Prof. Paulo de Sá Pereira Cavalcanti

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1 PONTES TRENS TIPO DE PROJETO AP-02 Prof. Paulo de Sá Pereira Cavalcanti Abril/2004

2 TREM TIPO DE PROJETO (EVOLUÇÃO DOS TRENS TIPO DE PROJETO DAS NORMAS BRASILEIRAS).1. PERÍODO DE 1943 a 1960 No período compreendido entre 1943 e 1960, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias foram realizadas de acordo com a norma NB6/43 (ABNT, 1943). Tais considerações são definidas nos itens (1.1) e (1.2) Classes As pontes rodoviárias são agrupadas em três classes: - Classe I: Pontes situadas em estradas-tronco federais e estaduais ou nas estradas principais de ligação entre esses troncos; - Classe II: Pontes situadas em estradas de ligação secundárias, mas em que, atendendo a circunstâncias especiais do local, haja conveniência em se prever a passagem de veículos pesados; - Classe III: Pontes situadas em estradas de ligação secundárias não incluídas na classe II Trem tipo Denomina-se trem-tipo o conjunto do carregamento móvel a ser aplicado à estrutura em sua posição mais desfavorável para cada seção de cálculo e combinação de carregamento. Os trens tipos compõem-se de compressores, caminhões e multidão, dispostos como descrito nas tabelas (1) e (2). A multidão representa o tráfego de veículos de pequeno porte que pode acompanhar a passagem do caminhão e/ou do compressor. A multidão é constituída por carga uniformemente distribuída cuja intensidade é dada em kgf/m², em função do parâmetro g o (definido nos itens a 1.2.3).

3 Para o cálculo dos arcos ou vigas principais: Com menos de 25 m de vão teórico... g o Com vão L, em metros, entre 25 e 125 m... g o (L 25) Com mais de 125 m de vão teórico... g o 100 Para o cálculo dos demais elementos da construção... g o A multidão distribui-se sobre os passeios e sobre a parte do tabuleiro não ocupada pelos veículos. Para esse fim, a área ocupada por um veículo (compressor ou caminhão) é suposta retangular, com 2,5 m de largura e 6,0 m de comprimento, com o centro sobre o eixo longitudinal do veículo e a igual distância dos eixos dianteiro e traseiro. No cálculo dos arcos ou vigas principais, com 30 m ou mais de vão, permite-se ainda substituir as cargas concentradas dos veículos (compressor ou caminhão) por carga uniformemente distribuída, sobre área retangular com 2,5 m de largura e 6,0 m de comprimento, cuja resultante é igual à soma das cargas concentradas. Figura 1 Compressor e caminhão utilizado no trem-tipo segundo NB6/43 (ABNT, 1943)

4 Tabela 1 Compressores (ABNT, 1943) COMPRESSORES Tipo A Tipo B Tipo C Unidades Peso total tf Peso da roda dianteira tf Peso da roda traseira 1 4,5 7 tf Largura da roda dianteira m Largura da roda traseira cm Distância entre os eixos diant. e traseiro m Distância entre os meios da rodas traseiras cm Tabela 2 Caminhões (ABNT, 1943) CAMINHÕES Tipo A Tipo B Unidades Peso total 6 9 tf Peso de cada roda dianteira kgf Peso de cada roda traseira kgf Largura de cada roda dianteira 8 12 cm Largura de cada roda traseira cm Distância entre os eixos diant. e traseiro 3 3 m Distância entre os meios da rodas diant. ou traseiras cm Trem tipo para a Classe III O trem-tipo para pontes da Classe III é composto de multidão calculada com g o = 400 kgf/m² (4,0 KN/m²), de um compressor Tipo A e de tantos caminhões Tipo A quantas forem as faixas de tráfego, menos uma, todos orientados na direção do tráfego e colocados na posição mais desfavorável para o cálculo de cada elemento, apenas com a seguinte restrição: nunca se colocará mais de um veículo sobre cada faixa de tráfego, nem em posição que dê lugar a afastamento de menos de 2,5 m entre eixos longitudinais de dois veículos.

