PROJECTO DO SATUOEIRAS 1ª E 2ª FASES

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1 PROJECTO DO SATUOEIRAS 1ª E 2ª FASES J. N. CAMARA Sócio Gerente, JSJ Prof. Associado IST Lisboa D. CARDOSO Eng. Civil, JSJ Lisboa J. ROCHA Eng. Civil JSJ Lisboa B. CARVALHO Eng. Civil, JSJ Lisboa SUMÁRIO Neste artigo apresentam-se os aspectos essenciais da concepção e execução das estruturas das 1ª (executada) e 2ª (projectada) fases do projecto do SATUOeiras. Este projecto de transporte ligeiro, com tracção por cabos, desenvolve-se em viaduto, sendo o nível do cais das estações também elevado em relação ao terreno. 1. DESCRIÇÃO GERAL DO PROJECTO O SATUOeiras é um sistema de transporte público ligeiro que liga dois eixos ferroviários fundamentais de acesso a Lisboa (linhas de Cascais e de Sintra), atravessando uma zona em grande desenvolvimento urbanístico. Na planta da figura 1 apresenta-se o traçado previsto, a ser executado em quatro fases, estando já em pleno funcionamento a 1ª fase, entre a Estação dos Navegantes, em Paço de Arcos, e a Estação do Fórum, junto ao Oeiras Parque. A 2ª fase, até à urbanização do Lagoas Park, tem o projecto de execução terminado, devendo começar a ser construída em breve. Neste artigo apresentam-se os aspectos principais da concepção e execução da 1ª fase e discute-se o projecto da fase seguinte Figura 1: Apresentação geral das quatro fases do projecto O traçado desenvolve-se numa única via que se desdobra em duas junto às estações, o que permite minimizar a largura do tabuleiro. A concepção da estrutura do tabuleiro baseou-se numa secção U em betão, com recurso, em geral, a elementos pré-fabricados, especialmente nas zonas com pequenas curvaturas em planta. Na figura 2 ilustra-se a secção transversal,

2 verificando-se que o banzo superior das vigas serve de caminho de emergência para os passageiros, no caso de anomalia no sistema. Figura 2: Secção transversal tipo Os cabos de tracção do sistema correm entre os carris, sendo movimentados a partir das estações de extremidade, onde está instalado o equipamento de transmissão de energia. Na figura 3 é visível, na fase de construção, a Estação dos Navegantes. Figura 3: Vista geral da Estação dos Navegantes em fase de acabamentos e respectiva casa das máquinas, durante a sua instalação Na figura 4 são apresentadas duas fotografias dos cabos de tracção de ida e retorno, numa zona recta e noutra curva. Na zona curva do traçado existe um sistema de desviadores que permite o encaminhamento dos cabos. A quando da passagem do veículo, o dispositivo que o fixa ao cabo funciona de modo a não permitir o contacto deste com os desviadores. Figura 4: Fase de testes do sistema mecânico

3 A opção por um sistema de tracção por cabos deveu-se em parte à inclinação da rasante da 1ª fase, que atinge 12.5%. O facto de se limitar o equipamento de tracção às estações de extremidade tem a vantagem de diminuir a transmissão de ruído ou de gases poluentes ao longo do traçado. Refira-se, também, que as vigas laterais em betão formam uma barreira ao ruído provocado pela passagem do veículo e pela movimentação contínua dos cabos de tracção. 2. CONCEPÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURAL DA 1ª FASE O traçado desta fase, composto por três estações e respectivos viadutos de ligação, apontou para a realização de cinco estruturas independentes. A estrutura da primeira estação atrás referida (Navegantes), com cerca de 70m de comprimento, é bastante rígida longitudinalmente e está separada da zona em viaduto. As estações da Tapada e do Fórum ficam estruturalmente integradas no viaduto e englobam alguns dos vãos adjacentes. Nestas (figuras 5 e 6) ocorre a duplicação da via para permitir o cruzamento dos veículos e a sua geometria pouco linear levou à execução com betonagem in situ. Faz-se desde já uma referência aos pilares na zona de duplicação da via, em que se adoptou um apoio triplo, para as vigas longitudinais principais e as extremidades das vigas correspondentes aos limites da zona do cais (figura 7). Figura 5: Vista geral da Estação da Tapada do Mocho Figura 6: Vista geral da Estação do Fórum Figura 7: Pormenor de um pilar da zona de duplicação de via

