UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI
POLLYANA CORDEIRO DOS SANTOS
O CONCRETO PROTENDIDO
E A PONTE ESTAÇÃO ESTAIADA SANTO AMARO
SÃO PAULO
2008
ii
POLLYANA CORDEIRO DOS SANTOS
O CONCRETO PROTENDIDO
E A PONTE ESTAÇÃO ESTAIADA SANTO AMARO
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado
como exigência parcial para a obtenção do título
de Graduação do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi.
Orientador: Profº Antonio Calafiori Neto
SÃO PAULO
2008
iii
POLLYANA CORDEIRO DOS SANTOS
O CONCRETO PROTENDIDO
E A PONTE ESTAÇÃO ESTAIADA SANTO AMARO
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado
como exigência parcial para a obtenção do título
de Graduação do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi.
Trabalho em: São Paulo, 12 de dezembro de 2008.
______________________________________________
Profº Antonio Calafiori Neto
______________________________________________
Prof° Fernando José Relvas
Comentários:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
iv
Aos meus pais Raimundo e Quitéria, a minha irmã Silvana, a minha sobrinha Ingrid e
ao meu noivo Alan, pelo amor, carinho, compreensão, apoio e incentivo.
v
AGRADECIMENTOS
A DEUS, pela saúde, paciência, compreensão e sabedoria para concluir mais uma
etapa de minha vida.
A professora Gisleine Coelho de Campos, coordenadora do curso de engenharia
civil, pelo apoio ao tema desenvolvido nesse trabalho.
Aos professores Antonio Calafiori Neto e Wilson Shoji Iyomasa pelas orientações e
acompanhamento do desenvolvimento desse trabalho, amizade, respeito e
credibilidade.
Ao professor Fernando José Relvas pela colaboração na escolha do tema abordado,
pelo incentivo, pela amizade e aprendizado.
Aos meus amigos do último semestre de curso, pela constante troca de
experiências, amizade e consideração.
A minha gerente, engenheira Denise Benatti, pelo estímulo, auxílio e apoio na
elaboração desse trabalho.
Ao engenheiro Milton Carvalhal Junior, pela enorme dedicação na orientação desse
trabalho, pelas entrevistas e informações da obra escolhida, além da enorme
receptividade.
Aos colegas de trabalho Emerson Leandro dos Santos e Kamila de Castro Zanaroli
pelo apoio, incentivo e participação da elaboração desse trabalho.
À Construtora OAS, pelo material técnico fornecido e pela oportunidade de
desenvolver esse trabalho.
vi
RESUMO
Na última década, a utilização do concreto protendido em obras, com destaque as
obras de arte especiais, tem evoluído rapidamente, principalmente quando comparado
ao concreto armado convencional, uma vez que possui como características principais
a leveza, ausência de fissuração, resistência a ambientes agressivos e possibilidade
de execução de pré-moldagem de peças, tornando-se necessário, portanto, uma
compreensão profunda do conceito, materiais, equipamentos, tipos e sistemas
desenvolvidos para o concreto protendido, pois é através desse conhecimento que o
profissional e / ou estudante terá condições de desenvolver e executar projetos
inovadores, como o da Ponte Jamil Sabino, mais conhecida por Ponte Estação
Estaiada Santo Amaro, primeira ponte estaiada do Estado de São Paulo, praticamente
concebida toda em concreto protendido e apresentando como diferencial uma estação
metroviária sustentada sobre sua superestrutura.
Palavras Chave: Concreto Protendido, Protensão, Ancoragens, Estais.
vii
ABSTRACT
In the last decade, the use of the concrete extended in workmanships, with
prominence the special works of art, has evolved quickly, mainly when compared with
the conventional armed concrete, a time that possesss as characteristic main the
slightness, absence of fissuration, resistance the aggressive environments and
possibility of execution of daily pay-molding of parts, becoming necessary therefore, a
deep understanding of the concept, materials, equipment, types and systems
developed for the extended concrete, therefore is through this knowledge that the
professional and/or student will have conditions to develop and to execute innovative
projects, as the Da Ponte Jamil Sabino, more known for Bridge Estaiada Station
Amaro Saint, first estaiada bridge of the State of São Paulo, practically conceived all in
concrete extended and presenting as distinguishing a supported subway station on its
superstructure.
Key Worlds: Extended concrete, Protensão, Anchorage dues, Stays.
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 5.1 - Viga de Concreto Armado Convencional (PFEIL, 1988) ........................ 12
Figura 5.2 - Viga de Concreto Protendido (PFEIL , 1988) ......................................... 12
Figura 5.3 - Possíveis Combinações dos Processos e Tipos de Protensão no Estado de Utilização .. 16
Figura 5.4 - Cordoalhas fabricadas pela empresa Belgo (BELGO, 2008) ................. 23
Figura 5.5 - Diagrama tensão x deformação obtido por ensaio de tração em um
corpo de prova de aço de protensão (BELGO , 2008) ....................................... 24
Figura 5.6 - Diagrama de um Teste de Relaxação (BELGO, 2008) .......................... 24
Figura 5.7 - Ligação de um respiro num ponto intermediário da bainha ................... 27
Figura 5.8 - Bainhas metálicas (PREPON, 2008)...................................................... 27
Figura 5.9 - Protensão com Aderência Inicial (LEONHARDT, 1983) ........................ 29
Figura 5.10 - Sistema de Protensão Pós-Tensionada (RUDLOFF, 2008) ................. 30
Figura 5.11 - Protensão Sem Aderência (RUDLOFF, 2008) ..................................... 31
Figura 5.12 - Corte esquemático de um macaco hidráulico simples, com pistão
e em coroa de círculo (Veríssimo e César Jr. , 1998) .................................. 32
Figura 5.13 - Bomba hidráulica elétrica fabricação Prepon (PREPON, 2008) .......... 32
Figura 5.14 - Vista lateral de um macaco RUDLOFF (RUDLOFF, 2008) .................. 33
Figura 5.15 - Vista frontal de um macaco RUDLOFF (RUDLOFF, 2008) .................. 33
Figura 5.16 - Macaco múltipla tensão PROTENDE (PROTENDE, 2006) ................. 34
Figura 5.17 - Efeito Hoyer na extremidade de um fio ancorado por aderência (LEONHARDT, 1983) . 35
Figura 5.18 - Ancoragem por aderência de feixes dos fios (LEONHARDT, 1983) ....... 36
Figura 5.19 - Ancoragem em leque (LEONHARDT, 1983)........................................... 36
Figura 5.20 - Ancoragem passiva tipo laço (PROTENDE, 2006) .............................. 39
Figura 5.21 - Ancoragem passiva tipo ST (PROTENDE, 2006) ................................ 39
Figura 5.22 - Ancoragem ativa tipo MTAI (PROTENDE, 2006) ................................. 42
Figura 5.23 - Ancoragem ativa tipo MTC (PROTENDE, 2006).................................. 43
Figura 5.24 - Ancoragem ativa de emenda (PROTENDE, 2006) .............................. 43
Figura 5.25 - Ancoragem ativa central (PROTENDE, 2006) ..................................... 44
Figura 5.26 - Bomba para injeção de calda de cimento (RUDLOFF, 2008) .............. 45
Figura 5.27 - Tipo de aplicação de protensão em lajes (PROTENDE, 2006) ............ 49
Figura 5.28 Configuração transversal dos estais (VARGAS, 2007) .......................... 51
ix
Figura 5.29 Sistema em harpa (OAS, 2000) ............................................................. 52
Figura 5.30 Sistema em leque (OAS, 2000) .............................................................. 52
Figura 5.31 Sistema em semi-harpa (OAS, 2000)..................................................... 53
Figura 5.32 Sistema assimétrico (OAS, 2000) .......................................................... 53
Figura 6.1 - Localização da Ponte Estação Estaiada Santo Amaro (GOOGLE EARTH, 2008) ......... 55
Figura 6.2 - Seção transversal do projeto (REVISTA FERROVIÁRIA, 2000) ............ 56
Figura 6.3 - Esquema de disposição dos tubulões (OAS, 2000) ............................... 57
Figura 6.4 - Seção transversal da ponte com a disposição dos pilares (OAS, 2000) 58
Figura 6.5 Seção transversal com detalhamento da superestrutura (OAS, 2000) .... 59
Figura 6.6 Detalhamento do mastro em duas fases da construção (OAS, 1999)...... 60
Figura 6.7 - Configuração dos Estais (OAS, 2000) ................................................... 61
Figura 6.8 - Disposição dos Estais (OAS, 1999) ....................................................... 61
Figura 6.9 - Detalhamento do Sistema Tensacciai (PROTENDE, 2006) ................... 62
Figura 6.10 - Detalhe da execução do mezanino (OAS, 1999) ................................. 63
Figura 6.11 - Lançamento das vigas sobre os apoios com auxílio dos guindastes (OAS, 1999)......... 64
Figura 7.1 - Detalhamento da protensão realizada no mastro (OAS, 1999) .............. 66
Figura 7.2 - Elevação esquemática dos pilares 170 e 171 (OAS, 1999) ................... 67
Figura 7.3 - Execução de balanços sucessivos no vão sobre o rio Pinheiros (OAS, 1999) ... 68
Figura 7.4 - Corte lateral de uma aduela (ENESCIL, 1999) ...................................... 69
Figura 7.5 - Vista frontal do "caixão" (ENESCIL, 1999) ............................................. 69
Figura 7.6 - Ponte Estação Estaiada Santo Amaro (OAS, 2005) .............................. 70
x
LISTA DE TABELAS
Tabela 5.1 - Valores dos Módulos de Elasticidades dos Aços de Protensão ............ 18
Tabela 5.2 - Fios com Relaxação Baixa (RB)............................................................ 20
Tabela 5.3 - Fios com Relaxação Normal RN (RN)................................................... 20
Tabela 5.4- Características das cordoalhas de 7 fios categoria RB 190 ................... 21
Tabela 5.5- Características das cordoalhas de 3 fios categoria RB 190 ................... 22
Tabela 5.6 - Características das cordoalhas de 7 fios categoria RB 210 .................. 22
Tabela 5.7 - Características das cordoalhas de 3 fios categoria RB 210 .................. 22
xi
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas
DER
Departamento de Estradas de Rodagem
FIP
Fédération Internacionale de la Précontraint
MASP
Museu de Arte Moderna de São Paulo
MASP
Museu de Artes de São Paulo
NBR
Norma técnica brasileira
PEAD
Polietileno de alta densidade
RB
Baixa relaxação
RN
Relaxação normal
SOBRAF
Sociedade Brasileira de Fundações
xii
LISTA DE SÍMBOLOS
δ
Deformação
σs
Tensão de tração
∆P
Força
cm
Unidade de medida - centímetros
CP
Concreto protendido
Ep
Módulo de elasticidade dos aços de protensão
F
Esforço
ƒptk
Resistência característica à ruptura por tração
kgf/cm²
Kilograma força por centímetros quadrados
mm
Unidade de medida - milímetros
MPa
Unidade de medida – Mega Pascal
N/mm²
Newton por milímetros
Ø
diâmetro
P
Esforço de protensão (força de protensão)
St
Área da seção
wk
Limite de abertura das fissuras
xiii
SUMÁRIO
p.
