilar

de Mouros, que nessa altura são arrasadas.


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À entrada da ponte, na margem Sul, existia uma pequena casa onde se pagava a

portagem.

Os peões pagavam 5 reis e os carros 400 reis, pela sua passagem. Rendia uns

1.500$000 reis anuais que, com o imposto do sal, davam para a conservação da ponte.

Mais tarde, com o aparecimento do comboio, o imposto do sal desapareceu,

ficando a conservação da ponte apenas a contar com o produto da portagem.

Durante a guerra de 14/18, a portagem deixou de ser suficiente para a sua

conservação e a Câmara entregou a ponte ao Governo.

Começaram então a aparecer buracos e a passar-se com grandes dificuldades,

até que, em Agosto de 1920, pegaram-Ihe fogo. A partir desta data, nem sequer peões

passavam e os carros tinham que ir à volta por Vilar de Mouros.

Foi então decidido construir uma nova ponte, agora já em cimento. Foi dado o

orçamento de 1.010 contos, mas a obra acabou por ficar por mais 400 contos que o

previsto.

A 14 de Agosto de 1930, voltaram a passar automóveis, ficando concluída a obra

em Novembro e fazendo-se a entrega, em 2 de Dezembro de 1930.

Esta ponte ficou com duas rampas, uma à entrada e outra à saída, devido à sua

subida de nível. Na antiga, de madeira, o nível era o idêntico ao actual.

Finalmente, já na segunda metade deste século, a ponte sofreu umas

modificações, fazendo-se desaparecer as rampas.

ESTRADAS CAMINHA – VIANA E CAMINHA – V ALENÇA

Em 1856, foi autorizada a Câmara a contrair empréstimo para a construção da

estrada Caminha – Valença, acabando por ser aprovado um, da Companhia Vianense

de 96 contos.

Em 19 de Fevereiro de 1860, foi autorizado um empréstimo até 120 contos, para

a construção da estrada Caminha – Valença, com um ramal para Paredes de Coura.

O CAMINHO-DE-FERRO

Por decreto de 14 de Junho de 1872, foi mandado construir o caminho-de-ferro do

Porto a Valença.

A 1 de Julho de 1878, foi aberto à exploração o troço entre Barcelos e Caminha.


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Depois de construída a ponte sobre o rio Coura, inaugurada a 15 de Janeiro de

1879, foi aberta a exploração do troço entre Caminha e S. Pedro da Torre.

A estação do caminho-de-ferro sofreu melhoramentos em 1942, com a colocação

de azulejos com a panorâmica do concelho.

Em 1969, em consequência dum tornado que varreu aquela zona, ficou a

cobertura da estação toda destroçada, tendo nessa altura sofrido mais reparações.

Com o aparecimento do caminho de ferro e com a abertura de estradas, começou

a perder valor o porto de Caminha, começando por se deixar de ver o movimento de

navios que sempre demandavam o nosso cais, acabando por desaparecer o imposto

do sal que tanto dinheiro deu à nossa vila.

MODIFICAÇÕES RECENTES NA ESTRUTURA URBANA

No lugar de Esteiró, e partindo da estrada Caminha – Viana, no antigo caminho

para a Foz do Minho, existia uma velha ponte que mais tarde se viu reduzida a dois

aquedutos.

Já em Março de 1838, esta ponte se encontrava em mau estado, tendo nessa

altura, e mais tarde, em 1846, sido reparada.

Com a construção da Av. Marginal, obra do então Presidente da Câmara Dr.

Dantas Carneiro, deixou de se utilizar a antiga estrada do Camarido, passando a

circular-se por outra estrada aberta a 100 metros a oeste da antiga, tendo toda esta

zona se transformado profundamente.

Nos finais do século XIX, foi aberta a rua da Estação, em terreno da Quinta dos

Valles e dos Pittas, tendo sido na altura posta a condição de apenas se lá construírem

casas baixas, para que das janelas se não vissem os interiores da Quinta dos Pittas.

Em 1930 foi alargada a entrada da rua da Corredoura, lado nascente, com a

demolição de seis casas térreas no lado norte, adquiridas pelo proprietário do prédio

maior seguinte, um negociante de nome Abílio Gericota que, por sua vez, o tinha

adquirido a Aníbal de Sousa Rego. Esta casa tinha-se construído nos fins do séc. XIX.

No início dos anos 30 deste século, foram alcatroadas as ruas dos Pescadores,

das Flores e do Vau (Rua de S. João), bem como a entrada da rua da Corredoura,

junto ao Terreiro.

O piso do Terreiro, à volta do chafariz, foi arranjado em 1940. Em 1936, foi aberta

uma avenida para ligar a Rua da Corredoura à Avenida de Entre-Pontes, tendo sido


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demolida, na rua da Corredoura, uma casa, um portal, um armazém, e uma taberna

que pertencia a Olívia Gomes.

O troço entre a avenida da Estação e a avenida Entre-Pontes foi aberto 6 anos

depois, nos terrenos onde existia um campo em que se fazia a feira do gado.

No local onde hoje se encontra o Parque Municipal, existiu um campo de futebol

onde chegaram a jogar grandes futebolistas da época, tanto nacionais como

estrangeiros.