4 Nos viadutos de ligação das estações optou-se por uma solução composta por elementos préfabricados (vigas laterais, lajes transversais e longarinas de apoio aos carris), ligados entre si através de betonagem in situ e/ou pré-esforço. No viaduto que liga a Estação do Fórum à da Tapada (Viaduto 2), com raios de curvatura em planta de 2000m e vãos de 33m, as vigas laterais vencem todo o vão, sendo a ligação em betão armado efectuada sobre os pilares, conforme ilustrado na figura 8. Este tipo de ligação mostrou ser eficiente do ponto de vista da resistência à rotura, da pormenorização da armadura (sem congestionamentos desnecessários) e do comportamento em serviço, com abertura de fendas característica máxima de 0.15mm, com tendência a diminuir no tempo devido à redistribuição de esforços (efeito do pré-esforço das vigas pré-fabricadas superior ao do peso da estrutura antes da betonagem da ligação). Figura 8: Ligação das vigas pré-fabricadas no Viaduto 2 No Viaduto 1, entre as estações da Tapada e dos Navegantes, as curvas em planta com 130m de raio e vãos variaveis, entre os 30 e os 35m, dificultavam a opção por uma solução préfabricada. O facto do viaduto ter, nalguns troços, uma altura da ordem dos 20m fez com que se desenvolvesse uma solução não tradicional de vigas pré-fabricadas, com a ligação entre elementos a ser efectuada entre um quarto e um quinto dos vãos. Foram, deste modo, definidos dois tipos de vigas, uma a ser colocada sobre os pilares, com um comprimento fixo de 15m, e a outra no vão, a fazer o acerto. Esta solução e a adopção de uma carenagem exterior permitiram uma boa integração estética da obra, disfarçando a variação angular entre vigas (figura 9). A ligação pré-esforçada entre vigas, realizada com um betão fluido especialmente estudado para o efeito, garante uma reserva em relação à descompressão da secção para a combinação rara de acções. Na figura 10 ilustra-se a solução das ligações e a execução do pré-esforço numa delas, com recurso a um macaco ligeiro para monocordões, possível por se ter adoptado cabos de quatro cordões com bainhas achatadas dispostas na vertical.

5 Figura 9: Vistas do Viaduto 1 CABOS DE PÓS-ESFORÇO PLANTA BETONAGEM COM BETÃO FLUIDO POUCO RETRÁCTIL BETONAGEM COM BETÃO FLUIDO POUCO RETRÁCTIL CABOS DE PÓS-ESFORÇO ALÇADO Figura 10: Ligação das vigas pré-fabricadas no Viaduto 1 A estabilidade do tabuleiro a acções horizontais é melhorada através da continuidade entre as lajes transversais e as vigas laterais. Para tal, após a colocação do elemento pré-fabricado de laje, que serve também como cofragem, foi repescada a armadura de ligação existente na alma das vigas laterais e betonada uma camada de 17cm in situ que melhora o comportamento conjunto. Na figura 11 é visível a ligação antes da execução da betonagem e um aspecto geral do tabuleiro na sua fase construtiva. As lajes são alternadas com grelhas ligeiras com o objectivo de conceber uma estrutura mais leve e com uma certa transparência. Este facto é mais importante no Viaduto 2, pois este acompanha uma via urbana, a baixa altura do solo, como se pode ver na figura 12. Estruturalmente conseguiu-se uma solução eficiente, com uma área de laje em planta inferior a 50% da área do tabuleiro. As grelhas em FRP (fiber reinforced plastics) têm, em relação à opção em aço, as vantagens de um menor peso e menor necessidade de conservação. Refira-se, finalmente, que as longarinas de apoio aos carris estão ligadas à laje transversal e passam sobre as grelhas. Figura 11: Lajes transversais

