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CURSO DE ENGENHARIA CIVIL REVISÃO DO PROJETO ORIGINAL...

Date post: 23-Jul-2020
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SIMP.TCC/Sem.IC. 2019(17);1044-1063 CENTRO UNIVERSITÁRIO ICESP / ISSN: 2595-4210 1044 CURSO DE ENGENHARIA CIVIL REVISÃO DO PROJETO ORIGINAL DA PONTE RIO SÃO MIGUEL, RONDÔNIA À LUZ DA NORMA VIGENTE PARA O REDIMENSIONAMENTO DAS CARGAS. REVISION OF THE ORIGINAL PROJECT OF PON- TE RIO SÃO MIGUEL, RONDÔNIA IN THE LIGHT OF THE REGULATION IN FORCE FOR THE RE- DEMPTION OF THE LOADS. Daniel Duarte França Gisele Alves Fernandes Nilo Silvio Costa Serpa Resumo O transporte rodoviário é indispensável no Brasil, haja vista que escolhemos no passado, acertadamente ou não, o modelo automotivo de mobilidade. Consequentemente, a demanda crescente por manutenções e adequações em função das necessidades de carga cada vez maiores exige atualizações das normas técnicas voltadas à construção, à preservação e à padronização do uso seguro das estradas. As pontes brasileiras vêm sendo executadas de acordo com o histórico normativo dos carregamentos época-a-época. A atualização da norma vigente, NBR 7188: 2013, foi motivada pelo aumento significativo das cargas móveis que estão trafegando pelas pontes rodoviárias com os devidos coeficientes de impacto defasados a partir do peso total de 45 toneladas (450 kN) e da carga de multidão de 5 kN/m². Esta pesquisa teve como objetivo revisar a carga real solicitada nas pontes, tendo como embasamento o projeto de engenharia rodoviária cedido pelo DNIT, Ponte sobre o Rio São Miguel, que apresentou memória de cálculo estrutural tendo como base a análise das cargas conforme a tipologia de caminhões licenciados pelo DNIT, que alterou a resolução COTRAN N º 211, DE 13 de novembro de 2016, que determina os requisitos necessários para Circulação de Combinações de Veículos de Carga (CVC) de acordo com o Peso Bruto Total Combinado (PBTC) que passa de 74 para 91 toneladas. Palavras-Chave: carga móvel; comparativo; ponte. Abstract Road transport is indispensable in Brazil, has a view to choose the past, rightly or not, the automotive model of mobility. Consequently, a demand for maintenance and adjustments in the functions of protection and protection of the roads. The Brazilian bridges should be executed according to the normative history of the shipments of season-by-season. The update of the standard, NBR 7188: 2013, was motivated by the significant increase of the mobile loads that are leaving the cranes with the due impact coefficients lagged from the total weight of 45 tonnes (450 KN) and of the crowd load of 5 kN / m². This magazine aimed at a real load requested by the bridges, having as a road engineering project provided by the DNIT, Bridge over the São Miguel River, which had a history of structural support based on a merchandise analysis according to a typology of trucks licensed by DNIT, amending Resolution COTRAN No. 211 of November 13, 2016, which determines the requirements necessary for the Circulation of Combinations of Load Vehicles (CVC) according to the Gross Combined Gross Weight (PBTC) that goes from 74 to 91 tonnes. Keywords: mobile cargo; comparative; bridge. Contato: [email protected]; [email protected] 1. Introdução O transporte rodoviário é indispensável em nosso país, fato que estimula o crescimento do tráfego nas estradas. Para elaboração de um projeto de OAE (Obras de Arte Especiais) é necessário seguir as especificações estabelecidas pela norma vigente para cálculos estruturais, determinando o uso do chamado “trem-tipo”, definido como os carrega- mentos móveis mais viáveis de acordo com as características do projeto. As pontes e rodovias brasileiras devem ser analisadas com muita cautela, pois foram calcula- das para suportar uma demanda muito inferior à atual. Segundo Mendes (2009), cerca de 70% das pontes cadastradas das rodovias federais pelo DNIT apresentam idade superior a 30 anos, não estando atualizadas com a norma em vigor, sendo indispensável o reforço e alargamento dos tabulei- ros. Diante desse contexto, foi analisado o proje- to de engenharia rodoviária cedido pelo departa- mento Nacional de Infraestrutura de Transporte - (DNIT), que apresenta memoria de cálculo estrutu- ral da ponte São Miguel - Rondônia com os aspec- tos normativos, constituindo assim o embasamen- to teórico para o desenvolvimento da metodologia aplicada, considerando uma modificação de carga da norma vigente 7188/2013 para os próximos 10 anos. 1.1 Definições de Ponte Ponte é uma estrutura destinada a superar um obstáculo natural, permitindo interligar, no mesmo nível, pontos não acessiveis separados por um corpo de água (rio, braço de mar, etc). Quando o obstáculo é uma depressão alongada na superfície terreste, como um vale, ou uma outra via, a estrutura é denominada “viaduto”. Essas estrututuras visam facilitar e organizar o transporte de pessoas e produtos, sendo classificadas tecnicamente como “Obras de Arte Especiais” (OAE), as quais requerem conhecimentos especializados para a elaboração projetual e para a construção, atendendo as Normas Técnicas em Como citar esse artigo: França DD, Fernandes GA, Serpa NSC. REVISÃO DO PROJETO ORIGINAL DA PONTE RIO SÃO MIGUEL, RONDÔNIA À LUZ DA NORMA VIGENTE PARA O REDIMENSIONAMENTO DAS CARGAS. Anais do 17 Simpósio de TCC e 14 Seminário de IC do Centro Universitá- rio ICESP. 2019(17); 1044-1063
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SIMP.TCC/Sem.IC. 2019(17);1044-1063 CENTRO UNIVERSITÁRIO ICESP / ISSN: 2595-4210 1044