1.
INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1
2.
OBJETIVOS ......................................................................................................... 8
4.1
Objetivo Geral ............................................................................................................. 8
4.2
Objetivo Específico ................................................................................................... 8
3.
MÉTODO DE TRABALHO .................................................................................. 9
4.
JUSTIFICATIVA ................................................................................................ 10
5.
CONCRETO PROTENDIDO .............................................................................. 11
5.1
Conceitos ................................................................................................................... 12
5.2
Tipos de Protensão ................................................................................................. 14
5.2.1
Protensão completa........................................................................................... 14
5.2.2
Protensão limitada ............................................................................................. 15
5.2.3
Protensão parcial ............................................................................................... 16
5.3
Materiais para Concreto Protendido .................................................................. 17
5.3.1
Concreto .............................................................................................................. 17
5.3.2
Aços para protensão ......................................................................................... 17
5.3.3
Bainhas ................................................................................................................ 26
5.3.4
Nata de injeção .................................................................................................. 28
5.4
Sistemas de Protensão .......................................................................................... 29
5.4.1
Protensão com aderência inicial ..................................................................... 29
5.4.2
Protensão com aderência posterior ................................................................ 30
5.4.3
Protensão sem aderência................................................................................. 30
5.5
Equipamentos de protensão ................................................................................ 31
5.5.1
Cabo de protensão ............................................................................................ 31
xiv
5.5.2
Macacos de protensão ...................................................................................... 31
5.5.3
Ancoragens ......................................................................................................... 34
5.5.4
Bombas para injeção da calda de cimento .................................................... 44
5.6
Perdas de Protensão .............................................................................................. 45
5.6.1
Perdas por atrito................................................................................................. 45
5.6.2
Perdas nas ancoragens .................................................................................... 46
5.6.3
Perdas por encurtamento elástico do concreto ............................................ 47
5.6.4
Perdas por retração e fluência do concreto................................................... 47
5.6.5
Perdas por relaxação do aço de protensão................................................... 48
5.7
Aplicações do Concreto Protendido .................................................................. 48
5.7.1
Lajes protendidas............................................................................................... 49
5.7.2
Reservatórios elevados e apoiados em solo................................................. 50
5.7.3
Pré-moldados ..................................................................................................... 50
5.7.4
Estais ................................................................................................................... 50
6.
PONTE ESTAÇÃO ESTAIADA SANTO AMARO ............................................. 55
6.1
Concepção do projeto ............................................................................................ 56
6.2
Infra-estrutura ........................................................................................................... 57
6.3
Meso-estrutura ......................................................................................................... 58
6.4
Superestrutura ......................................................................................................... 59
6.5
Mastro ......................................................................................................................... 60
6.6
Estaiamento .............................................................................................................. 61
6.7
Mezanino .................................................................................................................... 63
6.8
Elevados contíguos ................................................................................................ 63
7.
7.1
ANÁLISE DAS SOLUÇÕES ADOTADAS......................................................... 65
Considerações para a Concepção do Projeto ................................................. 65
xv
7.2
A Protensão no Mastro .......................................................................................... 66
7.3
Tubulões dos Apoios 170 e 171........................................................................... 67
7.4
Protensão Provisória dos Vãos de Equilíbrio.................................................. 68
7.5
Superestrutura ......................................................................................................... 68
7.6
Considerações Finais ............................................................................................. 70
8.
CONCLUSÕES .................................................................................................. 71
9.
RECOMENDAÇÕES.......................................................................................... 72
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 73
1. INTRODUÇÃO
Segundo Leonhardt (1983), a idéia de protensão é muito antiga, tendo sua primeira
proposição de pré-tensionar o concreto em 1886, realizada por P.H. Jackson de S.
Francisco. Desde então, ensaios e patentes surgiram, mas não seguiram em frente
por muito tempo, pois naquela época ainda não se conhecia a perda de protensão
devido aos efeitos de retração e fluência do concreto protendido.
1.1
A História do Concreto Protendido no Mundo
O Engenheiro Eugène Freyssinet pesquisando essa retração e essa fluência do
concreto, desenvolveu um sistema de protensão com tensões no aço superiores a
400 N/mm² e o patenteou em 1928. Em 1941, executou a primeira obra em concreto
protendido, a ponte em pórtico biarticulado sobre o Rio Marne em Luzancy,
desencadeando na seqüência a construção de mais cinco pontes do mesmo tipo
também sobre o rio Marne (LEONHARDT, 1983).
Novas contribuições e inovações foram surgindo, principalmente pelos engenheiros
alemães e em 1938 foram construídas as primeiras pontes em concreto protendido
da Alemanha, na forma de viadutos sobre as auto-estradas. Os processos de
Freyssinet, com feixes constituídos de fios de 5 mm, com licença adquirida na
Alemanha pela empresa Wayss & Freitag AG, o processo da empresa Dyckerhoff &
Windmann (Dywidag), com barras de aço St 600/900 de 25 mm de diâmetro e o
processo Leoba, de Leonhardt e Baur, com ancoragens especiais para os feixes e
com cabos concentrados para forças de protensão muito elevadas também fizeram
parte dessas inovações (LEONHARDT, 1983).
Gustave Paul Robert Magnel, engenheiro civil e educador belga criou entre 1940 e
1942 um processo particular, utilizando o concreto protendido sem aderência. Em
1948, escreveu o primeiro livro sobre concreto protendido (LEONHARDT, 1983).
2
O desenvolvimento acelerado do concreto protendido deu-se a partir de 1949, tendo
várias aplicações em pontes e grandes estruturas. Os processos da Dywidag e
Leoba sofreram novos desenvolvimentos e novos tipos de aços de protensão
favoreceram a criação de novos processos (LEONHARDT, 1983).
A primeira grande obra em viga contínua, denominada Ponte Obere Badstrasse, foi
construída na Alemanha em 1949 por F. Leonhardt e W. Baur, apresentando cabos
concentrados constituídos por fios e vão principal com 96 m sobre o canal do Neckar,
em Heilbronn. Sobre o mesmo canal, Leonhardt e Baur construíram também a primeira
ponte ferroviária, de laje oca, esconsa e com cinco vãos (LEONHARDT, 1983).
Ulrichv Finsterwalder desenvolveu a primeira ponte construída em balanços
sucessivos com auxílio de protensão, processo de construção que se desenvolveu
rapidamente por todo o mundo (LEONHARDT, 1983).
Outros destaques importantes na história do concreto protendido são a primeira
conferência sobre concreto protendido, realizada no ano de 1950 em Paris, pela FIP
(Fédération Internacionale de la Précontraint) e a publicação em 1954 do primeiro
livro de envergadura sobre concreto protendido (“Spannbeton für die Práxis”), pelo
autor Fritz Leonhardt, engenheiro alemão que contribuiu muito no desenvolvimento
do concreto protendido nas últimas décadas (LEONHARDT, 1983).
1.2
A História do Concreto Protendido no Brasil
No Brasil, esse sistema construtivo tardou a chegar. Segundo Vasconcelos (1985), a
história do concreto protendido no Brasil deve ser dividida em pós-tração e pré-tensão, pois
essas duas modalidades entraram no país em épocas distintas e em condições diversas.
