ANÁLISE DE PONTES DE MADEIRA PROTENDIDAS TRANSVERSALMENTE FORMADAS POR VIGAS-T

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1 ANÁLISE DE PONTES DE MADEIRA PROTENDIDAS TRANSVERSALMENTE FORMADAS POR VIGAST NÍVEA MARA PEREIRA ALVES Disseração apresenada à Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, como pare dos requisios para obenção do íulo de Mesre em Engenharia de Esruuras ORIENTADOR : Prof. Dr. Anonio Alves Dias São Carlos 02

2 À minha família, em especial à ia Nilda e Nilza, pelo apoio, incenivo e confiança.

3 AGRADECIMENTOS Ao professor Anonio Alves Dias, que sempre se mosrou um orienador amigo, compreensivo e dedicado. À Coordenação de Aperfeiçoameno de Pessoal de Nível Superior (Capes), pela bolsa de esudo concedida. Ao meu esposo e amigo Luciano Jorge (Jorginho), que sempre me incenivou a crescer profissionalmene e eseve comigo nos momenos difíceis. Ao professor Rocco, pelas palavras amigas nos momenos de incerezas e esclarecimenos écnicos que me auxiliaram na elaboração dese rabalho. Ao professor Calil, que se mosrou aencioso às minhas dúvidas e na obenção de maerial bibliográfico. Aos colegas, professores e funcionários do Laboraório de Madeiras e Esruuras de Madeira (LaMEM), pela colaboração em minhas aividades de mesrado.

4 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS i LISTA DE TABELAS iv LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS vi LISTA DE SÍMBOLOS vii RESUMO xi ABSTRACT xii 1 INTRODUÇÃO Objeivos Jusificaiva 3 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Inrodução Tabuleiros com seção ransversal de alura consane Sisema de proensão Tensões de proensão Parâmeros elásicos Perda de proensão Junas de opo Modelos de cálculo Derivações do sisema Tabuleiros formados por vigas de seção ransversal T Consrução pioneira Variações consruivas do sisema T Ensaios de ouros proóipos Méodo WVU Conclusões a respeio da revisão bibliográfica 33 3 ANÁLISE NUMÉRICA DO SISTEMA T 35

5 3.1 Condições da análise numérica Madeira uilizada Caracerísicas das pones Procedimeno de cálculo Dados de enrada Cálculo do módulo de elasicidade na direção ransversal das lâminas do abuleiro E T Cálculo do número mínimo de nervuras (n mín ) Cálculo da largura efeiva da mesa de uma vigat inerna (b e ) Cálculo do faor de disribuição da carga (W f ) Deerminação do valor de cálculo do momeno fleor oal (Md T ) Deerminação do valor de cálculo do esforço corane oal (Vd T ) Verificações Cálculo do volume de madeira Descrição e resulados da análise numérica Dimensionameno das pones formadas por vigast Influência da alura do abuleiro e da largura das nervuras na alura D _ Influência da espécie de madeira do abuleiro na alura D Influência da espécie de madeira das nervuras na alura D Discussões sobre a análise numérica Exemplo do méodo de cálculo 82 4 EXPERIMENTAÇÃO DO MODELO REDUZIDO Caracerísicas do modelo reduzido Caracerização das nervuras Caracerização das lâminas do abuleiro Classificação das nervuras e das lâminas do abuleiro Monagem do modelo Disribuição das nervuras e das lâminas do abuleiro Apoios do modelo Sisema de proensão 92

6 4.2.4 Disposiivos uilizados na experimenação Disposiivos para aplicação das forças Equipamenos uilizados para medir deslocamenos Formas de aplicação das forças Resulados obidos e análises Resulados Análise da rigidez à flexão longiudinal do modelo Análise do faor de disribuição da carga (W f ) CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 109 APÊNDICE 1 Programa para o cálculo e o dimensionameno de pones de madeira proendidas ransversalmene formadas por vigast

7 i LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 Pone de madeira com vigast (OKIMOTO, 1997) 1 FIGURA 2 Plana e seção ransversal de abuleiro laminado proendido 6 FIGURA 3 Elevação de abuleiro laminado proendido 6 FIGURA 4 Sisema de Ancoragem 7 FIGURA 5 Curvas Finais das Relações Elásicas para as madeira Pinus Ellioii e Eucalipo Ciriodora (OKIMOTO, 1997) 8 FIGURA 6 Transferência das cargas de roda 9 FIGURA 7 Perda de Proensão e Sisemas de Reensão 13 FIGURA 8 Tabuleiro com seção ransversal de alura consane 16 FIGURA 9 Tabuleiro de alura consane com peças em MLC 16 FIGURA 10 Sisema sanduíche 17 FIGURA 11 Tabuleiro formado por vigast 17 FIGURA 12 Treliças longiudinais proendidas ransversalmene. 18 FIGURA 13 Tabuleiro com seção caixão 18 FIGURA 14 Tabuleiro ransversal com proensão longiudinal 19 FIGURA Dimensões da Pone Barlow Drive FIGURA 16 Modelo ensaiado por DICKSON & GANGARAO (1990) FIGURA 17 Localização da linha neura da vigat cenral do modelo 21 FIGURA 18 Pone "Barlow Drive" 22 FIGURA 19 Dimensões da Pone "Camp Arrowhead" 24 FIGURA Pone "Camp Arrowhead" FIGURA 21 Pones com VigasT de LVL 27 FIGURA 22 Condição de carregameno A 28 FIGURA 23 Condição de carregameno B 29 FIGURA 24 Modelo com rês nervuras sob força esáica na nervura inerna e exerna 30 FIGURA Modelo com quaro nervuras sob força esáica na nervura inerna e exerna 30 FIGURA 26 Disribuição de ensão nãolinear de uma vigat isolada 32 FIGURA 27 Pone com uma faixa de ráfego 38

