Projeto de pontes e viadutos rodoviárias de aço e mistas aço e concreto

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1 1 2 3 Projeto de pontes e viadutos rodoviárias de aço e mistas aço e concreto Design of Highway steel and composite Bridges 4 Prefácio A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte (Ultima atualização 10 de julho de 2015) Revisado até o item 7.3 na reunião do dia 21/05/

2 Sumário 1 Escopo 2 Referências Normativas 3 Simbologia 4 Materiais 4.1 Aços Estruturais 4.2 Parafusos, Pinos, porcas e arruelas 4.3 Conectores de cisalhamento 4.4 Soldas Concretos 5 Princípios gerais de projeto 5.1 Requisitos de projeto 5.2 Estados limites e durabilidade 5.3 Memorial descritivo e justificativo 5.4 Memorial de cálculo 5.5 Desenhos 5.6 Especificações 5.7 Modelos de análise 6 Ações e Combinações 6.1 Ações permanentes 6.2 Ações variáveis 6.3 Coeficientes de ponderação das ações Combinações 7 - Considerações especiais para fadiga 8 Dimensões mínimas 8.1 vão efetivos 8.2 Contraflecha para cargas permanentes 8.3 Espessuras Mínimas das chapas de aço 8.4 Diafragmas e seções transversais 8.5 Travamento lateral Pinos 9 Dimensionamento de elementos a tração 10 Dimensionamento de elementos a compressão 11 Dimensionamento de elementos com seções I a flexão

3 Dimensionamento de elementos com seções caixão a flexão 13 Outros tipos de seção dimensionamento a flexão 14 Conexões e emendas 15 Prescrições para estruturas de diversas tipologias 15.1 Longarinas de perfis I 15.2 Treliças 15.3 Estruturas ortótropicas 15.4 Arcos 16 Recomendações construtivas e de utilização Anexo A Fadiga Anexo B Durabilidade frente a corrosão Anexo C Deslocamentos Limites

4 Escopo Esta Norma, com base no método dos estados limites, estabelece os requisitos básicos que devem ser obedecidos no projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas aço e concreto de pontes para uso rodoviário. As prescrições desta Norma se aplicam exclusivamente às pontes de viga I de alma cheia, pontes de vigas caixão, pontes em treliças e pontes em arcos. Além das condições desta Norma, devem ser obedecidas as de outras normas especificias e as exigências peculiares a cada caso, principalmente em estruturas com caraterísiticas especiais, onde as verificações de segurança requerem de considerações adicionais, não previstas nesta Norma Referências normativas As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta Norma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento ABNT NBR 5000: 2015 Bobinas e chapas grossas de aço de baixa liga e alta resistência mecânica Requisitos e ensaios ABNT NBR 5004: 1981 Chapas finas de aço de baixa liga e alta resistência mecânica ABNT NBR 5008: 2015 Bobinas e chapas grossas laminadas a quente de aço de baixa liga, resistentes à corrosão atmosférica, para uso estrutural Requisitos ABNT NBR 5884: 2013 Perfil I estrutural de aço soldado por arco elétrico Requisitos gerais ABNT NBR 5920: 2015 Bobinas e chapas finas laminadas a frio, de aços de baixa liga e alta resistência, resistentes à corrosão atmosférica, para uso estrutural Requisitos ABNT NBR 5921: 2015 Bobinas e chapas finas laminadas a quente de aço de baixa liga, resistentes à corrosão atmosférica, para uso estrutural Requisitos ABNT NBR 6118: 2014 Projeto de estruturas de concreto - Procedimento ABNT NBR 6120: 1980 Cargas para o cálculo de estruturas de edificações ABNT NBR 6123: 1988 Forças devidas ao vento em edificações - Procedimento ABNT NBR 6648: 2014 Bobinas e chapas grossas de aço-carbono para uso estrutural - Especificação ABNT NBR 6649: 1986 Chapas finas a frio de aço-carbono para uso estrutural ABNT NBR 6650: 2014 Bobinas e chapas finas a quente de aço-carbono para uso estrutural - Especificação ABNT NBR 7007: 2011 Aço-carbono e microligados para barras e perfis laminados a quente para uso estrutural 126

5 ABNT NBR 7187: 2003 Projeto de pontes de concreto armado e de concreto protendido - Procedimento ABNT NBR 7188: 2013 Carga móvel rodoviária e de pedestres em pontes, viadutos, passarelas e outras estruturas ABNT NBR 8261: 2010 Tubos de aço-carbono, formado a frio, com e sem solda, de seção circular, quadrada ou retangular para usos estruturais ABNT NBR 8681: 2004 Ações de segurança nas estruturas - Procedimento ABNT NBR 8800: 2008 Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios ABNT NBR 10839: 1989 Execução de obras de arte especiais em concreto armado e concreto protendido - Procedimento ABNT NBR 14762: 2010 Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio ABNT NBR 15421: 2006 Projeto de estruturas resistentes a sismos - Procedimento ABNT NBR 15980: 2011 Perfis laminados de aço para uso estrutural Dimensões e tolerâncias ABNT NBR 16239:2013 Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edificações com perfis tubulares AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 7th Edition, 2014 ASTM A36/A36M-14 Standard Specification for Carbon Structural Steel ASTM A Standard Specification for Steel Bar, Carbon and Alloy, Cold-Finished ASTM A193/A193M-15 Standard Specification for Alloy-Steel and Stainless Steel Bolting for High Temperature or High Pressure Service and Other Special Purpose Applications ASTM A242/242M-13 Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Structural Steel ASTM A283/A283M-13 Standard Specification for Low and Intermediate Tensile Strength Carbon Steel Plates ASTM A284/A284M-13 Standard Specification for Low and Intermediate Tensile Strength Carbon Steel Plates ASTM A Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength ASTM A Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products ASTM A490-14a Standard Specification for Structural Bolts, Alloy Steel, Heat Treated, 150 ksi Minimum Tensile Strength ASTM A514/514M-14 Standard Specification for High-Yield-Strength, Quenched and Tempered Alloy Steel Plate, Suitable for Welding ASTM A572/572M-15 Standard specification for high-strength low-alloy columbium-vanadium structural steel