3
1.2.1 Pós-tração
A pós-tração, foi a primeira modalidade introduzida no Brasil, onde a protensão nos cabos
é feita após a cura do concreto e a primeira obra em concreto protendido do Brasil,
executada nessa modalidade foi a ponte do Galeão, no Rio de Janeiro, construída em
1948 com utilização do sistema Freyssinet, tendo materiais como o aço, as ancoragens,
os equipamentos e até mesmo o projeto importados da França (VASCONCELOS, 1985).
A Companhia Siderúrgica Belgo – Mineira foi a pioneira na fabricação do aço de protensão
no Brasil, no ano de 1952, e a segunda ponte executada em concreto protendido no país, a
ponte de Juazeiro, já utilizou em sua protensão o aço brasileiro (VASCONCELOS, 1985).
A princípio eram fabricadas apenas três categorias de aço: 115/125, 125/140 e 140/160,
onde os fios, fornecidos em rolos de diâmetro pequeno (60 ou 85 cm) necessitavam de
um endireitamento antes de sua utilização, além de possuírem tensões internas que
prejudicavam o seu comportamento na peça protendida (VASCONCELOS, 1985).
O tratamento térmico de alívio de tensões veio em 1958, melhorando assim o desempenho
do aço. Também nesse ano, iniciou-se a fabricação de diâmetros de 7 e 8 mm, sendo que
este último teve pouca aceitação na época e hoje em dia, sua produção é bastante
limitada, geralmente utilizado somente em casos especiais (VASCONCELOS, 1985).
Na década de 60, começaram a aparecer as cordoalhas de dois, três e sete fios, e
estas, estão gradativamente substituindo os fios isolados de diâmetros 5,7 e 8 mm e
praticamente já não são mais utilizados em outros países, pois essas cordoalhas,
comparadas aos fios, são mais econômicas (VASCONCELOS, 1985).
A Belgo - Mineira continuou se aprimorando na fabricação de aço e em 1974
adquiriu o “know-how” da Sommerset Wire Company, a fim de fabricar aços
estabilizados, em que o tratamento térmico era aplicado ao aço sob tensão elevada,
produzindo assim aços de baixa relaxação (RB) em oposição aos aços utilizados até
então, de relaxação normal (RN) e essa nova tecnologia permitiu reduzir
consideravelmente as perdas progressivas de protensão que até então eram
4
superiores aos 15% admitidos nas primeiras obras, segundo estudos da época.
Atualmente no Brasil, são produzidos tanto os aços RN quanto os RB, porém, há
uma nítida preferência pelos últimos (VASCONCELOS, 1985).
Entre os anos de 1958 e 1968, a Indústria de Arames Cleide S.A., que desde 1933
produzia arames, passou a fabricar também o aço duro de Ø 5 mm para concreto
protendido e a dividir o mercado com a Belgo – Mineira. Algumas obras importantes
do Brasil que utilizaram esses arames foram a ponte sobre a represa Jurumirim, os
reservatórios cilíndricos de água potável da Avenida Santo Amaro e de Arthur Alvim
em São Paulo, o Museu de Arte Moderna de São Paulo (MASP) e o Edifício 5ª
Avenida, ambos na Avenida Paulista (VASCONCELOS, 1985).
Segundo Vasconcelos (1985), em 1968 houve uma fusão entre a Cleide e a Belgo –
Mineira, que durou somente até 1974, onde a Cleide continuou sua produção até o
ano de 1980, quando abandonou o mercado.
A partir de 1980, a Belgo – Mineira voltou a ser a única produtora de fios de aço,
cordoalhas e aços estabilizados para protensão no Brasil (VASCONCELOS, 1985).
Em 1977, para a execução das pistas de decolagem do Aeroporto Internacional do
Galeão no Rio de Janeiro, foram utilizadas barras filetadas de Ø 16 mm (aço
145/160 em rolos de 2,80 m de diâmetro e comprimento até 500 m) importadas da
Alemanha e a partir dessa obra a Siderúrgica Barra Mansa passou a fabricar o aço
filetado CP 85/105 com Ø de 32 mm, e posteriormente também as barras lisas de
Ø 19 mm, esses últimos exclusivamente para a Protendidos Dywidag Ltda,
representante da patente Dywidag no Brasil (VASCONCELOS, 1985).
1.2.2 Pré-tração
Segundo Vasconcelos (1985), a aplicação da pré-tração no Brasil começou cinco
anos depois da pós-tração e por esse motivo é importante apresentá-las em
separado.
5
Apesar de ser uma idéia tão antiga quanto as aplicações práticas do concreto armado,
foi o engenheiro alemão Ewald Hoyer que estudou por vários anos, desenvolveu e
patenteou o sistema denominado “Sistema Hoyer”, que por sua vez foi estudado pelo
engenheiro Ruben Duffles Andrade, responsável por conquistar a cessão de direitos
de uso desse processo no Brasil em 03 de Dezembro de 1951 (VASCONCELOS, 1985).
Desde então, Duffles que já tinha um contato com Hoyer, começou a receber desse,
grande número de informações e fotografias que lhe possibilitaram preparar um
artigo, que foi publicado no Boletim do DER sob o título de “Novo Material de
Construção: concreto de cordas de aço, concreto protendido sistema Hoyer ou
Concreto Hoyer” (VASCONCELOS, 1985).
Duffles, a fim de explorar comercialmente a Patente Hoyer, fundou em 17 de Setembro de
1952 a empresa “Concreto Protendido Ltda”, desativada em Dezembro de 1982, era restrita
a fabricação de caixas d’água domiciliares por razões trabalhistas (VASCONCELOS, 1985).
Segundo Vasconcelos (1985), Duffles, foi o primeiro no Brasil a produzir peças de concreto
protendido de fio aderente, denominado hoje de pré-tração, após ter praticamente
reinventado esse sistema, uma vez que ainda não existiam no país as matérias primas
utilizadas por Hoyer, como cimento de alta resistência e aços de cordas de piano.
Também foi pioneiro no uso de cordoalhas no Brasil, no final do ano de 1959,
fazendo ele próprio o trançado dos fios, colocando na cordoalha tantos fios quantos
fossem necessários pelo seu cálculo e mesmo depois que a empresa Belgo –
Mineira começou a fabricar cordoalhas, Duffles continuou a produzi-las também,
analisando preços e investimentos nos estoques (VASCONCELOS, 1985).
Com o passar dos anos, os fios ganharam diâmetros maiores e os primeiros a
utilizar fios de Ø 5 mm na protensão por simples aderência foram Paulo Lorena da
SOBRAF (Sociedade Brasileira de Fundações), em 1957, fabricando estacas de
seção 20 x 20 cm para uso próprio em fundações e, Vasconcelos, da PROTENDIT,
entre 1957 e 1958, atuando em galpões industriais em “shed” e estacas de seção 15
cm até 8 m de comprimento (VASCONCELOS, 1985).
6
Em 1964, em Curitiba, foi fundada a empresa PROTENSA, subsidiária da
Construtora MARNA, pioneira no sul do país na produção de vigas protendidas de
pontes, tendo seu maior desenvolvimento nos anos 70 (VASCONCELOS, 1985).
Em 1965, em São Bernardo do Campo, no estado de São Paulo, foi fundada a
CINASA – Construção Industrializada Nacional S/A, inicialmente subsidiária da
Construtora Rabello, executava painéis com acabamento final, e posteriormente
se dedicou a fabricação exclusiva de peças pré-moldadas protendidas de fio
aderente, tendo como destaque a fabricação de vigas com seção transversal em
Y de abas largas de 2 m, usadas como telha (VASCONCELOS, 1985).
A SOBRAF, que antes atuava somente em fundações, ingressou na fabricação
de pré-moldados, inicialmente com o nome semelhante SOBRAP – Sociedade
Brasileira de Pré-moldados, que não se firmou por muito tempo, adotando
então o nome de sua subsidiária CONSID (Construtora Siderúrgica) e teve
como destaque a telha W, com seção transversal em forma de trapézio com
pequenas abas (VASCONCELOS, 1985).
Hoje, são inúmeras as empresas de pré-moldados no país, tendo como destaques
em São Paulo:
•
REAGO Indústria e Comércio S.A.;
•
S.C.A.C,
•
C.P.M,
•
Munte Construções Industrializadas Ltda;
•
B.R.C. Pré-moldados Ltda
•
Morales, Consultoria de Pré-moldados S.C.LTDA.
7
E ainda:
•
Premo e Precon, em Belo Horizonte;
•
Beltram em Salvador;
•
PREMAG e Stahlton no Rio de Janeiro e,
•
Pré-concretos S.A. Indústria e Comércio em Porto Alegre.
Atualmente, o menor número de operações de protensão pelo uso de maiores áreas
de aço em cada cabo, a melhor aderência ao concreto e a facilidade de alojamento
dos fios protendidos, facilitando o adensamento do concreto, são as principais
vantagens para a preferência do emprego de cordoalhas RN e RB em relação aos
fios lisos, que hoje são utilizados mais em peças de pequenas dimensões, como
vigotas para lajes ou terças de telhados, painéis para lajes, placas finas e elementos
para caixilhos de concreto (VASCONCELOS, 1985).
