Programa Preliminar Programa Base Estudo Prévio Anteprojecto ou Projecto Base Projecto de Execução

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1 PARTE II PROJETO DE PONTES FASES E CONSTITUIÇÃO DO PROJECTO Programa Preliminar Programa Base Estudo Prévio Anteprojecto ou Projecto Base Projecto de Execução Consultar Portaria 701-H/2008 Secção III (Pontes, Viadutos e Passadiços) que impõem alterações à Portaria de 7/2/1972 Instruções para o Cálculo dos Honorários Referentes aos Projectos de Obras Públicas. (Pontes e Viadutos Secção III) 1

2 PROGRAMA PRELIMINAR PROGRAMA BASE 2

3 ESTUDO PRÉVIO ANTEPROJECTO 3

4 PROJECTO DE EXECUÇÃO Categoria de Obra 4

5 Categoria de Obra ASPECTOS RELEVANTES PARA A ELABORAÇÃO DO PROJECTO DE UMA PONTE Exigência de Integração Paisagística e Ambiental Aspectos económicos Elementos geométricos e topográficos Condicionamentos geotécnicos Condicionamentos hidráulicos Condicionamentos complementares 5

6 ASPECTOS RELEVANTES PARA A ELABORAÇÃO DO PROJECTO DE UMA PONTE Exigência de Integração Paisagística e Ambiental Escolha do número de vãos Em superestruturas poucos extensas - nº impar de vãos/nº par de pilares) Definição de traçado e implantação que limitem a altura de aterros até 10-11m de altura. Análise da topografia de forma a minimizar o impacto visual da obra-dearte ASPECTOS RELEVANTES PARA A ELABORAÇÃO DO PROJECTO DE UMA PONTE Aspectos Económicos Avaliação dos materiais disponíveis na região A existência de pedra em abundância e com características adequadas poderá facilitar a execução de Betão produzido in situ; Localização da obra para definir a necessidade de montagem de central de betão junto à obra; Estudo de soluções estruturais viabilizando o binómio integração paisagística / economia 6

7 ASPECTOS RELEVANTES PARA A ELABORAÇÃO DO PROJECTO DE UMA PONTE Elementos Geométricos e Topográficos Características do traçado da estrada Largura das faixas de rodagem; Directriz; A rasante; Raios de curvatura; Inclinações máximas dos traineis; Elementos Geométricos e Topográficos 7

8 Elementos Geométricos e Topográficos 8

9 9

10 ASPECTOS RELEVANTES PARA A ELABORAÇÃO DO PROJECTO DE UMA PONTE Condicionamentos Geotécnicos Relevantes: Projeto de fundações; Sistema estrutural; Definição dos vãos; Projecto dos encontros; outros. 10

11 ASPECTOS RELEVANTES PARA A ELABORAÇÃO DO PROJECTO DE UMA PONTE Elementos Geotécnicos Relatórios de prospecção geológica geral no local de implantação; Relatório da campanha de sondagens geotécnicas efectuadas, com a indicação de: localização; tipo de equipamento utilizado; profundidades atingidas; heterogeneidades encontradas; natureza e espessura das diversas camadas atravessadas; existência de níveis freáticos e da sua evolução no tempo; Relatório com os resultados dos ensaios de caracterização e definição de propriedades físicas e mecânicas dos solos encontrados. ASPECTOS RELEVANTES PARA A ELABORAÇÃO DO PROJECTO DE UMA PONTE Condicionamentos Hidráulicos Influência da obra no regime do curso de água; Acções hidrodinâmicas sobre pilares; Erosão na zona de fundação dos pilares; (Causa da queda da ponte Hintze Ribeiro em Entre-os-rios Março 2001) 11

12 ASPECTOS RELEVANTES PARA A ELABORAÇÃO DO PROJECTO DE UMA PONTE Elementos Hidráulicos Natureza do fundo do rio e das suas margens; Caracterização das máximas cheias; (periodo de retorno mínimo de 100 anos) Definição da bacia hidrográfica a montante da secção onde se localizará a ponte; Natureza e quantidade do caudal sólido; Mobilidade do leito do rio ao longo do tempo. ASPECTOS RELEVANTES PARA A ELABORAÇÃO DO PROJECTO DE UMA PONTE Condicionamentos Complementares Condições locais; Existência de elementos agressivos; Condicionamentos sísmicos; 12