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL REVISÃO DO PROJETO ORIGINAL DA PONTE RIO SÃO MIGUEL, RONDÔNIA À LUZ DA NORMA VIGENTE PARA O REDIMENSIONAMENTO DAS CARGAS. REVISION OF THE ORIGINAL PROJECT OF PON-TE RIO SÃO MIGUEL, RONDÔNIA IN THE LIGHT OF THE REGULATION IN FORCE FOR THE RE-DEMPTION OF THE LOADS.

Daniel Duarte França Gisele Alves Fernandes

Nilo Silvio Costa Serpa

Resumo O transporte rodoviário é indispensável no Brasil, haja vista que escolhemos no passado, acertadamente ou não, o modelo automotivo de mobilidade. Consequentemente, a demanda crescente por manutenções e adequações em função das necessidades de carga cada vez maiores exige atualizações das normas técnicas voltadas à construção, à preservação e à padronização do uso seguro das estradas. As pontes brasileiras vêm sendo executadas de acordo com o histórico normativo dos carregamentos época-a-época. A atualização da norma vigente, NBR 7188: 2013, foi motivada pelo aumento significativo das cargas móveis que estão trafegando pelas pontes rodoviárias com os devidos coeficientes de impacto defasados a partir do peso total de 45 toneladas (450 kN) e da carga de multidão de 5 kN/m². Esta pesquisa teve como objetivo revisar a carga real solicitada nas pontes, tendo como embasamento o projeto de engenharia rodoviária cedido pelo DNIT, Ponte sobre o Rio São Miguel, que apresentou memória de cálculo estrutural tendo como base a análise das cargas conforme a tipologia de caminhões licenciados pelo DNIT, que alterou a resolução COTRAN N º 211, DE 13 de novembro de 2016, que determina os requisitos necessários para Circulação de Combinações de Veículos de Carga (CVC) de acordo com o Peso Bruto Total Combinado (PBTC) que passa de 74 para 91 toneladas. Palavras-Chave: carga móvel; comparativo; ponte. Abstract Road transport is indispensable in Brazil, has a view to choose the past, rightly or not, the automotive model of mobility. Consequently, a demand for maintenance and adjustments in the functions of protection and protection of the roads. The Brazilian bridges should be executed according to the normative history of the shipments of season-by-season. The update of the standard, NBR 7188: 2013, was motivated by the significant increase of the mobile loads that are leaving the cranes with the due impact coefficients lagged from the total weight of 45 tonnes (450 KN) and of the crowd load of 5 kN / m². This magazine aimed at a real load requested by the bridges, having as a road engineering project provided by the DNIT, Bridge over the São Miguel River, which had a history of structural support based on a merchandise analysis according to a typology of trucks licensed by DNIT, amending Resolution COTRAN No. 211 of November 13, 2016, which determines the requirements necessary for the Circulation of Combinations of Load Vehicles (CVC) according to the Gross Combined Gross Weight (PBTC) that goes from 74 to 91 tonnes. Keywords: mobile cargo; comparative; bridge. Contato: [email protected]; [email protected]

1. Introdução

O transporte rodoviário é indispensável em nosso país, fato que estimula o crescimento do tráfego nas estradas.

Para elaboração de um projeto de OAE (Obras de Arte Especiais) é necessário seguir as especificações estabelecidas pela norma vigente para cálculos estruturais, determinando o uso do chamado “trem-tipo”, definido como os carrega-mentos móveis mais viáveis de acordo com as características do projeto.

As pontes e rodovias brasileiras devem ser analisadas com muita cautela, pois foram calcula-das para suportar uma demanda muito inferior à atual. Segundo Mendes (2009), cerca de 70% das pontes cadastradas das rodovias federais pelo DNIT apresentam idade superior a 30 anos, não estando atualizadas com a norma em vigor, sendo indispensável o reforço e alargamento dos tabulei-ros.