8 ii FIGURA 28 Pone com duas faixas de ráfego 38 FIGURA 29 Número mínimo de nervuras 39 FIGURA 30 Número máximo de nervuras 39 FIGURA 31 Fluxograma do méodo de cálculo 40 FIGURA 32 Desenho esquemáico de uma pone formada por vigast 41 FIGURA 33 VigaT inerna efeiva 44 FIGURA 34 VigaT inerna ransformada 45 FIGURA 35 VigaT exerna efeiva 45 FIGURA 36 VigaT exerna ransformada 46 FIGURA 37 VigaT inerna soliciada pela carga móvel 48 FIGURA 38 VigaT inerna soliciada pela carga permanene 49 FIGURA 39 VigaT inerna soliciada pela carga móvel 50 FIGURA 40 VigaT inerna soliciada pela carga móvel 52 FIGURA 41 Gráficos D x L para pones com 1 faixa de ráfego 57 FIGURA 42 Gráficos V x L para pones com 1 faixa de ráfego 58 FIGURA 43 Gráficos D x L para pones com 2 faixas de ráfego 61 FIGURA 44 Gráficos V x L para pones com 2 faixas de ráfego 62 FIGURA 45 Gráficos D x e D x para pones com 1 e 2 faixas de ráfego 65 FIGURA 46 Gráficos D x n para pones com 1 e 2 faixas de ráfego 71 FIGURA 47 Gráficos V x n para pones com 1 e 2 faixas de ráfego 72 FIGURA 48 Gráficos D x n para pones com 1 e 2 faixas de ráfego 78 FIGURA 49 Gráficos V x n para pones com 1 e 2 faixas de ráfego 79 FIGURA 50 Dimensões das nervuras para pones com 1 e 2 faixas de ráfego 81 FIGURA 51 Alura do abuleiro em função do espaçameno enre nervuras 82 FIGURA 52 Dimensões do modelo reduzido 84 FIGURA 53 Ensaio de caracerização das nervuras 84 FIGURA 54 Ensaio de caracerização das lâminas do abuleiro 86 FIGURA 55 Disribuição das nervuras no modelo reduzido 89 FIGURA 56 Conjuno de lâminas formado por quaro peças 89 FIGURA 57 Disribuição dos conjunos de lâminas no modelo reduzido 91 FIGURA 58 Dealhe do apoio do modelo 91 FIGURA 59 Disposição das células de carga 92

9 iii FIGURA 60 Medida dos deslocamenos vericais no meio do vão das nervuras 93 FIGURA 61 Força uniformemene disribuída 94 FIGURA 62 Simulação de um eixo cenrado 94 FIGURA 63 Simulação de um eixo não cenrado 95 FIGURA 64 Gráficos δ X P para os carregamenos correspondenes 100 FIGURA 65 Linhas elásicas ransversais para os carregamenos correspondenes 101 FIGURA 66 VigasT ransformadas 103

10 iv LISTA DE TABELAS TABELA 1 Valores de projeo para o faor de redução da rigidez longiudinal (OKIMOTO, 1997) 14 TABELA 2 Tensões e deslocamenos máximos da porção do abuleiro enre as nervuras 3 e 4 26 TABELA 3 Tensões e deslocamenos máximos das nervuras 3 e 4 26 TABELA 4 Dimensões e dealhes da pones (RITTER e al, 1996) 28 TABELA 5 Classes de resisência para coníferas (NBR 7190/97) 37 TABELA 6 Classes de resisência para dicoiledôneas (NBR 7190/97) 37 TABELA 7 Aluras das nervuras D para pones com 1 faixa de ráfego 55 TABELA 8 Volumes de madeiras V para pones com 1 faixa de ráfego 56 TABELA 9 Aluras das nervuras D para pones com 2 faixas de ráfego 59 TABELA 10 Volumes de madeiras V para pones com 2 faixas de ráfego 60 TABELA 11 Aluras D para pones com 1 faixa de ráfego (,, D em cm) 63 TABELA 12 Aluras D para pones com 2 faixas de ráfego (,, D em cm) 64 TABELA 13 Aluras das nervuras D para pones com 1 faixa de ráfego 67 TABELA 14 Volumes de madeiras V para pones com 1 faixa de ráfego 68 TABELA Aluras das nervuras D para pones com 2 faixas de ráfego 69 TABELA 16 Volumes de madeiras V para pones com 2 faixas de ráfego 70 TABELA 17 Aluras das nervuras D para pones com 1 faixa de ráfego 74 TABELA 18 Volumes de madeiras V para pones com 1 faixa de ráfego 75 TABELA 19 Aluras das nervuras D para pones com 2 faixas de ráfego 76 TABELA Volume de madeira V para pones com 2 faixas de ráfego 77 TABELA 21 Módulos de elasicidade na direção longiudinal E L,n das nervuras _ 85 TABELA 22 Módulos de elasicidade na direção longiudinal das lâminas do abuleiro E L, 87 TABELA 23 Disribuição final das nervuras 88 TABELA 24 Disribuição final das lâminas do abuleiro 90 TABELA Força uniformemene disribuída (I) 96 TABELA 26 Carregameno de um eixo com a roda exerna na nervura 1 (II) 97 TABELA 27 Carregameno de um eixo com a roda exerna na nervura 2 (III) _ 97

11 v TABELA 28 Carregameno de um eixo com a roda exerna na nervura 5 (IV) _ 98 TABELA 29 Carregameno de um eixo com a roda exerna na nervura 6 (V) 98 TABELA 30 Carregameno cenrado de um eixo (VI) 99 TABELA 31 Valores geoméricos, efeivos e ransformados das nervuras e abas 103

12 vi LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS AASHTO LVL MLC NBR OHBDC USDA WVU American Associaion of Sae Highway and Transporaion Officials Lâminas de pequena espessura coladas com as fibras orienadas na mesma direção (Laminaed Veneer Lumber) Madeira laminada colada Norma Brasileira Regisrada Onario Highway Bridge Design Code Unied Saes Deparmen of Agriculure Wes Virginia Universiy

13 vii LISTA DE SÍMBOLOS a A gr A n A A asf A bal A balx b b e b ei b l b b ex B B e B E c c asf C bj C 0 D D T E c0,ef E c0,m E L.n E L. E T Largura de conao do pneu Área do guardarodas Área da nervura Área do abuleiro enre duas nervuras Área do revesimeno asfálico sobre uma seção do abuleiro Área da aba de uma vigat inerna Área da aba de uma vigat exerna Largura da pone Largura efeiva da mesa de uma vigat inerna Largura efeiva ransformada da mesa de uma vigat inerna Comprimeno efeivo do pneu Largura efeiva ransformada da aba de uma vigat inerna Largura efeiva ransformada da aba de uma vigat exerna Largura da aba de uma vigat Rigidez à flexão longiudinal de uma vigat exerna Largura efeiva da aba de uma vigat Largura da nervura Disância da linha neura aé a pare racionada ou comprimida da vigat Espessura da capa asfálica Faor de redução da rigidez longiudinal Coeficiene de deslocameno de uma vigat exerna Alura da nervura Rigidez à flexão ransversal do abuleiro Módulo de elasicidade longiudinal efeivo na compressão paralela às fibras Módulo de elasicidade longiudinal médio na compressão paralela às fibras Módulo de elasicidade na direção longiudinal da nervura Módulo de elasicidade na direção longiudinal das lâminas do abuleiro Módulo de elasicidade na direção ransversal do abuleiro

