TÍTULO: Tabuleiros de pontes em vigas prémoldadas protendidas com
continuidade – Aspectos de projeto e
construção.
AUTOR(ES): Mauricio Fernando Pinho; Paulo
de Araújo Regis; Ézio da Rocha
Araújo.
ANO: 2011
PALAVRAS-CHAVE: Pontes; Fluência;
Retração; Redistribuição
de esforços.
e-Artigo: 055 – 2011
1
Av. Brigadeiro Faria Lima, 1993 – cj. 61 – São Paulo/SP– 01452-001 – fone: (11)3938-9400
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Tabuleiros de pontes em vigas pré-moldadas protendidas com
continuidade – Aspectos de projeto e construção.
Bridge decks with precast prestressed girders made continuous – Design and construction
aspects.
(1) Mauricio Fernando Pinho; (2) Paulo de Araújo Regis; (3) Ézio da Rocha Araújo.
(1) Mestrando em Engenharia Civil, UFPE, [email protected]
(2)DSc., Professor Adjunto, UFPE, [email protected]
(3)DSc, Professor Adjunto, UFPE, [email protected]
Resumo
A construção de pontes e viadutos com tabuleiros de vigas pré-moldadas protendidas e lajes concretadas
no local é um dos métodos mais utilizados em todo o mundo para construção de pontes com vãos de até 40
metros. No Brasil a prática usual é a de se utilizar vigas pré-moldadas simplesmente apoiadas formando
vãos isostáticos independentes. Neste tipo de concepção são colocadas juntas sobre os apoios ou
utilizadas lajes de continuidade. Nos Estados Unidos e Europa há mais de 30 anos este tipo de solução vem
sendo substituída pelo uso de vigas pré-moldadas com continuidade estrutural. Esta técnica apresenta
vantagens em relação ao comportamento da estrutura, custos de construção e manutenção, além de
proporcionar obras de melhor qualidade estética. Por outro lado, as pontes com continuidade exigem mais
cuidados nas fases de projeto e construção. A execução em etapas e a evolução do sistema estrutural do
tabuleiro, tanto na direção transversal como na longitudinal, implicam na redistribuição das tensões ao longo
do tempo. O objetivo deste trabalho é apresentar uma visão do estágio atual deste tipo de obra abrangendo
os principais aspectos de projeto e os sistemas de ligação utilizados na sua construção.
Palavra-Chave: 1. Pontes; 2. Fluência; 3. Retração; 4. Redistribuição de esforços.
Abstract
The construction of bridges and viaducts with precast prestressed concrete girders with cast in place slabs is
one of the methods most used to build bridges with spans until to 40 meters. In Brazil, the practice is to use
precast beams simply supported forming independent spans. In this type of conception is necessary to use
joints or continuity slabs over the intermediary supports. In the United States and Europe for over 30 years
this type of solution is being replaced by the use of precast prestressed concrete girders with structural
continuity. This technique has advantages in relation to the behavior of the structure, costs of construction
and maintenance and provides better aesthetics. However bridges with continuity require more care during
design and construction. The construction in stages and evolution of the structural system, both in transverse
and in longitudinal direction, involve stress redistributions over time. These redistributions are caused by
time-dependent deformations due to creep and shrinkage in the concrete structure. The objective of this
paper is to present an overview of the current stage of this type of bridges covering the aspects of design
and the systems of connection used in its construction.
Keywords: 1. Bridge; 2. Creep; 3. Shrinkage; 4. Forces Redistribution.
ANAIS DO 51º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2009 – 51CBC0057
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Introdução
A utilização de vigas pré-moldadas de concreto para construção de pontes teve início na
década de 30 do século passado. Contudo esta técnica teve seu grande desenvolvimento
a partir da década de 50 com o avanço da tecnologia da protensão e o desenvolvimento
dos sistemas de transporte e montagem das estruturas (Figura 1). A técnica de
construção de pontes em vigas pré-moldadas se difundiu rapidamente em função das
diversas vantagens que apresenta, dentre as quais podemos destacar:




Melhor controle da execução tanto para as vigas pré-fabricadas como para as prémoldadas no canteiro de obras;
Otimização obtida na utilização das formas em função do reaproveitamento e do uso de
seções padronizadas;
Redução dos prazos de execução com a execução das vigas simultaneamente com a
infraestrutura;
Eliminação dos cimbramentos, o que é especialmente vantajoso no caso de obras
sobre cursos d‟água.