8
2. OBJETIVOS
O presente trabalho tem por objetivo principal dar auxílio bibliográfico aos estudantes
de engenharia civil que buscam aprofundar seus conhecimentos sobre a utilização
do concreto protendido, com enfoque em seus conceitos e aplicações.
4.1 Objetivo Geral
O objetivo geral desse trabalho é apresentar de forma clara e sucinta os conceitos
de concreto protendido e sua aplicação em uma ponte estaiada.
4.2 Objetivo Específico
Esse trabalho busca apresentar as soluções em concreto protendido utilizadas na
construção da Ponte Engenheiro Jamil Sabino, mais conhecida como Ponte Estação
Estaiada Santo Amaro, localizada no Estado de São Paulo.
9
3. MÉTODO DE TRABALHO
Com o intuito de proporcionar uma leitura de fácil compreensão, o trabalho está
apresentado em duas partes: revisão bibliográfica, desenvolvida através de
pesquisa em literatura específica e diversos trabalhos científicos, como teses e
dissertações de mestrado e doutorado, onde serão apresentados o conceito e as
aplicações do concreto protendido e o estudo de caso, fundamentado na
documentação técnica fornecida pela empresa construtora da obra, entrevistas
com o engenheiro Milton Carvalhal Jr., um dos responsáveis pelo projeto executivo
da obra escolhida, além de artigos publicados em revistas, na rede eletrônica
mundial Internet e de visita técnica ao local de estudo.
10
4. JUSTIFICATIVA
Além do fato da Ponte Engenheiro Jamil Sabino ter sido a primeira ponte estaiada
executada no Estado de São Paulo, seu diferencial está no fato de suportar em sua
estrutura uma estação metroviária. Um dos fatores que atraiu o interesse da aluna
na escolha de um tema para sua pesquisa.
O desejo de ampliar seus conhecimentos no que diz respeito a utilização do
concreto protendido, que nessa obra é predominante, adicionado ao fato de
morar nas proximidades da ponte e ser uma amante da engenharia civil, só
acrescentaram o interesse de estudar a concepção e execução dessa obra de
arte especial, tão mencionada na época de sua construção e já quase
desconhecida nos dias atuais, onde outras estruturas semelhantes já ocupam
o lugar de cartão postal do Estado de São Paulo.
11
5. CONCRETO PROTENDIDO
Vários autores, a fim de exemplificar o conceito e as vantagens do concreto
protendido, costumam comparar essa tecnologia com a tecnologia do concreto
armado. Porém, basta apresentar algumas características do concreto protendido
para entender porque ele é hoje utilizado mundialmente, tanto em projetos
arquitetônicos convencionais.
As pontes estaiada, principalmente as de grandes vãos, são um exemplo prático do
sucesso de aplicação do concreto protendido, pois além de estarem expostas aos
ambientes agressivos e possuirem quase sempre uma arquitetura arrojada, cada vez
mais esbeltas, o concreto protendido nessas estruturas proporciona a redução do
peso próprio das mesmas e conseqüentemente o carregamento de suas fundações,
reduzindo e controlando as deformações e a fissuração com a aplicação das cargas
acidentais, permitindo o máximo aproveitamento da resistência mecânica do aço e
do concreto utilizados (RUDLOFF, 2008).
Esses fatores, além de apresentarem ótima relação de custo x benefício no
momento da construção, proporcionam uma longa vida útil dos materiais
utilizados, sendo praticamente nula a necessidade de manutenção nesse tipo
de estrutura (RUDLOFF, 2008).
O concreto protendido não se aplica somente em estruturas de obra de arte especiais,
mas também é muito utilizado em peças pré-moldadas, em recuperação e reforço
estrutural e outras obras de pequeno, médio e grande porte (RUDLOFF, 2008).
12
5.1 Conceitos
O concreto protendido, além das características já mencionadas anteriormente, tem
como característica principal sua boa resistência à compressão, da ordem de
20 MPa a 50 MPa, porém, quando submetido à tração, apresenta baixa resistência,
cerca de apenas 10% da sua resistência à compressão. Aplicando-se uma
compressão prévia (protensão), esse comportamento pode ser melhorado, nas
regiões onde as solicitações produzem tensões de tração (PFEIL, 1988).
Segundo Pfeil (1988), protensão é a aplicação de tensões prévias de compressão nas
partes da seção tracionada pelas solicitações dos carregamentos, realizada por meio
de cabos de aço de alta resistência, tracionados e ancorados no próprio concreto.
Nas Figuras 5.1 e 5.2 abaixo, podemos visualizar essa aplicação, comparando uma
viga em concreto armado com uma viga em concreto protendido.
Figura 5.1 - Viga de Concreto Armado Convencional (PFEIL, 1988)
Figura 5.2 - Viga de Concreto Protendido (PFEIL , 1988)
13
Na Figura 5.1, é apresentada uma viga de concreto armado convencional, sujeita a
uma solicitação de flexão simples, em serviço. A parte superior de concreto está
comprimida e a parte inferior da seção está tracionada, admitindo-se fissuras para
efeito de análise. Os esforços de tração são resistidos pelas armaduras de aço cuja
tensão de tração se designa por σs (PFEIL, 1988).
Esses aços empregados como armaduras de concreto armado têm limite de
escoamento variando de 2.500 kgf/cm² (250 MPa) a 5.000 kgf/cm² (500 MPa) e na
prática, os valores de σs utilizáveis, são limitados aos valores de aberturas das
fissuras, da ordem de 0,2 mm a 0,4 mm para aberturas máximas, valores esses
considerados aceitáveis (PFEIL, 1988).
Além dessa limitação, a fissuração também limita o emprego de concretos de
elevada resistência, uma vez que as tensões de compressão no concreto devem ser
compatíveis com as tensões máximas utilizáveis nas armaduras (PFEIL, 1988).
Já na Figura 5.2, é apresentado o conceito de viga em concreto protendido, onde há
uma aplicação de um estado prévio de tensões (protensão) na viga de concreto,
mediante cabos de aço bem esticados e ancorados nas extremidades, onde P é o
esforço de protensão transmitido ao concreto pela ancoragem do cabo (PFEIL, 1988).
Segundo Pfeil (1988), a protensão, desloca a faixa de trabalho do concreto para o
âmbito das compressões, onde o material é mais eficiente e, como os cabos são
tracionados e ancorados, pode-se empregar nesses cabos aços de alta resistência,
trabalhando com tensões elevadas. Dessa forma, compatibiliza-se o emprego de
dois materiais com elevada resistência:
•
O concreto com elevada resistência à compressão e,
•
Os aços com elevada resistência à tração.
Materiais esses que terão maior enfoque no item 5.3 desse capítulo.
14
A resistência à tração dos cabos de aço utilizados como armaduras protendidas é da
ordem de 1.500 kgf/cm² (150 MPa) a 1.900 kgf/cm² (190 MPa) (PFEIL, 1988).
Segundo Pfeil (1988), a protensão em uma viga de concreto melhora não só seu
comportamento para solicitações de flexão com também para as solicitações de
cisalhamento.
5.2 Tipos de Protensão
Segundo Veríssimo e César Jr. (1998), os tipos de protensão existentes estão
relacionados aos estados limites de utilização referentes à fissuração. Na seqüência,
serão apresentados os três tipos de protensão conhecidos.
5.2.1 Protensão completa
Também conhecida como protensão total, esse tipo de protensão limita as flutuações de
tensões no aço a valores moderados, além de proporcionar as melhores condições de
proteção das armaduras contra a corrosão (VERÍSSIMO E CÉSAR JR. ; 1998).
Segundo Veríssimo e César Jr., observa-se a aplicação da protensão completa, em
duas condições:
•
Nas situações em que carga permanente e sobrecargas atuam, não se admite
tensão de tração no concreto;
•
Quando há combinações raras de ações, previstas em projeto, respeitando o
estado limite de formação de fissuras (VERÍSSIMO E CÉSAR JR. , 1998).
15
A protensão completa é aplicável em várias situações, como por exemplo, em
tirantes em concreto protendido, reservatórios protendidos e em vigas formadas por
justaposição de peças pré-moldadas, sem armadura suplementar nas seções das
juntas (VERÍSSIMO E CÉSAR JR. , 1998).
5.2.2 Protensão limitada
As condições para a existência da protensão limitada de acordo com a NBR 7197 são:
•
Para combinações quase permanentes de ações, previstas em projetos, é
respeitado o estado limite de descompressão;
•
Para combinações freqüentes de ações, previstas em projeto, é respeitado o
estado limite de formação de fissuras (VERÍSSIMO E CÉSAR JR., 1998).
Nesse tipo de protensão, considera-se uma probabilidade muito pequena de
fissuração do concreto, fissura essa que se abre quando a peça é
submetida a uma sobrecarga transitória e se fecha após a passagem dessa
carga, uma vez que as seções permanecem comprimidas sob o efeito das
cargas quase permanentes (VERÍSSIMO E CÉSAR JR., 1998).
Utilizada comumente em pontes, passarelas e obras similares, a protensão
limitada apresenta vantagens quando comparada a protensão total, como
menores tensões de tração e compressão na época da protensão, melhor
comportamento às flechas sob o efeito da fluência do concreto e maior participação
da armadura suplementar na ruptura (VERÍSSIMO E CÉSAR JR., 1998).