6 ASTM A573/573M-13 Standard Specification for Structural Carbon Steel Plates of Improved Toughness ASTM A588/588M-15 Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Structural Steel, up to 50 ksi [345 MPa] Minimum Yield Point, with Atmospheric Corrosion Resistance ASTM A606/A606M-09 Standard Specification for Steel, Sheet and Strip, High-Strength, Low-Alloy, Hot-Rolled and Cold-Rolled, with Improved Atmospheric Corrosion Resistance ASTM A709/A709M: 13a Standard specification for structural steel for bridges ASTM A1011/A1011M-14 Standard Specification for Steel, Sheet and Strip, Hot-Rolled, Carbon, Structural, High-Strength Low-Alloy, High-Strength Low-Alloy with Improved Formability, and Ultra-High Strength ASTM A1018/1018M-10 Standard Specification for Steel, Sheet and Strip, Heavy-Thickness Coils, Hot- Rolled, Carbon, Commercial, Drawing, Structural, High-Strength Low-Alloy, High-Strength Low-Alloy with Improved Formability, and Ultra-High Strength AWS D1.5/D1.5M: 2010, Bridge Welding Code EN Eurocode 2 Design of concrete structures Part 2: Concrete Bridges EN Eurocode 3 Design of steel structures Part 2: Steel Bridges EN Eurocode 4 Design of composite steel and concrete structures Part 2: General rules and rules for bridges EN : 2004 Hot rolled products of structural steels - Part 2: Technical delivery conditions for nonalloy structural steels Research Council on Structural Connections: 2004 Specification for structural joints using ASTM A325 or ASTM A490 bolts Simbologia e unidades No projeto, execução e controle de pontes de aço e mistas devem ser adotadas as notações básicas indicadas na ABNT NBR 8800, ABNT NBR 6118 e a ABNT NBR 7187, além de símbolos específicos de outros capítulos da mesmas ou de outras normas brasileiras. Nesta Norma é adotado o Sistema Internacional de Unidades (SI), sendo recomendadas, na prática, as seguintes unidades: a) para as cargas e forças concentradas ou distribuídas: kn, kn/m, kn/m²; b) para os pesos específicos: kn/m³; c) para as tensões e resistências: MPa (N/mm²); d) para os momentos: kn.m ou MN.m

7 Símbolos-base Alguns símbolos-base apresentados a seguir estão acompanhados se símbolos subscritos, de forma a não gerar dúvidas no seu significado. a) Letras romanas minúsculas a = distância em geral; distância entre enrijecedores transversais; altura da região comprimida em lajes de vigas mistas b = largura em geral b f d e f f ck f r f u f y f w g h k l r s t t c t f t w = largura da mesa = diâmetro em geral; diâmetro nominal de um parafuso; diâmetro nominal de um conector; altura de seção = distância; excentricidade = tensão em geral = resistência característica do concreto à compressão = tensão residual = resistência à ruptura do aço à tração = resistência ao escoamento do aço = resistência à tração do metal de solda = gabarito de furação = altura em geral; distância entre as faces internas das mesas de perfis I e H = rigidez, parâmetro em geral = comprimento = raio de giração; raio = espaçamento longitudinal de quaisquer dois furos consecutivos = espessura em geral = espessura da laje de concreto = Espessura da mesa = Espessura da alma b) Letras romanas maiúsculas A = área da seção transversal A g C C b C t C v C w = área bruta da seção transversal = coeficiente, constante de torção = fator de modificação para diagrama de momento fletor não-uniforme = coeficiente de redução usado no cálculo da área líquida efetiva = coeficiente de força cortante = constante de empenamento da seção transversal

8 D = diâmetro externo de elementos tubulares de seção circular E a E c F F g F q G I K L M N Q R d S d V W Z = módulo de elasticidade do aço, E = MPa = módulo de elasticidade do concreto = força, valor da ação = valor característico das ações permenentes = valor característico das ações variáveis = módulo de elasticidade transversal do aço, centro geométrico da seção transversal = momento de inércia = coeficiente de flambagem de barras comprimidas = vão; distância; comprimento = momento fletor = força axial = fator de redução total associado à flambagem local = resistência de cálculo = solicitação de cálculo = força cortante = módulo de resistência elástico = módulo de resistência plástico c) Letras gregas minúsculas = coeficiente de dilatação térmica; fator em geral = deslocamento; flecha = deformação = Coeficiente de ponderação das ações = diâmetro da barra da armadura g = coeficiente de ponderação da resistência ou das ações = índice de esbeltez; parâmetro de esbeltez o p r = índice de esbeltez reduzido = parâmetro de esbeltez limite para seções compactas = parâmetro de esbeltez limite para seções semicompactas = coeficiente médio de atrito = coeficiente de Poisson = tensão normal = tensão de cisalhamento = fator de redução associado à resistência à compressão = fator de redução de ações; fator de combinação de ações = massa específica d) Letras gregas maiúsculas = Somatório

9 e) Símbolos subscritos Romanas minúculas a = aço; apoio b = flexão; parafuso c = concreto; compressão d = de cálculo e = elástico; excentricidade f = mesa g = bruta; geométrico; ação permanente h = furo i = número de ordem k = característico; nominal n = líquida p = pilar; pino p q red s st t u v w x y = plastificação = ação variável = reduzido = armadura = enrijecedor = tração = ruptura = cisalhamento; viga = alma; solda = relativo ao eixo x = escoamento; relativo ao eixo y f) Símbolos subscritos Romanas maiúsculas F = forma de aço G = ação permanente Q = ação variável Rd = resistentede cálculo Rk = resistente característico; resistente nominal T = torção Sd = solicitante de cálculo