Figura 1 – Primeira Ponte do Galeão – Rio de Janeiro 1948 (Mondorf 2006)
A utilização de elementos pré-moldados para a construção de vigas de pontes pode ser
feita através de segmentos denominados aduelas ou através de vigas inteiras. O primeiro
processo normalmente é economicamente viável para pontes de grandes vãos devido ao
elevado custo dos equipamentos utilizados para movimentação das aduelas. As vigas
pré-moldadas inteiras geralmente são utilizadas para vãos de até 40 metros por limitação
dos equipamentos de transporte e movimentação. Nos Estados Unidos é usual a
utilização de vigas pré-fabricadas para construção de vãos maiores de 40 metros, mas
isto implica na execução de emendas nas vigas. Nestes casos as vigas são fabricadas
com armaduras pré-tensionadas e colocadas sobre apoios provisórios. A emenda é feita
com cabos pós-tensionados enfiados em bainhas previamente posicionadas. Neste
trabalho são abordadas as pontes de vigas pré-moldadas protendidas executadas com o
tamanho do vão.
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O tipo de seção transversal adotado nas vigas pré-moldadas depende de diversos fatores:
tipo de protensão (pré ou pós-tensão), equipamentos a serem utilizados para o transporte
e movimentação, local da execução (fábrica ou canteiro), sistema de execução da laje,
etc. Na figura 2 são apresentados algumas das seções transversais usualmente
adotadas. Para vãos a partir de 15 metros, e principalmente para vigas executadas no
canteiro, as seções em “I” são as mais utilizadas.
Figura 2 – Algumas seções usuais de vigas pré-moldadas de pontes rodoviárias
2
Processo construtivo das pontes em vigas pré-modadas
O processo construtivo usual consiste na colocação das vigas pré-moldadas protendidas
sobre os apoios por um dos vários processos disponíveis (treliças de lançamento,
guindastes, etc.). Nesta etapa as vigas poderão estar com protensão total ou parcial
dependendo da concepção adotada no projeto. A protensão total nem sempre é possível
em função das elevadas tensões de compressão que ocorrem nas vigas sem
carregamento. Em seguida é feita a concretagem da laje constituindo-se dessa forma uma
estrutura composta. Para dispensar o uso de formas são utilizadas lajes pré-moldadas de
pequena espessura (pré-lajes) apoiadas nas mesas das vigas. As pré-lajes podem
funcionar como parte da seção resistente da laje, incorporando a armadura transversal
inferior, ou apenas ter função de formas para suportar o concreto fresco da laje. Nos
casos onde é prevista uma segunda etapa de protensão para as vigas, esta é realizada
quando o concreto da laje atinge resistência adequada. Na figura 3 é apresentada uma
seção transversal típica de uma ponte rodoviária com vigas pré-moldadas e laje moldada
no local.
LAJE MOLDADA NO LOCAL
PRÉ-LAJE
VIGA PRÉ-MOLDADA
Figura 3 – Seção transversal típica de ponte rodoviária em vigas pré-moldadas
A ligação transversal entre as vigas pré-moldadas (longarinas) é feita por intermédio da
laje e de transversinas. Nos últimos anos muitos projetistas têm deixado de adotar
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transversinas internas nos vãos porque a sua contribuição para a rigidez transversal do
tabuleiro é pequena e a sua execução apresenta dificuldades construtivas.
2
Tabuleiros de vãos isolados
As pontes em vigas pré-moldadas foram inicialmente projetadas e construídas com vãos
isostáticos separados por juntas localizadas sobre os apoios. O dimensionamento destas
estruturas é relativamente mais simples uma vez que as deformações impostas têm
menor influência sobre o seu comportamento. Do ponto de vista da construção também é
uma solução simples e rápida. Contudo as juntas no tabuleiro representam um problema
para os órgãos proprietários das pontes em função dos elevados custos de manutenção,
além de causarem desconforto para o tráfego (Figura 4). O mau funcionamento das juntas
frequentemente provoca infiltrações que são uma das maiores causas de deterioração
das pontes rodoviárias (Pritchard 1994).