Diante desse contexto, foi analisado o proje-to de engenharia rodoviária cedido pelo departa-

mento Nacional de Infraestrutura de Transporte - (DNIT), que apresenta memoria de cálculo estrutu-ral da ponte São Miguel - Rondônia com os aspec-tos normativos, constituindo assim o embasamen-to teórico para o desenvolvimento da metodologia aplicada, considerando uma modificação de carga da norma vigente 7188/2013 para os próximos 10 anos.

1.1 Definições de Ponte

Ponte é uma estrutura destinada a superar um obstáculo natural, permitindo interligar, no mesmo nível, pontos não acessiveis separados por um corpo de água (rio, braço de mar, etc). Quando o obstáculo é uma depressão alongada na superfície terreste, como um vale, ou uma outra via, a estrutura é denominada “viaduto”. Essas estrututuras visam facilitar e organizar o transporte de pessoas e produtos, sendo classificadas tecnicamente como “Obras de Arte Especiais” (OAE), as quais requerem conhecimentos especializados para a elaboração projetual e para a construção, atendendo as Normas Técnicas em

Como citar esse artigo: França DD, Fernandes GA, Serpa NSC. REVISÃO DO PROJETO ORIGINAL DA PONTE RIO SÃO MIGUEL, RONDÔNIA À LUZ DA NORMA VIGENTE PARA O REDIMENSIONAMENTO DAS CARGAS. Anais do 17 Simpósio de TCC e 14 Seminário de IC do Centro Universitá-rio ICESP. 2019(17); 1044-1063

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vigor.

Em termos estruturais, uma ponte deve ser dividida em três grandes etapas: infraestrutura, mesoestrutura e superestrutura, conforme figura 1.

A infraestrutura, ou fundação, é a parte da estrutura cuja função essencial é em descarregar toda a carga da ponte no terreno (rocha ou solo). Segundo Pfeil (1979), constituem a infraestrutura os blocos, as estacas, as sapatas, os tubulões assim como, as peças de ligação de seus diversos elementos, entre si ou destes com a mesoestrutura.

Marchetti (2008) define a mesoestrutura como o elemento constituído por pilares, os quais têm como função receber as cargas da superestrutura e transmiti-las à infraestrutura. Pfeil (1979) complementa que os pilares recebem em conjunto outras forças solicitantes, como pressões do vento e da água em movimento.

A superestrutura segundo Pfeil (1979) é a parte da estrutura de suporte imediato do tabuleiro, composta geralmente de lajes e vigas principais e secundárias (também chamadas de transversinas). As longarinas (também chamadas de viga de sustentação) são as peças responsáveis por receber as cargas de ação direta provenientes do tabuleiro, as quais são transmitidas às transversinas.

Figura 01 – Estrutura de uma ponte em concreto armado.

Fonte: Marchetti, 2013.

1.2 Elementos Geométricos

Para iniciar-se a elaboração do projeto de uma ponte é necessário analisar as características da via e seu estado. Segundo Pfeil (1979), “Os elementos geométricos da via dependem das con-dições técnicas estabelecidas pelo órgão público a cuja jurisdição pertence” ao “Departamento de Estradas de Rodagem” (DER), “Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte” (DNER/DNIT) e etc.

2. Aspectos históricos da Norma Brasileira

2.1 NB-6/ 1943

Na década de 1940 houve a primeira norma publicada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), nomeada de NB-1 que se refere a projetos de estruturas com cálculo e execução de concreto armado. Em seguida, outras normas foram surgindo para se tornarem complementos entre elas, tal como a NB- 6: Cargas Móveis em Pontes Rodoviárias.

A NB-6 foi à primeira norma brasileira, publicada em 1943 que avaliou as considerações das cargas móveis na estrutura de uma ponte, as classificando conforme o grau de importância de acordo com a carga máxima a ser permitida pelo tráfego são elas: classe I, II e III.

O trem-tipo é objeto de fundamental importância, compreendendo um conjunto de cargas móveis, a saber, caminhões, veículos leves e multidão.

Luchi (2006), explica que os veículos de pequeno porte são representados pela carga multidão, das quais são denominados por uma carga uniformemente distribuída em vigas principais, que podem ser acompanhadas por caminhão e /ou compressor conforme anexo I.

Segundo Rossigali (2013), a norma alemã mais antiga DIN 1072 influenciou a organização da norma NB-6, a qual foi utilizada em pontes, tanques e compressoras para simular cargas móveis. Conforme Souza e Silveira (2013), as cargas de multidão constituídas por carga uniformemente distribuída, são variadas de acordo com a classe da ponte, sendo elas de 3 a 4,5 kN/m² para cálculo dos arcos ou vigas principais.

