Pontes Sobre RIOS - Ponte RIO Niterói PDF

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FMU – FACULDADES METROPOLITANAS UNIDAS ALEX SOUZA RAMOS

RA: 8586790

AMANDA DIAS BRANCO GONÇALVES

RA: 8085970

BIANCA DANTAS JACOB

RA: 1710145

DANILO KENNYDY DA SILVA GOMES

RA: 4831114

DÉBORA LEMOS DOS SANTOS

RA: 7366292

JOAB FRANCISCO DA SILVA JUNIOR

RA: 6037956

JULIANA CAROLINE SANTOS PINTO

RA: 1685596

KARINNE DOS REIS LOPES

RA: 1678443

PONTES SOBRE RIO: PONTE RIO-NITERÓI PROF. RODOLFO JOSÉ VIANA SERTORI

SÃO PAULO – SP 2021

RESUMO As pontes são usadas para conectar dois pontos diferentes separados por rios, lagos, oceanos ou quaisquer outros obstáculos naturais. A ponte, cujo nome oficial é Presidente Artur da Costa e Silva, popularmente conhecida e reconhecida internacionalmente, a ponte Rio - Niterói é considerada a maior do mundo em viga reta contínua. Além de um marco da engenharia e tecnologia no país, seu contexto de construção e aprimoramento com o decorrer do fluxo de tráfego, sua criação envolve facilitar o deslocamento populacional. O objetivo desse trabalho é apresentar e analisar as etapas de construção deste monumento, bem como a utilização dos materiais e suas características químicas e físicas, levando em consideração o ambiente marinho e sua ação corrosiva.

Palavras – chave: concreto; construção; ponte.

SUMÁRIO

1. PONTE PRESIDENTE COSTA E SILVA – PONTE RIO-NITERÓI...........................................3 1.1 A utilização do concreto protendido ................................................................................................3 2. ETAPAS DE CONTRUÇÃO .......................................................................................................... 4 2.1 Mesoestrutura e infraestrutura ................................................................................................. 5

3. TRAÇOS DO CONCRETO .................................................................................................... 6 4. MATERIAIS .......................................................................................................................... 7 5.COMPLICAÇÕES E ALTERAÇÕES ........................................................................................... 7 6. CONCLUSÃO ................................................................................................................................. 9 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 10

1. PONTE PRESIDENTE COSTA E SILVA – PONTE RIO-NITERÓI As pontes são construídas para ligar dois pontos distintos que são divididos por rios, lagos, pelo mar, ou qualquer outro obstáculo de origem natural. Existe diversas pontes espalhadas pelo Brasil, e quando o assunto é ponte sobre rios, nosso país possui a maior do hemisfério sul e o maior vão em viga reta continua do mundo. Localizada no estado do Rio de Janeiro, a ponte Presidente Costa e Silva, mais conhecida como Ponte Rio – Niterói, atravessa a Baía da Guanabara, conectando o município do Rio de Janeiro ao Município de Niterói. Antes da existência da ponte Presidente Costa e Silva, era necessário percorrer aproximadamente 120 km por estradas para ir do município do Rio de Janeiro à Niterói, ou optar por atravessar a Baía da Guanabara através de balsas, que eram muito lentas e a fila de espera era enorme. Foi então que o projeto saiu do papel e teve sua construção iniciada em 1969, projeto este idealizado por Mário Andreazza, e assinado pelo então presidente Costa e Silva em 1968. Ela foi finalizada com as medidas de 72 metros de altura e 13,29 km de comprimento, e, inaugurada no dia 04 de março de 1974, sua estrutura levou pouco mais de 5 anos para ser concluída. O trecho a qual foi escolhido para a construção da ponte Rio – Niterói, foi traçado naquela localização pois ali, o impacto ao tráfego marítimo era menor, o custo da obra se comparado a outros trechos era menor, e naquele ponto, realizava a ligação dos subúrbios cariocas. 1.1 A UTILIZAÇÃO DO CONCRETO PROTENDIDO A ponte permitiu que a engenharia utilizasse inovações construtivas, como por exemplo, o uso de estruturas de concreto protendido e sua larga escala. A obra possui 950 mil m³ desse tipo de material, e desse valor, 150 mil m³ estão submersos. O concreto protendido foi a solução encontrada para essa construção, pois a Baía da Guanabara é muito agressiva, o que favorece reações álcali-agregados, sendo assim, o concreto protendido é o mais resistente para esse tipo de patologia. Já no elevado da Av. Rio de Janeiro, e nas rampas de acesso tanto do Rio, quanto de Niterói, foram utilizadas vigas pré-moldadas de concreto protendido, onde estão apoiadas nas travessas de dois pilares consecutivos. E sobre a Baía da Guanabara, foram utilizadas as 3

aduelas, peças de concreto pré-moldadas. Posteriormente, na sua estrutura, foi utilizado o concreto armado.