Existiu também, anteriormente, um campo de ténis, na zona do jardim, a poente

do Parque.

Em 1940 foi concluído o piso do troço entre a rua da Corredoura e a Av. da

Estação, com cascalho proveniente da Abóbada da Capela do Desterro, da Igreja

Matriz.

Em 1937 fez-se o largo do Hospital, onde hoje se situam os Correios.

Em 1940 passou a fazer parte do quintal do hospital, o terreno do lado Sul,

deslocando-se a Rua com que fazia esquina mais para o Sul e baixando-se nessa

altura os Claustros da Igreja da Misericórdia. Ainda neste ano de 1940, começou a

demolir-se a antiga residência do governador militar da vila, junto à Torre do Relógio e

que datava dos princípios do séc. XVIII. Aí se construiu a Caixa Geral de Depósitos.


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1.2. Breve descrição da ponte existente antes do reforço

A Ponte Ferroviária sobre o Rio Coura em Caminha, situada ao km 104,941 da

Linha do Minho e datada de 1879, é uma das primeiras realizações da Casa Five Lille.

Apresentando severas restrições de carga e velocidade, incompatíveis com as

necessidades do tráfego previsto para toda a Linha do Minho, a CP tomou a decisão de

a reforçar em conformidade.

A ponte é constituída por uma estrutura metálica contínua, fechada superiormente

e dotada de três tramos de vãos 51,250 m – 61,500 m – 51,250 m, num total de

164,000 m. As vigas principais são vigas de rótula múltipla, com altura total de 6,386 m

e encontram-se afastadas entre si de 5,210 m. Apresentam montantes de 4,100 em

4,100 m, que correspondem às secções de inserção das carlingas. As diagonais são

constituídas por cantoneiras de abas desiguais; os montantes, por peças compostas,

constituídas por banzos em T e diagonais em barra rectangular; as cordas, por secções

em T, com várias chapas de banzo unidas a almas por intermédio de cantoneiras.

O tabuleiro tem a composição tradicional: carlingas e longarinas constituídas por

vigas compostas com, respectivamente, 7,00 e 5,20 m de altura.

A via é composta por carris assentes em travessas de madeira. As ligações das

diferentes barras metálicas são rebitadas.

A época em que a ponte foi concebida e executada (1877-1879) leva a crer que o

material utilizado tenha sido o "ferro pudlado". Este caracteriza-se por uma estrutura

metalográfica de tipo ferrítico (solução sólida de ferro α), apresentando uma densidade

variável de inclusões paralelas ao sentido de laminagem. Estas inclusões são

constituídas por óxidos de ferro, silício e fósforo, produzindo descontinuidades na

matriz ferrítica e conferindo ao conjunto um aspecto lamelar que se torna evidente

quando o material é atacado pela ferrugem.

As características mecânicas do ferro pudlado são extremamente heterogéneas:

- tensão de cedência: 230 a 300 MPa

- tensão de rotura: 260 a 400 MPa

- alongamento de rotura: 10 a 20% no sentido da laminagem e praticamente nulo

no sentido transversal.

Na França do após guerra, reforçaram-se várias pontes deste tipo, danificadas

durante o conflito, considerando como tensão admissível do ferro pudlado 105 MPa.


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Os pilares e os encontros são de cantaria e foram igualmente objecto de reforço,

mediante o seu envolvimento por capeamentos de betão armado. A respectiva

capacidade de carga foi aumentada com a inclusão de estacaria encastrada no betão

dos capeamentos. As dimensões das plataformas dos pilares e dos estribos dos

encontros foram aumentadas de modo a permitir a implantação dos apoios das vigas

de reforço, exteriores às existentes.

A estrutura existente foi dimensionada para uma sobrecarga total de 4 t/m. O

peso próprio da ponte é de cerca de 2,2 t/m.

Apresenta-se, seguidamente, uma fotografia da ponte original, sem reforços.

Figura 1 – Vista geral da ponte

1.2.1. Vigas principais

A Ponte é contínua e dotada de três tramos de vãos 51,250 m – 61,500 m –

51,250 m, num total de 164,000 m.

A treliça é de rótula múltipla, existindo, em qualquer plano normal ao eixo da

ponte, no mínimo seis intersecções com as diagonais de cada viga, pelo que o esforço

axial em cada diagonal pode ser obtido, com rigor suficiente, a partir da expressão:

N(diag) ≈ V/(6xsenα) com α =45º


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Figura 2 – Esquema tipo

As diferentes diagonais são constituídas por cantoneiras de abas desiguais.

Transversalmente, a ponte apresenta uma secção rectangular fechada, com

5,210 m entre planos médios das vigas principais, valor que constitui obviamente o vão

de cálculo das carlingas.

As secções transversais das vigas principais são as seguintes:

Figura 3 – Secção transversal das vigas principais

Em que e toma o valor de 58mm nos apoios e 31mm nos vãos.


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1.2.2. Longarinas

As longarinas são vigas compostas, como consta da figura 4 e apresentam vãos

de 4,100 m (ou de 2,050 m nas extremidades de cada tramo). De notar que a 28ª

longarina direita apresenta uma constituição diferente por ter sido substituída:

Banzos –

Alma – ch.520x10.