5 Trem tipo para a Classe II O trem-tipo para pontes da Classe II é o mesmo do item 1.2.1, devendo, porém, verificar-se ainda a resistência da estrutura para um compressor Tipo B (Tabela 1), posto isolado sobre a ponte, na posição mais desfavorável para o elemento estudado, mas sempre orientado na direção do tráfego Trem tipo para a Classe I O trem-tipo para pontes da Classe I compõe-se de multidão com g o = 450 kgf/m² (4,5 KN/m²), de um compressor Tipo B e de tantos caminhões tipo B quantas forem as faixas de tráfego, menos uma, e dispostos como no caso do item A resistência da estrutura deve ainda ser verificada para um compressor Tipo C (Tabela 1), colocado como no caso do item PERÍODO DE 1960 a 1984 No período de 1960 a 1984, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias foram realizadas de acordo com a norma NB6 /60 (ABNT, 1960 b). Tais considerações são definidas nos itens (2.1) e (2.2): 2.1. Classes Classe 36: Em rodovias de características da Classe I; Classe 24: Em rodovias de características da Classe II; Classe 12: Em rodovias de características da Classe III; 2.2. Trem-tipo Os trens-tipos compõem-se de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas constantes da tabela (3) e dispostos como mostrado nas figuras (2) e (3).

6 Tabela 3 Valores para obtenção do veículo-tipo segundo a NB6/60 (ABNT, 1960) Veículo Carga uniformemente distribuída Classe da Classe da Peso Total p p Disposição Ponte Tipo Rodovia (tf) (kg/m²) (kg/m²) da carga Carga p à frente e Classe I atrás do Classe II veículo. - Carga p no restante da pista e passeios. Classe III Os veículos são de três tipos com características apresentadas na tabela (3 e 4). A área ocupada pelo veículo é retangular, com 3,0 m de largura e 6,0 m de comprimento. Tem-se dois tipos de cargas uniformemente distribuídas, com intensidade p e p, como mostra a figura (3). Tabela 4 Valores característicos para os veículos segundo a NB6/60 (ABNT, 1960) Unid. Tipo 36 Tipo 24 Tipo 12 Quantidade de eixos Eixo Peso total do veículo t Peso de cada roda dianteira t Peso de cada roda traseira t Peso de cada roda intermediária t Largura de contato b 1 de cada roda dianteira m 0,45 0,35 0,20 Largura de contato b 3 de cada roda traseira m 0,45 0,35 0,30 Largura de contato b 2 de cada roda intermediária m 0,45 0,35 - Comprimento de contato de cada roda m 0,20 0,20 0,20 Área de contato de cada roda m² 0,20 x b 0,20 x b 0,20 x b Distância entre eixos m 1,50 1,50 3,00 Distância entre os centros de roda de cada eixo m 2,00 2,00 2,00

7 (a) Classes 36 e 24 (b) Classe 12 Figura.2 Veículo-tipo para as classes 36 e 24 e classe 12 (ABNT, 1960) Figura.3 Veículo e multidão em planta (ABNT, 1960) O trem-tipo, sempre orientado na direção do tráfego, deve ser colocado na posição mais desfavorável para o cálculo de cada elemento, não se considerando a carga do eixo ou da roda que produza redução de esforços solicitantes. Para o cálculo de placas, longarinas e transversinas junto às bordas do estrado, é obrigatório encostar a roda do veículo-tipo no guarda-rodas.

8 A carga p deve ser aplicada na faixa longitudinal correspondente ao veículo na parte não ocupada por este e a carga p na parte restante da pista de rolamento e nos passeios, como mostra a figura (3). Nos casos em que os guarda-rodas tiverem altura superior a 25 cm, contados a partir da borda de pavimentação da pista, e ocuparem faixa de largura útil de, no máximo, 75 cm, não se deve dispor carga devido à multidão na faixa ocupada por ele. Nos outros casos, a multidão deve ser considerada na faixa ocupada pelo guarda-rodas. Quando se tratar de ponte com refúgios centrais elevados, em rodovias de mais de uma pista, é obrigatório o carregamento dessa área, com carga p. No cálculo dos arcos ou vigas principais com 30 m ou mais de vão, permite-se, ainda, substituir as cargas concentradas do veículo por carga igual, mas uniformemente distribuída, disposta sobre área retangular ocupada pelo mesmo. 3. PERÍODO DE 1984 a 2004 No período de 1984 a 2004, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias vêm sendo realizadas de acordo com a norma NBR 7188/84 (ABNT, 1984). Tais considerações são definidas nos itens (3.1) e (3.2) Classes Classe 45: a base do sistema é um veículo-tipo de 450 KN de peso total; Classe 30: a base do sistema é um veículo-tipo de 300 KN de peso total; Classe 12: a base do sistema é um veículo-tipo de 120 KN de peso total; A utilização das diferentes classes de pontes fica a critério dos órgãos com jurisdição sobre as mesmas Trem-tipo Os trens-tipos são compostos de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas de acordo com a tabela (5) e mostrado nas figuras (4) e (5)