2. ETAPAS DE CONTRUÇÃO A obra foi dividida em 3 principais seções, onde suas construções foram simultâneas. Foram elas: as vias de acesso no Rio de Janeiro, a ponte sobre a Baía da Guanabara e as vias de acesso em Niterói. Segundo o engenheiro civil Bruno Cantarini, diretor técnico nessa construção histórica, “ A parte mais complexa, é claro, foram os 9 km erguidos sobre o mar, o que exigiu a perfuração do subsolo oceânico na busca por um terreno rochoso que aguentasse a estrutura da ponte”. O ponto inicial da obra foi cravar os tubos no fundo do mar, e posteriormente, concretar esses tubos. Onde eles se tornaram a sustentação da ponte. Nas ilhas flutuantes foi onde começou o processo de fundação, onde foi fincado uma camisa metálica no fundo do mar, e um tubo de ar comprimido era responsável pela retirada da água do interior da camisa. Então, era introduzido um tubo metálico junto com uma armação de ferro. E em seguida era preenchido com concreto. Com a secagem do concreto, a camisa metálica era retirada, ficando presa no fundo do mar a tubulação. Era necessário, no mínimo, a concretagem de dez tubos para cada pilar. Após a concretagem dos tubos, passava a ser montado uma laje e as saias de concreto, responsáveis pela união das tubulações. Já dentro da estrutura, eram montadas as ferragens, e a caixa por fim era preenchida de concreto, formando assim, a base do pilar. Ele era feito com concreto e um conjunto de fôrmas deslizantes, que a cada hora, concretava 28 cm. Chegando no topo dos pilares, eles eram preparados com borracha e aço, o que servia de apoio para as aduelas. A aduela de apoio prémoldada era colocada na base superior do pilar, utilizando uma treliça, e as demais eram colocadas uma a uma. Uma aduela de rótula era, a cada 400 m colocada para a formação de uma junta de dilatação, para suportar as deformações da ponte. A montagem das aduelas, partiam simultaneamente dos dois pontos da ponte, para se encontrar nos 3 vãos centrais. Nesse exato trecho, exatamente entre os 4 pilares mais altos, foram utilizadas as estruturas metálicas trazidas da Inglaterra.

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Em seguida foi colocado o as chapas metálicas do tabuleiro, e diretamente sobre elas, foi aplicado o pavimento asfáltico. Porém tornou frágil a durabilidade desse pavimento, era preciso realizar sua troca a cada 6 meses, isso devido as deflexões da estrutura e do fato das chapas não aderirem ao pavimento. Para solucionar esse problema, foi feito a substituição do asfalto por pavimento de concreto armado com uma espessura de 10 cm, esse pavimento era ligado ao metal através de Stud Bolt – conectores próprios para estruturas mistas. 2.1 MESOESTRUTURA E INFRAESTRUTURA Mesoestrutura dos trechos sobre o mar: Os pilares localizados sobre o mar, contém pares de colunas retangulares ocas, onde cada pilar suporta reações de uma viga caixão. Na transversal, são constantes as dimensões externas dos pilares, iguais à largura da viga caixão, 6,86 m. Já na longitudinal, é variável a dimensão externa, o que dá ao pilar a forma de tronco pirâmide. Mesoestrutura dos trechos em terra: As formas dos pilares são muito variáveis, depende dos pontos de apoio disponíveis. A forma adotada mais simples, foi a do pilar em T, com fuste foram concretados com fôrmas deslizantes, e os travessões, localizados sobre o escoramento, foram utilizados painéis metálicos Bailey. Infraestrutura dos trechos sobre o mar: Foram utilizados 4 tipos de fundações: 1) Na fase inicial da obra, foi utilizado os tubulões com camisa metálica perdida, onde as camisas tinham diâmetros de 1,80 m, espessura de 3/8”, e em suas extremidades eram colocados anéis de reforço. E após a limpeza das camisas, era realizado a concretagem submersa; 2) Para os trechos onde a lâmina d’água era menor (25-30 m), era realizado a escavação tubada prévia por camisa metálica e depois feito o lançamento inicial de fuste oco de concreto armado, que possuía diâmetro de 1,65 m, e posteriormente era feito a compressão do interior e a escavação de base alargada, e por fim, a concretagem da base e do espaço vazio do fuste; 3) A utilização de tubulões mistos com cinco estacas metálicas (H 12” x 148,8 kg/m) cravadas no interior da camisa metálica e emendadas por meio de solda e com preenchimento em seguida de concreto armado, feito com vergalhões unidos às estadas pelos estribos, e a concretagem foi feita por método submerso;

