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SUMÁRIO
1.Introdução ................................................................................................................ 4
1.1 Históricoda Ponte ............................................................................................... 4
1.2 Conceito de Ponte Estaiada ............................................................................... 5
1.2.1Sistema de Cabos ............................................................................................ 7
1.2.2Tabuleiros ........................................................................................................ 8
1.2.3Torre............................................................................................................... 10
2. Fotos da Ponte Estaiada ....................................................................................... 11
3. Conclusão ............................................................................................................ 15
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1. INTRODUÇÃO
1.1 Histórico da Ponte
Foto 1: Foto Ponte Estaiada ( Vista por cima )
A Ponte Estaiada Octávio Frias de Oliveira é uma ponte estaiada localizada
na cidade de São Paulo, estado de São Paulo, Brasil. A ponte, que faz parte do
Complexo Viário Real Parque, é formada por duas pistas estaiadas em curvas
independentes de 60º que cruzam o rio Pinheiros, no bairro do Brooklin, sendo a
única ponte estaiada do mundo com duas pistas em curva conectadas a um mesmo
mastro.
Foi inaugurada em 10 de maio de 2008, após três anos de construção, e hoje
é considerada uma das principais atrações turísticas da cidade. A obra ficou a cargo
da empresa Construtora OAS, envolvendo 420 funcionários, trabalhando em dois
turnos. O projeto é de autoria de Catão Francisco Ribeiro, tendo como arquiteto
João Valente. Edward ZeppoBoretto é o engenheiro responsável e Norberto Duran,
o gerente de obras, ambos pertencentes aos quadros da Empresa Municipal de
Urbanismo (EMURB).
Foi previsto um custo de aproximadamente R$ 184 milhões para a construção
do complexo em si, e mais R$ 40 milhões para a sinalização viária, drenagem e
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pavimentação. A obra foi viabilizada através da venda de CEPACs (Certificados de
Adicional de Construção) das regiões próximas.
No total, cada sentido da ponte tem 290 metros de comprimento. Sob o
mastro em "X", que suporta os estais,que cruzam três vias em níveis diferentes: as
duas pistas suspensas da ponte e a via marginal de manutenção, no nível do solo.
Além disso, uma linha de transmissão elétrica percorre a margem do rio pelo
subterrâneo da via de manutenção e o Córrego Água Espraiada deságua no rio
Pinheiros passando por entre os mastros. A torre tem 138 metros de altura, o
equivalente a um prédio de 46 andares. Escadas de aço internas à torre, com
patamares a cada 6 metros, dão acesso ao mastro para serviços de manutenção.
A Ponte Octávio Frias de Oliveira é a única ponte estaiada no mundo com
duas pistas em curva conectadas a um mesmo mastro. A Ponte Katsushika,
(inaugurada em 1986) em Tóquio, por exemplo, tem traçado curvo, mas com uma
única pista. A forma da estrutura não decorre de razões arquitetônicas e sim de uma
demanda estrutural e das restrições geométricas do entorno.
Os estais das pontes estaiadas são elementos estruturais flexíveis, formados
por feixes de cabos de aço. O termo ponte estaiada se refere ao tipo de estrutura,
que utiliza estais diretamente conectados a um mastro para sustentar as pistas.
Neste caso, 144 estais mantêm suspensos dois trechos de 900 metros de
comprimento. Há entre doze e 25 cabos de aço em cada estai. Juntos, os estais
pesam em torno de 462 mil kg. Eles são encapados por um tubo amarelo
de polietileno de elevada resistência mecânica, tolerantes a ação de raios
ultravioleta, com a função de proteger o aço contra corrosão.
A ponte é iluminada por holofotes nas cores vermelho, azul e verde, que têm
condição de projetar na estrutura variadas combinações cromáticas. A empresa
holandesaPhilips assina o sistema de iluminação da ponte.
1.2 Conceito de Ponte Estaiada
Ponte Estaiada é um tipo de ponte suspensa por cabos de sustentação que
partem diretamente de um mastro e vão até o tabuleiro da ponte. A ponte estaiada é
uma alternativa intermediária entre uma ponte pênsil, que requer maior estrutura de
cabos, e uma ponte fixa que requer uma estrutura de sustentação mais cara e
elaborada.