2.1.2 NB-6/ 1960

Em 1960 a NB-6 passou por uma atualiza-ção, a qual trouxe como principal alteração a subs-tituição do peso dos veículos do projeto (compres-sor e caminhão) da NB-6 de 1943 pela soma do peso destes, os tornando um único veículo com peso total de 360 kN, 240 kN e 120 kN para rodo-vias de classe I, II e III respectivamente e as pon-tes também modificadas, determinadas de classes 12, 24 e 36 respectivamente.

Desde a NB-6 de 1960 se mantêm a utilização do trem-tipo com dimensões de 3 metros de largura por 6 metros de comprimento, sendo composto por três eixos com espaçamento entre si. Pode-se concluir que mesmo com as alterações das cargas atuantes da NB6 de 1960, permanece a organização das características do veículo tipo, embasado na norma alemã DIN1072, tal qual o

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uso da faixa de projeto e carga distribuída sendo interrompida pelo veículo. Os valores da carga distribuída, também nomeada de multidão, foram modificados de acordo com a função da classe, variando de 3 a 5 kN/m², apresentando dois tipos de carga uniformemente distribuídas com intensidade p e p’, conforme figura 2 e 3.

(a) Classes 36 e 24 (b) Classe 12

Figura 2 – Veículo- tipo utilizado nas classes 36 e 24 e classe

12 da NB- 6/ 60. Fonte: (ABNT, 1960).

Figura 03- Veículo e multidão em planta.

Fonte: ABNT, 1960.

2.1.3 NBR 7188/1984

Em 1984 a norma NB6-1960 foi substituída pela norma NBR 7188: Cargas Móveis em pontes rodoviárias e passarelas para Pedestres, alterando os trens- tipo 240 e 360 kN por 300 e 450 kN, e o trem tipo 120 kN não houve alteração. Modificou também os veículos tipo por classes 12, 24 e 36 conforme o peso em toneladas do veículo- tipo.

Figura 04 - Veículo-tipo da NBR 7188.

Fonte: (ABNT 1984)

Conforme a NBR 7188/ 1984, o trem- tipo é definido pela ação conjunta exercida por dois car-regamentos; são eles: os carregamentos concen-trados (veículo-tipo) e os distribuídos, também chamados de multidão.

Os veículos-tipo devem ser colocados na posição mais desfavoráveis na direção do tráfego. Diz-se ainda que, para considerar os efeitos mais desfavoráveis no sentido longitudinal da ponte para cálculo das longarinas, lajes etc., as rodas do veículo devem estar encostadas no guarda-rodas, de modo a obter a forma da linha de influência que é definida como a “envoltória de influência” de esforços provocados pela ação de cargas aciden-tais e móveis. A carga distribuída de intensidade p pode ser aplicada em toda a pista de rolamento, menos na área ocupada pelo veículo com área retangular de 3,0 metros de largura por 6,0 metros de comprimento.

A tabela 1 abaixo demonstra os tipos de ve-ículos- tipo, sua classe e peso.

Tabela 1- Cargas dos veículos.

Fonte: ABNT, 1984.

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Figura 5 - As cargas uniformemente distribuídas são de intensi-

dades p e p’.

Fonte: ABNT, 1984.

2.1.4 NBR 7188/2013

Em 2013 a norma NBR 7188 passou por uma atualização, a qual trouxe como principal alteração a exclusão das classes 120 e 300 kN, acrescentando a carga móvel rodoviária padrão TB-450 para veículos- tipo de 450 kN com cargas concentradas de (P)= 75 kN em 3 eixos com es-paçamento de 1,5 metros e carga multidão (p) = 5 kN/m² . A classe TB-240 de peso 240 kN com car-gas concentradas (P) 40 kN e carga multidão (p) 4 kN/m² também são consideradas em 3 eixos com seis rodas, conforme figura 6.

Figura 6 – Sistema de cargas estáticas. Fonte: ABNT, 2013.

3. Materiais e métodos A presente pesquisa de caráter descritivo

consiste em analisar um projeto cedido pelo o DNIT, da ponte que fica localizada na rodovia BR-429 sobre o Rio São Miguel. O projeto cedido con-tem o memorial de cálculo na elaboração do di-mensionamento estrutural, assim como exposição de detalhes do projeto como cortes, vistas e valo-rizações consideráveis para o entendimento do projeto. Utilizado a norma vigente na época, a

classe da ponte é 45, ou seja, o trem-tipo 45 para cargas móveis.

Nos dias atuais, essa carga continua sendo a carga máxima utilizada para o dimensionamento da estrutura das pontes. Nesse trabalho foi anali-sado hipoteticamente um trem-tipo TB100 para cargas móveis e seus aspectos envolvidos como o coeficiente de impacto, as linhas de influência e envoltória de esforços.

Foi empregado o método das funções de descontinuidade associado às abordagens de cálculo realizadas por Marcheti (1980) e, tendo como fundamento, o texto clássico de Pfeill. Para o cálculo das envoltórias de momento fletor e de esforços cortantes foi utilizado o software FTool.

