P É R - É FA F B A R B I R CA C ÇÃO Ã O DE D E PO P N O T N E T S E E E V I V AD A U D T U O T S

Transcrição

1 PRÉ-FABRICAÇÃO DE PONTES E VIADUTOS José N. Camara

2 OBJECTIVOS NA CONCEPÇÃO ESTRUTURAL Eficiência Estrutural Capacidade Resistente Comportamento em Serviço Economia Estética Quantidades de Materiais Processo Construtivo Elegância da Obra

3 A UTILIZAÇÃO DA PRÉ-FABRICAÇÃO PRINCIPAIS VANTAGENS A Economia pela racionalização de meios de construção e prazos de execução que permite, especialmente em situações de repetitividade de soluções. Pode recorrer-se à pré-fabricação em fábrica ou em estaleiro. A Eliminação parcial ou total de escoramentos durante a fase de execução, em zonas urbanas, sobre linhas férreas e em situações genéricas com rasante elevada. A Qualidade de Materiais e de Tolerâncias que permite assegurar e que são muito difíceis de obter em estaleiro.

4 A UTILIZAÇÃO DA PRÉ-FABRICAÇÃO PRINCIPAIS RAZÕES PARA UMA MENOR UTILIZAÇÃO ATÉ AO PRESENTE: A pré-fabricação tem estado associada, no passado, a soluções de qualidade inferior com deficiente execução e pouco cuidado estético. A existência de experiência e conhecimentos acumulados no projecto e construção de obras betonadas in situ. SITUAÇÃO ACTUAL FAVORÁVEL À PRÉ-FABRICAÇÃO: Necessidade de construção de um grande volume de obras, em prazos limitados e com pouca disponibilidade de mão-de-obra. Experiências de sucesso dentro e fora do país. Disposições regulamentares e modelos de cálculo que enquadram melhor os aspectos da verificação da segurança. No entanto há que ter: Consciência de que, só optando por soluções estruturalmente eficientes e que assegurem obras esteticamente boas, se pode obter plena aceitação no meio técnico.

5 PASSAGEM SUPERIOR COM POUCO CUIDADO ESTÉTICO Encontro muito visível Tabuleiro quase sem consola Ponto anguloso da rasante aparente

6 EVOLUÇÃO DA PRÉ-FABRICAÇÃO DE VIADUTOS Soluções tradicionais com vigas tipo ASTHO com fios pré-esforçados Soluções com vigas pré-fabricadas por pós-tensão e/ou pré-tensão com cordões Em Portugal tem-se utilizado, em geral, a pós-tensão e quase sempre, também, com aproximadamente 1/3 do pré-esforço sendo de continuidade. Em Espanha e noutros países adoptaram-se soluções com continuidade limitada à laje do tabuleiro (sem união dos topos das vigas por carlingas ou juntas pré-esforçadas). Cremos que esta ligação não é eficiente para efeitos da transmissão da força sísmica do tabuleiro aos apoio e o seu comportamento a longo prazo levanta-nos algumas dúvidas. Com o aumento da capacidade dos meios de transporte e montagem temse assistido a um incremento muito significativo, em particular em Espanha, da pré-fabricação em fábrica, parecendo assistir-se também a uma evolução para soluções com continuidade estrutural. Em particular, as soluções com vigas tipo Artesa são mais versáteis na concepção de obras com continuidade global ou local (só ao nível da ligação).

7 TIPOS DE PRÉ-FABRICAÇÃO TABULEIRO No seu conjunto Por aduelas Vigas Vigas + Pré-lajes PILARES E TRAVESSAS Peças completas só servindo de cofragem colaborante na resistência Executadas por troços ALGUNS ELEMENTOS DAS FUNDAÇÕES

8 PRÉ-FABRICAÇÃO DE VIGAS EM ESTALEIRO Execução do tabuleiro com cimbre

9 PONTE VASCO DA GAMA VIADUTO DA EXPO VIADUTO DA CENTRAL Execução do tabuleiro por avanços sucessivos com Aduelas préfabricadas e juntas conjugadas Execução do tabuleiro com pré-fabricação de troços completos e continuidade no apoio

10 PONTE MACAU TAIPA Pré-fabricação Ponte e Viaduto Central: Vigas do tabuleiro Pilares Maciços de encabeçamento Zonas das estacadas: Tabuleiro completo

11 ESTALEIRO DE PRÉ-FABRICAÇÃO PONTE MACAU TAIPA

12 PONTE MACAU TAIPA PRÉ-FABRICAÇÃO DOS CAIXOTÕES PARA OS MACIÇOS DE FUNDAÇÃO INÍCIO DA CONSTRUÇÃO DOS PILARES

13 PONTE MACAU TAIPA EXECUÇÃO DOS PILARES E TRAVESSA DOS TOPO PRÉ-FABRICADA

14 COLOCAÇÃO DAS VIGAS PONTE MACAU TAIPA

15 PONTE MACAU TAIPA EXECUÇÃO DO SISTEMA DE APOIO DO TABULEIRO NA ZONA ATIRANTADA

16 PONTE MACAU TAIPA ZONA DAS ESTACADAS Danos durante a construção provocados durante um temporal por um navio descontrolado A solução de reparação passou por uma simples substituição dos tabuleiros pré-fabricados

17 TABULEIROS EXECUTADOS COM VIGAS ARTESA

18 Solução inovadora que permite vencer vãos 60/70m com vigas pré-fabricadas correntes 30/40m PONTE SOBRE O RIO MENTE

19 VIADUTO ANDOAÍN DA AUTOESTRADA NAVARRA-GUIPÚZCOA Tabuleiro pré-fabricado em monocaixão com elementos de inércia variável