13 ACÇÕES ESPECÍFICAS DE PONTES RODOVIÁRIAS Sobrecargas de tráfego rodoviário e seus efeitos (força centrífuga, frenagem e arranque); Sobrecarga em passeios; Forças horizontais em guardas e guardarodas; Acção do vento sobre os veículos. Sobrecargas de tráfego rodoviário e seus efeitos Classificação das pontes rodoviárias (RSA) Classe I tráfego intenso ou pesado (estradas nacionais, vias urbanas, e certas estradas municipais e florestais); Classe II tráfego ligeiro e pouco intenso (caminhos e passagens agrícolas e certas estradas municipais e florestais). 13

14 Sobrecargas de tráfego rodoviário e seus efeitos Forças verticais, correspondentes às cargas de tráfego; Forças horizontais, correspondentes aos efeitos de frenagem e arranque, e força centrífuga. Sobrecargas de tráfego rodoviário e seus efeitos Forças verticais a) Veículo tipo de 3 eixos, cada um de dois rodados de dimensões das superfícies de contacto das rodas axb com uma carga por eixo Q (por roda Q/2); b) Sobrecarga uniformemente distribuída q1 actuando simultâneamente com uma carga linear de distribuição uniforme designada por carga de faca. 14

15 Sobrecargas de tráfego rodoviário e seus efeitos Forças verticais Valores característicos das sobrecargas Ponte a (m) b (m) Q (kn) q1 (kn/m2) Q2 (kn/m) Classe 1 0,20 0, Classe 2 0,20 0, Sobrecargas de tráfego rodoviário e seus efeitos Veículo Tipo 15

16 Sobrecargas de tráfego rodoviário e seus efeitos Forças de Frenagem Ponte F (kn/m) Classe 1 30 Classe 2 20 Sobrecargas de tráfego rodoviário e seus efeitos Força centrífuga Fc = mv R 2 = 2 Pv gr = α. P α = 2 v g. R 2 (1000 / 3600) v α = 9,81R 2 2 v = 127R NOTA: v (km/h) g (m/s2). β = v

17 Sobrecargas de tráfego rodoviário e seus efeitos Sobrecargas em passeios e acções em guardas artº.44 Sobrecargas em passeios Considera-se a acção mais desfavorável entre: carga uniformemente distribuída (3kN/m2) carga concentrada (20 kn) Sobrecargas em guardas 1.5 kn/m Sobrecargas de tráfego rodoviário e seus efeitos Sobrecargas em passeios e acções em guardas artº.44 Sobrecargas em guarda-rodas Força horizontal com valor característico de 20 kn, aplicada perpendicularmente ou tangencialmente ao guarda-rodas 17

18 CONCEPÇÃO DE PONTES IMPLANTAÇÃO CONCEPÇÃO DE PONTES IMPLANTAÇÃO 18

19 CONCEPÇÃO DE PONTES IMPLANTAÇÃO CONCEPÇÃO DE PONTES SECÇÃO DE VAZÃO, GABARIT, ETC. 19

20 CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES RODOVIÁRIAS Além dos elementos estruturais, propriamente ditos, o tabuleiro tipo de uma ponte rodoviária, inclui: pavimento; passeios; guarda-rodas; guardas (guarda-corpos); vigas de bordadura (cornijas); separador; juntas de dilatação; sistema de drenagem; dispositivos para instalação de serviços; dispositivos para a instalação da iluminação da ponte. CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES RODOVIÁRIAS 20

21 CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES RODOVIÁRIAS CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES RODOVIÁRIAS 21

22 CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES RODOVIÁRIAS CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES RODOVIÁRIAS 22

23 CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES RODOVIÁRIAS CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES RODOVIÁRIAS 23

24 CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES RODOVIÁRIAS CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES RODOVIÁRIAS 24

25 CONCEPÇÃO DE PONTES TABULEIRO DE PONTES FERROVIÁRIAS CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA CRITÉRIOS GERAIS estudo de soluções. decisões: material estrutural; o sistema estrutural longitudinal; a secção transversal da superstrutura; o sistema de ligação da superstrutura aos pilares e encontros; o processo construtivo a adoptar. 25