(a)
(b)
Figura 4 – Juntas estruturais em elastômero: (a) deteriorada; (b) em substituição (fotos do autor).
A partir de pesquisas realizadas nas décadas de 60 nos Estados Unidos e 80 no Reino
Unido sobre a deterioração causada nas pontes e viadutos pela infiltração nas juntas, este
tipo de concepção passou a ser evitado nos países mais desenvolvidos. Os
departamentos de transporte da maioria dos estados americanos adotam
preferencialmente pontes sem juntas (Hastak et al, 2003). Uma pesquisa realizada pelo
Department of Transport (DTp) no Reino Unido em 200 pontes no final da década de 1980
indicou que a infiltração nas juntas era a principal causa de corrosão nas armaduras dos
tabuleiros e infraestruturas (Pritchard, 1992). Em razão disso a Highways Agency através
da BA 42/96 recomenda que pontes com extensão de até 60 metros e esconsidades de
até 30º não tenham juntas, inclusive nos encontros (pontes integrais). No Brasil
atualmente ainda é relativamente comum se observar o projeto de pontes de múltiplos
vãos com juntas sobre todos os apoios.
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Tabuleiros de vãos isolados com lajes de continuidade
Uma solução utilizada para se evitar o uso das juntas é a construção de vãos
simplesmente apoiados unidos por uma laje de continuidade. Desta forma a laje fica
contínua em toda extensão da obra, podendo ter algumas juntas no caso de pontes muito
extensas.
O dimensionamento dos vãos é feito de maneira independente uma vez que os momentos
fletores que ocorrem nos apoios são insignificantes para as vigas devido à pequena
rigidez da laje em relação a estas. A laje de continuidade é dimensionada para a carga
direta das rodas e para os momentos que surgem nela devido à rotação das vigas nos
apoios em função dos carregamentos nos vãos e das deformações impostas. Para
minimizar estes momentos a laje tem sua espessura reduzida e separada das vigas até
uma determinada distância das suas extremidades. Na Figura 5 é apresentado um
detalhe típico de laje de continuidade.
MATERIAL COMPRESSÍVEL
LAJE MOLDADA NO LOCAL
TRANSVERSINA
APARELHOS DE APOIO
VIGA PRÉ-MOLDADA
Figura 5 – Laje de continuidade ligando vãos isolados
Este tipo de solução é muito pouco utilizado nos Estados Unidos, mas é largamente
utilizada em países da Europa e no Brasil desde a década de 80. No Reino Unido a
Highways Agency (2001) através da BA 57/01 recomenda este tipo de ligação ou a
continuidade das vigas como veremos adiante (Figura 8). Uma parte dos projetistas e
autores entende que esta é a melhor alternativa em função da sua simplicidade e do seu
baixo custo, mas outros entendem que estes fatores não justificam a não utilização da
continuidade. Para Menn (1990) a laje de continuidade está sujeita à fissuração, podendo
se tornar um ponto de infiltração na estrutura. O mesmo autor também entende que o uso
de duas linhas de aparelhos de apoio dificulta o içamento da superestrutura para
eventuais trocas.
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Tabuleiros com continuidade nas vigas
Nos Estados Unidos desde a década de 60 as pontes em vigas pré-moldadas protendidas
são construídas com continuidade estrutural entre os vãos. Desde então diversos sistema
de conexão têm sido utilizados: ligações metálicas, protensão e armaduras passivas.
Atualmente praticamente a totalidade dos departamentos de transporte dos estados
americanos utiliza este procedimento nas suas pontes pré-moldadas (Hastak et al., 2003).
Figura 6 – Ponte em vigas pré-moldadas com continuidade (foto do autor)
A ponte mais extensa construída com este sistema é Kingsport Bridge no estado
americano do Tennessee, inaugurada em 1981. A ponte é dupla, possui 29 vãos e um
comprimento total de 820 metros sem juntas (Figura 7). Nas extremidades foram previstas
juntas entre a superestrutura e os encontros. Em um levantamento realizado por Burdette
et al. (2003) vinte anos após a inauguração da obra foi constatado que o estado geral da
obra era muito bom. Os autores consideraram as fissuras no fundo das vigas na região
dos apoios (Figura 7-c) e as fissuras entre as vigas e as transversinas sem maior
importância estrutural. Estas fissuras são causadas pelo momento positivo devido à
restrição das deformações diferidas, como veremos a adiante. Segundo os autores o
único problema grave detectado foi motivado por infiltrações nas juntas dos encontros.