6 Figura 12: Inserção do Viaduto 2 na via urbana e efeito da transparência das grelhas Os pilares foram concebidos com uma secção rectangular e topos em semi círculo. O Viaduto 1 que se insere num vale, tem pilares com alturas entre os 3m e os 20m e secção variável. No Viaduto 2, sendo a altura dos pilares practicamente constante, a rondar os 6m, adoptou-se uma secção constante. No topo dos pilares existe um capitel, de secção semelhante ao fuste do pilar, com uma geometria que assegura uma boa integração com a carenagem utilizada nas vigas laterais. Estes aspectos da concepção são ilustrados na figura 13, onde se mostram também os pilares das zonas de duplicação das vias, concebidos com a mesma orientação. Figura 13: Pilares tipo dos viadutos 1, 2 e da zona de duplicação de vias O Viaduto 1, com 360m, tem os pilares centrais fixos ao tabuleiro e os mais próximos das extremidades libertos longitudinalmente. O Viaduto 2, com pilares curtos e 460m, foi dividido em duas estruturas independentes. Desta forma diminuiram-se os efeitos das deformações impostas adoptando-se, mesmo assim, nos pilares adjacente às juntas, aparelhos de apoio especiais, que permitem o movimento para as acções lentas, mas não para a acção sísmica. As juntas da estrutura e do carril não se puderam posicionar na mesma secção (figura 14). A solução adoptada passou por desligar a longarina, em que assenta o carril, na distância entre a junta estrutural e a mecânica, apoiando-a em chapas de teflon. Junta estrutural Junta do carril Figura 14: Desfazamento das juntas estrutural e mecânica

7 3. CONCEPÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURAL DA 2ª FASE A 2ª fase deste projecto é constituída por mais duas estações, Boa Viagem (elevada) e Lagoas, e dois viadutos que as ligam à Estação do Fórum, num comprimento total de cerca de 1300m ( ). Na figura 15 apresenta-se o layout geral com indicação da divisão estrutural, das zonas a betonar in situ ou pré-fabricadas e, ainda, dos locais de implantação do arco metálico de suspensão da via e da passagem sobre a A5. Figura 15: Layout geral da 2ª fase do projecto com indicação das juntas estruturais e processo contrutivo do tabuleiro A concepção das estações foi semelhante à adoptada para a 1ª fase, com betonagem in situ e, no caso da Estação da Boa Viagem, com integração de vãos adjacentes do viaduto. No que refere aos viadutos propriamente ditos, com vãos correntes da ordem dos 37m, recorreu-se de novo a uma solução essencialmente pré-fabricada, mas só nas zonas com pouca curvatura em planta. Este critério conduziu a que todo o viaduto entre as estações de Lagoas e Boa Viagem (Viaduto 4) se baseasse numa solução pré-fabricada, ao passo que o Viaduto 3, entre o Fórum e a Boa Viagem, tem dois troços rectos pré-fabricados e outros dois curvos betonados in situ. Com o objectivo de melhorar a relação custo/qualidade conceberam-se as vigas, nas zonas préfabricadas e com betonagem in situ, com uma geometria curva na face exterior e sem quaisquer saliências para o exterior, evitando a carenagem mas assegurando uma boa qualidade estética (figura 16a). Também se considerou mais económico não colocar grelhas no tabuleiro e realizar, nesta fase, uma laje de fundo contínua com utilização, na mesma, de pré-lajes. Longitudinalmente, devido aos maiores vãos e ao aumento de peso da laje do tabuleiro, optouse pela realização de uma solução com pré-esforço de continuidade sobre os apoios com cabos de 8m de comprimento e ancoragens localizadas no interior da secção (figura 16b). Figura 16: Secção transversal na zona pré-fabricada e pré-esforço de continuidade

8 Junto à rotunda do Oeiras Parque a Câmra Municipal solicitou uma solução com um vão duplo que valorizasse aquela área. Concebeu-se, então, um arco metálico para suspensão do tabuleiro dando continuidade, nesta zona, à esbelteza e acabamento da fase anterior (figura 17). Figura 17: Perspectiva do arco metálico de suspensão do tabuleiro no arranque da 2ª fase Na passagem sobre a A5, com um vão total de 45m, manteve-se, a concepção geral da obra e o essencial do processo construtivo, prevendo-se a execução dos pilares adjacentes com duas consolas que visam permitir o apoio, na fase construtiva, das vigas pré-fabricadas e que funcionarão como aumento de inércia das vigas na fase definitiva (figura 18). Figura 18: Solução estrutural e processo construtivo no atravessamento da autoestrada 4. REFERÊNCIAS [1] JSJ Consultoria e Projectos de Engenharia, Lda Projecto de Execução de Estrutura e Fundações do SATUOeiras, 1ª fase, [2] Camara, J.; Rocha, J. ; Cardoso, D. Viadutos do SATUOeiras em Encontro Nacional Betão Estrutural LNEC, Lisboa, 27 a 29 Novembro 2002, p [3] JSJ Consultoria e Projectos de Engenharia, Lda Projecto de Execução de Estrutura e Fundações do SATUOeiras, 2ª fase, 2003.