Caracterizaram-se como instrumentos as ferramentas matemáticas cujo domínio era neces-sário para a execução do projeto. São elas: geo-metria plana e espacial; semelhança de triângulos e conhecimento em resistência de materiais.

Foram feitas algumas modificações em rela-ção ao projeto original, para a realização do estu-do do artigo. Essas mudanças originaram uma ponte com três apoios e com quatro vigas princi-pais ou longarinas de 25 metros e bi apoiada. Com esse conhecimento foram apresentados resultados de forma quantitativa e qualitativa, embasado na escolha da ponte alvo do projeto; levantamento documental e pesquisa bibliográfica; organização da planilha de cálculo e efetuação dos cálculos referentes ao novo modelo de cargas. 4. Resultados De acordo do projeto cedido pelo DNIT, às cargas permanentes são compostas por uma car-ga distribuída triangular de 60 kN/m com extensão de 2,60 em cada lado dos apoios, devido ao alar-gamento das vigas principais. Uma carga distribuí-da uniformemente de 40 kN/m sobre a estrutura, conforme a figura no anexo - II.

Fazendo algumas modificações do projeto original cedido pelo DNIT, a ponte para estudo de caso ficou da seguinte forma:

a. A ponte com três apoios, conforme a figura no anexo - II.

b. Seu comprimento de 55,20 metros.

c. Com quatro longarinas ou vigas principais de 25 metros cada.

Com as modificações e a utilização do sof-tware FTOOL, demostramos os resultados dos momentos fletores e os esforços cortantes, refe-rente à ação dos carregamentos permanentes ocasionado pelo peso próprio da estrutura, de acordo com as figuras nos anexos III e IV.

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Além das cargas permanentes para o di-mensionamento das peças estruturais, utilizam-se também as cargas móveis. Foram empregados para analises a carga móvel do próprio projeto de acordo com NBR 7188:2013 o trem-tipo TB 45 (45 toneladas ou 450kn) e uma hipoteticamente TB 100 (100 toneladas ou 1000kN) para comparação, que através da linha de influencia, coeficiente de impacto, trem-tipo e envoltória de esforços são o objetivo do estudo analisado. Também para os cálculos das cargas moveis, considera o coeficien-te de impacto, conforme as equações na tabela no anexo- V: (ABNT NBR 7188:2013).

Com as dimensões do trem-tipo TB45 e TB100, determina-se a linha e influencia através do software Autodesk AutoCad, assim ocasionan-do os quinhões de parcela de carga na viga 1, e as cargas moveis por eixo e cargas de multidão interna e externa, de acordo com a figura no ane-xo- VI.

Cálculo de carga móvel por eixo em TB45 e TB100:

TB45: Q45= øP x (y1 + y2) Q45= 75 x ( 0,99 + 0,81) Q45= 135,52 kN TB100: Q100= øP x (y1 + y2) Q100= 166,66 x ( 0,99 + 0,81) Q100= 301,16 kN Cálculo da carga de multidão externa: .qe = øp x A1 .qe = 5 [kN/m²] x ( )

.qe = 28,56 kN/m Cálculo da carga de multidão interna: .qi = øp x A1 .qi = 5 [kN/m²] x ( )

.qi = 14,98 kN/m Onde:

a. øP = carga concentrada de cada roda do veiculo-tipo de acordo com a figura em anexo VI.

b. y1, y2, y3 e y4 = incógnitas encontradas através da linha de influência do veiculo-tipo gerado na ponte, de acordo com a fi-gura em anexo VI.

c. Q450 e Q1000 = carga por eixo do veicu-lo-tipo.

Com os dados obtidos através dos esforços máximos, determina-se a formação do conjunto de cargas TB ocasionado pelos quinhões sobre a viga (V1). Segundo Marchetti (2008), pode-se optar pela utilização de um trem- tipo de projeto simplifi-cado. Esse conjunto será utilizado na determina-ção dos esforços solicitantes e reação de apoio, deformações etc., para seções da viga principal utilizando-se as respectivas linhas de influência. Na qual se realiza a linearização ou a uniformiza-ção entre os carregamentos distribuídos sobre a viga principal por meio de sua majoração em fun-ção da quantidade de pneus (06) e a minoração pela quantidade de eixos (Q1, Q2, Q3), conforme os cálculos explanados a seguir.

Δ acréscimo = (qe – qi) x 6

Δ acréscimo= (28,56 – 14,98) x 6 = 81,48

Δ redução nos eixos= = = 27,16

A resultante do carregamento concentrado por eixo é dada pela equação: TB 450 Q1 = Q2 = Q3 = Q45 - Δ redução nos eixos Q1 = Q2 = Q3 = 135,52 – 27,16 Q1 = Q2 = Q3 = 108.36 kN TB 1000 Q1 = Q2 = Q3 = Q100 - Δ redução nos eixos Q1 = Q2 = Q3 = 301,16 – 27,16 Q1 = Q2 = Q3 = 274 kN

Assim aderiu-se ao TB simplificado relativo à viga principal da ponte, a ação das cargas mó-veis de acordo a NBR 7188, apresentando a se-guinte distribuição dos carregamentos de acordo

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com o esquema na sua disposição longitudinal, conforme as figuras no anexo VII e VIII.