10 Materiais Os aços estruturais e os materiais de ligação aprovados para uso por esta Norma são citados nos itens 4.1, 4.2, 4.3 e 4.4. Os concretos e o aço para as armaduras são especificados no item Aços estruturais Na Tabela 1 são referidos alguns dos aços mais usados com suas respectivas tensões de escoamento e ruptura. Mais informações para os aços estruturais estão previstas no item A.1 e A.2 do Anexo A da ABNT NBR 8800:2008 devem ser respeitadas. Tabela 1 Aços para uso em pontes de aço e mistas aço e concreto Especificação f y (MPa) f u (MPa) MR 250 (ABNT NBR 7007) AR 350 (ABNT NBR 7007) AR 350 COR (ABNT NBR 7007) ASTM A36 G ASTM A572 G ASTM A588 G ASTM A709 / A709 M, para peças não estruturais e de aparelhos de apoio ASTM A709 / A709 M G ASTM A709/ A709 HPS 50W Para chapas com espessura maiores que 50 mm o material deve atender as limitações da ASTM A Parafusos, porcas, arruelas e pinos Na Tabela 2 são fornecidos os valores mínimos de resistências ao escoamento e resistência à ruptura de parafusos e suas respectivas porcas que podem ser usados em pontes de aço e pontes mistas de aço e concreto. No caso de pinos e roletes deve-se usar conforme as normas ASTM A108 grau de 1016 à 1030 com tensão de escoamento mínimo de 250 MPa e a ASTM 668/668M com classes C,D,F e G com escoamento até de 345MPa. As arruelas devem ser de acordo com a norma ASTM F436. Tabela 2 Parafusos para uso em pontes de aço e mistas aço e concreto Especificação f yb (MPa) f ub (MPa) Diâmetro d b mm (a) d b 24 1/2 d b 1 ASTM A d b 36 1< d b 1½ ISO 4016 Classe d b 36 - ASTM A490 (a) d b 36 1/2 d b 1½ ISO 4016 Classe d b 36 - Pol

11 (a) Disponíveis também com resistência à corrosão atmosférica (aço patinável) comparável a dos aços AR350 COR ou a dos aços ASTM A Conectores de cisalhamento Os conectores de cisalhamento previstos para pontes mistas de aço e concreto podem ser de pino com cabeça ou perfis U laminados, soldados de acordo com a AWS D1.5. Os conectores de cisalhamento deverão estar em conformidade com a ASTM A193 B7 com tensão equivalente de escoamento a aços ASTM A36, ou com aços do tipo ASTM A108 com tensão de escoamento equivalente a aços ASTM A572 G50 ou ASTM A588 G Soldas Todas as soldas deverão ser conformes com a AWS D1.5 Bridge Welding Code. O metal de solda deve ser classe 70 ou superior, isto é, apresentar f w 485MPa, e adequado aos aços resistentes à corrosão. 4.5 Concretos e aço das armaduras Concretos para as lajes do tabuleiro As propriedades do concreto de densidade normal devem obedecer a ABNT NBR Assim, a resistência caraterística desse tipo de concreto f ck, deve ser no mínimo de 30MPa Outros elementos de concreto Para todos os outros elementos deverá ser consultada a ABNT NBR Princípios Gerais de Projeto 5.1 Requisitos do projeto As pontes, objeto desta Norma devem ser concebidas, calculadas e detalhadas de modo a satisfazer os requisitos de construtibilidade, segurança e utilização, respeitando ainda os aspectos de inspeção, economia, durabilidade e estética. Independentemente do tipo de análise utilizado devem ser atendidas todas as combinações de ações suscetíveis de ocorrer durante a construção e a utilização, respeitados os estados limites últimos e os estados limites de serviço requeridos. 5.2 Avaliação de Conformidade do Projeto A avaliação da conformidade do projeto deve ser realizada por profissional habilitado, independente e diferente do projetista, requerida e contratada pelo contrante, e registrada em documento específico, que acompanhará a documentação do projeto. Esta avaliação deve ser realizada antes da fase de construção. 5.2 Estados limites Os estados limites a serem considerados estão definidos e relacionados na ABNT NBR 8800 e a ABNT NBR 8681 vigente, com as devidas modificações indicadas nesta Norma. Os estados limites últimos (ELU) representam o colapso ou qualquer outra forma de ruína que determine a paralisação do uso da estrutura.

12 Os estados limites de serviço (ELS) estão relacionados com a durabilidade e a boa utilização funcional das estruturas, sua aparência e o conforto dos usuários. Para assegurar a durabilidade frente à corrosão é importante assegurar as limitações e recomendações expostas no Anexo N da ABNT NBR 8800 e no Anexo B desta Norma Critérios de segurança Os critérios de segurança desta Norma baseiam-se na ABNT NBR Estados-limites Geral Deve ser investigado o comportamento estrutural dos elementos de aço e mistos de aço e concreto para cada estágio durante a fabricação, manuseio, transporte, montagem e durante a vida útil da estrutura da qual faz parte. Os elementos estruturais devem ser proporcionados para atender aos requisitos de segurança, utilização, corrosão e fadiga Estados-limites últimos (ELU) As condições usuais de segurança para os estados-limites últimos são expressas por: R d S d onde: S d representa os valores de cálculo dos esforços atuantes (em alguns casos tensões atuantes), obtidos com base nas combinações últimas de ações indicadas no item 7.4. R d representa os valores de cálculo dos correspondentes esforços resistentes (em alguns casos tensões resistentes), obtidos em diversas partes desta Norma, conforme a situação Estados limites de serviço (ELS) Os estados limites de serviço estão relacionados ao desempenho e a durabilidade da estrutura sob condições normais de utilização e podem ser tomadas como restrições de tensões, deformações e fissuras. As condições usuais de segurança para os estados-limites de serviço são expressas pela expressão: S ser S lim onde: S ser representa os efeitos estruturais de interesse, obtidos com base nas combinações de serviço indicadas no item S lim representa os valores-limites adotados para estes efeitos, fornecidos no Anexo C. Para assegurar a durabilidade é importante atender as limitações e recomendações do Anexo N da ABNT NBR 8800 e o Anexo B desta norma Estados limites de fadiga e fratura No caso dos elementos de aço e suas conexões, estes devem ser avaliados com as variações de tensões resultado da aplicação da carga móvel em um número previsto de ciclos para a vida útil de projeto e os limites expostos no Anexo A desta norma.