16
5.2.3 Protensão parcial
Na protensão parcial, o critério é semelhante àquele utilizado na protensão limitada,
porém, é permitido que as trações no concreto sejam maiores, ocasionando a
formação de fissuras mais abertas (VERÍSSIMO E CÉSAR JR., 1998).
Segundo Veríssimo e César Jr. (1998), existe protensão parcial quando são
verificadas as seguintes condições:
•
É respeitado o estado limite de descompressão para as combinações quase
permanentes de ações, previstas em projeto e;
•
É respeitado o estado limite de abertura de fissuras, com wk ≤ 0,2 mm para as
combinações freqüentes de ações previstas em projeto.
Como as definições dos tipos de protensão já foram apresentadas, vejamos agora
na Figura 5.3, um resumo das possibilidades de combinação dos processos e tipos
de protensão no estado de utilização.
Figura 5.3 - Possíveis Combinações dos Processos e Tipos de Protensão no Estado de Utilização
17
5.3 Materiais para Concreto Protendido
Conforme já mencionado no item 5.1 desse capítulo, o concreto protendido é
constituído basicamente pelo concreto e o aço, como no concreto armado, onde a
diferença fundamental está na resistência desses dois materiais. Porém,
encontramos também nesse sistema, alguns materiais importantes como as bainhas
e a nata de injeção, os quais, serão apresentados a seguir.
5.3.1 Concreto
O concreto utilizado nesse sistema estrutural deve ser de alta resistência, das
classes B 25 a B 55, pois deve assumir a função de:
•
Limitar os valores de encurtamentos de retração e fluência, uma vez que tais
encurtamentos dão origem às perdas de protensão;
•
Elevar a resistência à compressão;
•
Elevar a resistência à corrosão
Além dessas características, deve-se haver um controle no uso de aditivos,
geralmente só utilizados com uma permissão especial, e no uso da água de
amassamento, que não deve conter cloro (LEONHARDT, 1983).
5.3.2 Aços para protensão
Segundo Pfeil (1988), os aços utilizados como armaduras de protensão podem ser
divididos em três categorias:
•
Fios trefilados de aço carbono,
18
•
Cordoalhas e,
•
Barras de aço-liga
As principais propriedades mecânicas dos aços de protensão são as
seguintes:
− Limite de elasticidade (ƒpel), maior tensão para a qual o diagrama σ, θ
fica elástico; o limite de elasticidade é definido, convencionalmente,
como a tensão que produz uma deformação unitária de 0,01%.
− Limite de escoamento convencional à tração (ƒp0,2), igual à tração
para a qual o aço apresenta uma deformação unitária residual de
0,2%, após descarga (PFEIL, 1998).
As letras CP (concreto protendido), representam os aços de protensão, seguidas de sua
resistência característica à ruptura por tração (ƒptk) na unidade kgf/mm² (PFEIL, 1998).
De acordo com Pfeil (1998), os valores experimentais médios do módulo de elasticidade
dos aços de protensão (Ep) são dispersos, conforme demonstrado na Tabela 5.1. Por
esse motivo, adota-se o valor único Ep = 200.000 MPa = 2 x 106 kgf/cm².
Tabela 5.1 - Valores dos Módulos de Elasticidades dos Aços de Protensão
Fios e barras Ep = 205.000 MPa = 2,05 x 106 kgf/cm²
Cordoalhas
Ep = 195.000 MPa = 1,95 x 106 kgf/cm²
Fonte: PFEIL, 1998
5.3.2.1 Fios trefilados
Segundo Leonhardt (1983), os fios de aço para protensão são produzidos de acordo
com dois processos de fabricação: os fios de aço-liga beneficiados e os fios
laminados a quente e trefilados a frio.
19
Seus diâmetros variam entre 3 mm a 8 mm e são fornecidos em rolos ou bobinas
com grande comprimento de fio (PFEIL, 1988).
Segundo Pfeil (1988), os fios trefilados tem superfície lisa, devido a
passagem desse material na fieira. No desejo de aumentar a aderência com o
concreto, os fios podem ser fornecidos com indentações superficiais,
introduzidas após a trefilação.
O dispositivo de tração da trefiladeira produz uma curvatura aos fios
trefilados e quando a bobina é desenrolada, o fio toma uma forma helicoidal.
Desse modo, é necessário um tratamento térmico que alivia as tensões
internas de trefilação, elevando o limite elástico e retificando o fio (PFEIL,
1988).
Algumas normas que regulamentam a fabricação e fornecimento desses fios
trefilados para protensão são: ABNT NBR 7482, ASTM a 421 e BS 2691.
A empresa Belgo – Mineira na fabricação de seus fios para protensão segue
as três normas mencionadas acima e as principais características desses fios
são:
•
Perda máxima por relaxação após 1.000 h a 20° C para carga inicial de 80%
da carga de ruptura,
•
Relaxação normal (RN) igual a 8,5%
•
Relaxação baixa (RB) igual a 3,0%
•
Valor médio do módulo de elasticidade igual a 210 kN/mm² e
•
Correspondência adotada pela NBR 7482: 1 kgf/mm² igual a 10 MPa
Nas Tabelas 5.2 e 5.3 são apresentadas as especificações de fios para protensão
de acordo com a designação da ABNT.
20
Tabela 5.2 - Fios com Relaxação Baixa (RB)
Designação
(ABNT)
Limite de
Tensão para
Diâmetro
Área
Massa
resistência
alongamento
nominal
nominal
nominal
à tração
de 1%
(ƒptk)
(ƒpyk)
Relaxação sob
comprimento constante
(1000 h, 20° C)
Tensão inicial σpi/ƒptk
0,6
0,7
0,8
mm
mm²
Kg/km
MPa
MPa
%
%
%
CP 150 RB 7
7
38,5
302
1.500
1.350
1
2
3
CP 160 RB 7
7
38,5
302
1.600
1.440
1
2
3
CP 150 RB 8
8
50,3
395
1.500
1.350
1
2
3
* Tensão para alongamento de 1%, considerada equivalente à tensão a 0,2% de deformação
permanente ƒpyk
ƒpyk = 0,90 ƒptk
Valor médio para o módulo de elasticidade: 210.000 MPa
Fonte: ABNT
Tabela 5.3 - Fios com Relaxação Normal RN (RN)
Designação
(ABNT)
Limite de
Tensão para
Diâmetro
Área
Massa
resistência
alongamento
nominal
nominal
nominal
à tração
de 1%
(ƒptk)
(ƒpyk)
Relaxação sob
comprimento constante
(1000 h, 20° C)
Tensão inicial σpi/ƒptk
0,6
0,7
0,8
mm
mm²
Kg/km
MPa
MPa
%
%
%
CP 160 RN 4
4
12,6
98,7
1.600
1.360
4
5
8,5
CP 170 RN 4
4
12,6
98,7
1.700
1.450
4
5
8,5
CP 150 RN 5
5
19,6
154
1.500
1.280
4
5
8,5
CP 160 RN 5
5
19,6
154
1.600
1.360
4
5
8,5
CP 150 RN 6
6
28,3
222
1.500
1.280
4
5
8,5
CP 160 RN 6
6
28,3
222
1.600
1.360
4
5
8,5
CP 150 RN 7
7
38,5
302
1.500
1.280
4
5
8,5
CP 160 RN 7
7
38,5
302
1.600
1.360
4
5
8,5
CP 150 RN 8
8
50,3
395
1.500
1.280
4
5
8,5
* Tensão para alongamento de 1%, considerada equivalente à tensão a 0,2% de deformação
permanente ƒpyk
ƒpyk = 0,85 ƒptk
Valor médio para o módulo de elasticidade: 210.000 MPa
Fonte: ABNT
21
5.3.2.2 Cordoalhas
Cordoalhas é o conjunto de fios enrolados em forma de hélice, onde a quantidade de
fios varia de 2 a 7 unidades.
De acordo com a NBR 7483 de 2008, as cordoalhas são classificadas em
cordoalhas de sete fios e cordoalhas de três fios, onde a primeira é formada por seis
fios de mesmo diâmetro nominal, encordoados juntos em torno de um fio central
enquanto que a segunda é formada por três fios de mesmo diâmetro nominal,
encordoados juntos, com um passo uniforme. Já em relação a sua resistência à
tração, as cordoalhas apresentam duas categorias:
•
Categoria CP – 190
•
Categoria CP – 210
Onde os números 190 e 210 correspondem ao limite mínimo da resistência à tração
na unidade kgf/mm².
Nas Tabelas 5.4, 5.5, 5.6 e 5.7 a seguir, são apresentadas as principais
características das cordoalhas de três e sete fios com relaxação baixa (RB) de
acordo com a ABNT.
Tabela 5.4- Características das cordoalhas de 7 fios categoria RB 190
Designação
(ABNT)
Carga
Carga
Ø
Área
Massa
mínima
mínima
nominal
nominal
nominal
de
a 1% de
ruptura
alongamento
mm
mm²
Kg/km
kN
KN
CP 190 RB 9,5
9,5
56,2
441
102,3
92,1
CP 190 RB 12,7
12,7
100,9
792
183,7
165,3
CP 190 RB 15,2
15,2
143,4
1.126
260,7
234,6
Fonte: ABNT, 2008
Alongamento
Relaxação
total mín.
máxima
após a
após
ruptura
1.000 h
%
%
3,5 % mín.