Diante das resultantes das cargas móveis verificou-se um aumento significativo da referida atualização do TB100 de 152,27% em relação à constituição da carga móvel, de acordo com a NBR 7188 atual.

Assim estabelecido às cargas móveis e de-finindo alguns parâmetros como a cada 2,60 m da ponte, uma seção para análise por intermédio das respectivas linhas de influência, que irão resultar nos esforços máximos e mínimos dos momentos fletores e o esforço cortante para o estudo das envoltórias.

Serão apresentados na tabela conforme no anexo- IX os resultados obtidos nos momentos fletores (Mq) e esforços cortantes (Vq), devido aos efeitos das solicitações ocasionadas por ações dos trem-tipo nas seções longitudinais.

Envoltórias

Em estruturas sujeitas à ação de cargas móveis, é de grande importância o discernimento dos esforços máximo e mínimos atuantes nas seções transversais, que são adquiridos através de combinações das solicitações ocasionadas pelas cargas permanentes somadas à majoração das cargas móveis pelos coeficientes de impacto, conforme fórmulas expostas a seguir.

Temos:

• V= Vg + φ . Vq • M‾= Mg + φ . M‾q • M+= Mg + φ . Mq

Onde:

Vq = força cortante referente as cargas mó-veis.

Mq‾ = Momento fletor mínimo referente as cargas móveis.

Mq+ = Momento fletor máximo referente as cargas móveis.

Vg = Força cortante devido a carga perma-nente.

Mg = Momento fletor devido a carga perma-nente;

φ = Coeficiente de impacto na seção anali-sada;

Através do software FTOOL foram traçadas as envoltórias decorrentes das cargas móveis e permanentes, de acordo com as tabelas e gráficos a partir do anexo X , XI e XII.

5. Discussão

No Brasil predomina o modal rodoviário, principalmente no transporte de cargas que abas-tecem todas as regiões. De acordo, com a CNT- Confederação Nacional de Transporte (Atlas de Transporte, 1º edição), a matriz predominante de transporte é o rodoviário, com esta modalidade correspondendo a cerca de 96,2% da matriz de transporte de passageiro e a 61,8% da matriz de transporte de cargas. A rede rodoviária é elemento fundamental nas cadeias produtivas, pois une mercados promovendo a integração de regiões e estados.

A rede rodoviária é o elemento fundamental nas cadeias produtivas, pois aumentam a deman-da no mercado, promovendo a integração de regi-ões e estados que em alguns pontos não são acessíveis, por haver um obstáculo natural ou de outras vias que acabam não permitindo interligar no mesmo nível pontos separados por um corpo de água (rio, braço de mar, etc) ou uma depressão alongada, por isso a estrutura das pontes devem ser analisadas com muita cautela, pois foram cal-culadas para suportar uma demanda muito inferior à atual.

Atualmente, as pontes são construídas pela norma NBR7188/2013. Os requisitos da NBR 7188 para a construção incluem a escolha do trem-tipo para ser usado como base de carga móvel para os cálculos dos esforços máximos e mínimos das estruturas.

Na presença dos resultados obtidos median-te a aplicação da norma Brasileira NBR 7188/2013, em relação ao trem-tipo de projeto, obteve-se elevação nas solicitações de 152,27% na carga móvel em comparação ao trem-tipo 1000 kn. Inferiu-se, então, que tais acréscimos em com-binação, colaboraram para elevação das solicita-ções de serviços atuantes na ponte, a qual se situa em incompatibilidade com as possibilidades atuais e reais de carregamento a que sua estrutu-ra possa ser submetida, necessitando-se de rea-valiação da norma vigente, com intuito de verificar a segurança estrutural da OAE.

Primeiramente, verificar nas pontes já cons-truídas a atual situação de suas estruturas que provavelmente estejam já comprometidas. Aonde boa parte das pontes deva ser demolida ou talvez a substituições das peças estruturais para suportar o aumento das novas cargas. Devido o aumento dos novos veículos de combinação de cargas que hoje supera em mais de 100% o veiculo-tipo utili-zado na NBR 7188.

Hoje é muito preocupante a situação em que se encontram as construções de OAE, porque não foram feitas com um dimensionamento para suportar carga que não é a realidade atual. Colo-

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cando em risco as vidas das pessoas que utilizam as pontes e até viadutos. Um exemplo seria as pontes existentes na BR-60 que liga Brasília-DF a Goiânia-GO. Aonde ocorrem grande fluxo de ca-minhões de cargas com capacidade bem superior ao das cargas utilizadas para o dimensionamento das estruturas das pontes. Com tempo, as tais obras de arte especiais vão sofrendo com a sobre cargas e podendo causar o que chamamos de fadiga.