14 viii f c0,k f c0,d f c90,k f c90,d f 0,k f 0,d f v0,k f v0,d f y G LT I i, I ex I ransformada K mod K δ, K σ l b L M máx.cm M máx.cp M máx.m Md T M R M S n N L p P P cn P ct P d Resisência caracerísica da madeira à compressão paralela às fibras Resisência de cálculo da madeira à compressão paralela às fibras Resisência caracerísica da madeira à compressão perpendicular às fibras Resisência de cálculo da madeira à compressão perpendicular às fibras Resisência caracerísica da madeira à ração paralela às fibras Resisência de cálculo da madeira à ração paralela às fibras Resisência caracerísica ao cisalhameno paralelo às fibras Resisência de cálculo ao cisalhameno paralelo às fibras Tensão de escoameno do aço Módulo de elasicidade ransversal do abuleiro Momeno de inércia da vigat inerna e exerna, respecivamene Momeno de inércia da vigat ransformada Coeficiene de modificação considerando influências não coberas por γ w Coeficiene de regressão do deslocameno e da ensão, respecivamene Comprimeno da barra de proensão Vão da pone Momeno fleor máximo devido à carga móvel em função da força concenrada de projeo P d Momeno fleor máximo devido à carga permanene oal Momeno fleor máximo devido à carga móvel Valor de cálculo do momeno fleor oal Razão Modular Momeno esáico Número de nervuras Número de faixas de ráfego Força uniformemene disribuída na faixa ocupada pelo veículoipo Carga do eixo raseiro do veículoipo Força concenrada aplicada no ensaio de caracerização das nervuras Força concenrada aplicada no ensaio de caracerização das lâminas do abuleiro Força concenrada de projeo

15 ix P e P n P asf P b P bp P i P i,máx P n P s S V V cp V crc V crd V cm V res Vd T W f x Força concenrada que produz um momeno equivalene ao momeno máximo devido à carga móvel Carga permanene oal suporada por uma nervura inerna Pesopróprio do revesimeno asfálico sobre uma seção do abuleiro, linearmene disribuído ao longo do vão Pesopróprio de uma barra de proensão Pesopróprio das barras de proensão, linearmene disribuído ao longo do vão Parcela de carga absorvida por cada nervura do modelo Parcela de carga máxima absorvida por cada nervura do modelo Pesopróprio da nervura, linearmene disribuído ao longo do vão Pesopróprio do abuleiro enre duas nervuras, linearmene disribuído ao longo do vão Espaçameno enre as barras de proensão Espaçameno enre nervuras Alura do abuleiro Esforço corane devido ao puncionameno Esforço corane devido à carga permanene Esforço corane devido às cargas de rodas concenradas, sem disribuição de carga Esforço corane devido às cargas de rodas disribuídas Esforço corane devido à carga móvel Esforço corane resisene Valor de cálculo do esforço corane oal Faor de disribuição da carga Disância enre o apoio e a primeira carga de eixo P x Duas vezes a alura da nervura y bal y n y i, y ex α Localização da linha neura da aba Localização da linha neura da nervura Localização da linha neura da vigat inerna e exerna, respecivamene Coeficiene para pones rodoviárias com revesimeno de concreo asfálico

16 x δ cm δ cp δ T δ cn δ ct φ φ b γ asf γ Gi γ Qi γ w λ Deslocameno devido à carga móvel Deslocameno devido à carga permanene Deslocameno oal devido à carga permanene e à carga móvel Deslocameno da nervura medido no ensaio de caracerização Deslocameno da lâmina do abuleiro medido no ensaio de caracerização Impaco verical Diâmero da barra de proensão Peso específico do asfalo Coeficiene de ponderação das ações permanenes Coeficiene de ponderação das ações variáveis Coeficiene de minoração das propriedades da madeira Relação enre a largura e o vão da pone µ S Coeficiene de ario esáico ρ Densidade aparene σ, σ c Tensão de ração e compressão paralela às fibras, respecivamene σ N τ ψ Tensão de proensão no abuleiro Tensão de cisalhameno Faor de combinação e de uilização para cargas móveis em pones rodoviárias

17 xi RESUMO ALVES, N. M. P. (02). Análise de pones de madeira proendidas ransversalmene formadas por vigast. São Carlos, p. Disseração (Mesrado) Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. Nese rabalho é esudada uma variação do sisema esruural de pone de madeira com abuleiro laminado proendido, em que a seção ransversal é formada por vigast. As nervuras desas vigas são de madeira laminada colada e o abuleiro de madeira serrada. São analisadas pones da classe 30, com uma ou duas faixas de ráfego, dimensionandose os elemenos esruurais para diversas siuações de projeo, e avaliandose as influências das espécies e classes de resisência das madeiras e dos faores geoméricos (largura da nervura, alura do abuleiro e espaçameno enre nervuras) na alura das nervuras. O procedimeno de cálculo uilizado no dimensionameno das pones de madeira formadas por vigast baseiase no méodo WVU. Para o desenvolvimeno dese rabalho, o méodo foi adapado aos criérios da Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 7188/84 Cargas Móveis em Pones Rodoviárias e Passarelas de Pedesres e NBR 7190/97 Projeo de Esruuras de Madeira, e programado em sofware MATHCAD. Os resulados obidos indicam que não exise influência significaiva na alura da nervura, ao se uilizar madeira da classe C 30 ou C 40 no abuleiro, ou ao se variar a alura do abuleiro de aé cm. O modelo eórico é avaliado experimenalmene, por meio de modelo reduzido na escala geomérica de 1:5, obendose boa concordância enre os valores experimenais e os eóricos. PALAVRASCHAVE: pones de madeira, proensão ransversal, vigast.

18 xii ABSTRACT ALVES, N. M. P. (02). Analysis of Transversely Sressed Timber Bridges composed of TBeams. São Carlos, p. Disseração (Mesrado) Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. In his work i is sudied a variaion of he srucural sysem of imber bridge wih ransversely laminaed deck, in which he ransversal secion is composed of T beams. The sringers of hose beams are made of glued laminaed imber and he deck of sawed imber. Bridges of class 30 are analyzed, wih one or wo raffic lanes, where he srucural elemens are designed for differen projec siuaions, and evaluaed he influences of specimens and wood classes and geomeric facors (widh of sringer, deph of deck and spacing of sringers) in he deph of sringers. The calculus procedure used in he design of he imber bridges composed of Tbeams is based on he WVU Mehod. To he developmen of his work, he mehod was adaped o he crieria of he Brazilian sandards NBR 7188/84 Live Loads in Highway Bridges and Pedesrian Bridges and NBR 7190/97 Projec of Timber Srucures and programmed in MATHCAD sofware. The resuls obained show ha here is no significan influence in he deph of sringer, eiher by using wood class C 30 or C 40, or by varying he heigh of he deck from o cm. The heoreical model is evaluaed experimenally, by means of a reduced model a 1:5 geomeric scale, being obained well agreemen beween experimenal and heoreical values. KEYWORDS: imber bridges, ransversal sress, Tbeams.