3,5 % máx
22
Tabela 5.5- Características das cordoalhas de 3 fios categoria RB 190
Designação
(ABNT)
Carga
Carga
Ø
Área
Massa
mínima
mínima
nominal
nominal
nominal
de
a 1% de
ruptura
alongamento
mm
mm²
Kg/km
kN
KN
CP 190 RB 3 x 3,0
3 x 3,00
21,8
171
40,1
36,1
CP 190 RB 3 x 3,5
3 x 3,50
30,3
238
55,9
50,3
CP 190 RB 3 x 4,0
3 x 4,00
38,7
304
70,1
63,1
CP 190 RB 3 x 4,5
3 x 4,50
46,6
366
86,1
77,5
CP 190 RB 3 x 5,0
3 x 5,00
66,2
520
122,4
110,2
Alongamento
Relaxação
total mín.
máxima
após a
após
ruptura
1.000 h
%
%
3,5 % mín.
3,5 % máx
Fonte: ABNT, 2008
Tabela 5.6 - Características das cordoalhas de 7 fios categoria RB 210
Designação
(ABNT)
Carga
Carga
Ø
Área
Massa
mínima
mínima
nominal
nominal
nominal
de
a 1% de
ruptura
alongamento
mm
mm²
Kg/km
kN
KN
CP 210 RB 9,5
9,5
56,2
441
113,1
101,8
CP 210 RB 12,7
12,7
100,9
792
203,1
182,8
CP 210 RB 15,2
15,2
143,4
1.126
288,2
259,4
Alongamento
Relaxação
total mín.
máxima
após a
após
ruptura
1.000 h
%
%
3,5 % mín.
3,5 % máx
Fonte: ABNT, 2008
Tabela 5.7 - Características das cordoalhas de 3 fios categoria RB 210
Designação
(ABNT)
Carga
Carga
Ø
Área
Massa
mínima
mínima
nominal
nominal
nominal
de
a 1% de
ruptura
alongamento
mm
mm²
Kg/km
kN
KN
CP 190 RB 3 x 3,0
3 x 3,00
21,8
171
44,3
39,9
CP 190 RB 3 x 3,5
3 x 3,50
30,3
238
61,8
55,6
CP 190 RB 3 x 4,0
3 x 4,00
38,7
304
77,5
69,7
Alongamento
Relaxação
total mín.
máxima
após a
após
ruptura
1.000 h
%
%
3,5 % mín.
3,5 % máx
23
CP 190 RB 3 x 4,5
3 x 4,50
46,6
366
95,2
85,7
CP 190 RB 3 x 5,0
3 x 5,00
66,2
520
135,3
121,8
Fonte: ABNT, 2008
Na Figura 5.4 é são apresentadas as cordoalhas em rolos em fábrica, prontas para
utilização.
Figura 5.4 - Cordoalhas fabricadas pela empresa Belgo (BELGO, 2008)
Geralmente, as cordoalhas são submetidas a dois tipos de ensaios:
•
Ensaio
de
tração,
onde
se
determina
o
diagrama
“carga-
deformação”, a carga a 1% de alongamento, a carga de ruptura, o
alongamento total após a ruptura e o módulo de elasticidade em
todos os corpos-de-prova e,
•
Ensaio
de
relaxação,
onde
se
determinam
os
valores
da
relaxação para uma carga inicial aplicada de 80% da carga de
ruptura mínima especificada.
Esses ensaios devem ser executados conforme as normas da ABNT
NBR 6349 para o ensaio de tração e NBR 7484 para o ensaio de
relaxação (ABNT – NBR 7483:2008).
Nas Figuras 5.5 e 5.6 são apresentados os resultados dos ensaios de
tração e relaxação respectivamente, realizados pela empresa Belgo –
Mineira.
24
Figura 5.5 - Diagrama tensão x deformação obtido por ensaio de tração em um corpo de prova
de aço de protensão (BELGO , 2008)
Figura 5.6 - Diagrama de um Teste de Relaxação (BELGO, 2008)
25
5.3.2.3 Barras de aço-liga
As barras de aço-liga possuem alta resistência, diâmetros superiores a 12 mm e
comprimento limitado (VERÍSSIMO E CÉSAR JR., 1998).
No mercado, encontramos vários tipos e bitolas de aços para protensão, que
seguem as normas nacional e internacional, uma fez que o aço é vendido em
praticamente todos os países do mundo, além de muitas fábricas atenderem
também projetos especiais, produzindo aços diferentes daqueles já integrantes de
seus catálogos de produtos (VERÍSSIMO E CÉSAR JR., 1998).
As categorias mais comumente encontradas no mercado brasileiro são:
•
Aço CP 175 RN
•
Aço CP 175 RB
•
Aço CP 190 RN
•
Aço CP 190 RB
5.3.2.4 Corrosão dos aços de protensão
A corrosão no aço de protensão é um fator preocupante pelo menos por
dois motivos. Em primeiro lugar porque normalmente o diâmetro dos fios é
pequeno e em segundo lugar porque o aço quando sujeito a elevadas
tensões fica mais susceptível à corrosão. Um certo grau de corrosão,
considerado inofensivo para um aço de concreto armado, pode ser critico no
caso de fios de protensão com pequena seção transversal. As depressões
causadas pela corrosão funcionam como mossas, fazendo surgir perigosos
picos de tensão em aços tensionados.
A chamada corrosão intercristalina sob tensão (stress corrosion) e o
fenômeno da fragilidade sob a ação do hidrogênio, também conhecido como
corrosão catódica sob tensão, são mais perigosos que a corrosão ordinária.
Esses fenômenos podem ocorrer devido à existência simultânea de
26
umidade, tensões de tração e certos produtos químicos como cloretos,
nitratos, sulfetos, sulfatos e alguns ácidos. Este tipo de corrosão, que não é
detectada exteriormente, dá origem a fissuras iniciais de pequena abertura e
pode, depois de um certo tempo, conduzir a uma ruptura frágil. Pode levar
um cabo de protensão ao colapso.
Devido à sua sensibilidade à corrosão, os aços de protensão devem ser
protegidos contra a corrosão na fábrica, durante o transporte e na obra,
devendo ser armazenados e instalados em lugares cobertos, aquecidos,
secos e aerados, para não serem afetados pela água de condensação.
É preciso evitar sempre que os fios entrem em contato com o solo (ácido húmico) ou
com os agentes químicos já mencionados. Por ocasião da montagem dos cabos, as
bainhas devem estar bem impermeabilizadas (VERÍSSIMO E CÉSAR JR., 1998).
5.3.3 Bainhas
A bainha, também conhecida por ductos, nada mais é do que um tubo, por onde a
armadura de protensão é inserida à estrutura, sem sofrer atrito. Esse tubo,
dependendo do tipo de protensão utilizada, pode ser fabricado em material metálico
ou em PEAD.
Quando a protensão necessita da utilização de injeção de nata de cimento, a mesma
é feita através de tubos de respiro, ligados em pontos da bainha, conforme
apresentado na Figura 5.7.
27
Figura 5.7 - Ligação de um respiro num ponto intermediário da bainha
5.3.3.1 Bainhas metálicas
Quando a protensão é com aderência superior, utiliza-se bainha de chapa de aço
laminada a frio (FIGURA 5.8) com espessura variando entre 0,2 a 0,35 mm. Esse
tipo de bainha possui ondulações helicoidais permitindo sua flexibilidade longitudinal
e sua rigidez transversal (LEONHARDT, 1983).
Figura 5.8 - Bainhas metálicas (PREPON, 2008)
A definição de uma bainha está relacionada ao tipo de estrutura a qual será
aplicada a protensão e à quantidade de cordoalhas do cabo. Em vigas, utilizamos
as bainhas com seção transversal circular e nas lajes, utilizamos as bainhas
chatas. Quando há necessidade de emenda na bainha, utilizam-se luvas externas,
fabricadas com o mesmo material das bainhas, porém com diâmetros ligeiramente
maiores (RUDLOFF, 2008).
28
5.3.3.2 Bainhas plásticas
As bainhas plásticas, geralmente são capas de polietileno de alta densidade (PEAD)
que revestem individualmente as cordoalhas utilizadas no sistema de protensão não
aderente, apresentando espessura da parede mínima de 1 mm e seção circular com
diâmetro interno suficiente para a cordoalha movimentar-se livremente em seu
interior. Devem apresentar impermeabilidade, durabilidade e resistência aos danos
provocados por manuseio, transporte, instalação, concretagem e tensionamento dos
cabos (RUDLOFF, 2008).
5.3.4 Nata de injeção
A nata de injeção é uma mistura de água e cimento que tem a finalidade de obter a
aderência posterior da armadura de protensão com o concreto, além de proteger a
armadura contra a corrosão (LEONHARDT, 1983).
Utiliza-se em média a proporção de 36 a 44 kg de água para 100 kg de cimento e
dependendo do cimento e aditivos utilizados na mistura pode haver uma leve
alteração de sua característica (RUDLOFF, 2008).