Segundo Hibbeler, fadiga é quando uma es-trutura é submetido a ciclos repetidos de tensão ou deformação podendo romper-se, o que, por fim, resulta em ruptura. É uma ocorrência de ruptura gradual de materiais sujeitos a ciclos repetidos de tensão ou deformação. Nesse caso seriam os caminhões passando sobre as pontes sucessiva-mente.

Essa atividade de conclusão de curso apre-sentou um ensaio sobre o cálculo de esforços numa ponte, confrontando os resultados alcança-dos e revelando as sutilezas teóricas que exigem adequações urgentes para a construção das pon-tes.

6. Conclusão

Após a análise da norma vigente NBR 7188/2013, utilizada para o cálculo do projeto es-trutural da ponte Rio São Miguel – Rondônia de-monstrou que o comportamento das estruturas das pontes ocorre devido aos problemas reais na es-trutura do projeto, surgem devido à norma desatu-alizada utilizada no carregamento móvel que não é correspondente à realidade das pontes, pois o peso dos veículos-tipo está com o peso maior do que o trem tipo autorizado pela norma. Devido à evolução dos veículos de cargas que hoje podem chegar a 910 kN, demostrou uma grande impor-tância para revisão da norma 7188/2013, respon-sável pela avaliação das cargas móveis de uma estrutura de uma ponte que são classificadas con-forme o grau de importância a medica que a carga máxima for permitida pelo tráfego.

Resultados mostram que as pontes cons-truídas ou que estão sendo construídas conforme a norma vigente, NBR 7188/2013, demonstram que não são capazes ao longo da sua vida útil suportar os novos veículos atuais, superando um aumento maior do que 100% da carga utilizadas dos veículos-tipo, tais resultados são demonstra-dos com base no comparativo e cálculo e esforço cortante que são comparadas a base de cálculos do veículo tipo 450 kN da norma vigente e o trem tipo hipotético de 1000kN.

Desta forma, a revisão bibliográfica e os cálculos dos veículos- tipo da norma vigente com-parado aos veículos - tipo hipotético, demonstrou que a norma NBR 7188/2013, deve ser atualizada considerando o aumento do peso do veículo- tipo real, para cálculo das três principais divisões estru-turais da ponte: Infraestrutura, mesoestrutura e superestrutura.

7. Agradecimentos

Agradecemos a Deus por ter nos dado saú-de e forças para concluir mais uma etapa profissi-onal.

Em especial, agradecemos a nossa família que sempre estiveram torcendo por nós que paci-entemente compreenderam a nossa ausência em dedicação aos estudos que desta forma não con-seguimos dar atenção como mereciam.

Aos professores, amigos, colegas de sala que de alguma forma nos ajudaram a concluir o curso.

Ao nosso orientador, Professor Nilo Serpa o nosso MUITO OBRIGADO, que tentou estar pre-sente nos dando suporte no pouco tempo que teve, nos incentivando nessa jornada com atitudes para que pudéssemos propiciar um amanhã cada vez melhor.

Agradecemos a todos que de forma direta ou indiretamente fizeram parte dessa etapa decisi-va em nossa vida.

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8. Referências:

1- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRADE NORMAS TÉCNICAS. 7188. Carga móvel rodoviária e de pedestres

em pontes, viadutos, passarelas e outras estrutura: procedimentos. Rio de Janeiro: ABNT, 2013.

2- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRADE NORMAS TÉCNICAS. NB 1: Norma para Cálculo e Execução de

Obras de Concreto Armado. Rio de Janeiro: ABNT, 1940.

3- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRADE NORMAS TÉCNICAS. NB 6: Carga Móvel em Pontes de Concreto

Armado. Rio de Janeiro: ABNT, 1943.

4- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRADE NORMAS TÉCNICAS. NB 6: Carga Móvel em Pontes de Concreto

Armado. Rio de Janeiro: ABNT, 1960.

5- ASSOCIAÇÃO BRASILLEIRA DE NORMAS TÉCNICAS: NBR 7188: carga móvel em pontes

rodoviária. Rio de janeiro 1984.

6- DNIT, DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTE. Manual de projeto

de obras de arte especiais. Rio de Janeiro, 1996.

7- LUCHI, L.A.R. Reavaliação do trem- tipo à luz das cargas reais na s rodovias brasileiras. . 282f.

(Tese de Doutorado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006.

8- MARCHETTI, O. Pontes de concreto armado. Editora Edgar Blusher. São Paulo, 2011.

9- MENDES, P.T.C. Contribuições para um modelo de gestão de pontes de concreto aplicada à

rede de rodovias brasileiras . 236 f. (Tese de Doutorado) – Escola Politécnica da Universidade de

São Paulo, 2009.

10- PFEIL, W. Pontes em concreto armado. Livros técnicos e científicos editores S.A. Rio de Janeiro,

1979.