13 Em estruturas de pontes de aço e pontes mistas de aço e concreto e a armadura de aço devem ser considerados os efeitos de fadiga. No caso da laje do tabuleiro de concreto estrutural a fadiga deve ser avaliada conforme a ABNT NBR Os estados-limites de fratura devem ser tomados como um conjunto de requisitos de tenacidade de acordo com as especificações do aço empregado, de acordo com os ensaios definidos na ASTM A Memorial descritivo e justificativo O memorial descritivo e justificativo deve conter a descrição da obra e dos processos construtivos propostos, bem como a justificativa técnica, econômica e arquitetônica da estrutura adotada. 5.4 Memorial de cálculo O memorial de cálculo deve ser iniciado com uma indicação clara do modelo estrutural adotado, com as dimensões principais, características dos materiais, condições de apoio, hipóteses de cálculo e outras informações que sejam necessárias para defini-lo. Em seguida, os cálculos destinados à determinação das solicitações e ao dimensionamento dos elementos estruturais devem ser apresentados em sequência lógica e com desenvolvimento tal que facilmente possam ser entendidos, interpretados e verificados. Os símbolos não usuais devem ser bem definidos, as fórmulas aplicadas devem figurar antes da introdução dos valores numéricos e as referências bibliográficas devem ser precisas e completas. Sendo os cálculos efetuados com auxílio de computadores, devem ser fornecidas as seguintes informações: a) se o programa utilizado for de uso corrente no meio técnico, sua identificação; b) se for um programa particular ou pouco conhecido, a descrição da base teórica, com as hipóteses feitas e os procedimentos matemáticos usados nos cálculos; indicação clara dos dados de entrada; relação dos resultados fornecidos pelo programa, os quais devem ser apresentados ordenadamente, com o significado de cada um, de forma que possam facilmente ser entendidos e, eventualmente, verificados por processos independentes. 5.5 Desenhos Desenhos de Implantação Os desenhos de implantação da obra devem conter sua localização e os elementos principais do projeto geométrico. Em perfil, devem ser mostradas as cotas do greide, do terreno natural e do obstáculo transposto, constando também no desenho os gabaritos impostos, em largura e altura. Devem ser mostradas as cotas dos elementos de fundação e do lençol freático, assim como o perfil geológico geotécnico do terreno. Em planta, os desenhos devem ser lançados sobre bases obtidas do levantamento topográfico com as linhas rebaixadas, mostrando a compatibilização da obra com as condições locais, indicando saias de aterro e taludes de corte, e devem fornecer as coordenadas para locação das fundações Desenhos de Projeto Todas as informações necessárias para definição de quantidades, dimensões e arranjo da estrutura deverão estar indicadas e anotadas nos Desenhos de Projeto. É permitido o uso dos projetos de arquitetura somente como informação suplementar, com o objetivo de esclarecer detalhes geométricos e de acabamento. Os Desenhos de Projeto deverão ser baseados nos cálculos resultantes da aplicação das ações e dos esforços de Projeto que a Estrutura deverá suportar quando estiver completa e acabada. Os Desenhos de Projeto deverão mostrar claramente o trabalho que deverá ser executado, fornecendo as informações abaixo com suficiente precisão das dimensões, quantidades e natureza das peças da estrutura a serem fabricadas:

14 a) Dimensões da seção transversal, tipo de aço e a locação de todos os elementos da estrutura; b) Toda a geometria e pontos de trabalho necessários ao arranjo da estrutura; c) Elevações do tabuleiro; d) Eixos de vigas e treliças; e) A contra-flecha necessária para os elementos da estrutura; f) Sistema de limpeza e pintura, se aplicável; g) Tipo de ligação e processo e controle de torque, se aplicável; h) Indicar sugestões para procedimentos de montagem. i) Indicar o sistema de proteção as ações ambientais (aterramento, proteção a corrosão, entre outros) As Especificações Técnicas da Estrutura de aço e de concreto estrutural deverão incluir quaisquer requisitos adicionais exigidos para a Fabricação e Montagem da mesma. Todos os Desenhos de Projeto, Especificações Técnicas e anexos deverão ser numerados e datados para facilitar a identificação Contraventamentos permanentes, enrijecedores de vigas, chapas de reforço de mesas de vigas, enrijecedores de apoio de vigas secundárias e principais, talas de reforço de almas, aberturas para acessibilidade e inspeção e outros detalhes especiais necessários deverão ser mostrados com clareza nos Desenhos de Projeto para que seus quantitativos e demais requisitos de fabricação sejam facilmente O Projetista da Estrutura deverá representar nos Desenhos de Projeto o dimensionamento completo das ligações e emendas, conforme as condições de fabricação e de montagem concebidas no projeto. Quando o fabricante ou o montador especifica ou complementa os detalhes das ligações, deverá fazêlo obedecendo a esta norma e aquelas referidas no projeto e os Documentos Contratuais, submetendo esses detalhes à aprovação do Projetista e devida anuência do Contratante Peças ou partes específicas de peças da estrutura que não devam receber pintura deverão ser especificadas nos Documentos Contratuais Desenhos de Fabricação, Transporte e Montagem Projetista O projetista deverá apresentar como parte do projeto as condições básicas de montagem para as quais foi desenvolvido o projeto Contratante A Contratante deverá fornecer a tempo e de acordo com os Documentos Contratuais, todos os Desenhos de Projeto e todas as Especificações Técnicas que tenham sido liberados para construção. Salvo indicação em contrário, os Desenhos de Projeto que forem entregues como partes do pacote de documentos da licitação da obra, devem ser considerados como Liberados para Construção Fabricante e Montador Com exceção do indicado no item , o fabricante deverá preparar os Desenhos de Fabricação e de Montagem para a Estrutura de aço e será responsável por: a) Transferir, de forma precisa e completa, todas as informações contidas nos Documentos Contratuais para os Desenhos de Fabricação e de Montagem;