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4) Também utilizado os tubulões executados com equipamentos Bade – Wirth, onde a camisa metálica é inserida no interior da escavação que foi feita até o terreno resistente,

isso realizado com o auxílio de um equipamento especial. Depois a camisa metálica é reforçada com uma armadura e por fim é enchida com concreto submerso. Essa concretagem submersa era realizada com um concreto que possuía uma boa resistência mecânica, que era homogêneo e sem segregação, e que fosse resistente a sulfato ASTM tipo II, com um cobrimento de 10 cm, levando em consideração que o ambiente marítimo é agressivo e também atendendo as especificações presentes na norma americana AASHTO, utilizada durante o processo de construção da ponte. O concreto selecionado foi o de alto desempenho, pois suas características de composição, trabalhabilidade e de sua manutenção a longo prazo, além das especificações mínimas para resistência à compressão e tração.

3. TRAÇOS DO CONCRETO Para o preenchimento dos tubulões a céu aberto, foi utilizado o concreto com traço nº17, e nas concretagens submersas, utilizados os de nº7 e nº20. Podemos verificar a composição de cada traço utilizado na tabela 1, logo a seguir. Tabela 1 – medidas para cada traço do concreto

Fonte: engciviledson.blogspot.com

As principais propriedades do concreto e sua qualidade eram controladas em corpos de prova moldados ou até mesmo extraídos com uma sonda rotativa. Onde suas proprieda 6 medidas eram: 1) A resiliência cilíndrica média, referente ao cilindro padrão, com diâmetro de 15 cm, e 30 cm de altura;

2) O peso específico aparente do concreto seco; 3) A absorção; 4) E a porosidade. Nos acessos do Rio e de Niterói, foi onde utilizaram as vigas pré-moldadas de concreto protendido, chamadas de Longarinas, que pesam até 132 toneladas. E nos 3 vãos centrais, foram utilizadas as estruturas metálicas inglesas.

4. MATERIAIS A quantidade utilizada dos principais materiais na construção da ponte Rio – Niterói está especificada na tabela 2 a seguir. Tabela 2 – quantidade de materiais

Fonte: engciviledson.blogspot.com

5. COMPLICAÇÕES E ALTERAÇÕES A ponte presidente Costa e Silva finalizada conta com os seguintes trechos: •

O acesso ao município Rio de Janeiro, com 3 rampas;

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A tangente Rio, o elevado da Av. Rio de Janeiro;

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A curva Rio, com um raio de 1.200 m;

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A tangente sobre a Baía, onde passa pelas ilhas de Mocanguê Grande e Caju;

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A curva Niterói, também com um raio de 1.200 m;

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A tangente Niterói, o trecho sobre aterro;

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E o acesso ao município Niterói, com 18 rampas e 8 viadutos.

Durante sua construção, tiveram algumas complicações, como a construção das ilhas flutuantes para a construção dos pilares. Pois as perfuratrizes tinham que trabalhar dentro de tubos, para protege-las da água do mar. As aduelas, que eram de difícil instalação nos vãos muito largos, o que fez com que elas não fossem instaladas na parte central da ponte, pois nesse trecho a distância seria ainda maior entre os pilares, por conta do trecho que deveria ser o suficiente para os grandes navios passarem. O que fez ser utilizado blocos metálicos, que juntos, chegavam a 850 m. Além dos desafios com a concretagem submersa dos tubulões de 1,8 m de diâmetro em meio agressivo, em meio a água do mar. E a substituição do processo de montagem comum na época, que era a superestruturas metálicas, por algo ousado, que consistiu na montagem das vigas através dos segmentos pré-fabricados de até 5 mil tf. Após a ponte ser inaugurada, percebeu-se que os ventos fortes causavam oscilações. Isso acontecia quando a velocidade dos ventos ultrapassava 55 km/h, esse balanço acontecia de forma proposital, para que a estrutura não sofresse danificações, mas assustava os motoristas, o que levava na interdição da ponte. Então, em 2004, realizaram a implantação dos atenuantes, criados pela COPPE/UFRJ, o que diminuiu cerca de 80% das oscilações.

