Ponte dos Arcos
Rio Sado
Reabilitação estrutural
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Estrutura
Autor: Eng. Edgar Cardoso 1944
Solução de dois tramos do tipo arco de tabuleiro inferior (Bowstring) realizada em betão armado.
O comprimento total da ponte é de 75.00m, correspondendo 33.00m a cada um dos tramos “Bowstring” e 4.50m aos muros
avenida dos encontros. A largura total é de 9.90m, com 6.00m de faixa de rodagem.
Os arcos, com vão teórico de 31.50m, têm um eixo parabólico com 5.25m de flecha. A sua secção transversal recta é
constante com 0.60m de largura por 1.10m de altura. Os tirantes existentes ao nível da laje têm a secção de 0.60x0.80m².
Os arcos suportam o tabuleiro por intermédio de oito montantes de suspensão, de 0.50x0.30m² articulados nas suas
extremidades no plano dos arcos, com excepção dos dois centrais, que formam com as vigas horizontais superiores que os
ligam, dois pórticos de contraventamento a fim de resistirem às acções horizontais do vento sobre os arcos
O pilar com 5.00m de altura. Na base, a espessura é de 3.00m e o comprimento de 10.50m. É de betão simples e encontra-se
fundado por 24 estacas moldadas Ø 0.50m encabeçadas por um maciço com 1.50m de altura.
Cada um dos encontros é constituído por um muro de testa e por dois muros de avenida, de betão simples, assentes sobre
maciço de encabeçamento de estacas Ø 0.40m moldadas no terreno e com 8.00m de comprimento.
Dos aparelhos de apoio metálicos de cada tramo, um par é fixo (no pilar) e outro de livre dilatação por meio de rolamento,
fazendo-se este segundo um plano inclinado a 5% sobre a horizontal, a fim de favorecer a estabilidade dos encontros
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Estrutura
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Inspecção
Os danos visíveis na obra envolvem os seguintes aspectos:
− Fendilhação nos muros avenida do encontro Este;
− Danos nas travessas superiores devido a embate de veículos;
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Inspecção
− Corrosão de armaduras e delaminação do betão nos pendurais e guarda corpos;
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Inspecção
− Juntas de dilatação destruídas
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Inspecção
− Aparelhos de apoio com corrosão ligeira;
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Avaliação da segurança
Cargas verticais
Sobrecargas rodoviárias - Regulamento das Pontes Metálicas de 1929
Elementos analisados
− Tabuleiro
− Arcos e Tirantes
− Pilar e Encontros
− Fundações
− Aparelhos de apoio
A estrutura não apresenta deficiências
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Avaliação da segurança
Acção sísmica
Comportamento dinâmico da estrutura existente (antes do reforço).
Modo de vibração longitudinal: fL = 0.69 Hz
Modo de vibração transversal: fT = 1.72 Hz
A acção sísmica foi caracterizada, de acordo com o RSA, para a região A e solo tipo III. Adoptou-se um coeficiente de
amortecimento ξ = 0.05 e um coeficiente de comportamento q= 1.50 para o pilar e para as estacas e q = 1.00 para os
aparelhos de apoio.
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Avaliação da segurança
A combinação sísmica origina nas estacas esforços muito superiores à capacidade resistente.
As estacas têm apenas uma resistência da ordem dos 22% da resistência necessária para o sismo
regulamentar.
Não sendo viável reforçar as fundações do pilar central para o sismo regulamentar concebeu-se uma
solução que reduzirá significativamente os esforços transmitidos ao pilar, consistindo no seguinte:
Substituir os aparelhos de apoio actuais por aparelhos de neoprene de alta distorção e
amortecimento – aparelhos HDRB;
Reforçar as fundações do pilar central, introduzindo micro-estacas.
Estratégia mista de reforço sísmico por isolamento/dissipação/acréscimo de resistência.
A solução de isolamento consiste em substituir os apoios existentes por blocos HDRB com rigidez
horizontal igual a 1230kN/m (por apoio) e 10% de amortecimento equivalente
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Reforço sísmico
Dados obtidos do modelo:
rigidez total é kL = 177945.5 kN/m.
massa total do tabuleiro m = 1176.9 t
Com estes dados, se a estrutura estivesse fixa
aos encontros e pilares, a frequência seria:
A frequência que se espera obter a partir do modelo é de:
Para esta frequência, o sismo tipo 2 (afastado) é condicionante, originando
uma aceleração espectral de 0.79m/s². O deslocamento expectável é de:
O deslocamento devido à combinação sísmica de cálculo é de 0.094 x 1.50 = 0.141m
A análise sísmica foi efectuada por intermédio de um espectro de resposta modificado, correspondente à
acção referida, para estruturas com 10% de amortecimento (para os três primeiros modos de vibração,
referentes ao isolamento) e para 5% de amortecimento para os restantes modos com maior frequência
(menor período).
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Reforço sísmico
3.5
2%
Caracterização qualitativa do desempenho da
solução de reforço ( espectros indicados não
correspondem aos relativos à análise realizada)
A – estrutura fixa aos encontros e pilares
B – estrutura isolada
Aceleração S e/ag
3.0
5%
2.5
10%
15%
2.0
20%
30%
1.5
1.0
0.5
0.0
0.0
A
1.0
2.0
B
Período T (s)
0.10
2%
Deslocamento S De/ag
0.09
0.08
5%
0.07
10%
15%
0.06
0.05
20%
30%
0.04
0.03
0.02
0.01
0.00
0.0
A
1.0
2.0
B
3.0
4.0
Período T (s)
Estratégia B/D
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
3.0
4.0
Reforço sísmico
Deslocamentos e forças transmitidas à estrutura na direcção longitudinal:
Nota: F – forças na base do pilar e na base dos encontros
Comparação entre a situação anterior à intervenção e após a intervenção:
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Reabilitação
Introdução de aparelhos de apoio HDRB
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Reabilitação
Introdução de aparelhos de apoio HDRB
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Reabilitação
Introdução de aparelhos de apoio HDRB
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Reabilitação
Reforço das fundações do pilar
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Reabilitação
Reforço das fundações do pilar
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Reabilitação
Reforço das fundações do pilar
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Reabilitação
Abertura de juntas nos encontros
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas
Reabilitação
Introdução de novas juntas nos encontros e entre tabuleiros
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Mestrado em Engenharia de Estruturas