9 Tabela 5 Carga dos veículos e cargas uniformemente distribuídas (ABNT, 1982) Veículo Carga Uniformemente Distribuída Classe Peso Total p p Disposição da Ponte Tipo KN tf KN/m² kgf/m² KN/m² kgf/m² da carga Carga p em toda a pista - Carga p nos passeios (a) Classes 45 e 30 (b) Classe 12 Figura `4 - Veículo-tipo para as classes 45 e 30 e classe 12 (ABNT, 1982)

10 p 6,00 m p 3,00 m VEÍCULO p p Figura 5 - Veículo e multidão em planta (ABNT, 1982) A área ocupada pelo veículo é retangular, com 3,0 m de largura e 6,0 m de comprimento. A tabela (5) reúne as características dos veículos-tipo representados nas figuras (4) e (5). O veículo-tipo, sempre orientado na direção do tráfego, deve ser colocado na posição mais desfavorável para a análise e o dimensionamento de cada elemento, não se considerando a porção do carregamento que provoque redução das solicitações. A carga distribuída de intensidade p é aplicada em toda pista de rolamento, nesta incluídas as faixas de tráfego, os acostamentos e os afastamentos. Deve ser descontada apenas a área ocupada pelo veículo. Os passeios, independentemente de largura ou altura, são carregados com a carga distribuída de intensidade p, não majorada de impacto. Deve-se ressaltar que a carga p do trem-tipo da norma de 1982 não tem o mesmo significado da carga p do trem-tipo da norma de 1960 (a que se refere o item 3.2). Neste caso, a carga p é uma carga distribuída relativa à multidão sobre passeios e não sobre a pista de rolamento.

11 Tabela 6 Características dos veículos-tipo (ABNT, 1982) Unid. Tipo 45 Tipo 30 Tipo 12 Quantidade de eixos Eixo Peso total do veículo KN -tf Peso de cada roda dianteira KN -tf 75 7, Peso de cada roda traseira KN -tf 75 7, Peso de cada roda intermediária KN -tf 75 7, Largura de contato b 1 de cada roda dianteira m 0,50 0,40 0,20 Largura de contato b 3 de cada roda traseira m 0,50 0,40 0,30 Largura de contato b 2 de cada roda intermediária m 0,50 0,40 - Comprimento de contato de cada roda m 0,20 0,20 0,20 Área de contato de cada roda m² 0,20 x b 0,20 x b 0,20 x b Distância entre eixos m 1,50 1,50 3,00 Distância entre os centros de roda de cada eixo m 2,00 2,00 2,00 Trem Tipo Homogeneizado No cálculo dos arcos ou vigas principais, permite-se, ainda, homogeneizar as cargas distribuídas e subtrair das cargas concentradas dos veículos as parcelas correspondentes àquela homogeneização, desde que não haja redução dos esforços solicitantes. Assim, o carregamento móvel sobre essas peças pode ser simplificado como mostrado na figura (3.6), onde p 6 2 P h = P. 3 CONVENCIONAL HOMOGENEIZADO P P P Ph Ph Ph p1 p2 p1 p2 Figura 6 Simplificação para o carregamento móvel permitida pela NBR 7188/82 (ABNT, 1982) Trens Tipos Especiais Algumas Rodovias do estado de São Paulo, tendo em vista a utilização das mesmas para a passagens de Cargas Especiais na época de sua execução, na fase de projeto, além do Trem Tipo da norma vigente na época, eram verificadas para a passagem de Trem Tipo Especial conhecido como TT CESP.Essas cargas especiais eram transformadores e turbinas destinados à Usinas Hidroelédricas de propriedade das Centrais Elétricas de São Paulo (CESP).