Figura 4 – Secção transversal das longarinas

O afastamento entre longarinas é 1,73 m.

Para as longarinas correntes, (figura 5) tem-se as seguintes dimensões para a

secção transversal:

Figura 5 – Dimensões da secção transversal das longarinas


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1.2.3. Carlingas

As carlingas são igualmente vigas compostas (figura 6) e encontram-se afastadas

entre si de 4, 100 m, excepcionalmente 2,050 m, o que acontece nas extremidades de

cada tramo. Vencem vãos de 5,210 m entre planos médios das vigas principais.

Figura 6 – Secção transversal das carlingas

1.2.4. Pilares, aparelhos de apoio e encontros

1.2.4.1. Pilares e aparelhos de apoio

Os dois pilares de suporte intermédio da estrutura metálica resistente do tabuleiro

existente da ponte do Coura são constituídos por fustes executados com um

enchimento de pedra a granel argamassada, revestida de alvenaria aparelhada nas

faces laterais, com a altura aproximada de 4,70 m, com secção horizontal rectangular

alongada transversalmente, variável em altura, rematada com talhamares semi-

circulares, em cantaria.

As dimensões extremas desta secção variam desde 2,20x7,40 m, no topo, abaixo

do estribo de cantaria onde se localizam os aparelhos de apoio do tabuleiro, até

2,40x7,40 m, na base, sobre as estruturas metálicas em caixão, descidas por "havage"


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até aos estratos inferiores dos terrenos atingidos, penetrando no "bed-rock" local,

situado numa zona de transição granitos-xistos, sempre que foi possível, à data da sua

execução.

O topo dos fustes dos pilares é constituído por um estribo de cantaria,

apresentando um remate recortado no contorno, com a altura aproximada de 0,48 m e

com as dimensões máximas em planta de 2,70x7,90m,

Sob os aparelhos de apoio do tabuleiro, existem platinas de ferro laminado com a

área em planta de 0,50x2,00m2, cravadas na cantaria com chumbo, como era corrente

na época da execução desses trabalhos.

Os aparelhos de apoio são de 2 tipos:

- com deslizamento longitudinal, por meio de dispositivos de roletes

- fixos, por meio de favos de chapa.

Estes aparelhos fixos localizam-se no pilar PD, do lado da margem direita; os

restantes apoios, no pilar PE e nos 2 encontros ED e EE, são deslizantes.

Podem visualizar-se na figura seguinte, retirada dos elementos fornecidos pela

CP para a obra de reforço (que se encontravam um pouco deteriorados).


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Figura 7 – Levantamento topográfico dos encontros e pilares (CP)

Os caixões utilizados nas fundações são constituídos por chapas de ferro

laminado reforçadas com cantoneiras, apresentando uma secção horizontal constante,

saliente 0,30 m das dimensões da base dos fustes, em todo o contorno, na cota

correspondente ao nível das águas mínimas, constituindo os embasamentos de que


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nascem os fustes; deste modo, as dimensões extremas, da secção horizontal são

constantes e iguais a 3,00x8,20 m.

A "câmara inferior", destinada aos trabalhos de extracção do material escavado, é

rematada por "cortantes" de grande rigidez e por um "tecto" constituído por chapa de

ferro, reforçada com vigas compostas de alma cheia e banzos de cantoneiras; a

"chaminé" central de serviço apresenta secção horizontal circular, com 1,00 m de

diâmetro, sendo realizada com chapa de ferro.

O interior destes caixões metálicos é preenchido por alvenaria hidráulica,

envolvente da "chaminé" central, nascendo do mencionado "tecto". Depois de descidos

até às cotas finais, os vazios da "câmara inferior" e da "chaminé" central foram

preenchidos com material a granel.

No decorrer da vida destes pilares, foram detectadas algumas avarias, de que se

destacam aberturas de fendas nas alvenarias e cantarias e ligeiros assentamentos dos

pilares devidos a recalque do lado de jusante, que são correntes em estruturas

idênticas de pontes da época de que está em estudo o correspondente reforço.

Segundo alguns relatórios de observações efectuadas no decorrer do tempo,

realizaram-se trabalhos de abertura e refechamento de juntas das alvenarias e acertos

de horizontalidade das platinas dos aparelhos de apoio, tendo-se ainda colocado no

PE, abaixo do estribo do topo, uma cintagem local de reforço realizada com um

vergalhão quadrado de 60 mm de aresta.

1.2.4.2. Encontros

Os dois encontros de suporte lateral da estrutura metálica do tabuleiro existente

da Ponte do Coura são constituídos por fustes encastrados com um enchimento de

pedra a granel argamassada, revestida de alvenaria aparelhada nas faces laterais

vistas, com a altura aproximada de 4,00 m, com secção horizontal rectangular

alongada transversalmente, constante em altura, com os cantos vistos em cantaria.

As dimensões desta secção são de 2,17 (ou 2,28) x 6,20 (ou 6,25) m, abaixo do

estribo de cantaria onde se localizam os aparelhos de apoio de tabuleiro, até à base,

sobre os caixões metálicos, de ar comprimido, descidos por "havage" até aos estratos


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inferiores dos terrenos atingidos, penetrando no "bed-rock" local, sempre que foi

possível, à data da sua execução.