20 Pré-fabricação de pilares PONTE SOBRE O RIO HUERNA

21 PASSAGEM SUPERIOR Sistema de pré-fabricação proposto para os pórticos de apoio de passagens superiores i=2.5% i=2.5%

22 SOLUÇÃO TIPO ADOPTADA NA SCUT DA BEIRA INTERIOR Vigas em I e pré-lajes colaborantes

23 SOLUÇÃO TIPO ADOPTADA NA SCUT DO ALGARVE Vigas tipo Artesa e pré-lajes não colaborantes

24 SOLUÇÕES PARTICULARES Soluções com vigas laterais de geometria diferente por razões estéticas Obra ferroviária da linha Sevilha-Huelva Uma solução do estudo prévio do Mono-Rail em Oeiras

25 VIADUTO SOBRE A RIBEIRA DOS FRADES Solução com vigas pré-fabricadas com vãos decrescentes do vale para os encontros

26 VIADUTO NA AUTO ESTRADA PAMPLONA-VITORIA Solução tipo de pré-fabricação de passagens superiores com vãos de14 a 25 x 35 a 42 x 14 a 25 Variação não linear da altura das vigas

27 VARIAÇÃO DA LARGURA DO TABULEIRO EM PONTES PRÉ-FABRICADAS Vigas em I na ponte sobre o rio Diz Beira Interior Vigas em U no viaduto de Manresa Lerida/Girona

28 OBRA URBANA COM TABULEIRO EM CURVA E VIGAS RECTAS

29 VIADUTO DO NÓ ALSASNA DA AUTOESTRADA MADRID-IRUN Solução construída com vigas curvas pré-fabricadas

30 Km= Z= (**) Km= Z= (**) Terreno Natural W5 PASSAGENS SUPERIORES TIPO DA SCUT DA BEIRA INTERIOR Km= Z= (**) i=2.5% i=2.5% Km= Z= (**)

31 SISTEMAS DE NIVELAMENTO DAS PRÉ-LAJES SOBRE AS VIGAS Solução com tabuleiro de vigas em I Solução com tabuleiro de vigas em U 5.01% ENCHIMENTO "IN SITU" 1.40 VARIÁVEL "A" "B" "C"

32 PRÉ-LAJES COLABORANTES 4Ø Ø12a = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

33 SOLUÇÃO TIPO COM PRÉ-ESFORÇO DE CONTINUIDADE

34 PORMENORES TIPO PARA LIGAÇÕES COM JUNTA DE GROUT Juntas na zona do vão Juntas na zona do apoio (Solução tipo na Scut do Algarve) VARIÁVEL TROÇO RECTO TROÇO EM CURVA Corte longitudinal JUNTA da viga pré-fabricada Lt. no eixo= 1548 JUNTA PLANTA NA LIGAÇÃO

35 PORMENOR TIPO PARA LIGAÇÃO COM CARLINGA Solução adoptada na Scut da Beira Interior (MIN.)

36 PORMENORES TIPO PARA LIGAÇÃO MONOLÍTICA PILAR/TABULEIRO Solução com vigas em U Solução em caso de vigas em I com carlinga

37 MODELOS DE CÁLCULO Efeitos diferidos Resistência ao corte nas interfaces

38 CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO JUNTAS DE LIGAÇÃO EM SERVIÇO Juntas simples com GROUT ou argamassa de enchimento Descompressão para as combinações raras Juntas em betão estrutural com armaduras activas ou passivas Critérios das peças de betão estrutural Em geral descompressão para as combinações quasepermanentes, se tiver pré-esforço Controlo de abertura de fendas se se tratar unicamente de betão armado ANÁLISE DE ESFORÇOS E OU TENSÕES PARA AS ACÇÕES PERMANENTES ESFORÇOS: TENSÕES:

39 PROCESSO CONSTRUTIVO 1.0m 1.0m

40 EVOLUÇÃO DE TENSÕES NAS SECÇÕES PARA AS ACÇÕES PERMANENTES Secções em I Estado Limite de Utilização Viga Exterior Peso próprio viga + Pré-esforço σ (MPa) ~ x (m) Fibra superior viga Fibra inferior viga fctk B45 (Viga) fck/1.50 Viga Exterior Carga permanente Tempo zero Viga Exterior Carga permanente Tempo infinito σ (MPa) -5.0 σ (MPa) x (m) x (m) Fibra superior laje Fibra superior viga Fibra inferior viga fctk B45 (Viga) fctk B35 (Laje superior) Fibra superior laje Fibra superior viga Fibra inferior viga fctk B45 (Viga) fctk B35 (Laje superior)

41 EVOLUÇÃO DE TENSÕES NAS SECÇÕES PARA AS ACÇÕES PERMANENTES Secções em U σ (MPa) x (m) Carga permanente Tempo zero Carga permanente Tempo infinito σ (MPa) σ (MPa) x (m) x (m)

42 COMENTÁRIOS FINAIS A pré-fabricação tem sido aplicada com base em argumentos de excelente qualidade em obras especiais associada a vários processos construtivos (Tabuleiros, Vigas, Aduelas, etc.) A pré-fabricação com vigas I ou U tem excelentes condições para viadutos de vãos de 30 a 40m, sendo uma óptima solução do ponto de vista económico quando o volume de obra é significativo A pré-fabricação com vigas pode com soluções de inércia variável adaptar-se a vãos maiores (50 70m) É muito importante, para uma maior implantação das soluções pré-fabricadas, trabalhar para assegurar sempre eficiência estrutural, em particular nas ligações, e qualidade estética às obras.

43 NOVA PONTE EM SANTARÉM

44 NOVA PONTE EM SANTARÉM

45 NOVA PONTE EM SANTARÉM