19 1 1 INTRODUÇÃO O sisema esruural de pones de madeira com abuleiro proendido se originou no Canadá, em 1976, como uma forma de recuperar abuleiros pregados, que apresenavam problemas de delaminação. O bom desempenho esruural dos abuleiros recuperados com esa écnica incenivou a sua aplicação na consrução de novas pones. O sisema laminado proendido consise em peças de madeira posicionadas ao longo do vão, umas adjacenes às ouras, e proendidas ransversalmene por barras ou cabos de aço de ala resisência. Esa proensão ransversal permie que o esforço corane verical seja ransmiido laeralmene enre as lâminas, por meio do ario. Com iso, o sisema comporase como uma placa ororópica capaz de disribuir laeralmene as cargas dos veículos e de resisir à flexão ransversal. Os abuleiros proendidos com seção ransversal consiuído por peças de mesma alura são os mais uilizados para vãos menores que 10 m. Devido à necessidade de se consruir pones para vencer vãos maiores, foram esudadas derivações dese sisema, uilizando formas esruurais mais eficienes para a seção ransversal (sisema T, sisema sanduíche, seção caixão e ouras). O sisema T, mosrado na figura 1, consise na inrodução de vigas inermediárias com maiores dimensões no abuleiro. FIGURA 1 Pone de madeira com vigast (OKIMOTO, 1997)

20 2 Nese rabalho são avaliadas as pones formadas por vigast, uilizando nervuras de madeira laminada colada (MLC) e abuleiro de madeira serrada. Inicialmene, é apresenada uma revisão bibliográfica a respeio das pones de madeira proendidas, incluindo a variação que uiliza vigast, conendo os aspecos mais imporanes relacionados a ese sisema esruural. Poseriormene, são efeuados os dimensionamenos desas pones, para diversas siuações de projeo, seguindo o procedimeno de cálculo baseado no méodo WVU (Méodo desenvolvido pelo Deparameno de Engenharia Civil da Wes Virginia Universiy e apresenado por DAVALOS & SALIM (1992)) para o sisema T das pones de madeira proendidas ransversalmene, e um esudo para verificar a influência das espécies e classes de resisência das madeiras e das variações dos faores geoméricos na alura das nervuras. Por úlimo, é realizado o ensaio de um modelo reduzido de pone formada por vigast, para se avaliar o modelo eórico uilizado no dimensionameno desas pones. Para o desenvolvimeno dese rabalho, o méodo WVU foi adapado aos criérios da Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 7188/84 Cargas Móveis em Pones Rodoviárias e Passarelas de Pedesres e NBR 7190/97 Projeo de Esruuras de Madeira, e programado em sofware MATHCAD. 1.1 Objeivos O objeivo dese rabalho é: deerminar as dimensões efeivas das pones de madeira proendidas ransversalmene formadas por vigast (alura do abuleiro, alura e largura da nervura, espaçameno enre nervuras), conhecendose o vão, a largura e a classe da pone, as espécies e as classes de resisência das madeiras; verificar como a alura da nervura é influenciada pelas espécies e classes de resisência das madeiras, e pela alura do abuleiro e largura da nervura; e avaliar o modelo eórico uilizado no dimensionameno desas pones, por meio do ensaio de um modelo reduzido de pone formada por vigast.

21 3 1.2 Jusificaiva Como o Brasil possui grandes áreas com poencialidade para o refloresameno, uma solução possível para inerligar bairros e regiões carenes de pones em esradas vicinais é a consrução de pones de madeira de pequenos vãos para as vias secundárias ou rurais, uilizando espécies de refloresameno. Alguns esudos já foram desenvolvidos no Brasil para as pones proendidas de madeira com abuleiros de alura consane, noadamene os rabalhos de PRATA (1994) e OKIMOTO (1997). No enano, devido à necessidade de superar a limiação apresenada pelos vãos desas pones, da ordem de 10 m, propõese a análise eórica e experimenal das pones proendidas de madeira formadas por vigast.

22 4 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Inrodução A evolução da uilização do concreo armado e do aço na consrução das pones em acompanhado a hisória do homem na idade moderna. A ecnologia da madeira ambém em alcançado alo nível, mas sua uilização é muio menos freqüene (HELLMEISTER, 1978). No enano, a madeira é renovável, em grande poencial de resisência e durabilidade, ornandoa um bom maerial para a consrução de pones em esradas vicinais. Sendo o Brasil um país de grandes reservas floresais e de grande poencialidade para o refloresameno, a consrução de pones de madeira é economicamene viável. As pones em esruura de madeira para pequenos e médios vãos são amplamene uilizadas em esradas vicinais nos E.U.A. e Canadá, principalmene com a uilização de MLC. Um dos sisemas esruurais ineressanes recenemene desenvolvidos, foi o sisema esruural de pones de abuleiro laminado proendido, que se originou no Canadá, na região de Onário, em 1976, como um méodo de recuperar abuleiros laminados pregados, que se enconravam deeriorados por falha na laminação. O sisema laminado pregado consise em vigas de madeira serrada posicionadas ao longo do vão, umas adjacenes às ouras, e conecadas por pregos. Devido à soliciação dinâmica da pone e às condições químicas (o sal uilizado para descongelar a superfície de ráfego das pones aacava os elemenos de aço das conexões) imposas ao sisema, surgiram diversos problemas que compromeiam o desempenho e a função para os quais foram projeados. Um dos problemas enconrados foi a delaminação dos abuleiros pregados que corresponde à perda da coninuidade ransversal do abuleiro por separação das peças e, como a funcionalidade esruural dese sisema depende da capacidade de disribuição das

23 5 ações da roda enre as lâminas adjacenes, apenas as vigas imediaamene abaixo das rodas eram soliciadas. Apesar desa deficiência esruural, a madeira esava em perfeias condições e, dese modo, a solução aplicada foi a implemenação de um novo sisema de ransferência das ações pela uilização de barras posicionadas ransversalmene ao abuleiro. Esas barras são submeidas a um ensionameno que comprime as vigas de madeira fazendo com que surjam propriedades de resisência e elasicidade na direção ransversal. Com força de proensão adequada, previnese que as laminas se separem nas faces de conao na pare inferior das fibras quando as forças são aplicadas perpendicularmene ao plano do abuleiro. Como resulado, a pone volou a operar com a capacidade de ráfego previsa em projeo, demonsrando a grande eficácia esruural dese novo sisema. Ese fao gerou esudos para aplicação do sisema proendido em projeos de novas consruções (OKIMOTO, 1997). 2.2 Tabuleiros com seção ransversal de alura consane A seguir são apresenadas as informações relacionadas ao sisema esruural de pones com abuleiro de alura consane e que são uilizadas para o sisema T das pones de madeira proendidas ransversalmene. Esas informações referemse ao sisema de proensão, à ensão de proensão, aos parâmeros elásicos, à perda de proensão e às junas de opo. Além diso, são mosrados os modelos de cálculo e as derivações do sisema proendido ransversalmene. As figuras 2 e 3 apresenam um desenho esquemáico das pones proendidas com seção ransversal de alura consane.