Para a utilização da nata de injeção, devem-se atender alguns requisitos
estabelecidos por normas técnicas, tais como: fluidez, exsudação, expansão,
resistência mecânica, retração, absorção capilar, tempo de pega, tempo de
injetabilidade, dosagem de aditivos e ausência de agentes agressivos (RUDLOFF, 2008).
Existem no mercado outros materiais para a injeção, como as resinas sintéticas,
geralmente utilizada quando submetida a baixas temperaturas, onde não é possível
a utilização da nata de cimento, porém, esse tipo de injeção além de mais cara que a
nata de cimento, somente deve ser aplicada por empresas especializadas
(LEONHARDT, 1983).
29
5.4 Sistemas de Protensão
Como já apresentado no Capítulo 1, no início da história do concreto protendido
foram desenvolvidos dois sistemas de protensão: o sistema Freyssinet, desenvolvido
pelo engenheiro francês Eugène Freyssinet e o sistema Dywidag, desenvolvidos
pelos alemães, ambos patenteados, e executados até hoje por empresas
especializadas.
Atualmente, os processos técnica e economicamente vantajosos que se firmaram no
mercado são inúmeros e, somente empresas especializadas possuem a concessão
para a utilização de algum desses processos, obviamente patenteados.
O fato das empresas especializadas possuírem o domínio das técnicas e dos
equipamentos necessários para execução desses sistemas, faz com que o trabalho
de um calculista de concreto protendido limite-se ao projeto.
5.4.1 Protensão com aderência inicial
Nesse sistema, a armadura de protensão é tensionada antes da cura do concreto
(FIGURA 5.9). Os fios de protensão são tensionados entre os blocos de ancoragem
fixos e posteriormente concretados, obtendo-se dessa forma uma aderência
imediata entre a armadura e o concreto (LEONHARDT, 1983).
Figura 5.9 - Protensão com Aderência Inicial (LEONHARDT, 1983)
30
Esse sistema de protensão é muito utilizado na fabricação de pré-moldados em
concreto protendido (LEONHARDT, 1983).
5.4.2 Protensão com aderência posterior
Nesse sistema, a armadura de protensão é colocada solta, dentro das bainhas, e
recebe o tensionamento após a cura do concreto, sendo ancorada nas extremidades da
peça. É nesse sistema que se faz necessária a injeção da nata de cimento, a fim de se
obter a aderência da armadura, além de protegê-la contra a corrosão (FIGURA 5.10).
Figura 5.10 - Sistema de Protensão Pós-Tensionada (RUDLOFF, 2008)
5.4.3 Protensão sem aderência
Como o nome já diz, na protensão sem aderência, não há a aderência entre a
armadura de protensão e a estrutura de concreto (FIGURA 5.11).
Nesse sistema, a armadura também recebe o tensionamento após a cura do concreto
e é ancorada nas extremidades da peça, porém, a injeção é feita com graxa, que
possibilita a movimentação das cordoalhas na bainha (LEONHARDT, 1983).
31
Figura 5.11 - Protensão Sem Aderência (RUDLOFF, 2008)
5.5 Equipamentos de protensão
A aplicação da protensão em uma peça de concreto, independente do processo utilizado, é
feita através de equipamentos especiais que, produzem as forças e as transferem para a
peça de concreto, com o mínimo de perdas. A seguir, serão apresentados os equipamentos
mais utilizados na aplicação de protensão (VERÍSSIMO E CÉSAR JR. , 1998).
5.5.1 Cabo de protensão
Cabo de protensão é o conjunto formado pela bainha e pelos fios e/ou cordoalhas,
apresentados no item 5.2 deste capítulo.
5.5.2 Macacos de protensão
Constituídos por um cilindro e um pistão de seção cheia ou em coroa circular
(FIGURA 5.12), os macacos hidráulicos são equipamentos cuja finalidade é aplicar aos
cabos de protensão ou blocos de concreto a força de protensão, tecnologia desenvolvida
após o fim da segunda guerra mundial (VERÍSSIMO E CÉSAR JR. , 1998).
32
Figura 5.12 - Corte esquemático de um macaco hidráulico simples, com pistão e em
coroa de círculo (Veríssimo e César Jr. , 1998)
Para a aplicação dessa força, os macacos são ligados a bombas especiais
(Figura 5.13), as quais produzem pressões da ordem de 50 kN/cm². Essa
ligação entre bomba e macaco é feita por mangueiras flexíveis de alta pressão
(VERÍSSIMO E CÉSAR JR. ; CÉSAR JR., 1998).
Figura 5.13 - Bomba hidráulica elétrica fabricação Prepon (PREPON, 2008)
33
Durante o processo da aplicação da força de protensão, os cabos são presos aos
macacos e sofrem um alongamento, ocasionado pelo deslocamento entre o pistão e
o cilindro, quando este último recebe através da bomba de alta pressão, uma injeção
de óleo diluído e pressurizado (VERÍSSIMO E CÉSAR JR. , 1998).
Nas Figuras 5.14 e 5.15 temos as vistas lateral e frontal de um macaco de protensão
utilizado pelo Sistema Rudloff.
Figura 5.14 - Vista lateral de um macaco RUDLOFF (RUDLOFF, 2008)
Figura 5.15 - Vista frontal de um macaco RUDLOFF (RUDLOFF, 2008)
A determinação da força de protensão aplicada pelo macaco é feita através da
pressão hidráulica lida em um manômetro (VERÍSSIMO E CÉSAR JR., 1998).
Quando o macaco atinge a carga e / ou o cabo apresenta o alongamento, indicados
em projeto, finaliza-se a protensão. A pressão no macaco é aliviada, as cordoalhas
se ancoram no bloco e na seqüência é feita a remoção do macaco (RUDLLOF, 2008).
34
Existem vários modelos de macacos hidráulicos no mercado, que atendem aos
vários tipos de protensão. Na Figura 5.16 é apresentado um macaco de múltipla
tensão, fabricação PROTENDE.
Figura 5.16 - Macaco múltipla tensão PROTENDE (PROTENDE, 2006)
5.5.3 Ancoragens
Ancoragem é o nome dado aos dispositivos responsáveis pela fixação do cabo
protendido, mantendo a carga aplicada ao mesmo e impedindo o retorno do cabo ao
seu estado original (VERÍSSIMO E CÉSAR JR. , 1998).
Podem ser agrupadas de acordo com as seguintes categorias:
•
Ancoragem por aderência
•
Ancoragem por meio de cunhas
•
Ancoragem por meio de rosca e porca
35
5.5.3.1 Ancoragem por aderência
Segundo Leonhardt (1983), geralmente a ancoragem por aderência é empregada na
protensão com aderência inicial, onde a força de protensão a ancorar é três a quatro
vezes maior que na ancoragem por barras nervuradas de concreto armado de
mesma seção transversal. Para forças dessa magnitude, a ancoragem por aderência
só é efetiva se desenvolver uma aderência mecânica, através das nervuras na
armadura de protensão e o concreto. Já no caso das cordoalhas de 7 fios, esse
deslizamento não ocorre, devido ao efeito de saca-rolha.
Wettstein e Hoyer quando criaram o processo de protensão com aderência inicial,
utilizaram inicialmente fios extremamente finos de apenas 1 mm a 2 mm de
diâmetro, porém, esse processo serviu apenas para esclarecer o efeito de
ancoragem, onde a extremidade do fio, ao ficar sem tensão, se deforma
transversalmente. Dessa forma, a extremidade, a aumentar de diâmetro, se encunha
no concreto (efeito Hoyer – Figura 5.17) (LEONHARDT, 1983).
Figura 5.17 - Efeito Hoyer na extremidade de um fio ancorado por aderência (LEONHARDT, 1983)
Para a protensão com aderência posterior, a ancoragem por aderência pode ser de feixes
de fios, dispostos em leque na extremidade do cabo de protensão por fora da bainha.
A Figura 5.18 apresenta uma ancoragem por aderência de um feixe de fios dispostos
no interior de uma espira que cinta a região de ancoragem. A espira também serve
para absorver a força que atua no início do leque.
36
Figura 5.18 - Ancoragem por aderência de feixes dos fios (LEONHARDT, 1983)
Na Figura 5.19 representa a ancoragem em leque de um cabo constituído por fios. A
ancoragem nesse caso se faz por aderência na região de ancoragem a qual é
armada transversalmente.
Figura 5.19 - Ancoragem em leque (LEONHARDT, 1983)
37
5.5.3.2 Ancoragem por meio de cunhas
Nesse tipo de ancoragem, os cabos são ancorados através de duas peças
especiais, um cone macho e um cone fêmea.
A ancoragem por meio de cunhas é classificada em duas categorias:
•
Cunhas deslizantes
•
Cunhas cravadas
Nas cunhas deslizantes, a armadura de protensão ao ser tensionada, se movimenta
entre as cunhas que ainda estão soltas, as quais são levemente introduzidas, a mão
ou com martelo, com uma força ∆P antes do afrouxamento, permitindo o surgimento
de uma compressão transversal. Os cabos, quando liberados, tendem a recuar
puxando as cunhas para dentro do cone fêmea, por meio das forças de atrito
decorrentes da compressão transversal no apoio da cunha. Esse deslizamento que
ocorre, denominado encunhamento, depende da inclinação das faces da cunha e da
profundidade das ranhuras (LEONHARDT, 1983).