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25cm
7,6cm
7,27m
0,91m
30,5cm
2,29m
prestressed
beam
23cm
MÁX. 14,00m
prestressed
beam
137cm
1,07m
13,42m
2,29m
25mm bituminous
fiberboard
3-25mm x .53m dowel
bars at each beam
23cm
4,60m
91cm
(a)
(c)
(b)
(d)
Figura 7 – Kingsport Bridge, Tennessee, EUA: (a)seções; (b) esquema da conexão; (c) detalhe de fissura na
região da conexão - momento positivo; (d) vista geral, (Burdete et al., 2003).
No Reino Unido, em função dos problemas detectados na década de 80, mencionados no
item anterior, foi elaborado um estudo pelo DTp e pelo Transport and Road Research
Laboratory (TRRL) para a indicação de soluções para a continuidade de tabuleiros em
vigas pré-moldadas. Este estudo foi baseado em pontes já existentes e que
apresentavam bom desempenho, sem deterioração significativa na região dos apoios
(Pritchard, 1992). As soluções indicadas neste estudo foram incorporadas pela Highways
Agency à sua recomendação de projeto BA 57/01 - Design for Durability e estão
apresentadas na Figura 8.
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Figura 8 – Conexões de continuidade recomendados pela BA-57/01
Os tabuleiros com continuidade nas vigas apresentam vantagens em relação aos
construídos com vãos isolados:





A eliminação das juntas representa uma substancial economia nos serviços de
manutenção e restauração ao longo de todo o período de vida útil da obra. Esta
vantagem é maior nos países de clima frio onde o uso de sal para descongelamento
dos pavimentos agrava este problema;
A continuidade estrutural aumenta a capacidade de redistribuição de esforços no
estado limite último. Isto é particularmente vantajoso no caso de ocorrerem cargas
excepcionais e de obras situadas em regiões sujeitas a ações sísmicas;
Embora os esforços totais finais atuantes nas vigas, quando computada a fluência
devida à protensão e retração diferencial, sejam quase os mesmos daqueles
calculados para a hipótese de vãos isolados, é possível se conseguir uma redução no
consumo dos materiais desde que o projeto seja bem concebido. A simplificação dos
pilares com a possibilidade de eliminação da travessa de apoio das vigas também pode
contribuir para a redução dos consumos;
As pontes em vigas pré-moldadas com continuidade apresentam uma melhor estética
do que aquelas construídas com vãos isolados. Apresentam maior esbelteza, os vãos
entre topos de vigas são eliminados e as travessas sobre os pilares podem ser
evitadas;
Apresentam pista de rolamento mais uniforme evitando o desconforto para o tráfego
causado pela juntas estruturais.
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Por outro lado o processo construtivo requer mais cuidados na sua execução,
principalmente se for utilizada protensão no dispositivo de continuidade. Também o tempo
de execução pode ser um pouco mais demorado do que no sistema de vãos isolados,
caso sejam utilizados apoios provisórios para suportar as vigas durante a execução das
transversinas.
As pontes com vigas pré-moldadas com continuidade também são relativamente mais
complexas na etapa de projeto quando comparadas às pontes com vãos isolados. Como
são estruturas construídas em estágios, a seqüência de execução e as mudanças que
ocorrem com o sistema estrutural devem ser levadas em conta na avaliação dos esforços
e dimensionamento. Da mesma forma que ocorre nas pontes com juntas, a seção
transversal também sofre alterações pois inicialmente têm-se vigas isoladas e depois um
tabuleiro formado por vigas, laje e transversinas, ocorrendo evolução de tensões nos
elementos estruturais.
Por sua vez a continuidade das vigas restringe as rotações devido à fluência (protensão e
peso próprio) e à retração diferencial entre a laje e as vigas que ocorreriam nas suas
extremidades caso estas estivessem simplesmente apoiadas. Assim, ao longo do tempo,
desenvolvem-se momentos fletores positivos devidos à protensão e negativos devidos ao
peso próprio (fluência) e à retração diferencial entre a laje e as vigas (Figura 9).