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6. CONCLUSÃO Uma estrutura de aço apoia a de concreto e asfalto da Rio-Niterói. Os engenheiros responsáveis pelo projeto da ponte de concreto foram Antônio Alves de Noronha Filho e Benjamin Ernani Diaz. O da ponte de aço foi o norte-americano James Graham. Toda a estrutura que foi utilizada nas obras da Ponte Rio-Niterói foi fabricada na Inglaterra em módulos que chegaram ao Brasil por transporte marítimo. Essa importação foi bastante difícil, devido ao movimento que havia na Baía de Guanabara. Uma inauguração simbólica da obra, ocorrida em nove de novembro de 1968, contou com a presença da Rainha da Grã-Bretanha, Elizabeth II e de sua alteza real, o Príncipe Filipe, Duque de Edimburgo. A apresentação oficial do projeto da Ponte Rio-Niterói aconteceu no dia 14 de novembro de 1968, na Escola de Engenharia da Universidade Católica de Petrópolis (UCP). A construção da ponte Rio-Niterói, foi um marco histórico na engenharia, pois ela se tornou uma das principais obras construídas, além de trazer ao Brasil o marco de maior ponte sobre rios da américa latina.

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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANONYMOUS (ed.). PONTE RIO-NITERÓI: Monumento do Brasil. 2011. Disponível em: . Acesso em: 23 set. 2021. BLOG DO AMIGO (ed.). Grandes Construções: Ponte Rio-Niterói. 2020. Disponível em: . Acesso em: 23 set. 2021. EQUIPE CELERE (ed.). Ponte Rio-Niterói: história, desafios e curiosidades da construção: Conheça detalhes da construção da ponte Rio-Niterói, uma das maiores pontes do mundo e um marco da engenharia brasileira. 2021. Disponível em: . Acesso em: 23 set. 2021. FREE LANCE. Folha de São Paulo (ed.). Sistema da UFRJ "silencia" ponte Rio-Niterói: pesos e molas diminuem em 80% oscilações de até 1,2 m, causadas pelo vento, que provocam

interrupção

do

tráfego.

2004.

Disponível

em:

. Acesso em: 23 set. 2021. G. P. EDITORIAIS (ed.). Curiosidades sobre a Ponte Rio-Niterói. 2018. Disponível em: . Acesso em: 23 set. 2021. LUCIA, Ana; FISZUK, Bruno; BRESCHI, Gabriel; FERREIRA, Giovani; CERRUTI, Laura (ed.). Ponte

Rio-Niterói:

História

da

ponte

Rio-Niterói.

2017.

Disponível

em:

. Acesso em: 23 set. 2021. MUNDO ESTRANHO (ed.). Como foi construída a ponte Rio-Niterói? 2016. Disponível em: . Acesso em: 23 set. 2021. Planeta COPPE Notícias (ed.). COPPE desenvolve Atenuadores para a Ponte Rio-Niterói. 2004. Disponível em: < https://www.coppe.ufrj.br/pt-br/planeta-coppe-noticias/noticias/coppedesenvolve-atenuadores-para-a-ponte-rio-niteroi>. Acesso em: 23 set. 2021. BRAGA, Elcio (ed.). Por que a Ponte Rio-Niterói não balança mais? 2012. Disponível em: . Acesso em: 23 set. 2021.

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SILVA, Cristiano Oliveira da (ed.). Conheça os aspectos técnicos da Ponte Rio-Niterói, um marco na engenharia nacional. A obra é chamativa tanto por suas dimensões, quanto por sua audaciosa concepção e criatividade nos processos construtivos. 2021. Disponível em:< https://engenharia360.com/conheca-os-aspectos-tecnicos-da-ponte-rio-niteroi-um-marco-naengenharia-nacional/>. Acesso em: 23 set. 2021. VELLOSO, Fernando de Castro (ed.). PONTE RIO-NITERÓI (Ponte Presidente Costa e Silva).

Um

marco

em

nossa

engenharia.

2011.

Disponível

em:

. Acesso em: 23 set. 2021. SANTOS, Altair (ed.). Ícone da engenharia, Rio-Niterói completa 40 anos. 2014. Disponível em:

. Acesso em: 23 set. 2021.

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