24 6 Guarda Corpo Barras de Proensão Sisema de Ancoragem FIGURA 2 Plana e seção ransversal de abuleiro laminado proendido (OKIMOTO, 1997) FIGURA 3 Elevação de abuleiro laminado proendido (OKIMOTO, 1997) Sisema de proensão Segundo OKIMOTO (1997), o sisema de proensão dos abuleiros de alura consane pode ser consiuído por cabos ou barras de aço de aço de ala resisência, com diâmeros nominais enre mm e 32 mm. Esas barras são ensionadas usando cilindros hidráulicos e ancoradas por um conjuno de porca sexavada, placa de ancoragem e placa de disribuição de aço comum que esão nas vigas de madeira exernas, conforme mosrado na figura 4.

25 7 Placa de disribuição Placa de ancoragem FIGURA 4 Sisema de Ancoragem Tensões de proensão Para esabelecer a ensão de proensão adequada para as espécies de madeira nacionais, OKIMOTO (1997) ensaiou à flexão e à orção, placas de Pinus Ellioii (Pinus ellioii var. ellioii) e Eucalipo Ciriodora (Eucalypus ciriodora) sob as ensões 0,3; 0,5; 0,7; 0,8 e 0,9 MPa. Dese modo, os parâmeros elásicos deses abuleiros [módulo de elasicidade na direção ransversal (E T ) e módulo de elasicidade ransversal (G LT )] foram obidos em função do módulo de elasicidade na direção longiudinal (E L ). A aplicação da proensão igual a 0,3 MPa não apresenou resulados saisfaórios para as placas de Eucalipo Ciriodora, pois não desenvolveu ario suficiene e ocorreram deslizamenos enre as lâminas. A aplicação dos demais valores esá represenada na figura 5.

26 8 0,0300 Relações Elásicas Finais E. Ciriodora e P. Ellioii 0,00 0,00 Relações Elásicas 0,00 0,0100 Pinus: GLT / EL Inverse Pinus: ET / EL Linear Eucalipo: GLT / EL Inverse Eucalipo: ET / EL Linear 0, Nível de Proensão (kn/m 2 ) FIGURA 5 Curvas Finais das Relações Elásicas para as madeira Pinus Ellioii e Eucalipo Ciriodora (OKIMOTO, 1997) A análise da figura 5 permie verificar: que ensões maiores que 0,7 MPa não ocasionam aumenos significaivos nos valores de G LT ; a endência de esabilização dos valores de G LT para as ensões maiores que 0,9 MPa.

27 9 Sabendo assim, que a proensão deve ser maior que 0,3 MPa e pode ser menor ou igual a 0,9 MPa, o auor recomenda 0,7 MPa para qualquer classe de resisência da madeira definida de acordo com a NBR 7190/97. No enano, há auores que sugerem ensões de proensão menores. De acordo com GANGARAO & LATHEEF (1991), a pesquisa realizada na Universiy of Wisconsin e na Wes Virginia Universiy indica que a ensão de proensão adequada para prevenir deslizameno verical e separação das laminações dos abuleiros proendidos é igual a 0,34 MPa. Segundo CREWS (1998), o faor mais críico para o projeo e a manuenção dos sisemas proendidos ransversalmene é alcançar e maner a força de proensão adequada enre as lâminas, de al modo que a auação como placa ororópica seja manida e o abuleiro resisa efeivamene às cargas aplicadas. Esas cargas são disribuídas laeralmene sobre uma largura de disribuição (D w ) do abuleiro (Figura 6) e ransmiidas aos apoios. Os ensaios e moniorameno de campo na Ausrália e nos E.U.A. demonsraram que os abuleiros proendidos de seção consane comporamse de modo elásicolinear quando a proensão mínima no abuleiro é manida (aproximadamene 0,5 MPa para sofwoods ou madeiras moles e 0,7 MPa para hardwoods ou madeiras duras). b f 45 h D w =b f +2h FIGURA 6 Transferência das cargas de roda (OKIMOTO, 1997)

28 Parâmeros elásicos PRATA (1994) ensaiou duas placas de Eucalipo Ciriodora sob ensão de proensão igual a 1,4 MPa com o objeivo de deerminar os parâmeros elásicos das placas, visando a uilização desa madeira nas pones proendidas. Eses ensaios permiiram deerminar que os parâmeros elásicos desas foram: G LT = 4,9%. E L. E = 3,6%. E e Com o objeivo de esudar o comporameno esruural das pones proendidas de madeira com seção ransversal de alura consane e pequenos vãos, OKIMOTO (1997) ensaiou em laboraório placas de Pinus Ellioii (Classe C Conífera) e Eucalipo Ciriodora (Classe C 40 Dicoiledônea) submeidas à flexão longiudinal para a deerminação do E L, à orção a 0º para a deerminação do G LT e à orção a ±45º para a deerminação do E T. O ângulo especificado é enre os eixos principais geoméricos e os eixos de ororopia elásica. As relações elásicas obidas em função da ensão de proensão σ N foram: T L Para a madeira classe C : E E = 0, σ 0,007 ( 1) T N + L G LT 1 = 0, , ( σ ) ( ) 2 N + 26, σ N ( 2) E L Para a madeira classe C 40: E E T L L = 0, σ 0, ( 3) N G LT 1 = 0, ,74 ( σ ) ( ) 2 N + 186, σ N ( 4) E Subsiuindose a proensão σ N = 700 kn/m 2 esabelecida por OKIMOTO (1997) nas equações 1 a 4, obêmse as relações elásicas dadas nas equações 5 a 8:

29 11 Para a madeira classe C : E T = 0,0223 ( 5) E L G LT = 0,02 ( 6) E L Para a madeira classe C 40: E T = 0,0191 ( 7) E L G LT = 0,0133 ( 8) E L Além das equações (1), (2), (3) e (4), OKIMOTO (00) 1 equações genéricas para os parâmeros elásicos: desenvolveu E T 5 5 = 0, [2, ρ] + σ (1, , N + E L G E 3 LT 5 (5, , ρ) L = 0, [2, ρ] σ N ρ) ( 9) ( 10) onde: ρ = densidade aparene em kg/m Perda de proensão Os principais faores que influem na perda de proensão são a perda de umidade, a fluência (deformação ao longo do empo sob ensão consane) e a relaxação da madeira (diminuição da ensão ao longo do empo sob deformação consane). É recomendado, porano, que a ensão de proensão aplicada seja 1 OKIMOTO, F. S. (00). (USP. Escola de Engenharia de São Carlos. LaMEM). Comunicação pessoal.