L
L
VIGA PRÉ-MOLDADA
PILAR
A
APOIOS
PROVISÓRIOS
B
(a)
MB2
MA2
C
DESLOCAMENTO
LIVRE DEVIDO À
FLUÊNCIA
MC2
DEFORMADA
DA VIGA PARA
PESO PRÓPRIO
+ PROTENSÃO
(b)
MA2
MB2
DESLOCAMENTO
LIVRE DEVIDO À
RETRAÇÃO
DIFERENCIAL
MC2
(c)
Figura 9 – Momentos fletores devidos ao impedimento das rotações: (a) esquema estrutural; (b) fluência; (c)
retração diferencial (adaptado de Pritchard, 1992).
As estimativas dos efeitos da fluência e da retração apresentam um alto grau de
variabilidade independentemente do modelo adotado. Além disso, mesmo que a idade
prevista para o estabelecimento da continuidade seja especificada no projeto, há sempre
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grande probabilidade de mudanças no cronograma durante a construção, alterando o
comportamento evolutivo previsto para a estrutura. Em função da variabilidade esperada
para o comportamento da estrutura tem-se verificado que não há vantagem na realização
de cálculos rigorosos devendo-se adotar um detalhamento construtivo que atenda à essa
variabilidade.
4.1 Continuidade com armaduras passivas
O sistema de continuidade para vigas pré-moldadas com utilização de armaduras
passivas é método mais popular entre os projetistas, principalmente nos Estados Unidos.
O processo também é o de mais simples execução e o de menor custo. Neste tipo de
conexão a armadura positiva e a armadura da alma são deixadas com um prolongamento
para fora do topo das vigas (Figura 10).
No processo construtivo em uma primeira etapa as vigas pré-moldadas são posicionadas
no seu local definitivo sobre apoios provisórios que podem ficar no próprio pilar ou sobre
estruturas auxiliares. Na segunda etapa são colocadas as armaduras da transversina e da
laje e feita a concretagem destas peças. Como alternativa pode-se na segunda etapa
executar a concretagem apenas da região da conexão e uma terceira etapa a
concretagem do restante da laje. Com este procedimento reduz-se o valor do momento
positivo que age sobre a viga isolada. Por outro lado há um aumento do valor do
momento negativo na região da conexão e consequentemente da quantidade de
armaduras. Em função disto esta seqüência de execução é mais aplicada quando a
continuidade é feita com armaduras de protensão.
PRÉ-LAJE
LAJE
ARMADURA SUPERIOR
ESTRIBO
VIGA PRÉ-MOLDADA
ARMADURA INFERIOR
APARELHO DE
APOIO
TRANSVERSINA
Figura 10 – Continuidade com armaduras passivas
A rápida expansão deste processo construtivo nos Estados Unidos levou a Portland
Cement Association (PCA) a desenvolver os primeiros trabalhos experimentais sobre o
assunto no início da década de 60 (Newhouse, 2005). Foram realizados ensaios para
verificar o comportamento das conexões para os momentos negativos e positivos sob a
ação de cargas estáticas e cíclicas nas situações de serviço e rutura.
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Para os momentos negativos foram utilizadas armações passivas na laje cujo resultado foi
considerado satisfatório. Para os momentos positivos foram ensaiadas ligações com
barras retas com uma cantoneira soldada que apresentaram bom comportamento e
barras com dobras de 90 graus que não apresentaram um resultado não tão satisfatório.
O relatório recomendou o aumento do raio de dobramento da armadura e que a distância
entre o final da viga e a face do gancho seja pelo menos igual a vinte vezes o diâmetro
das barras (Newhouse, 2005).
Em 1969 a PCA publicou um boletim com um roteiro para o projeto de pontes prémoldadas protendidas com continuidade que se tornou um padrão nos Estados Unidos e
ainda nos anos atuais é utilizado por um número considerável de projetistas, ficando
conhecido como “Método da PCA”. O boletim indica como determinar a magnitude dos
momentos que desenvolvem nos apoios internos devido à fluência e retração diferencial.
