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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL ANA CLÁUDIA CASSEMIRO AGUIAR DAHLEN SIQUEIRA SILVA PONTES ESTAIADAS

PontesEstaiadas - Cópia

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Um histórico a respeito

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

CENTRO TECNOLÓGICO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

ANA CLÁUDIA CASSEMIRO AGUIAR

DAHLEN SIQUEIRA SILVA

PONTES ESTAIADAS

VITÓRIA

2016

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ANA CLÁUDIA CASSEMIRO AGUIAR

DAHLEN SIQUEIRA SILVA

PONTES ESTAIADAS

VITÓRIA

2016

Trabalho sobre pontes estaiadas,

apresentado à disciplina de Pontes

do curso de Engenharia Civil

ministrada pelo Professor Lorenzo

Luchi, do Departamento de

Engenharia Civil, da Universidade

Federal do Espírito Santo, ao

cumprimento de requisito para

avaliação.

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SUMÁRIO

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1. INTRODUÇÃO

O projeto de pontes estaiadas vem sendo muito visado atualmente,

pois há uma necessidade de construção de obras de grande porte e

visibilidade, levando em consideração a estética e a eficiência desta

obra de arte.

Pontes estaiadas são pontes onde o tabuleiro é sustentado por

cabos atirantados de aço inclinados e fixados ao mastro formando

uma estrutura mais leve, esbelta e econômica, com isso possibilita

uma alternativa para transpor grandes vãos. A fase construtiva da

obra requer uma análise importante com relação aos resultados, se

os mesmos estão atendendo as solicitações contidas no projeto.

Nas estruturas estaiadas construídas no Brasil o emprego da

tecnologia é de origem de projetos europeus. Diversas empresas

brasileiras possuem o domínio do método construtivo, porém o meio

técnico carece de investimento em tecnologia de materiais

empregados, desenvolvimento de critérios de projetos e normas.

O objetivo deste trabalho é o estudo das pontes estaiadas,

apresentando seu histórico, pontuando vantagens e desvantagens,

analisando o método construtivo, a importância de seu

monitoramento na fase construtiva, e exemplificando as diversas

pontes já construídas pelo mundo.

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2. A EVOLUÇÃO DA CONSTRUÇÃO DAS PONTES ESTAIADAS AO LONGO DOS ANOS

2.1. PRIMEIROS ESBOÇOS

A utilização do esquema estrutural sustentada por estais pode ser observada por algumas civilizações antigas como nas embarcações egípcias (figura 1), onde o uso de cordas conectadas ao mastro principal servia de apoio para as vigas.

Figura 1 – Embarcação sustentada por estais

Devido à existência de valas e fossos entorno de castelos medievais o seu acesso era dificultoso, utilizava-se pontes sustentadas por correntes. Existia ainda, em passarelas primitivas, a utilização de cordões de trepadeiras como elementos de sustentação (figura 2).

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Figura 2 – Passarela sustentada por cordões de trepadeiras

Leonardo da Vinci esboçou em rabiscos um projeto de estrutura de pontes com estais (figura 3).

Figura 3 – Esboço de Leonardo da Vinci apresentação uma ponte com estais

Em 1617, Fausto Verantius sugeriu um sistema de cabos de aço sustentando um tabuleiro de madeira, foi o primeiro registro relatado

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de ponte estaiada. Porém apenas em 1784, na Suíça, foi construída uma ponte estaiada de madeira (figura 3), pelo carpinteiro alemão C. T. Lescher, com um vão de 32 metros.

Figura 4 – Ponte estaiada de madeiria

Com o avanço das ligas metálicas, tornou-se mais viável as estruturas suportarem mais esforços e pontes possuírem maiores vãos. Em 1817, dois engenheiros britânicos, Brown e Redpath, construíram a passarela estaiada de arame e mastro de ferro em King’s Meadow com um vão de 33,6 metros.

Ao longo dos anos engenheiros e arquitetos foram projetando estruturas com diversas formas, arranjando os cabos em leque e harpa, esses são os que mais se destacam. O século XVIII foi marcado pelo surgimento das pontes estaiadas modernas, construídas nos Estados Unidos e na Inglaterra.

Pela falta de conhecimento dos aspectos aerodinâmicos das estruturas de pontes penseis e estaiadas abandonou-se parcialmente esta técnica durante alguns anos devido a alguns acidentes ocorridos. Era necessário garantir um conjunto estável e rígido para evitar deslocamentos excessivos provocados pela passagem do vento ou pela atuação da carga útil. Exemplo da ponte pênsil de Tacoma Narrows, em Washigton nos Estados

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Unidos em 1940. Era relativamente esbelta e de grande vão livre, e apresentou deficiência por não suportar a ação do vento, que no dia do seu colapso ocorriam rajadas de 65 Km/h, onde provocou oscilação torsional no tabuleiro, causando deslocamento excessivo.

Figura 5 – Oscilação torsional da Ponte Tacoma Narrows

Após este acidente, a credibilidade por este tipo de construção demorou ser retomada, pois foi necessário reelaborar sua metodologia e seu dimensionamento estrutural.

Tornou-se um marco da história da construção civil a construção de pontes de estrutura mista, utilizando cabos penseis e estais, com isso abandonou-se por um tempo a solução ponte exclusivamente estaiada por um período longo.

Um exemplo de estrutura mista é a ponte do Brooklyn, construída em 1883, que liga o Brooklyn a Manhattan. Possui um vão central de 486,50m e um comprimento total de 1059,90m, onde o trecho central do vão é sustentado por cabos penseis e os trechos próximos aos pilares por estais. Como ainda não se tinha o domínio

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do concreto armado neste período, os pilares da ponte do Brooklyn foram executados em alvenaria de pedras. Nesta época não havia metodologias para cálculos de dimensionamento para estruturas hiperestáticas como essa, porém foi construída apenas com os conhecimentos de John Roebling. Foi possível observar que os estais inclinados e protendidos contribuíram consideravelmente para sua estabilidade aerodinâmica e aumento de sua rigidez.

Figura 6 – Ponte do Brooklyn, nos Estados Unidos

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http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-ponte-estaiada.html (significado)

http://www.abpe.org.br/trabalhos/trab_23.pdf (histórico)

http://www.deciv.ufscar.br/tcc/wa_files/TCC2011-Isabelle_M__Kusaka_TCC_FINAL.pdf (histórico)

MAZARIM, Diego Montagnini. Histórico das pontes estaiadas e sua aplicação no Brasil. 2011. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia de Estruturas e Geotécnica. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-04112011-144914/pt-br.php.