TC 071 PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS II

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1 TC 071 PONTES E ESTRUTURAS ESPECIAIS II 16ª AULA (19/10/2.010) MEZOESTRUTURA DE PONTES A mezoestrutura de ponte é a parte da estrutura (pilares) responsável por transmitir as cargas da superestrutura à infraestrutura. As cargas que solicitam a mezoestrutura são: a) Cargas verticais a.1) Permanentes devidas ao peso próprio da superestrutura (vigas e lajes), peso das barreira laterais do tabuleiro, do revestimento do piso e peso de outros elementos que eventualmente esteja instalados na superestrutura, além do peso próprio do pilar. a.1) Acidentais Cargas móveis devidas ao tráfego sobre a superestrutura. b) Horizontais Longitudinais b.1) Frenagem / aceleração - NBR 7187:2003 item O valor característico da força longitudinal provocada pela frenagem ou pela aceleração de veículos sobre as pontes deve ser tomado como uma fração das cargas móveis, consideradas sem impacto. - Nas pontes rodoviárias, a força longitudinal devida à frenagem ou à aceleração dos veículos deve ser considerada aplicada na superfície de rolamento e igual ao maior dos seguintes valores: 5% do peso do carregamento do tabuleiro com as cargas móveis distribuídas (carga de multidão), excluídos os passeios, ou, 30% do peso do veículo tipo. Segundo a NBR 7188:1984, se tem: Ponte Peso do veículo tipo Carga de multidão Classe tf 0,500 tf/m 2 Classe tf 0,500 tf/m 2 Classe tf 0,400 tf/m 2

2 O veículo tipo ocupa uma área de 3 m X 6 m, o restante do tabuleiro deve ser considerado carregado pela carga de multidão. - Nas pontes ferroviárias, a força longitudinal devida à frenagem ou à aceleração deve ser considerada aplicada no topo dos trilhos e igual ao maior dos seguintes valores: 15% da carga móvel (peso dos eixos motores mais as cargas distribuídas sobre o tabuleiro) para a frenagem, ou, 25% do peso dos eixos motores para a aceleração (360 x 4 = kn para o TB360). O veículo tipo definido pela NBR 7189:1985 é o mostrado abaixo. TB Q (kn) q (kn/m) q (kn/m) a (m) b (m) c (m) ,00 2,00 2, ,00 2,00 2, ,00 2,00 2, ,00 2,50 5,00 b.2) Empuxo assimétrico nas cortinas de extremidade

3 Sobre o aterro considera-se um carregamento uniformemente distribuído com valor igual à carga de multidão (0,500 tf/m 2 para classe 45 e 30 e 0,400 tf/m 2 para classe 12 nas pontes rodoviárias). O empuxo do terreno depende das propriedades do solo utilizado para o aterro de acesso à ponte. Na maioria das vezes se considera um solo com ângulo de atrito natural α = 30º e peso específico γ t = 1,7 tf/m 3. Para esse solo o coeficiente de empuxo resulta das tabelas de Mecânica dos solos igual a k a = 0,334. As pressões sobre a cortina de extremidade são calculadas por: p 1 = k a.q p 2 = k a. γ t.h b.3) Variação de temperatura As variações de temperatura devem ser consideradas como indicado na seção 11 da NBR 6118:2003. Para a superestrutura com comprimento L a variação de comprimento devido à variação de temperatura Δt é dada por: ΔL = α t. Δt.L Onde α t é o coeficiente de dilatação térmica do concreto. Considera-se: α t = 1 x 10-5 ºC -1 Para exemplificar em uma ponte com L = 60 m de comprimento, uma variação de temperatura de Δt = 15 ºC produz na superestrutura um alongamento total de: ΔL = 1 x 10-5 x 15 x 6000 cm = 0,9 cm Essa variação do comprimento produz um deslocamento horizontal no topo de cada pilar. Esse deslocamento depende da rigidez a flexão dos pilares.

4 Δt (+) Δt (-) O deslocamento no topo de cada pilar é função da distância do pilar ao centro elástico do conjunto. A superestrutura se apóia diretamente nos pilares ou através de um aparelho de apoio. O centro elástico da estrutura é determinado em função da rigidez dos pilares ou conjuntos formados por pilar mais aparelho de apoio. A determinação do centro elástico da estrutura será mostrada em aula futura. c) Forças Horizontais Transversais c.1) Ação do vento A força proveniente da ação do vento é função da velocidade básica da rajada de vento: 2 v o p = 16 Onde: v o é a velocidade básica, em m/s, do vento, função da localização da obra; p é a pressão estática equivalente em kgf/m 2. c.2) Empuxo da correnteza nos pilares ou blocos de fundação O item da NBR 7187:2003 Projeto de pontes de concreto armado e de concreto protendido determina: A pressão da água em movimento sobre os pilares e elementos das fundações pode ser determinada através da expressão: p = k 2. v a Onde: p é a pressão estática equivalente, em kn/m 2 ;

5 v a é a velocidade da água, em metros por segundo; k é um coeficiente dimensional, cujo valor é 0,34 para elementos com seção transversal circular. Para elementos com seção transversal retangular, o valor de k é função do ângulo de incid6encia do movimento das águas em relação ao plano da face do elemento, conforme a tabela 1. Tabela 1 Valores de k em função do ângulo de incidência Ângulo de incidência K 90º 0,71 45º 0,54 0º 0 Notas: 1) Para situações intermediárias, o valor de k deve ser obtido por interpolação linear. 2) A pressão p deve ser considerada sobre uma área igual à projeção do elemento em um plano perpendicular à direção do movimento da água. Ara elementos com outras seções transversais, consultar a bibliografia especializada para a determinação do fator k.

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