Quando comparado a outros métodos o da PCA apresentada valores mais conservadores
para os momentos devido à restrição das deformações diferidas (Newhouse, 2005). As
expressões básicas do método são as seguintes:
t
M s   s Eb Ab (e' 2  )
2
(Equação 1)
1  e 
M r  ( M C  M DL )(1  e  )  M s (
)  M LL

(Equação 2)
onde:
Ms = momento básico de retração
εs = deformação diferencial de retração
Eb = módulo de elasticidade da laje
Ab = área da seção transversal do tabuleiro
e’2 = distância do centróide da seção composta ao topo da viga
Mr = momento final devido à restrição das deformações
MC = momento de restrição devido à fluência da protensão
MDL = momento de restrição devido à fluência da carga permanente
MLL = momento positivo devido à carga móvel com impacto
Φ = coeficiente de fluência (obtido de ábaco)
O National Cooperative Research Program (NCHRP) no seu Relatório 322 (Oesterle et
al., 1982), indica nas suas conclusões que as fissuras na região inferior da ligação
independem do uso ou não da armação positiva. Como a continuidade é estabelecida
com a viga tendo pouca idade os momentos positivos que se desenvolverão devido à
restrição dependerão da quantidade de armação colocada na ligação. A presença da
armadura positiva garante uma menor abertura das fissuras, mas aumenta o momento no
meio do vão. Em função disso e das dificuldades construtivas este relatório recomendou a
não utilização das armaduras positivas nas conexões ao contrário do indicado no Método
da PCA. O NCHRP Report 322 foi um estudo analítico com base em um número limitado
de parâmetros que, apesar de sua importância, não pode levou em conta o grande
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número de fatores envolvidos nas conexões de continuidade e as sua recomendações
quanto a não utilização da armadura positiva não foram seguidas.
Realmente o momento no meio do vão é pouco alterado pela continuidade uma vez que o
momento devido às restrições nos apoios praticamente anula o ganho obtido pela
continuidade (Figura 11). No entanto, a armadura positiva é importante para limitar a
abertura de fissuras pelos momentos positivos que ocorrem na seção do apoio devido à
fluência da protensão, variações diferenciais de temperatura e às cargas móveis em vãos
distantes. Além disso, também é necessária para se garantir uma armação mínima de
tração ancorada na região dos apoios e para a resistência ao cortante na seção da junta
de concretagem entre a viga pré-moldada e a transversina.
PESO PRÓPRIO
+
+
RESTRIÇÃO NOS
APOIOS
+
+
SOBRECARGA
+
+
=
=
CARGA MÓVEL
TOTAL
MOMENTO MÁXIMO
NO MEIO DO VÃO
(a)
(b)
Figura 11 – Momentos fletores: (a) tabuleiro com vãos isolados; (b) tabuleiro com continuidade.
O NCHRP Report 519 (Miller et al., 2004) elaborado com base em estudos numéricos e
experimentais também indicou que o momento no vão independe da quantidade de
armadura positiva adotada nos apoios. O estudo também indicou que a fissuração devida
ao momento positivo não afeta a continuidade. Foi verificado que a armadura positiva
deve ser dimensionada para um momento igual a 1,2 Mcr, onde Mcr é momento positivo de
fissuração para a seção composta da viga, adotando-se a resistência do concreto da
transversina. Quantidades de armadura acima desta não são eficientes, além de
congestionarem a zona de ligação. O estudo também indica que para vigas onde a
continuidade ocorre com idade superior a 90 dias os momentos positivos devidos às
deformações diferidas são praticamente nulos (Figura 12).
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Figura 12 – Evolução dos momentos fletores devidos ao impedimento das rotações em função da idade da
protensão da viga quando estabelecida a continuidade (Miller et al., 2004).
O valor de 1,2 Mcr para o dimensionamento da conexão positiva também foi verificado no
trabalho de Newhouse (2005) e em seguida incluído na última edição da AASTHO LFRD
Bridge Design Specifications (2007), sendo o dimensionamento da conexão positiva dado
por:
M n  1,2M cr
(  0,9)
a
a
M n  Aps f ps (d p  )  As f s (d s  )
2
2
(Equação 3)
(Equação 4)
onde:
Aps = área da armadura de protensão
fps = tensão do aço de protensão
dp = distância da fibra comprimida extrema ao centróide da armadura de protensão
a = profundidade do bloco comprimido
As = área da armadura passiva
fs = tensão da armadura passiva
ds = distância da fibra comprimida extrema ao centróide da armadura passiva.