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As pontes estaiadas consistem basicamente de tabuleiros suspensos por
cabos inclinados, que por sua vez são ancorados a torres, criando-se, deste modo,
apoios intermediários ao longo do vão do tabuleiro. Este sistema é subdividido em
tabuleiro (vigas de rigidez e a laje), sistema de cabos que suportam o tabuleiro,
torres que suportam os cabos, e os blocos de ancoragem ou pilares de ancoragem.
Os cabos de ancoragem são elementos que ligam a torre aos blocos ou pilares de
ancoragem, eles são utilizados para reduzir os momentos fletores e deslocamentos
da torre e do tabuleiro quando os carregamentos do vão central e lateral diferem.
Estes cabos estão sujeitos a tensões muito altas e por isso merecem atenção
especial.
A figura abaixo ilustra três concepções estruturais que ajudam a esclarecer
como as propriedades de cada elemento alteram o caminhamento das cargas e
modifica comportamento estrutural global da estrutura.
No caso da concepção (a), o tabuleiro é muito rígido e há poucos estais,
fazendo com que grande parte da carga caminhe pelas vigas longitudinais,
causando elevados momentos fletores. Isso fará com que a torre e os estais sejam
submetidos a esforços menores, permitindo, portanto, seções mais esbeltas destes
elementos.
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Na concepção (b) há uma torre muito rígida e um número elevado de estais,
levando a baixos momentos fletores no tabuleiro, permitindo assim seções mais
esbeltas.
Na concepção (c), os cabos de ancoragem possuem um papel fundamental,
pois equilibram as cargas do vão lateral e do vão central, levando a baixos
momentos fletores no tabuleiro e apenas tensões de compressão na torre. Podendo-
se adotar tabuleiros e torres com seções mais esbeltas.
1.2.1. Sistema de Cabos
A configuração do sistema de cabos é um dos itens fundamentais no projeto
deste tipo de ponte, uma vez que é responsável pelo comportamento estrutural
global. Portanto, especial atenção deve ser dada ao estudo destes elementos, pois
além de elevada importância, possui um custo marginal se comparado ao custo
global da obra, sendo da ordem de 10 a 20% do custo global da obra para estruturas
de pequenos e médios vãos, mas para pontes de grandes vãos as condições são
totalmente diferentes.
As principais configurações longitudinais de cabos são ilustradas na Figura a
seguir.
O sistema em harpa, no qual os estais são dispostos paralelos uns aos outros
e fixados a diferentes alturas da torre, em geral, não é, do ponto de vista estrutural e
econômico, a melhor solução, mas muitas vezes é a adotada por fatores estéticos.
Já o sistema em leque, onde os cabos são presos ao topo da torre, possui
diversas vantagens, além de também ser aceito esteticamente por diversos
projetistas. Neste sistema o peso final de cabos é menor se comparado ao sistema
em harpa com uma altura de torre igual. Isto acontece porque os estais possuem
uma inclinação maior, possuindo assim uma componente vertical da força maior,
necessitando, portanto, de seções de estais menores para suportar uma mesma
carga permanente.
Além disso, essa configuração induz forças de compressão normal menores
no tabuleiro, devido à inclinação maior em relação ao tabuleiro. O sistema em leque
também dá mais flexibilidade horizontal à estrutura no sentido transversal,
incrementando estabilidade frente a ações sísmicas.
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Deste modo, o sistema em harpa é menos indicado para grandes vãos, uma
vez que ele induziria altas tensões de compressão no tabuleiro, levando à
necessidade de seções mais enrijecidas. Vale ressaltar também, que neste sistema,
a linha elástica é caracterizada por flechas maiores a um quarto do vão do que no
meio.Isto acontece porque a seção central está presa ao topo da torre, que por sua
vez está preso aos blocos de ancoragem. Já os demais estais estão presos ao vão
lateral, que é mais flexível.
1.2.2. Tabuleiro
O tabuleiro possui grande importância no que diz respeito às cargas verticais.
Ele é responsável pela distribuição das forças verticais entre os pontos de
ancoragem do estais, que podem ser considerados como apoios elásticos
intermediários.
Além disso, influencia no comportamento global da estrutura, pois também é
responsável pela boa distribuição dos esforços para os apoios principais, que são os
pilares.
A classificação do tabuleiro das pontes estaiadas pode ser realizada de várias
maneiras, uma delas diz respeito ao material, sendo mais comuns os tabuleiros
metálicos, de concreto ou mistos.
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A escolha do material do tabuleiro é um dos critérios dominantes quando se
trata do custo global da obra, pois ele influencia no dimensionamento dos outros
elementos.