26 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA MATERIAL ESTRUTURAL ponte de betão armado ou betão armado préesforçado; ponte metálica; ponte mista aço-betão. CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SISTEMA ESTRUTURAL LONGITUDINAL pontes em viga; pontes em pórtico; pontes em arco. 26

27 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SECÇÃO TRANSVERSAL CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SECÇÃO TRANSVERSAL 27

28 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SECÇÃO TRANSVERSAL CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SECÇÃO TRANSVERSAL 28

29 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SECÇÃO TRANSVERSAL CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA 29

30 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA 30

31 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA 31

32 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA 32

33 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA 33

34 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM LAJE VIGADA 34

35 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM CAIXÃO Solução Transversal indicada para: Grandes Vãos; Pontes Curvas; Pontes de largura variável; Pontes com limitações de gabarit. CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM CAIXÃO Vantagens (solução vigada) Banzo inferior sobre os apoios constituído por uma laje que consegue absorver mais facilmente as tensões de compressão; Maior resistência à torção mais adequada a pontes em curva; Maior esbelteza (cerca de + 20%); Maiores excentricidades dos cabos de pré-esforço nas secções com momentos negativos; Menores deformações por fluência, pois estão submetidas a menores tensões de compressão no betão. 35

36 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM CAIXÃO Solução bi-celular Desvantagens (solução vigada) Peso próprio mais elevado; Execução mais complexa cofragem, betonagem e armadura. CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM CAIXÃO (altura constante) SUPERSTRUTURA EM CAIXÃO (altura variável) 36

37 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM CAIXÃO (geometria típica) CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM CAIXÃO (geometria típica) 37

38 38

39 CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM CAIXÃO Diafragmas CONCEPÇÃO GERAL DA ESTRUTURA SUPERSTRUTURA EM CAIXÃO Diafragmas 39

40 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA 40

41 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA PILARES CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA PILARES 41

42 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA PILARES Condicionantes da secção transversal dos pilares: A topografia do local, condicionando a altura do pilar; As acções transmitidas pela superstrutura; A acção do vento sobre os pilares; As acções dos corpos flutuantes caudal sólido, troncos de árvore, etc; As acções acidentais referentes a choque de embarcações; As condições de funcionamento do pilar na fase construtiva; As acções hidrodinâmicas. CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA PILARES Correntes Parede 42

43 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA PILARES Correntes Parede CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTROS FUNÇÃO Suportar as cargas verticais e horizontais transmitidas pela superstrutura, transmitindo-as ao solo de fundação; Estabelecer a transição com a via de comunicação por intermédio de um aterro; Suportar impulsos de terras transmitidas pelo solo adjacente ou por eles contido e evitar a erosão do aterro; Permitir as dilatações assentamentos de apoio ou outras deformações da superstrutura, sem que isso implique riscos para o funcionamento da ponte; Acomodar os aparelhos de apoio nas extremidades da superstrutura permitindo o acesso para a sua manutenção. 43

44 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTROS Tipos de encontros: Encontros aparentes; Encontros perdidos. CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTRO APARENTE 44

45 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTRO APARENTE MUROS AVENIDA MUROS ALA CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTRO APARENTE 45

46 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTRO PARA PONTÃO NOTA: Para H>7m é mais económica a utilização de contra-fortes (gigantes) CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTRO PARA PONTÃO 46

47 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTRO PARA PONTÃO CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTRO PERDIDO 47

48 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTRO PERDIDO CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA ENCONTRO PERDIDO 48

49 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES Tipos de fundações: Superficiais ou directas; Profundas ou indirectas; Especiais. CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS 49

50 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS EM CURSOS DE ÁGUA 50

51 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS EM CURSOS DE ÁGUA CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES PROFUNDAS Tipos de fundações indirectas ou profundas: Estacas; Pegões (poços); Barretas. 51

52 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES PROFUNDAS Estacas Cravadas Estacas Moldadas CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES PROFUNDAS 52

53 CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES PROFUNDAS CONCEPÇÃO GERAL DA INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES EM CURSOS DE ÁGUA 53