Com relação à armadura para os momentos negativos na conexão pouca importância tem
se dado na literatura internacional. Os poucos trabalhos que analisaram o seu
funcionamento concluíram que os resultados experimentais corresponderam àqueles
teoricamente esperados. No entanto, por questões econômicas, tem havido um interesse
em se estabelecer a continuidade em vigas com idades mais avançadas, pois desta forma
aumenta-se o valor do momento negativo e diminui-se o positivo no vão. Assim o
momento negativo também deve ser objeto de um cuidadoso dimensionamento de forma
a se evitar a fissuração na laje do tabuleiro.
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4.2 Continuidade com pós-tensão
A continuidade das vigas pré-moldadas pode ser efetivada através da utilização de póstensão. Neste tipo de ligação, como nos demais sistemas, a primeira etapa de protensão
deve ser suficiente para suportar o peso próprio da viga e da laje com as transversinas.
A pós-tensão de continuidade pode se dar através de cabos dispostos ao longo de toda a
extensão da ponte ou apenas nos trechos sobre os apoios.
No caso da pós-tensão se dar ao longo de toda a obra os cabos de continuidade são
enfiados nas bainhas deixadas previamente nas vigas e são protendidos após a
concretagem da laje e transversinas. Esta técnica, além possibilitar o controle de tensões
sobre apoios, tem como vantagem o fato de permitir um efeito de protensão sobre todo o
conjunto da estrutura. A armação para o momento positivo na região da ligação
usualmente é feita por intermédio de armaduras passivas. Para pontes com muitos vãos,
para minimizar as perdas por atrito, os cabos de continuidade são protendidos por trechos
(geralmente a cada dois vãos) e unidos com acopladores (ancoragens de continuidade).
Na Figura 13 é apresentado um esquema deste tipo de ligação.
(a)
(b)
Figura 13 – Continuidade com pós-tensão ao longo de toda a extensão da ponte: (a) esquema longitudinal
da armação principal da viga; (b) detalhe da extremidade da viga (Menn, 1990)
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No caso de pós-tensão aplicada apenas na região dos apoios podem utilizados cabos ou
barras do sistema Dywidag dispostos na laje moldada no local. No caso dos cabos são
utilizadas unidades de pequena potência uma vez que o espaço para alojamento das
ancoragens é reduzido devido à pequena espessura da laje. Este sistema é vantajoso em
relação ao da pós-tensão em toda a extensão quando as vigas pré-moldadas têm alma
com espessura muito reduzida para instalação dos cabos. Neste processo, após a
montagem das vigas pré-moldadas, primeiramente é concretado o trecho da laje sobre os
apoios onde estão colocadas as armaduras ativas. Após a aplicação da protensão é feita
a concretagem do restante da laje. Um esquema deste sistema de continuidade está
apresentado na Figura 14.
LAJE MOLDADA NO LOCAL
(1ª ETAPA)
LAJE MOLDADA NO LOCAL
(2ª ETAPA)
VIGA PRÉ-MOLDADA
ARMAÇÃO DE PROTENSÃO
TRANSVERSINA
APARELHO DE
APOIO
APOIOS PROVISÓRIOS
Figura 14 – Continuidade com pós-tensão na região dos apoios
5
Conclusões
A utilização de vigas pré-moldadas protendidas com continuidade apresenta como
principais vantagens o aumento da segurança estrutural e a redução dos custos de
manutenção da estrutura ao de toda a sua vida útil.
As pontes executadas com esta técnica demandam mais cuidados nas etapas de projeto
e planejamento da construção assim como a utilização de mão de obra mais
especializada na fase de execução da continuidade das vigas.
As conexões feitas exclusivamente com utilização de armaduras passivas são as mais
utilizadas por serem de execução mais simples e de menor custo.
Em função da variabilidade dos momentos devidos à restrição nos apoios das
deformações por fluência e retração relativa podem ser dispensados cálculos rigorosos
adotando-se um detalhamento construtivo que atenda esta variabilidade.
No caso de vigas que podem ser fabricadas com uma antecedência mínima de 90 dias
antes de executada a continuidade os efeitos da restrição das deformações diferidas
podem ser desprezados. Dessa forma são evitadas possíveis fissuras na região inferior
da conexão e reduzidos os momentos finais no meio do vão.
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Referências
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