30 12 superior à ensão de projeo, que é a ensão mínima necessária para garanir o bom funcionameno do sisema. Segundo GANGARAO & LATHEEF (1991), os abuleiros de madeira devem ser proendidos rês vezes para esabilizar as forças de proensão na madeira e conseqüenemene minimizar a perda desas forças ao longo do empo. Se o abuleiro for proendido somene uma vez, ocorrerá uma perda de proensão de 80% ou mais, em um curo inervalo de empo. Uma pone proendida com abuleiro de madeira laminada funciona de acordo com as condições previsas em projeo, desde que seja manida uma ensão de proensão suficiene enre as lâminas de madeira. Como a ensão de proensão diminui ao longo do empo devido às caracerísicas naurais da madeira (perda de umidade, fluência e relaxameno), aumenase a ensão aplicada no momeno da monagem para compensar esa perda. Nesas condições, RITTER (1992) sugere que a proensão inicial seja 2,5 vezes o valor de projeo e que haja no mínimo 2 reensões com o mesmo valor da proensão inicial. O comporameno da pone submeida à proensão e à reensão (Figura 7) mosra que se o abuleiro for proendido apenas uma vez durane a consrução, a perda final será maior que 80% e a proensão auane esará em orno de % da inicial, que é inferior à ensão mínima exigida. No caso de haver duas reensões (uma após 3 dias, e a oura após 8 semanas), a perda final será pouco maior que % e a ensão final superior à ensão mínima exigida. E, quando houver rês reensões, (uma após 2 dias, oura após 5 dias e a úlima após 8 semanas) a perda final não ulrapassará 10% e a ensão final será superior à ensão mínima exigida. Como se sabe, a madeira expandese quando ganha umidade, e reraise quando perde, ocasionando os efeios de ganho e perda de proensão, respecivamene. No enano, com ensaios de laboraório e moniorameno periódico de pones insaladas em diferenes condições ambienais, observouse que as mudanças na ensão de proensão foram mínimas quando as lâminas de madeira já se enconravam secas no período da consrução, mas foram maiores quando esa madeira secou com a pone em serviço. Concluiuse enão, que os efeios do ganho e da perda de proensão devidos à umidade não são imporanes quando a madeira se enconra seca no momeno da monagem da pone.

31 13. FIGURA 7 Perda de Proensão e Sisemas de Reensão (TAYLOR e CSAGOLY, 1979 apud RITTER, 1992) Segundo CREWS (1998), as normas da OHBDC assumem que as perdas oais de proensão no abuleiro não excedem 60% durane sua vida úil. Porém, resulados de ensaios indicam que, quando a ensão de proensão cai para 50 a 60% da ensão de projeo, há uma queda significane na rigidez ransversal e na resisência ao ario inerlaminar. Para eviar ese efeio, a proensão deve ser aplicada de modo que as perdas não ornem a ensão de proensão efeiva inferior à de projeo Junas de opo O sisema de pones proendidas ransversalmene com abuleiro de alura consane uiliza peças de madeira serrada. Esas peças geralmene possuem largura igual a 5 cm, alura de a 40 cm e comprimeno máximo em orno de 6 m. Assim, quando o vão livre da pone for superior a 6 m, serão uilizadas junas de opo no abuleiro. Como conseqüência, o projeo e a consrução desas pones ornamse viáveis, sem afear drasicamene as propriedades de resisência e rigidez da esruura. Em OKIMOTO (1997), o efeio da presença e a freqüência de junas de opo na rigidez longiudinal do abuleiro foram verificados em ensaios de modelo reduzido. Para cada ensão de proensão, foram obidas as equações para os valores de C bj (faor de redução da rigidez longiudinal do abuleiro) em função da freqüência de junas (J):

32 14 Para σ N = 300 kn/m 2 C bj 1 2 = 1, ,93587 J + 0,2732 J ( 11) Para σ N = 700 kn/m 2 C bj 1 2 = 1, ,78911 J + 0,174 J ( 12) Os valores de C bj em função da freqüência de junas esão apresenados na abela 1. Como as diferenças enre eses valores para as ensões esudadas não são significaivas, adoase os valores obidos para σ N = 300 kn/m 2, independene da ensão de projeo. De acordo com o auor, a freqüência ideal das junas de opo é a cada 4 lâminas, ou seja, C bj = 0,84. TABELA 1 Valores de projeo para o faor de redução da rigidez longiudinal (OKIMOTO, 1997) Freqüência Faor C bj Disposições mínimas de Junas σ N =300 kn/m 2 σ N =700 kn/m 2 cada 4 0,84 0,88 cada 5 0,88 0,91 cada 6 0,91 0,94 cada 7 0,93 0,95 cada 8 0,95 0,97 cada 9 0,96 0,98 cada 10 0,97 0,99 sem junas 1,00 1,00 Junas alinhadas a cada 4 vigas Disância enre junas de vigas adjacenes 1, m Modelos de cálculo De acordo com a bibliografia consulada, exisem diversas maneiras de se abordar o cálculo das pones proendidas ransversalmene. Algumas são direcionadas para o dimensionameno, ouras para a avaliação de resulados experimenais em rabalhos de pesquisa.

33 CREWS (1998) apona rês méodos para a modelagem de abuleiros proendidos de alura consane: Modelo de placa ororópica: para se analisar o abuleiro como placa ororópica, devese conhecer as rês propriedades elásicas do maerial: módulo de elasicidade na direção longiudinal E L, módulo de elasicidade na direção ransversal E T e módulo de elasicidade ransversal G LT. Ese modelo é melhor uilizado como ferramena de pesquisa, por ser compuacionalmene inensivo. Modelo de grelha: para se analisar o abuleiro como grelha, ambém se deve conhecer E L, E T e G LT. Ese modelo calcula com precisão os deslocamenos, as deformações e os momenos longiudinais do abuleiro; no enano, não fornece vanagem significaiva para o projeo por ser mais complicado que o modelo de viga modificada. Modelo de viga modificada: para se analisar o abuleiro como viga modificada, devese conhecer o módulo de elasicidade na direção longiudinal das lâminas de madeira E L e a largura de disribuição D w da viga. Na deerminação de D w, os resulados obidos em ensaios de proóipos de abuleiros uilizando carregamenos referenes aos esados limies úlimos e de uilização realizados na Ausrália foram comparados com a largura de disribuição esimada na edição de 1993 do OHBDC. Por fim, eses resulados foram calibrados com aqueles obidos em ensaios de proóipos de abuleiros uilizando carregamenos referenes ao esado limie de uilização realizados nos E.U.A. Ese modelo de viga, apesar de simples, calcula os deslocamenos e a capacidade úlima de resisência do abuleiro. É o modelo de cálculo mais indicado para a finalidade de projeo.