O topo dos fustes dos encontros é constituído por um estribo de cantaria,

apresentando um remate recortado, com 0,50 m de altura aproximada, nos 3 lados

vistos e dotado dum murete superior com 0,67 m de largura e 0,78 m (ou 0,92 m) de

altura, para retenção dos aterros do tardoz, definindo-se, deste modo, a largura útil do

estribo em cada encontro.

As faces laterais do fuste são prolongadas em muros de retorno, com 0,44 m de

espessura e a extensão de 2,00 m a contar do paramento visto do murete, que remata

superiormente a constituir um acrotério, à altura desse murete, com uma zona frontal

saliente com forma recortada, com 0,70 m de extensão.

Sob os aparelhos de apoio do tabuleiro, existem platinas de ferro laminado com a

área em planta de 0,50 x 1,13 (ou 1,31) m2, cravadas na cantaria com chumbo, como

era corrente na época da sua execução. Estes aparelhos são de deslizamento

longitudinal, por meio de dispositivos de roletes.

Os caixões utilizados nas fundações são metálicos, com constituição idêntica à

descrita nos pilares, com o interior preenchido com alvenaria hidráulica, envolvente da

"chaminé" central de acesso à "Câmara inferior", posteriormente preenchida com

material a granel.

Os encontros são rematados lateralmente por elementos independentes

constituídos por revestimentos dos taludes dos aterros, realizados com alvenarias

argamassadas, assentes à fiada, que apresentam a forma de quartos de cone

prolongados por zonas com cobertura de alvenaria em escada.

No decorrer da vida destes encontros foram detectadas algumas avarias, de que

se destacam aberturas de fendas nas alvenarias e cantarias, em especial no

coroamento, na proximidade das faces interiores longitudinais das platinas onde se

localizam os dispositivos de apoio do tabuleiro, que são resultantes dos efeitos

transversais de tracção provocados pelas cargas concentradas nelas actuantes.

Estas fendas abrangem toda a altura das cantarias dos coroamentos,

disfarçando-se no corpo dos fustes.

Em Junho de 1978, foi elaborado um sucinto relatório sobre o estado dos

encontros, em que se refere existirem pequenas deslocações das pedras sob os

aparelhos de apoio, como já anteriormente mencionado e com origem idêntica.


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2. Breve descrição das acções de cálculo da ponte original

Achou-se importante descrever como foram determinadas as acções de cálculo

para a ponte original. Desta forma, descreve-se, seguidamente, de forma sucinta, a sua

determinação.

Assim, os elementos estruturais da ponte existente foram calculados tendo em

conta as seguintes acções:

a) Vigas Principais

Cargas permanentes: 1100 kg/m de viga

Sobrecargas: 2.000 kg/m de viga.

As envolventes dos esforços foram obtidas carregando de forma adequada cada

um dos tramos com 3.100 ou 1.100 kg/m.

O Autor não considerou no cálculo qualquer coeficiente dinâmico.

b) Carlingas

Figura 8 – Determinação das acções nas carlingas

Foi ainda considerada a acção da locomotiva a seguir definida:


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Figura 9 – Acção da locomotiva

situação muito mais gravosa que a anterior.

Na Memória de Cálculos inicial, o Autor considera, para efeitos do cálculo do

momento flector máximo instalado, as duas cargas de 15080 kg equivalentes a uma

única carga localizada a meio vão, que designa por P:

Px5,210:4 = 15080x1,740 -> P = 20145kg

Admite, seguidamente, que os montantes conferem um certo grau de

encastramento às carlingas, pelo que calcula o momento máximo nelas instalado com

a expressão:

critério este que parte de premissas erradas.

Não considerou nos cálculos qualquer coeficiente dinâmico.


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c) Longarinas

Figura 10 – Determinação das acções nas longarinas

De dM/dx = 0 obtém-se x = 0,592368 m, valor que substituído na expressão de

Mc conduz a:

Mmáx= Mc= 9.625 kgf.m.

O Autor considera a carga repartida "q", equivalente para efeitos de cálculo de

momentos flectores:

9.625= q x 4,1002:8 -> q=4.580 kg/m

adiciona-lhe o valor de g= 250 kg/m, obtendo g+q=4830 kgf/m: esta situação é

pois mais gravosa do que a correspondente à figura 10a em que g+p= 2250 kg/m.

Finalmente, considera a continuidade das longarinas sobre as carlingas de molde

a permitir calcular o momento flector máximo com a expressão pl2:10 (80% de pI2:8).

Não considerou nos cálculos qualquer coeficiente dinâmico.


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d) Contraventamentos

Embora existam contraventamentos horizontais superiores e inferiores, a Memória

de Cálculos é omissa a seu respeito, ou seja, não quantifica a acção das acções do

vento e do lacete considerados.

Não parece existir, entre as longarinas, qualquer contraventamento que se

oponha à acção do lacete.

As acções do arranque e da frenagem parecem também não ter merecido do

Autor do Projecto qualquer atenção, pelo menos no que respeita à estrutura metálica.