Segundo Vargas (2007), as seguintes quantidades podem ser utilizadas como
indicadores: tabuleiro de aço de 2,5 a 3,5 kN/m², tabuleiro misto de 6,5 a 8,5 kN/m² e
tabuleiro de concreto de 10 a 15 kN/m².
Tabuleiros metálicos: Como em qualquer outro tipo de estrutura metálica, um
tabuleiro deste tipo trás consigo um maior controle dos processos executivos e da
qualidade dos materiais, reduzindo desta maneira os riscos de eventuais erros
construtivos.
Além disso, por ser um material mais leve e resistente, permite a utilização de
tabuleiros mais esbeltos e leves, proporcionando redução da seção transversal de
todos os outros elementos da estrutura.
Uma grande desvantagem da utilização deste material em pontes é a
necessidade de mão-de-obra qualificada, graças à utilização de segmentos pré-
moldados na maioria dos casos.
Tabuleiros de concreto: A utilização de tabuleiros em concreto armado ou
protendido em pontes estaiadas tem maior aceitação entre os projetistas e
construtores, pois apresenta processos construtivos mais simples.
Além disso, o concreto pode ser executado todo in loco. Outro aspecto levado
em consideração é a durabilidade deste material que, ao contrário do aço, é menos
susceptível ao ataque de agentes externos, tornando-se a necessidade de vistorias
do tabuleiro menos frequentes.
A utilização do tabuleiro de concreto é mais barata que a utilização do
tabuleiro de aço, no entanto, seu peso elevado aumenta as seções transversais dos
estais e da torre.
Segundo Vargas (2007), é possível limitar o peso próprio de um tabuleiro de
aço a um valor que é quase um quinto do peso do tabuleiro de concreto. Assim, a
comparação entre estas alternativas deve ser realizada considerando todo o sistema
da ponte, e não só o tabuleiro separadamente. Os tabuleiros de concreto podem ser
moldados in loco ou pré-moldados. No caso de pré-moldados, pode-se construir o
tabuleiro por meio de balanços sucessivos com auxílio de cabos permanentes.
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Tabuleiros Mistos:As pontes com seções mistas não são uma boa concepção
estrutural, pois as vigas longitudinais em aço estão submetidas a elevadas tensões
de compressão, que são acentuadas pela fluência e retração da laje do tabuleiro,
podendo causar problemas de instabilidade local. Ele recomenda, portanto, a
utilização do concreto em elementos que são predominantemente comprimidos,
como lajes e vigas longitudinais, e o aço em elementos submetidos à tração e
flexão, como vigas transversais e contraventamentos.
1.2.3. Torre
A configuração da torre tem ligação direta com o tipo de tabuleiro. Uma ponte
com uma torre esbelta, e conseqüentemente tendo pouca resistência às solicitações
de momentos fletores longitudinais, necessita de um tabuleiro mais rígido. Já para
uma torre mais rígida, podem-se adotar tabuleiros mais esbeltos, desde que sejam
dispostos um número suficiente de estais, de modo que este não fique submetido a
grandes esforços de flexão.
Este último é o caso das pontes mais recentes aliado a uma configuração
simétrica dos cabos para manter o peso próprio equilibrado. O comportamento da
torre é regido pela sua interação com os demais elementos da ponte.
O sistema de cabos utilizado influi diretamente na rigidez longitudinal exigida
para a torre. Para sistema de cabos em harpa, normalmente utiliza-se torres com
rigidez à flexão mais elevadas para poder resistir a cargas assimétricas no tabuleiro.
Já no sistema em leque, os momentos fletores longitudinais são transferidos aos
cabos de ancoragem, assim, a rigidez longitudinal das torres tem pouca influência no
comportamento estrutural do conjunto.
A altura da torre está diretamente ligada à configuração adotada para os
cabos, pois é ela quem definirá a inclinação dos estais e, portanto, sua eficiência.
Existem diversas recomendações para a proporção entre a altura da torre e o vão
central. Normalmente adota-se uma altura de torre de 20% a 25% do vão central.
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2. FOTOS DA PONTE ESTAIADA
Vista Frotal da Ponte Estaiada: Tabuleiro, Torre e Estaias
Vista Inferior da Ponte Estaiada
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Vista Inferior da Ponte Estaiada
Vista Inferior da Ponte Estaiada
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Vista Inferior da Ponte Estaiada: Estaias
Vista Inferior da Ponte Estaiada: Estaias
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