34 Derivações do sisema Além do sisema com abuleiro de alura consane, consiuído por peças de madeira serrada disposas longiudinalmene ao senido do ráfego (Figura 8), foram esudadas ouras aplicações para o sisema proendido ransversalmene. FIGURA 8 Tabuleiro com seção ransversal de alura consane (OKIMOTO, 1997) A figura 9 mosra uma variação direa dese sisema, uilizandose peças de MLC. Esas peças são consiuídas de madeira serrada de menores dimensões, as quais possibiliam o alcance de maiores vãos. FIGURA 9 Tabuleiro de alura consane com peças em MLC (OKIMOTO, 1997)

35 17 O sisema ipo sanduíche é consiuído por peças de madeira serrada de diferenes amanhos, que são colocadas de modo a criar um mecanismo de ravameno enre si (Figura 10). Ese sisema uiliza duas linhas de proensão, uma para cada camada. FIGURA 10 Sisema sanduíche (OKIMOTO, 1997) Uma das variações do abuleiro de alura consane é obida com a inrodução de vigas inermediárias de maior alura (Figura 11). Nese sisema, denominado pone proendida formada por vigast, o abuleiro é consiuído por peças de madeira serrada e as nervuras consiuídas de madeira serrada, MLC ou LVL (lâminas de pequena espessura coladas com as fibras orienadas na mesma direção). FIGURA 11 Tabuleiro formado por vigast (OKIMOTO, 1997)

36 18 Ouras possíveis variações são: reliças longiudinais proendidas ransversalmene, abuleiro com seção caixão e abuleiro ransversal com proensão longiudinal. No primeiro caso, as reliças são posicionadas ao longo do vão, disposas coninuamene uma ao lado da oura ou espaçadas (Figura 12). Nese sisema, a proensão é aplicada no abuleiro e nos banzos superiores. FIGURA 12 Treliças longiudinais proendidas ransversalmene. (OKIMOTO, 1997) Na seção caixão, apresenada na figura 13, as nervuras são consiuídas de peças de madeira serrada, MLC, madeira compensada ou viga reliçada. Ese sisema necessia de duas linhas de proensão, uma para cada abuleiro. FIGURA 13 Tabuleiro com seção caixão (OKIMOTO, 1997)

37 19 Por úlimo, emse o sisema com abuleiro proendido longiudinalmene, consiuído por peças de madeira serrada disposas ransversalmene (Figura 14). Nese sisema, devem exisir elemenos de rigidez posicionados como vigas. FIGURA 14 Tabuleiro ransversal com proensão longiudinal (OKIMOTO, 1997) 2.3 Tabuleiros formados por vigas de seção ransversal T A seguir são apresenadas as informações relacionadas ao sisema T das pones de madeira proendidas ransversalmene. Esas informações referemse à consrução pioneira, às variações do sisema consruivo, aos ensaios de ouros proóipos e ao méodo WVU Consrução pioneira Segundo TAYLOR & RITTER (1990), o sisema T das pones de madeira proendidas ransversalmene foi desenvolvido e esado em 1988 por DICKSON & GANGARAO (1990) da Wes Virginia Universiy, onde foram realizados ensaios de modelo em laboraório e a consrução do primeiro proóipo formado por vigast. Ese proóipo, denominado pone Barlow Drive (Figura ), foi consruído em Spencer, com 22,3 m de vão e 5,3 m de largura, possuindo seis nervuras de LVL com seção ransversal igual a,0 x 114,0 cm mais uma viga cenral consiuída por duas peças com dimensões ransversais 11,0 x 114,0 cm cada uma.

38 Unidade: cm Diafragma FIGURA Dimensões da Pone Barlow Drive 11 Nervura de LVL Por se raar de uma consrução pioneira, foi desenvolvido um programa de ensaios em um modelo consruído com 4,9 m de vão e 1,65 m de largura, possuindo rês nervuras longiudinais com seção ransversal igual a 9,0 x 46,0 cm e alura do abuleiro igual a 14 cm (Figura 16). Ese modelo não foi consruído em escala, mas o espaçameno enre as nervuras foi manido igual ao da escala real. Unidade: cm FIGURA 16 Modelo ensaiado por DICKSON & GANGARAO (1990)

39 21 Eses ensaios foram realizados com os objeivos de: deerminar experimenalmene a posição da linha neura e verificar a composição do sisema T. Ese ensaio consisiu em medir a deformação no opo e na pare inferior da vigat, e os resulados indicaram composição oal da vigat cenral, ou seja, a linha neura obida experimenalmene praicamene coincidiu com a obida eoricamene (Figura 17); 77, ,036 33,274 8,89 L.N Calculada L.N Experimenal FIGURA 17 Localização da linha neura da vigat cenral do modelo deerminar a ensão de proensão necessária para impedir o deslizameno enre as lâminas adjacenes e a aberura desas lâminas no lado racionado do abuleiro. De acordo com os resulados, esimouse que a ensão de proensão é igual a 12% da resisência à compressão admissível da madeira. Eses resulados obidos ambém mosraram que o comporameno enre a força aplicada e o deslocameno do abuleiro foi nãolinear e que houve uma perda de quase 50% da ensão de proensão no período de 32 dias. No enano, não foi possível esabelecer as parcelas devidas à deformação lena da madeira e à perda de umidade ocorrida no abuleiro do modelo, mas enfaizouse a imporância da manuenção da ensão de proensão; deerminar a disribuição laeral das cargas quando a nervura cenral esiver carregada. De acordo com os resulados, a força aplicada à nervura direamene carregada foi aproximadamene 2/3 da carga oal. A pone foi consruída em duas pares, sendo cada uma proendida emporariamene por barras de aço colocadas a cada dois furos. Esas esruuras foram ransporadas para Charleson, na Virgínia do oese, onde cada meade foi erguida por um guindase de kn e posicionada definiivamene sobre os apoios

40 22 com o auxilio de ouro guindase de 800 kn. A proensão ransversal da esruura consisiu inicialmene em colocar barras de aço, aravessando a largura oal da pone, nos furos que ficaram vazios e poseriormene usar barras com o mesmo comprimeno para subsiuir as emporárias. Na fase de acabameno, os guardacorpos foram insalados e a superfície de rolameno pavimenada com concreo asfálico. A figura 18 apresena a pone Barlow Drive já finalizada. FIGURA 18 Pone "Barlow Drive" (USDA Fores Service, 1995) Esa pone foi moniorada durane um período de seis meses, obendose os seguines resulados principais: o deslocameno máximo da nervura ocorreu na viga exerna (δ máx = 2,13 cm), com valor mais baixo que o esperado (δ esperado = L/865 ou 2,58 cm). Esa rigidez imprevisa foi devido à conribuição das duas nervuras cenrais, do guardarodas e do guardacorpo. Nese ensaio, a roda de um veículoipo de 231 kn ficou encosada no guardarodas da pone; o deslocameno máximo do abuleiro foi igual a 0,51 cm, não sendo observado nenhum deslizameno verical enre as lâminas. Nese ensaio, uma carga de roda de