12 Características do Trem Tipo Especial da CESP

13 PRINCIPAIS RODOVIAS DO ESTADO DE SÃO PAULO (Histórico e Trens de Tipo de Projeto) 1-RODOVIA ANCHIETA (SP-150): A construção do primeiro trecho de ligação do Planalto Paulista com a Baixada Santista iniciouse em 1937 e esta primeira etapa foi inaugurada em 13/03/1947. O segundo trecho de Serra e o trecho da Baixada foram inaugurados em 09/07/1953. Para a construção desta Rodovia foi criado uma comissão composta por engenheiros dos quadros do DER denominada SVT Serviço Técnico da Via Anchieta. O primeiro trabalho desta comissão foi a elaboração de Normas e Procedimentos a serem adotados para a construção da rodovia, fixando diretrizes gerais de projeto e o trem tipo a ser adotado para o projeto das Obras de Arte. O Trem Tipo adotado pela comissão previa a aplicação da carga de um compressor de 24 ton junto com um caminhão de 12 ton (Notar que esse Trem Tipo é superior ao Trem Tipo classe I adotado pela norma vigente naquela data NB6/43) A rodovia passou para a administração da concessionária ECOVIAS em 27/05/ RODOVIA DOS IMIGRANTES (SP-160): Para a construção desta rodovia foi criada a empresa DERSA Desenvolvimento Rodoviário S/A no ano de A rodovia, projetada para o Trem Tipo classe 36 da NB6/60 e verificada para o Veículo Especial da CESP, foi inaugurada em duas etapas sendo a primeira em 23/01/1974 compreendendo o trecho do planalto e a Interligação com a Rodovia Anchieta (SP-041) e a segunda em 28/06/1976 (trecho de serra). Passou para a concessionária ECOVIAS em 27/05/1998, no processo de privatização das Rodovias. 3- RODOVIA PRESIDENTE CASTELLO BRANCO: Esta rodovia teve inaugurado o seu primeiro trecho de 171 Km de São Paulo à Torre de Pedra no dia 10/11/1968. Um segundo trecho da Torre de Pedra até Avaré foi inaugurado em 31/01/1971 e o terceiro trecho até Espírito Santo do Turvo teve inauguração em 04/1992. São 302 Km de rodovia hoje administradas por 3 (trez) concessionárias: VIAOESTE (inicio em 30/03/1998): Km ao Km ; RODOVIA DAS COLINAS (inicio em 02/03/200): Km ao Km SPVIAS (inicio em 10/02/2000): Km ao Km

14 4-RODOVIA DOS BANDEIRANTES (SP-348): Chamada inicialmente de Via Norte, a Rodovia dos Bandeirantes na sua primeira etapa foi projetada para o Trem Tipo classe 36 da NB6/60 e verificada para o Veículo Especial da CESP. Esta primeira etapa foi inaugurada e entregue ao tráfego em 28/10/1978 (período de construção de 11/08/1976, data da assinatura do contrato à 28/10/1978) A segunda etapa da Rodovia dos Bandeirantes (prolongamento), foi projetada para o Trem Tipo classe 45 da NBR 7188/84 A rodovia encontra-se sob concessão da AUTOBAN desde 01/05/ RODOVIA AYRTON SENNA e RODOVIA CARVALHO PINTO (SP-070): Chamada inicialmente de Via Leste, depois Rodovias dos Trabalhadores para em seguida ser denominada Rodovia Ayrton Senna na sua primeira etapa (trecho entre São Paulo e Guararema) foi projetada para o Trem Tipo classe 36 da NB6/60 e verificada para o Veículo Especial da CESP. Esta primeira etapa foi construída entre 06/1980 e 30/04/1982 tendo sido inaugurada e entregue ao tráfego em 01/05/1982 A segunda etapa de construção desta Rodovia, denominou-se Rodovia do Carvalho Pinto (trecho entre Guararema e Taubaté), foi projetada para o Trem Tipo classe 45 da NBR 7188/84 tendo sido iniciada em 08/03/1990 e inaugurada em 23/12/1994