11- ROSSIGALI,C.E. Atualização do modelo de cargas móveis para pontes rodoviárias de

pequenos vãos no Brasil. 304 f. (Tese de Doutorado) – COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, 2013.

12- SILVEIRA, N.A.P.M.; SOUZA, M.A.R. Cálculos comparativos acerca das cargas solicitante s na

ponte sobre o córrego Concórdia com base nas normas NB6- 1960 e NBR 7188/2013. 121f.

(Monografia) UNIP, Brasília 2017.

13- R.C. HIBBELER. Resistências dos Materiais , 7º edição, São Paulo, 2014

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Anexo I – Veículo- tipo utilizado na NB-6/1943.

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Anexo II – Cargas Permanentes

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Anexo III - Esforço Cortante das cargas Permanentes

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Anexo IV- Momento fletor das cargas Permanentes

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Anexo V - Coeficiente de Impacto ( φ )

DADOS VÃO CENTRAL RESUL-TADO BALANÇO RESULTADO

Liv = 23,60 Coef. de impacto CIV Coef. de impacto CIV

LB= 1,20 CIV= 1+ 1,06 x (20/(liv + 50))

1,28 CIV= 1+ 1,06 x (20/(liv + 50))

1,28

N° de faixa=2 Coef. de nº faixa CNF Coef. de nº faixa CNF

CNF= 1- 1,05 x (n°- 2) 1 CNF= 1- 1,05 x (n°-

2) 1

CIA Coef. de Impacto CIA Coef. de Impacto CIA

1,25 φ= CIV x CNF x CIA 1,6 φ= CIV x CNF x CIA 1,76

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Anexo VI – Linha de Influência (Li) dos Quinhões (Q ) de carga sobre a viga (V1).

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Anexo VII- Trem-tipo 100 Longitudinal sobre a ponte

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Anexo VIII- Trem-tipo 45 Longitudinal sobre a ponte

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Anexo IX- Tabela do Esforço cortante e Momento flet or carga móveis TB-45 e TB-100

TB-45

Seção S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11

Mq+ 0

0

2284,50

4080,20

5186,50

5688,90

5543,40

4794,50

3496,70

1755,00

778,60

261,4

Mq‾ 0

875,80

959,50

1049,80

1140,20

1441,20

1764,90

2088,60

2412,40

2776,70

3473,8

5288,4

Vq+ 0

1089,50

907,30

728,40

568,5

428,00

307,10

205,90

124,00

61,00

49,3

1338,1

Vq‾ 190,80

133,00

140,3

209,80

323,1

450,20

589,30

738,40

895,60

1058,20

1170,8

45,5

NEGATIVO POSITIVO

TB-100 seção S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11

Mq+ 0

0

3992,3

7056,3

8922,1

9780,4

9520,1

8253,80

6119,1

3319,7

1554,15

531,0

Mq‾ 0

1954,2

1908

1858,1

1808,2

2290,7

2830,7

3370,8

3910,9

4491,5

5335,9

7368,4

Vq+ 0

1898,4

1611,8

1322,5

1055,8

813,7

597,8

409,7

250,5

121,4

103,2

2182,4

Vq‾ 482,2

216,2

223,5

362,5

586,7

821,2

1062,8

1308

1553,3

1794,8

1955,0

99,4

NEGATIVO POSITIVO

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Anexo X- Envoltórias TB- 45 e TB- 100

TB- 45

seção S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11

Mq+ 0

67,60

2973,20

5365,10

6808,0

7377,20

7028,70

5804,89

3762,00

1007,00

816,20

2746,40

Mq‾ 0

943,30

280,80

235,80

482,30

247,90

279,50

1077,80

2146,40

3527,20

5068,60

8296,30

Vq+ 0

1447,40

1192,90

1322,5

646,10

401,60

176,70

28,5

214,40

381,41

464,00

1932,50

Vq‾ 190,80

590,30

145,30

362,5

245,60

476,60

749,70

972,90

1234,00

1500,60

1684,10

1929,90

NEGATIVO POSITIVO

TB-100

seção S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11

Mq+ 0

67,69

4671,00

8340,70

10542,80

11468,10

11005,40

9263,70

6364,00

2571,40

40,70

2476,80

Mq‾ 0

2021,80

1229,30

572,40

185,70

601,60

1345,40

2359,90

3644,90

5242,00

6930,70

10376,30

Vq+ 0

2256,30

1897,40

1504,10

1133,40

787,30

467,40

175,30

87,80

321,00

410

2776,80

Vq‾ 482,20

1173,20

62,10

180,90

509,10

847,60

1193,20

1542,40

1891,70

2237,70

2468,20

2774,20

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Anexo XI- Envoltórias TB-45. Esforço cortante e Mom ento fletor

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Anexo XII- Envoltórias TB-100. Esforço cortante e M omento fletor


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