41 23 40 kn foi posicionada no pono médio da porção do abuleiro enre duas nervuras adjacenes; esa pone foi proendida inicialmene com valor igual a 1,02 MPa e reensionada duas vezes (a primeira após 8 dias e a segunda após 50 dias) com o mesmo valor da proensão inicial. De acordo com os resulados, houve uma perda da ensão de proensão de aproximadamene 50% após 5 meses de sua consrução e uma perda de quase 32% após 12 meses de sua consrução. Esa perda de proensão menor foi devido a um exenso período de chuva anes das medições, que ocasionou ganho de umidade e expansão da madeira; a umidade da pone variou enre 18 e 40%, sendo que a maior variação ocorreu na pare superior das nervuras. A umidade do abuleiro foi aproximadamene 22%. O alo cuso da esruura, aproximadamene US$ 850/m 2, foi devido à fabricação e ranspore das vigas de LVL para o local de consrução, ao aluguel dos guindases, à mãodeobra com a insalação e ambém ao projeo conservaivo da pone, que por se raar de uma consrução pioneira, não havia direrizes a seguir Variações consruivas do sisema T A seguir esão apresenadas duas possíveis variações consruivas do sisema T das pones de madeira proendidas ransversalmene. Esas variações se referem ao sisema modular T e à uilização do LVL nas pones de madeira. Segundo DAVALOS, SALIM & DICKSON (1993), o sisema T modular foi desenvolvido com o objeivo de superar as dificuldades na monagem de pones proendidas formadas por vigast e, conseqüenemene, reduzir o cuso oal da esruura. Com o novo sisema modular, é possível que uma pone seja monada in loco em apenas 1 dia, enquano que a monagem descria para a pone "Barlow Drive" exige de 3 a 4 semanas. Como exemplo de aplicação do novo sisema, os

42 24 auores ciam a pone Camp Arrowhead, projeada de acordo com o méodo WVU e formada por 5 módulos que se esendem ao longo de 18,9 m de vão (Figura 19). Unidade: cm Módulo exerno Módulo inerno FIGURA 19 Dimensões da Pone "Camp Arrowhead" Na consrução desa pone, cada módulo foi proendido por barras de aço emporárias colocadas a cada 61 cm e por ouras barras permanenes colocadas a cada 183 cm. No páio de consrução, os guardacorpos e os guardarodas foram insalados nos módulos exernos e odas as barras de proensão racionadas rês vezes para minimizar as perdas ao longo do empo. Os módulos foram ransporados para Cabell Couny, na Virgínia do oese, erguidos por guindase e posicionados definiivamene sobre os apoios. As barras de aço a cada 61 cm foram subsiuídas por ouras que aravessaram a largura oal da pone e as barras a cada 183 cm reensionadas. Na fase de acabameno, a pone foi fixada aos apoios e a superfície de rolameno pavimenada com concreo asfálico. A figura apresena a pone Camp Arrowhead já finalizada.

43 FIGURA Pone "Camp Arrowhead" (USDA Fores Service, 1995) Esa pone foi moniorada durane um período de quaro meses e os resulados dos ensaios (Tabela 2 e Tabela 3) foram comparados com aqueles obidos pelos méodos dos elemenos finios e do WVU. Nos ensaios para deerminar o deslocameno máximo da nervura, um veículoipo de 231 kn foi posicionado na faixa de ráfego a jusane da pone, e depois posicionado na faixa de ráfego a monane. Eses dois casos foram usados para simular o carregameno assimérico, e, por superposição, simular o carregameno simérico da pone. Nos ensaios para deerminar o deslocameno máximo do abuleiro, uma carga de roda de 40 kn foi posicionada no pono médio da porção do abuleiro enre as nervuras 3 e 4.

44 26 TABELA 2 Tensões e deslocamenos máximos da porção do abuleiro enre as nervuras 3 e 4 Dados de Elemenos Campo finios Méodo WVU Tensão máx.(mpa) 0,324 0,3 0,381 Deslocameno máx. (cm) 0,214 0,9 0,211 TABELA 3 Tensões e deslocamenos máximos das nervuras 3 e 4 Dados de Campo Elemenos Méodo Nervura 3 Nervura 4 finios WVU Tensão máx.(mpa) 5,01 5,27 5,72 6,47 Deslocameno máx. (cm) 2,06 2,06 2,10 2,53 Os auores concluíram que: a nova écnica de consrução em módulos, além de mais eficiene, facilia a fabricação e o ranspore da pone, reduz os esforços com a mãodeobra e a insalação e aumena, significanemene, o conrole de qualidade; o méodo WVU é um méodo simples e suficienemene preciso para prever as ensões e os deslocamenos dos sisemas T, podendo ser uilizado como ferramena de cálculo no projeo desas pones. O cuso oal da esruura, incluindo projeo, fabricação do abuleiro e das vigas, ranspore e mão de obra com a insalação, foi aproximadamene US$ 570/m 2. Segundo RITTER e al (1996), o LVL é feio de folhas de madeira obidas aravés de core por roação e coladas com adesivos impermeáveis, com as fibras orienadas na mesma direção. Geralmene, a espessura das folhas de madeira é de 2,5 a 6,4 mm e, como há pequenas fresas nesas folhas, o resulado é a peneração oal de preservaivos de madeira. Por ser um maerial manufaurado, pode ser produzido em variedades de amanhos e formas. O LVL não é um maerial novo, ele originou

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46 28 TABELA 4 Dimensões e dealhes da pones (RITTER e al, 1996) Nome da Pone Vão da Pone (m) Largura da Pone (m) Alura da Nervura (cm) Viga Caixão nas laerais Mill Creek 9,1 7,3 40,6 sim Pe Creek 11,6 8,5 50,8 sim Kenally Creek 9,9 5,2 45,7 não Franklin Road 13,41 11,0 71,1 sim Wardwell 8,5 11,43 40,6 sim Souh Canal 7,92 4,88 35,6 não Ensaios de ouros proóipos GANGARAO & LATHEEF (1991) apresenam análises experimenais e eóricas de sisemas com diversas seções ransversais (seção bulbo T, seção caixão e seção formada por vigast). Nos ensaios, os modelos reduzidos em sisema T são submeidos a duas condições de carregameno, A e B (Figuras 22 e 23), sendo que a condição A foi aplicada para modelos com diafragmas e nervuras de LVL, e a condição B para modelos com e sem diafragmas e nervuras de MLC. Unidade: cm 490 P (nervura de LVL) FIGURA 22 Condição de carregameno A

47 29 Unidade: cm P P (nervura de MLC) 165 FIGURA 23 Condição de carregameno B Com eses ensaios, os auores concluíram que: não foram observados deslizameno verical, nem separação na direção ransversal das lâminas de madeira. Também não foi observada falha devida ao cisalhameno no abuleiro e nas nervuras; para a condição de carregameno B, a força aplicada à nervura cenral foi aproximadamene 50% da carga oal para modelos sem diafragmas e 42% para modelos com diafragmas. No enano, esas porcenagens podem ser maiores para sisemas T que enham mais de rês nervuras; os ensaios à flexão com forças no regime elásicolinear indicaram composição oal da vigat cenral. BARGER Jr. e al (1993) ambém apresenam análises experimenais e eóricas de sisemas com seção ransversal formada por vigast e seção caixão, com o objeivo de enender a rigidez ransversal e a variação da disribuição laeral da carga deses sisemas. Nos ensaios, cada modelo reduzido em sisema T com rês e quaro nervuras foi submeido a duas ensões de proensão: 0,345 MPa e 0,690 MPa