15 b) Fornecer informações dimensionais precisas e detalhadas para atender ao correto ajuste entre as peças da Estrutura durante a Montagem. Cada Desenho de Fabricação e de Montagem deverá permanecer com o mesmo número de identificação durante toda a duração do Projeto, devendo ser claramente anotada a data e também número/letra de cada revisão. Quando o Fabricante desejar introduzir mudanças no detalhamento de alguma ligação já descrita nos Desenhos de Projeto, deverá requerê-lo por escrito ao Projetista antes da emissão dos Desenhos de Fabricação e de Montagem. O Projetista deverá analisar e aprovar ou rejeitar o pedido de mudança no detalhe a tempo de não causar atrasos nos prazos da obra. Em caso de alterações nas condições de montagem inicialmente previstas pelo projetista, o fabricante ou o montador deverão submeter tais alterações ao projetista para aprovação. Sempre que requisitado, o Fabricante deverá fornecer ao Contratante, Construtora ou Gerenciadora o cronograma de remessa de Desenhos de Fabricação e de Montagem, para maior agilidade no fluxo de informações entre as partes envolvidas Aprovações Os Desenhos de Fabricação e de Montagem deverão ser submetidos pelo fabricante à análise e aprovação do projetista. Esses desenhos deverão ser devolvidos ao fabricante em prazo adequado ao andamento do contrato. Todos os Desenhos de Fabricação e de Montagem já verificados pelo projetista deverão ser individualmente marcados como aprovados ou aprovados com ressalvas, se for o caso. Quando exigido, o fabricante deverá subsequentemente atender aos comentários anotados e fornecer os desenhos corrigidos ao projetista para aprovação final A aprovação dos Desenhos de Fabricação e de Montagem, Desenhos aprovados com ressalvas e outras formas semelhantes de aprovação devem estabelecer o seguinte: a) Confirmação de que o fabricante interpretou corretamente os Documentos Contratuais na entrega de seus desenhos; b) Confirmação de que o projetista analisou e aprovou os detalhes das ligações mostrados nos Desenhos de Fabricação e de Montagem submetidos à sua aprovação de acordo com o item , se aplicável; c) Liberação pelo projetista e pelo contratante autorizando o início da fabricação com base nos desenhos revisados e aprovados. Tais aprovações não eximem o fabricante da responsabilidade pela precisão das dimensões detalhadas nos Desenhos de Fabricação e de Montagem ou pelo perfeito ajustamento entre as peças que serão montadas na obra. Não é obrigação do projetista a verificação destes aspectos dos Desenhos de Fabricação. Entretanto, é necessário atentar para alguma inconsistência do Detalhamento que possa vir a comprometer a estabilidade de peças isoladas ou da estrutura em conjunto, solicitando a sua alteração por parte do fabricante, que deverá atender prontamente as suas exigências Quaisquer acréscimos, cancelamentos ou revisões incluídas em resposta a solicitações de esclarecimentos, ou que estejam indicadas em Desenhos de Fabricação e de Montagem já aprovados, constituem autorização pelo Contratante de liberar esses desenhos para construção com tais acréscimos, cancelamentos ou revisões. O Fabricante e o Montador devem notificar imediatamente o Contratante sobre quaisquer acréscimos nos custos ou nos prazos recorrentes de revisões, modificações ou cancelamentos, tenham esses sido feitos nos Desenhos ou em quaisquer outros documentos.

16 Solicitação de Esclarecimentos durante o Projeto Quando forem emitidas solicitações de esclarecimentos durante a elaboração do Projeto Estrutural, o processo deverá conter um registro escrito de perguntas e respostas relacionadas à interpretação e implementação dos Documentos Contratuais, incluindo os esclarecimentos e/ou revisões dos Documentos Contratuais, se existirem. 5.6 Especificações Todas as informações necessárias à execução da obra que não constem nos documentos previstos nos itens anteriores devem ser fornecidas sob a forma de especificações. 5.7 Análise estrutural O objetivo da análise estrutural é determinar os efeitos das ações na estrutura, visando efetuar verificações de estados limites últimos e de serviço. A análise estrutural deve ser feita com um modelo realista, que permita representar a resposta da estrutura e dos materiais estruturais, levando-se em conta as deformações causadas por todos os esforços solicitantes relevantes. Onde necessário, a interação solo-estrutura e o comportamento das ligações devem ser contemplados no modelo. As prescrições para análise estrutural das estruturas de aço, concreto e mistas contidas na ABNT NBR 8800 e ABNT NBR 6118 devem ser seguidas. Qualquer método de análise que satisfaça os requisitos de equílibrio e compatibilidade e use as relações tensão deformação para os materiais usados aço e concreto, pode ser usado, alguns desses métodos são: Método clássico das forças ou deslocamentos. Método das diferenças finitas Método dos elementos finitos Método das faixas finitas O projetista é responsável pelo uso de programas de computador para desenvolver a análise estrutural e a interpretação de seus resultados. O nome, versão e a data de atualização do programa devem ser indicados no memorial. O projetista deverá ter especial atenção às verificações de todas as fases construtivas com base nos mesmos modelos de análise empregados no dimensionamento do projeto. 6 Ações e Combinações Conforme definição constante na ABNT NBR 8681, ações são as causas que provocam o aparecimento de esforços ou deformações nas estruturas. Classificam-se, segundo a referida norma, em: a) permanentes; b) variáveis; c) excepcionais.