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3. Descrição da solução de reforço adoptada

Apresenta-se, seguidamente, o excerto do caderno de encargos enviado pela CP

ao gabinete de projecto.

«Esta Obra de Arte, datada de 1879, uma das primeiras realizadas pela Casa

Five Lille, em pórtico de tabuleiro inferior, tem vindo a impor restrições de carga e

velocidade bastante gravosas para a circulação ferroviária. A CP já reforçou ou

substituiu todas as partes a montante, na linha do Minho, adequando-as a cargas de

22,5 ton/eixo.

Torna-se necessário conferir, através de um reforço adequado, ao tabuleiro e

vigas principais de rótula, uma capacidade de carga compatível com as necessidades

de tráfego previsíveis para aquela linha.

A solução de reforço deve ter em atenção que:

- sendo uma das obras mais representativas da Casa Lille, pretende-se que o

reforço a efectuar não introduza alterações significativas na geometria actual da

estrutura, mantendo a actual fisionomia;

- as cargas ferroviárias a considerar para a elaboração do Projecto são

locomotivas com carga máxima de 22,5 ton/eixo e carga rebocada mínima de 8 ton/m;

- a verificação da capacidade de carga dos pilares e encontros e o seu eventual

reforço deverá, de acordo com a regulamentação da UIC, ter em consideração as

cargas reais.

São fornecidos 33 documentos com peças desenhadas, diversas informações e

elementos recolhidos no local, que constituem o essencial da documentação existente

em arquivo. »

O reforço adoptado é constituído por uma viga contínua "Bowstring -Langer", de

três tramos, com os vãos iguais aos da ponte existente, igualmente contínua.

Envolve a ponte existente, pelo que se procurou mediante o emprego de pinturas

de cores contrastantes, facilitar a identificação dos dois elementos em presença, ponte

existente e reforço, fugindo-se de todo da situação de se procurar "camuflar" o reforço

da obra existente, que conserva assim a identidade em toda a sua plenitude. O reforço

actua como uma redoma que conserva no seu interior uma obra de arte de elevado

valor estético e significado histórico, pois constitui um marco importante do

desenvolvimento dos caminhos-de-ferro no país.


22

Os arcos apresentam flechas de valor aproximadamente iguais a 1/5 do vão a que

dizem respeito, valendo respectivamente: 10 m nos vãos extremos e 12 m no vão

central.

O funcionamento do reforço é, abreviadamente, o seguinte:

- Após um prévio arranjo dos pilares e encontros, a estrutura de reforço foi

totalmente montada, não tendo havido nessa fase qualquer contacto entre as duas

estruturas (figura 11), tendo ficado cada uma delas a resistir ao seu peso próprio, de,

respectivamente, 1100 kg/m na ponte existente e 1600 kg/m no reforço (valores por

viga principal).

Figura 11 – Esquema do funcionamento das longarinas

- As carlingas de reforço (C1 -C2) encontram-se afastadas de 2,050 m entre si,

coincidindo alternadamente com as carlingas existentes (C3), cujo afastamento é de

4,100 m (figura 12).

Figura 12 – Esquema do funcionamento das carlingas

As carlingas C1 foram calculadas para resistirem por si só às novas acções de

cálculo, transmitidas pelas longarinas após a ligação a esses elementos.


23

As carlingas C2 são constituídas por perfis iguais aos da C1, dado que, embora

numa primeira fase, tenham constituído, com as carlingas C3 um todo de capacidade

resistente muito superior ao necessário, após a retirada da ponte existente trabalharão

nas mesmas circunstâncias que as carlingas C1.

A distância "d" entre as longarinas e as novas carlingas é de modo a prevenir

qualquer "encosto" entre o banzo inferior das vigas principais existentes e as novas

carlingas (figura 11).

O vão que resulta para as longarinas existentes é agora de 2,050 m, o que

permite o seu correcto funcionamento sem necessidade de reforços.

As carlingas sobre os pilares e encontros foram dotadas, de apoios elásticos

situados sob o seu cruzamento com as longarinas, por ser extremamente difícil a

colocação nesses locais de carlingas de reforço do tipo C2 e porque, tal como estão,

não apresentarem capacidade resistente suficiente.

- As longarinas (existentes) foram travadas com um contraventamento adequado

de modo a prevenir a acção do vento e do lacete naqueles elementos.

- Foi constituído um novo contraventamento horizontal inferior no reforço, capaz

de fazer face à totalidade das acções horizontais transversais no conjunto ponte com

comboio e reforço.

- Os arcos foram travados superiormente entre si de modo a garantir uma

capacidade resistente à rotura por instabilidade considerada suficiente.

Enquanto coexistirem as duas estruturas, a quota-parte das novas sobrecargas

que se encaminham para a ponte existente é compatível com a sua capacidade

resistente.

Uma vez retirada a ponte mais antiga, o reforço, após ligeiras alterações do

tabuleiro (substituição das longarinas se assim for entendido) é uma autêntica PONTE NOVA, não ocasionando a sua entrada em funcionamento qualquer interrupção na

circulação dos comboios.

