Pontes protendidas de eucalipto citriodora

Pontes protendidas de eucalipto citriodora

(Parte 5 de 8)

PRATA (1995), onde foi executada uma revisão bibliográfica geral sobre o tema e analisados os parâmetros elásticos para a madeira de Eucalipto citriodora, espécie também utilizada neste trabalho.

Tabuleiro com laminação longitudinal com protensão transversal

Tabuleiro com laminação transversal com protensão longitudinal

Tabuleiro em seção T com protensão transversal

Tabuleiro em seção caixão com protensão transversal

Tabuleiro com vigas de MLC com protensão transversal

Tabuleiros com vigas treliçadas com protensão transversal

Sistema sanduíche com protensão transversal

Figura 5 - Alternativas de sistemas estruturais para as pontes laminadas protendidas (OKIMOTO, 1997).

Em trabalho desenvolvido no LaMEM - SET - EESC - USP, OKIMOTO (1997) verificou a aplicabilidade do sistema protendido transversalmente para as madeiras de reflorestamento eucaliptos e pinus, determinou a rigidez transversal do sistema laminado, avaliou o efeito da perda de protensão com o tempo e desenvolveu diretrizes que orientam o projeto e dimensionamento dessas estruturas, baseando-se em códigos vigentes no país. OKIMOTO (2001) estudou os efeitos da presença e da freqüência de juntas de topo na rigidez do tabuleiro. A partir de então, já com os conhecimentos teóricos e experimentais adquiridos, propõe-se a construção do primeiro protótipo para avaliação em campo.

2.2. FUNDAMENTOS DO SISTEMA PROTENDIDO

2.2.1 Ponte em Madeira Laminada Protendida

A estrutura básica das pontes em madeira laminada protendida consiste de uma placa de madeira laminada protendida (superestrutura) apoiada, ao longo das extremidades longitudinais, na fundação (infraestrutura). Elas não possuem, portanto, mesoestrutura, pois o próprio tabuleiro faz parte de sua estrutura principal. Entre estes dois elementos principais, é necessário um aparelho de apoio, como por exemplo, uma placa de neoprene. A Figura 6 mostra um desenho esquemático da estrutura principal destas pontes.

Superestrutura Infra-estrutura

Aparelho de apoio

Figura 6 – Partes principais das pontes de madeira laminada protendidas.

2.2.2 Comportamento Estrutural

O tabuleiro possui, devido à protensão, um comportamento de placa ortotrópica. Para ativar esse mecanismo, é necessário que duas condições básicas sejam satisfeitas: não haver escorregamento interlaminar e não haver ruptura das lâminas de madeira por solicitação normal às fibras. Para tanto, é necessário que a protensão seja adequada durante toda a vida útil da obra. As perdas de protensão do sistema são, em geral, bastante elevadas, visto que a deformação lenta da madeira causa um alívio de tensão nas barras de aço, e portanto devem ser levadas em consideração no projeto.

As restrições de cisalhamento e de compressão perpendicular às fibras para evitar o esmagamento são dadas pelas Equações 1 e 2, respectivamente:

hFpdEdVmin,,σµ≤ (1) onde:

FV,Ed é a força de cisalhamento de cálculo por unidade de comprimento; µd é o valor de cálculo do coeficiente de atrito, dado pela Tabela 2; σp,mín é a protensão mínima residual; h é a espessura da placa.

σpl,d ≤ αn fc90,d (2) onde:

σpl,d é o esforço de compressão local no contato entre a placa e a madeira; αn é uma constante dependente da dimensão horizontal da placa de distribuição, e deve ser obtida a partir da NBR 7190/97

(Tabela 3); fc90,d é a resistência de cálculo à compressão perpendicular às fibras da madeira.

Tabela 2 – Coeficiente de atrito para a madeira (EUROCODE 5).

Materiais envolvidos Coeficiente de atrito (µd) madeira serrada / madeira serrada 0,3 madeira aplainada / madeira aplainada 0,2 madeira aplainada / madeira serrada 0,4 madeira / concreto 0,4

Observação: o coeficiente de atrito é função da espécie da madeira, rugosidade da superfície de contato, do tratamento aplicado à madeira e do nível de tensão residual entre as lâminas.

Tabela 3 – Valores de αn (NBR 7190/97).

Dimensão horizontal da chapa de distribuição (cm) αn

1,30 1,15 1,10 1,0

O tabuleiro deve, então, ser analisado pela teoria de placa ortotrópica, e os parâmetros elásticos devem ser retirados de dados experimentais, levando-se em consideração a espécie de madeira utilizada e o nível de protensão adotado.

2.2.3 Viabilidade Técnico-Econômica

Os tabuleiros laminados protendidos são construídos com madeira tratada (com CCA, CCB ou creosoto), classificada visualmente e mecanicamente, com 5 a 10 cm de espessura e altura de 13 cm a 40 cm. Embora possam teoricamente ser construídos com outras dimensões, estas são as mais econômicas. A lâmina pode ser revestida ou somente serrada. Os tabuleiros podem ser construídos com qualquer espécie de madeira, desde que cumpram requisitos de resistência e rigidez de projeto e sejam tratadas com preservativos. Este sistema é ideal para vãos de até 12 metros, a menos quando associado a seções compostas, e permite uma esconsidade máxima de 15º.

Quando o vão da ponte superar o limite de comprimento das peças de madeira, recomenda-se dispor de juntas de topo, conforme a Figura 7. Não é recomendada a utilização de mais de uma junta de topo a cada 4 vigas, e nem da distância entre duas juntas de topo, em uma mesma lâmina de madeira, menor de 1,20 metro.

Juntas a cada 4 vigas

Figura 7 – Juntas de topo, a cada 4 vigas.

As barras de protensão devem ter diâmetro entre 16 e 35 m, e resistência última (Fu) entre 827 MPa e 1033 MPa. Todos os elementos metálicos devem ser protegidos contra a corrosão. A Figura 8 mostra um arranjo típico utilizado para este fim, que consiste em engraxar cada barra de protensão e colocá-la dentro de um tubo de PVC.

Capa de Polyethyleno

Porca Chapa de Ancoragem

Barra de aço protendida

Tubo de Polyethyleno Chapa de distribuição

Tubo de PVC Capa de PVCCapa de Polyethyleno

Porca Chapa de Ancoragem

Barra de aço protendida

Tubo de Polyethyleno Chapa de distribuição

Tubo de PVC Capa de PVC

Figura 8 – Sistema típico de proteção das barras de aço (DAVALOS & PETRO, 1993).

O esquema de protensão adotado é mostrado na Figura 9:

Barra de aço de alta resistência

Lâminas de madeira protendidas transversalmente

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