17 Ações permanentes Ações cujas intensidades podem ser consideradas como constantes ao longo da vida útil da construção. Também são consideradas permanentes as que crescem no tempo, tendendo a um valor limite constante. As ações permanentes compreendem, entre outras: a) as cargas provenientes do peso próprio dos elementos estruturais; b) as cargas provenientes do peso da pavimentação, dos revestimentos, das barreiras, dos guardarodas, dos guarda-corpos e de dispositivos de sinalização; c) os empuxos de terra e de líquidos; d) as forças de protensão; e) as deformações impostas, isto é, provocadas por fluência e retração do concreto, por variações de temperatura e por deslocamentos de apoios Peso próprio dos elementos estruturais Na avaliação das ações devidas ao peso próprio dos elementos estruturais, o peso específico para elementos de aço deve ser tomado no mínimo igual a 77 kn/m³, o peso específico para elementos de concreto simples no mínimo igual a 24 kn/m³ e de 25 kn/m³ para o elementos em concreto armado ou protendido Pavimentação Na avaliação da ação devida ao peso da pavimentação, deve ser adotado para peso específico do material empregado o valor mínimo de 24 kn/m³, prevendo-se uma carga adicional de 2 kn/m² para atender a um possível recapeamento. A consideração desta ação adicional pode ser dispensada, a critério do proprietário da obra, no caso de pontes de grandes vãos Empuxo de terra O empuxo de terra nas estruturas é determinado de acordo com os princípios da mecânica dos solos, em função de sua natureza (ativo, passivo ou de repouso), das características do terreno, assim como das inclinações dos taludes e dos paramentos. Como simplificação, pode ser suposto que o solo não tenha coesão e que não haja atrito entre o terreno e a estrutura, desde que as solicitações assim determinadas estejam a favor da segurança. O peso específico do solo úmido deve ser considerado no mínimo igual a 18 kn/m³ e o ângulo de atrito interno no máximo igual a 30º. Os empuxos ativo e de repouso devem ser considerados nas situações mais desfavoráveis. A atuação do empuxo passivo só pode ser levada em conta quando sua ocorrência puder ser garantida ao longo de toda a vida útil da obra. Quando a superestrutura funciona como arrimo dos aterros de acesso, a ação do empuxo de terra proveniente desses aterros pode ser considerada simultaneamente em ambas as extremidades somente no caso em que não haja juntas intermediárias do tabuleiro e desde que seja feita a verificação também para a hipótese de existir a ação em apenas uma das extremidades, agindo isoladamente (sem outras forças horizontais) e para o caso de estrutura em construção. 629

18 Nos casos de tabuleiro em curva ou esconso, deve ser considerada a atuação simultânea dos empuxos em ambas as extremidades, quando for mais desfavorável. Para maiores detalhes deve ser consultada a ABNT NBR Pode ser prescindida a consideração da ação do empuxo de terra sobre os elementos estruturais implantados em terraplenos horizontais de aterros previamente executados, desde que sejam adotadas precauções especiais no projeto e na execução tais como: compactação adequada, inclinações convenientes dos taludes, distâncias mínimas dos elementos às bordas do aterro, terreno de fundação com suficiente capacidade de suporte, entre outras Empuxo d água O empuxo d água e a subpressão devem ser considerados nas situações mais desfavoráveis para a verificação dos estados limites, sendo dada especial atenção ao estudo dos níveis máximo e mínimo dos cursos d água e do lençol freático. No caso de utilização de contrapeso enterrado, é obrigatória, na avaliação de seu peso, a consideração da hipótese de submersão total do mesmo, salvo se comprovada a impossibilidade de ocorrência dessa situação Nos muros de arrimo deve ser prevista, em toda a altura da estrutura, uma camada filtrante contínua, na face em contato com o solo contido, associada a um sistema de drenos, de modo a evitar a situação de pressões hidrostáticas. Caso contrário, deve ser considerado nos cálculos o empuxo d água resultante. Estas superficies devem ser impermeabilizadas Toda estrutura celular deve ser projetada, quando for o caso, para resistir ao empuxo d água proveniente do lençol freático, da água livre ou da água acumulada de chuva. Caso a estrutura seja provida de aberturas com dimensões adequadas, esta ação não precisa ser levada em consideração Deslocamento de fundações Se a natureza do terreno e o tipo de fundações permitirem a ocorrência de deslocamentos que induzam efeitos na estrutura, as deformações impostas decorrentes devem ser levadas em consideração no projeto Ações variáveis Ações de caráter transitório que compreendem, entre outras: a) as ações móveis; b) as ações de construção; c) as ações de vento; d) o empuxo de terra provocado por cargas móveis; e) a pressão da água em movimento; f) os efeitos dinâmicos; g) as variações de temperatura. 667