A estrutura de reforço foi dotada de um contraventamento horizontal inferior capaz

de fazer face à totalidade das acções horizontais transversais que actuam na ponte

com comboio e reforço.

Os arcos são travados superiormente entre si, de modo a garantir-se uma

capacidade resistente por instabilidade considerada adequada.


24

Julga-se desnecessário a apresentação da determinação das acções de cálculo

para o dimensionamento do reforço. Apresentar-se-á, no entanto, sucessivamente, as

características das secções transversais que foram adoptadas.

Figura 13 – Solução de reforço adoptada

3.1. Vigas principais (Fe 430)

A tipologia das vigas de reforço foi já descrita no ponto 3.

Apenas se apresentam as características que foram adoptadas para cada zona

em questão.

Cordas (Vãos) – Fe 430


25

Figura 14 – Viga principal no vão

Cordas (apoios extremos) – Fe 430

Figura 15 – viga principal nos apoios extremos

Cordas (apoios centrais) – Fe 430


26

Figura 16 – Viga principal nos apoios centrais

Banzos – Fe 430


27

Figura 17 – Banzos

Montantes – Fe 430

Tubos RHS 200x200x8

3.2. Longarinas

Indicam-se, seguidamente, quais as características que foram adoptadas para as

longarinas existentes no reforço.

Estas possuem um vão de 2,05m e são constituídas por:

Reb.19 – furos de 20mm

Figura 18 – Características adoptadas para as longarinas


28

3.3. Carlingas (Fe 360)

As carlingas utilizadas no reforço são constituídas por perfis HE 600A de

características:

Estas actuam quer ligadas às carlingas existentes, quer isoladamente.

3.5. Pilares, encontros e aparelhos de apoio

3.5.1. Pilares

Descrição dos trabalhos de reforço

- Envolvimento de reforço do contorno dos fustes, desde o embasamento saliente

dos caixões metálicos da sua fundação até à cota (-1.50) abaixo do nível dos estribos

existentes; este envolvimento é realizado com paredes de betão armado, com 0,25 m

de espessura constante, sendo solidarizado à alvenarias do fuste por chumbadouros

de φ16 , dispostos em quincôncio, em filas horizontais afastadas de 0,60 m com

espaçamento de 0,75 m;

- Corte das alvenarias e das cantarias nas zonas laterais dos fustes, limitadas

pelos planos verticais exteriores das platinas existentes, até ao plano horizontal situado

à cota (-1,00) abaixo do nível dos estribos existentes;

- Execução dos novos estribos, de betão armado, desde as cotas (-1,50) e (-1,00)

até à cota superior (-0, 75); desta forma, estes estribos apresentarão zonas laterais

semicirculares, com a saliência máxima de 0,65 m e altura de 0,75 m, e zonas

intermédias com a altura de 0,25 m, salientes 0,05 m da parede envolvente dos fustes

na altura de 0,75 m ou de 0,25 m até aos planos verticais dos cortes efectuados nas

alvenarias existentes, como referido atrás;

- Montagem das estruturas metálicas envolventes de reforço e suporte da ponte

existente, sobre os novos aparelhos de apoio.

Conseguiu-se, deste modo, obter novos estribos parciais para apoio das

estruturas metálicas envolventes de reforço e suporte da ponte existente, executados a

cota mais baixa do que a dos estribos existentes de cantaria, constituídos por lajes de


29

reforço, de betão fortemente armado, com 0,25 m de espessura na zona intermédia,

solidarizando, acima do corte das alvenarias, as paredes do envolvimento de reforço

dos fustes; nas zonas laterais, a altura dos reforços é de 0, 75 m, como atrás

mencionada, tendo sido solidarizados às alvenarias remanescentes por 3 filas

horizontais de chumbadouros de φ16 a 0,20 m, em quincôncio, com espaçamento de

0,75 m.

Com este conjunto de trabalhos, alguns dos quais terão execução de muito

cuidado, atendendo à necessidade de manter a circulação ferroviária, obteve-se um

importante reforço, quer lateral, quer do topo dos fustes existentes de alvenaria,

conferindo-lhes uma importante resistência estrutural adicional, eliminando-se os

inconvenientes do comportamento corrente das alvenarias, em termos de fissuração e

falta de monolitismo.

Há contudo um aumento das cargas permanentes, que actuam no eixo vertical

teórico dos fustes, cujo valor foi devidamente considerado na verificação da

estabilidade dos pilares e correspondentes fundações.