19 Ações móveis Ações verticais Os valores característicos das ações móveis verticais são fixados na ABNT NBR 7188, inclusive as ações nos paseios, ou em caso excepcional pelo proprietário da obra Efeito dinâmico das ações móveis O efeito dinâmico das ações móveis deve ser analisado pela teoria da dinâmica das estruturas. É permitido, no entanto, aplicar os coeficientes de ponderação definidos na ABNT NBR Força centrífuga Nas pontes rodoviárias em curva, aplica-se o definido na ABNT NBR Efeitos da frenação e da aceleração Aplica-se o definido na ABNT NBR Ações de construção No projeto e cálculo estrutural devem ser consideradas as ações das cargas passíveis de ocorrer durante o período da construção, no mínimo de 1kN/m² aplicada na área de projeção do tabuleiro. Devem ser consideradas adicionalmente as ações devidas ao peso de equipamentos e estruturas auxiliares de montagem e de lançamento de elementos estruturais e seus efeitos em cada etapa executiva da obra, em conformidade com o item desta Norma Ação de vento Deve ser calculada de acordo com a ABNT NBR 6123, devem se considerar os estados limites da ponte sem veículos e da ponte com veículos sujeito as ações do vento, considerando um veículo tipo com 4 metros de altura em relação a superfície de rodagem Empuxo de terra provocado por ações móveis Deve ser calculado com os mesmos critérios apresentados em 7.1.3, transformando-se as ações móveis no terrapleno em altura de terra equivalente Ações Excepcionais Colisão em pilares e ao nível do tabuleiro, aplica-se o prescrito na ABNT NBT Ação dinâmica das águas Deve ser calculada de acordo com a ABNT NBR Ações devidas a variações de Temperatura Deve ser calculada de acordo com as normas ABNT NBR 7188, 8800 e 6118, para a fase construtiva e de operação. 6.3 Coeficientes de ponderação das ações As ações devem ser ponderadas pelo coeficiente γ f dado por γ f = γ f1 γ f2 γ f3

20 onde ações γ f1 é a parcela do coeficiente de ponderação das ações γ f, que considera a variabilidade das γ f2 é a parcela do coeficiente de ponderação das ações γ f, que considera a simultaneidade de atuação das ações O coeficiente γ f2 é igual ao fator de combinação Ψ o. γ f3 é a parcela do coeficiente de ponderação das ações γ f, que considera os possíveis erros de avaliação dos efeitos das ações, devido às incertezas do método de cálculo empregado, de valor igual ou superior a 1,10 Os coeficientes de ponderação para verificação dos estados limites últimos são apresentados nas Tabelas 2 e 3, para o produto estão os valores γ f1 γ f3. O produto γ f1 γ f3 é representado por γ g e γ q Tabela 2 - Valores dos coeficientes de ponderação das ações f = f1 f3 1) Ações permanentes ( g ) Diretas Indiretas Combinações Peso próprio de estruturas metálicas Peso próprio de estruturas prémoldadas Peso próprio de estruturas moldadas no local e de elementos construtivos industrializados Normais 1,25 (1,00) 1,30 (1,00) 1,35 (1,00) 1,20 (0) Especiais ou de construção 1,15 (1,00) 1,20 (1,00) 1,25 (1,00) 1,20 (0) Excepcionais 1,10 (1,00) 1,15 (1,00) 1,15 (1,00) 0 (0) Ações variáveis ( q ) 1) Efeito da temperatura Ação do vento Demais ações variáveis. Normais 1,20 1,40 1,50 Especiais ou de construção 1,00 1,20 1,30 Excepcionais 1,00 1,00 1,00 NOTAS: 1) Os valores entre parênteses correspondem aos coeficientes para as ações permanentes favoráveis à segurança; ações variáveis e excepcionais favoráveis à segurança não devem ser incluídas nas

21 combinações. AJUSTAR SIMBOLOS GREGOS Tabela 3 - Valores dos fatores de combinação o e de redução 1 e 2 para as ações variáveis Ações f2 o 1 2 1), 2) Vento Pressão dinâmica do vento nas estruturas em geral 0,6 0,3 0 Temperatura Variações uniformes de temperatura em relação à média anual local Cargas moveis e seus efeitos dinâmicos 0,6 0,5 0,3 Pontes Rodoviárias 0,7 0,5 0, Notas 1) Para combinações excepcionais onde a ação principal for sismo, admite-se adotar para 2 o valor zero. 2) Para combinações excepcionais onde a ação principal for o fogo, o fator de redução 2 pode ser reduzido, multiplicando-o por 0,7. Na Tabela 4 são apresentados os valores dos fatores de redução para combinação frequente de fadiga. Tabela 4 - Valores dos fatores de redução para combinação frequente de fadiga Carga móvel e seus efeitos dinâmicos Y 1,fad N Pontes rodoviárias Lajes do tabuleiro Vigas transversais Vigas longitudinais 1) vão até 100 m vão de 200 m vão 300 m meso e infraestrutura 2) 0,8 0,7 0,5 0,4 0,3 0 2x10 6 2x10 6 2x10 6 2x10 6 2x10 6 1) O valor dey 1,fad pode ser interpolado linearmente entre 100 m e 300 m. 2) Desde que ligadas à super apenas por aparelhos de apoio. Não é o caso, por exemplo de pontes de pórtico ou estaiadas

22 Combinações Combinações últimas normais A combinações últimas normais decorrem do uso previsto para a ponte rodoviária. Devem ser consideradas tantas combinações quantas forem necessárias para verificação das condições de segurança em relação a todos estados-limites útlimos aplicavéis. Em cada combinação devem estar incluídas as ações permamentes e a ação variável principal, com seus valores caraterísticos e as demais ações variavéis, consideradas secundárias, com seus valores reduzidos de combinação. Para cada combinação, aplica-se a seguinte expressão: m n F d = (γ gi F Gi,k ) + γ q1 F Q1,k + (γ qj ψ 0j F Qj,k ) i=1 j= Onde F Gi,k representa o valores caraterísticos das ações permanentes; F Q1,k é o valor caraterístico das ação variável considerada principal para a combinação; F Qj,k representa o valores caraterísticos das ações variavéis que podem atuar simultanemente com a ação variavél principal; Combinações últimas especiais As combinações últimas especiais decorrem da atuação de ações variáveis de natureza ou intensidade especial, cujos efeitos superam em intensidade os efeitos produzidos pelas ações consideradas nas combinações normais. Os carregamentos especiais são transitórios, com duração muito pequena em relação ao período de vida útil da estrutura. A cada carregamento especial corresponde uma única combinação última especial de ações, na qual devem estar presentes as ações permanentes e a ação variável especial, com seus valores característicos, e as demais ações variáveis com probabilidade não desprezável de ocorrência simultânea, com seus valores reduzidos de combinação. Aplica-se a seguinte expressão: 748 F d m i1 ( γgi F ) γq1 FQ1,k (γqj ψ0j,ef FQj, k ) Gi,k n j onde: F Gi,k representa os valores característicos das ações permanentes; F Q1,k é o valor característico da ação variável especial; F Qj,k representa os valores característicos das ações variáveis que podem atuar concomitantemente com a ação variável especial;