3.5.2. Encontros

Descrição dos trabalhos de reforço

- Demolição parcial dos muros de ala, independentes das paredes dos encontros,

com adequado suporte dos terrenos em toda a altura;

- Execução de estacas moldadas de φ 600 (4 por encontro), de acordo com a

implantação prevista, prolongadas no "bed-rock" na extensão de 2,5 φ e com as

cabeças 0,60 m acima do embasamento saliente dos caixões metálicos da fundação

dos encontros, de modo a ser possível realizar um corte adequado da zona superior do

betão das estacas,

- Execução duma parede de reforço frontal do corpo dos encontros, desde o

embasamento até à cota (-1,50) abaixo do nível dos estribos existentes; esta parede,

com 0,15 m de espessura constante, é solidarizada às alvenarias por chumbadouros

de φ16, dispostos em quincôncio, em filas horizontais afastadas de 0,60 m, com

espaçamento de 0,75 m;


30

- Execução das paredes de reforço lateral do corpo dos encontros, apoiados nos

conjuntos de 2 estacas cada; estes elementos com 1,05 de espessura e 2,50 m de

comprimento aproximado, são de betão armado e solidarizados às faces laterais dos

encontros de forma idêntica à da parede frontal, prolongando-se, em altura, desde a

cota do embasamento saliente do caixão metálico das fundações até à cota de (-1,50)

abaixo do nível dos estribos existentes;

- Acima dessa cota, prolonga-se na altura de 0,75 m com uma saliência de 0,05 m

nas paredes laterais e de 0,15 m na parede frontal;

- Reconstrução dos remates dos muros de ala, previamente demolidos.

Conseguiu-se, deste modo, obter novos estribos parciais para apoio das

estruturas metálicas de reforço e suporte da ponte existente, executados a cota mais

baixa do que a dos estribos existentes de cantaria, constituídos por lajes de reforço, de

betão fortemente armado, com 0,25 m de espessura na zona intermédia, solidarizando,

acima dos cortes da alvenaria, as paredes frontal e laterais dos encontros.

Neste conjunto de trabalhos, alguns foram de execução muito cuidada, atendendo

à necessidade de manter a circulação ferroviária e ainda de manter devidamente

entivados os taludes dos terrenos interiores de suporte da via, durante as escavações

em toda a altura dos encontros, necessários para a execução das estacas e das

paredes de reforço lateral.

3.5.3. Aparelhos de apoio

a) Encontro do lado do Porto

Aparelhos de apoio D3F325/10

b) Pilar P1 (apoios fixos)

Aparelhos de apoio D3T650

c) Pilar P2


d) Encontro do lado de Valença



31

4. Processo construtivo – descrição genérica

Apresenta-se, seguidamente, o procedimento construtivo adoptado para o reforço,

apresentado de forma genérica, com esquemas e fotos elucidativas.

4.1. Reforço e adaptação dos encontros e pilares

Reforço dos encontros com execução de microestacas e adaptação dos mesmos

e dos pilares de modo a poderem receber os novos aparelhos de apoio. Trabalhos

executados pelo C.E.G.F.

4.2. Estruturas metálicas de reforço da ponte

4.2.1. Preparação das estruturas

O estudo das estruturas metálicas foi feito no sentido de se fazer em oficina uma

pré-montagem dos conjuntos durante o fabrico e montagem em obra dos mesmos

"insitu", evitando ripagens, apoios ao solo e sem afectar a circulação do tráfego

ferroviário.

4.2.2. Montagem das estruturas

4.2.2.1. Colocação de dois perfis HEB, servindo de carris, sobre as duas vigas

principais ao longo de toda a ponte.

- calços em madeira com a espessura das abas da cantoneira de

contraventamento horizontal.

- garras de fixação carril-calço-viga principal.

4.2.2.2. Preparação, adaptação e montagem de uma grua Eder MT9 a trabalhar

nesses carris sobre a ponte.


32

- Peso 12,5 toneladas e com capacidade de carga máxima de 8 toneladas e raio

3,250 metros.

- Adaptação de um quadro metálico à estrutura das sapatas da grua com quatro

chumaceiras de apoio, dois veios alongadores e quatro rodas.

4.2.2.3. Preparação da zona dos encontros

- Execução de maciços de amarração, dois em cada encontro, de modo a

suportar cada um uma força vertical de 8 toneladas e força horizontal longitudinal de 28

toneladas.

- Poleias em perfil HEB (berço), para apoio e amarração da intersecção arco-viga

tirante horizontal, de modo a poder suportar na extremidade uma força vertical positiva

de (± 26 toneladas), uma força horizontal transversal de (± 2 toneladas), uma força

vertical no topo negativa de (± 18 toneladas) e uma força horizontal axial no topo de (±

10 toneladas).

Estas forças são originadas pelo apoio dessa peça de intersecção com mais um

troço de arco que, por sua vez, fica em equilíbrio pela introdução de dois varões

dywidag provisórios, amarrados ao maciço (± 20 toneladas).

4.2.2.4. Preparação da zona dos pilares

- Poleias em perfil HEB (berço), para os dois vãos, de apoio e amarração da

intersecção arco-viga tirantes horizontais-arco, de modo a suportar as forças originadas

pelo apoio e por mais um troço de arco A força vertical na extremidade é de (± 26

toneladas).

4.2.2.5. Sequência de montagem

4.2.2.5.1. Montagem e amarração das duas peças de intersecção nos respectivos

berços, apoiados nos aparelhos de apoio definitivos, num dos encontros e montagem

da carlinga adjacente com ligação às mesmas.

Montagem igual no outro pilar


33

4.2.2.5.2. Montagem e amarração das duas peças de intersecção num dos pilares

sobre os respectivos berços, apoiados nos aparelhos de apoio definitivos e montagem

das carlingas adjacentes com ligação às mesmas.

Montagem igual no outro pilar.

4.2.2.5.3. Montagem de dois varões dywidag provisórios, para substituir as vigas

tirantes horizontais, ligando todas as intersecções, dois em cada lado da ponte (± 40

toneladas/lado).

4.2.2.5.4. Montagem de um troço de arco, com cerca de 16,5 metros, numa

intersecção do encontro Norte, equilibrando-o com duas barras dywidag amarradas ao

maciço respectivo e fixando-o lateralmente à parte superior da viga principal da ponte.

A ligação intersecção-troço de arco é feita provisoriamente através de pernos

roscados e porcas de modo a permitir uma afinação da folga para execução perfeita

das soldaduras. Sistema a utilizar em todas as ligações.

4.2.2.5.5. Montagem do outro troço, de igual modo, no outro lado do mesmo

encontro. Ligação de um contrabentamento superior entre eles.


intersecção do pilar P2, para o lado de Valença e fixação lateralmente à parte superior

da viga principal da ponte equilibrando-o com uma barra dywidag horizontal amarrada à

viga principal da ponte.

4.2.2.5.7. Montagem do outro, de igual modo, no outro lado.


intersecção simétrica duma das anteriores e equilibrando-a através de barra dywidag

com a outra.

4.2.2.5.9. Montagem do outro troço, de igual modo, no outro lado.

4.2.2.5.10. Montagem de igual modo no encontro Sul e pilar P1.


34

4.2.2.5.11. Montagem do arco de fecho, com cerca de 16,5 m, no vão do lado de

Valença, primeiro num lado e depois no outro. Montagem do contraventamento

superior.

4.2.2.5.12. Montagem do arco de fecho, com cerca de 20,3 metros, no vão

central, primeiro num lado e depois no outro. Montagem do contraventamento superior.

4.2.2.5.13. Montagem de igual modo no outro vão.

4.2.2.5.14. Montagem dos tirantes verticais.

4.2.2.5.15. Montagem das vigas tirantes horizontais.

4.2.2.5.16. Montagem das carlingas com ligação às vigas tirantes horizontais.


35

Figura 19 – Esquema de montagem

De seguida, apresentam-se algumas fotos fornecidas pela Teixeira Duarte em que

se pode visualizar o processo construtivo.


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5. Fotos do local e de alguns pormenores

Figura 20 – Carlingas

Figura 21 – Vista do reforço


43

Figura 22 – Perspectiva do interior

Figura 23 – Aparelhos de apoio de uma das margens


44

6. Quantidades de materiais consumidos em obra de reforço

Apresentam-se, seguidamente, algumas das quantidades de materiais

consumidas em obra de reforço, consideradas mais relevantes da consulta do mapa de

medições.

Betão:

Encontros 50.3 m3

Pilares 39.1 m3

Estacas:

Estacas moldadas no terreno φ600 134.4 ml

Cofragens:

Encontros 103.04 m2

Pilares 142.92 m2

Aço passivo:

Encontros (φ16) 267.60 ml

Pilares (φ20) 508.95 ml

Perfilados, chapas e tubos:

Vigas 138850.8 kg

Arcos 140601.0 kg

Inserções

Vigas/arco nos encontros 11844.8 kg

Idem nos pilares 26042.9 kg

Ligações das carlingas às vigas 35448.4 kg

Montantes 24025.2 kg


45

Contraventamento horizontal superior nos arcos 51000.0 kg

Tabuleiro novo

Carlingas 82424.5 kg

Contraventamento horizontal inferior 10954.8kg

Tabuleiro existente reforço das longarinas 11830.0 kg

Ligações

Carlingas existentes às carlingas novas 1302.0 kg

Longarinas existentes às carlingas novas 854.6 kg

Reforço zonas de pré-esforço

Encontros 2826.0 kg

Pilares 2763.2 kg

Travessas da via 8625.23 kg


46

7. Bibliografia consultada

Todo o trabalho apresentado decorreu de um processo e pesquisa de peças

escritas disponíveis na Teixeira Duarte e, ainda, de alguma informação de fornecida

pelo professor Mota Freitas.

Assim os textos apresentados constituem um resumo de:

[1] - Memória de cálculos, memória descritiva, mapa de medições e programa de

concursos e caderno de encargos (fornecidos pela empresa Teixeira Duarte)

[2] - Descrição do Processo construtivo, Teixeira Duarte, SA

[3] - “Reforço de pontes metálicas. Dois exemplos” – J. Mota Freitas e Miguel

Guimarães

[4] – “Caminha através dos tempos, o movimento marítimo e outros meios de

transporte” pelo Eng. João da Silva Santos


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8. Agradecimentos

Gostaríamos de expressar os nossos sinceros agradecimentos ao Engenheiro

Henrique Nicolau, director de obra da Teixeira Duarte, por toda a disponibilidade e

documentos fornecidos.

Também um caloroso agradecimento ao Engenheiro Mota Freitas pelos

documentos fornecidos.

Documents

Ponte sobre o rio Coura - paginas.fe.up.ptpaginas.fe.up.pt/~empe/arquivo_pdf/Ponte rio coura.pdf · Trabalho 2 – Ponte sobre o rio Coura 2 1. Enquadramento Histórico 1.1. Enquadramento