23 j,ef representa os fatores de combinação efetivos de cada uma das ações variáveis que podem atuar concomitantemente com a ação variável especial F Q Os fatores 0j,ef são iguais aos fatores 0j adotados nas combinações normais, salvo quando a ação variável especial F Q1 tiver um tempo de atuação muito pequeno, caso em que 0j,ef podem ser tomados como os correspondentes fatores de redução 2j Combinações últimas de construção As combinações últimas de construção devem ser levadas em conta nas estruturas em que haja riscos de ocorrência de estados-limites últimos, já durante a fase de construção. O carregamento de construção é transitório e sua duração deve ser definida em cada caso particular. No caso de pontes devem ser avaliados todas as fases de montagem ou execução, assim como os equipamentos e estruturas que sejam necessárias para o desenvolvimento da obra. Devem ser consideradas tantas combinações de ações quantas sejam necessárias para verificação das condições de segurança em relação a todos os estados-limites últimos que são de se temer durante a fase de construção. Em cada combinação devem estar presentes as ações permanentes e a ação variável principal, com seus valores característicos e as demais ações variáveis, consideradas secundárias, com seus valores reduzidos de combinação. Para cada combinação, aplica-se a mesma expressão dada em 7.4.2, onde F Q1,k é o valor característico da ação variável admitida como principal para a situação transitória considerada Combinações últimas excepcionais As combinações últimas excepcionais decorrem da atuação de ações excepcionais que podem provocar efeitos catastróficos. As ações excepcionais somente devem ser consideradas no projeto de estrutura de determinados tipos de construção, nos quais essas ações não possam ser desprezadas e que, além disso, na concepção estrutural, não possam ser tomadas medidas que anulem ou atenuem a gravidade das consequências dos seus efeitos. O carregamento excepcional é transitório, com duração extremamente curta. A cada carregamento excepcional corresponde uma única combinação última excepcional de ações, na qual devem figurar as ações permanentes e a ação variável excepcional, com seus valores característicos, e as demais ações variáveis com probabilidade não desprezável de ocorrência simultânea, com seus valores reduzidos de combinação, conforme a ABNT NBR Nos casos de ações sísmicas, deve ser utilizada a ABNT NBR Aplica-se a seguinte expressão: 786 F d m i1 ( γgi F ) FQ,exc (γqjψ0j,ef FQj, k) Gi,k n j Onde F Q,exc é o valor da ação transitória excepcional Combinações de serviço Combinações quase permanentes de serviço

24 As combinações quase permanentes são aquelas que podem atuar durante grande parte do período de vida da estrutura, da ordem da metade desse período. Essas combinações são utilizadas para os efeitos de longa duração e para a aparência da construção. Nas combinações quase permanentes, todas as ações variáveis são consideradas com seus valores quase permanentes ψ F : 2 Q, k 797 F ser m i1 F Gi,k n j1 ( ψ2j FQj, k) No contexto dos estados-limites de serviço, o termo aparência deve ser entendido como relacionado a deslocamentos excessivos que não provoquem danos a outros componentes da construção, e não a questões meramente estéticas Combinações frequentes de serviço As combinações frequentes são aquelas que se repetem muitas vezes durante o período de vida da estrutura, da ordem da 2x10 6 vezes em 50 anos, ou que tenham duração total igual a uma parte não desprezável desse período, da ordem de 5 %. Essas combinações são utilizadas para os estadoslimites reversíveis, isto é, que não causam danos permanentes à estrutura ou a outros componentes da construção, incluindo os relacionados ao conforto dos usuários e aos veículos, tais como vibrações excessivas, movimentos laterais excessivos que comprometam e possam criar aberturas de fissuras. 809 Nas combinações frequentes, a ação variável principal F Q1 é tomada com seu valor frequente 1 F Q1, k e 810 todas as demais ações variáveis são tomadas com seus valores quase permanentes ψ2 F Q, k : 811 F ser m i1 F Gi,k 1 F Q1,k n j2 ( F k ) 2 j Qj, Combinações raras de serviço As combinações raras são aquelas que podem atuar no máximo algumas horas durante o período de vida da estrutura. Essas combinações são utilizadas para os estados-limites irreversíveis, isto é, que causam danos permanentes à estrutura ou a outros componentes da construção, e para aqueles relacionados ao funcionamento adequado da estrutura, tais como formação de fissuras e danos aos fechamentos. Nas combinações raras, a ação variável principal F Q1 é tomada com seu valor característico F Q1,k e todas as demais ações variáveis são tomadas com seus valores frequentes ψ F : 1 Q, k 821 F ser m i1 F Gi,k F Q1,k n j2 ( F k ) 1j Qj, Considerações especiais para fadiga Em estruturas de pontes de aço e pontes mistas de aço e concreto devem ser considerados os efeitos de fadiga. No caso da Laje do tabuleiro de concreto a fadiga deve ser avaliada conforme a ABNT NBR