Geralmente, as cunhas possuem dentes ou ranhuras cuja função é “morder” o cabo
de protensão impedindo que ele escorregue. Esse deslocamento do cabo implica na
diminuição da força de protensão. Logo, esse encunhamento é um fator importante e
deve ser considerado (VERÍSSIMO E CÉSAR JR., 1988).
Quando se utiliza cunhas cravadas hidraulicamente, o macaco protende os fios até
atingir o esforço desejado P. Em seguida, um dispositivo aciona com um esforço F
uma cunha contra uma pela fixa. Quando o macaco é afrouxado, ainda surge um
pequeno encunhamento, o qual depende da relação entre a força de cravação e a
força de protensão. (LEONHARDT, 1983).
Segundo Leonhardt (1983), as cunhas cravadas também funcionam como
ancoragens passivas, as quais concretadas diretamente nas fôrmas, não podem ser
tensionadas.
38
5.5.3.3 Ancoragem por meio de rosca e porca
Segundo Leonhardt (1983), a ancoragem por meio de roscas e porcas é utilizada
quando as barras de aço são redondas. Para aços de alta resistência, é necessária
uma laminação a frio da rosca, aumentando assim a resistência do trecho rosqueado
e resultando em uma menor perda de seção transversal do núcleo. Utiliza-se a rosca
por laminação também para fios ou barras beneficiados, trefilados ou revenidos, com
resistências até a do aço St 1600 e até Ø 5 mm.
Quanto as porcas, inicialmente eram utilizadas porcas providas de colarinho e
pescoço dispostos abaixo da posição de apoio da porca, aliviando a solicitação nos
primeiros fios da rosca, posteriormente foram desenvolvidas as porcas cônicas, nas
quais um pescoço cônico se encaixa na placa de ancoragem, e que apresenta
quatro aberturas, sendo assim comprimida radialmente contra a rosca pelo apoio da
cunha (LEONHARDT, 1983).
Para que os fios da rosca sejam solicitados em toda sua altura, deve existir entre as
roscas da barra e a porca uma pequena folga, porém, existem processos, como o
Leoba, onda essa folga é preenchida com uma resina sintética de grande dureza,
aumentando ainda mais a resistência à fadiga (LEONHARDT, 1983).
Segundo Leonhardt (1983), as ancoragens rosqueadas são sensíveis a solicitações
adicionais de flexão, por esse motivo, a barra deve ser solicitada exatamente
centrada no trecho da rosca, as placas de ancoragem devem ser fixadas
rigorosamente perpendiculares ao eixo da barra e por ocasião da protensão, o
macaco deverá ser instalado com seu eixo exatamente alinhado com o eixo da
barra.
5.5.3.4 Disposição das ancoragens dos cabos de protensão
Quanto à disposição das ancoragens dos cabos, conforme já mencionado em
capítulos anteriores, elas podem ser chamadas de ancoragens passivas e
ancoragens ativas.
39
Segundo Leonhardt (1983), as ancoragens passivas são aquelas concretadas
diretamente na peça, ficando tão afastadas da face dessa peça estrutural, quanto
seja necessário para atender às exigências de cobrimento de concreto e da
presença da malha da armadura. Se essa ancoragem for constituída por peças
planas, então o concreto situado atrás da ancoragem deve ser ancorado no/ou junto
ao dispositivo de ancoragem, para que este não possa se desprender do cobrimento
do concreto, devido à deformação que surge com a protensão.
Nas Figuras 5.20 e 5.21 a seguir, dois modelos de ancoragens passivas, fabricação PROTENDE.
Figura 5.20 - Ancoragem passiva tipo laço (PROTENDE, 2006)
Figura 5.21 - Ancoragem passiva tipo ST (PROTENDE, 2006)
40
Já as ancoragens ativas, quando montadas nas faces extremas da estrutura, são
consideradas mais simples. Nesse caso, pode-se facilmente montar placas de
ancoragem com uma camada fina de argamassa sobre superfícies planas de
concreto, de modo que em princípio, só é necessário prender a forma à bainha ou o
alargamento em trombeta, quando os fios forem enfiados na bainha após a
concretagem (LEONHARDT, 1983).
Para os grandes cabos, adota-se uma placa de madeira perfeitamente plana, fixada
à extremidade da bainha e aparafusada à forma, sendo removida juntamente com as
formas. Em muitos casos, os cabos chegam à extremidade da viga com diversas
inclinações. A face extrema da peça, nesse caso, deve ter uma forma poligonal,
porque as placas de ancoragem devem estar rigorosamente perpendiculares ao eixo
do cabo de protensão (LEONHARDT, 1983).
Segundo Leonhardt (1983), freqüentemente, porém, as placas de ancoragem não possuem
faces planas perpendiculares ao eixo do cabo de protensão, e sim, superfícies inclinadas ou
curvas, para se consumir menor quantidade de aço. Estes tipos de ancoragem são fixados
na fôrma e a seguir concretados (um exemplo é a campânula de ancoragem Dywidag).
Após a protensão, uma parte da armadura de protensão fica, em geral, para
fora das ancoragens, mesmo no caso de que seja necessário cortar um
certo
comprimento
para
fixação
do
macaco
após
a
protensão
(LEONHARDT, 1983).
Estas pontas da armadura de protensão e as placas de ancoragem devem
evidentemente ser protegidas contra a corrosão, o que em geral se
consegue através de um capeamento de concreto, que deve ter uma
espessura suficiente (por exemplo,
≥ 100 mm) e ser bem armado. O
capeamento deve ser rigidamente ancorado à extremidade da viga que é
protendida, de modo a não se separar da placa de ancoragem devido à
deformação por fluência. Antes de se concretar o capeamento, o concreto
antigo em volta da placa de ancoragem deve ser apicoado e umedecido
pelo menos durante um dia inteiro, para permitir a ligação do concreto velho
com o do capeamento (LEONHARDT, 1983).
41
A montagem de ancoragens na superfície das peças é adotada, na maioria
dos casos em que é necessário acomodar muitas ancoragens diretamente
umas junto às outras na face da viga. O espaçamento mínimo entre estas
ancoragens é dado nos certificados de licenciamento do processo de
protensão escolhido. Aqui neste caso vale também, como critério, que após
um comprimento de transmissão (por exemplo, na extremidade da espiral
de fretagem) as tensões de compressão no concreto na direção da força de
protensão, não devem ser maiores que 0,35 βw ou 0,5 βR (LEONHARDT,
1983).
Ancoragens Embutidas
No caso do espaçamento entre cabos ser grande, adotam-se de
preferência, ancoragens embutidas; neste tipo, entre a ancoragem e a forma
instala-se uma peça de montagem a qual pode ser de material plástico,
chapa de aço ou madeira. O tamanho desta peça deve ser dimensionado de
tal modo que o macaco possa ser instalado na cavidade com espaço
suficiente (LEONHARDT, 1983).
A profundidade dos nichos deve ser determinada de modo que todas as
peças metálicas possam ter, após a protensão, o cobrimento de concreto
prescrito para proteção contra a corrosão, caso os nichos sejam
preenchidos com concreto. Também aqui, neste caso, os tampões de
concreto devem ser firmemente ancorados à peça de ancoragem através de
peças metálicas adequadas (LEONHARDT, 1983).
As ancoragens ativas intermediárias sempre apresentam inconvenientes de
ligação com a peça estrutural, caso, por exigência.de utilização da estrutura,
não se possa colocar a ancoragem nas faces externas, da peça. Deve-se
então
projetar
nichos,
que
no
caso
de
lajes
delgadas
devem
preferencialmente atravessar toda a espessura da laje. No caso de lajes
espessas ou na alma de vigas, o cabo deve ser curvado de tal maneira para
ancoragem que o funcionamento do macaco, por ocasião da protensão, não
seja prejudicado pelo nicho. Ao se fixar as dimensões de tais nichos, devese conhecer as dimensões dos cabos, o processo de protensão a ser
utilizado e as dimensões dos respectivos macacos para poder se
estabelecer os requisitos de alongamento do cabo após a extensão
(LEONHARDT, 1983).
42
O inconveniente.que existe é que, nestes tipos de nichos, a armadura
normal deve ser interrompida e o fluxo de forças no concreto destruído,
originando-se forças devidas às mudanças de direção, que em geral exigem
uma armadura adicional. Após a protensão, os.nichos devem ser
preenchidos com concreto, para cuja segurança deve-se prever uma
armadura de costura. As superfícies dos nichos devem ser apicoadas. É
questionável se as juntas entre o concreto velho e o tampão devem ser
seladas. Devido a esses inconvenientes deve-se evitar sempre que possível
estes tipos de nichos(LEONHARDT, 1983).
No caso de vigas em caixão é possível sair com a ancoragem para fora da
laje ou da alma, utilizando-se, para isso, ressaltos (LEONHARDT, 1983).
Nas Figuras 5.22 a 5.25 a seguir, alguns exemplos de armaduras ativas utilizadas
nos sistemas de protensão PROTENDE.
Figura 5.22 - Ancoragem ativa tipo MTAI (PROTENDE, 2006)
43
Figura 5.23 - Ancoragem ativa tipo MTC (PROTENDE, 2006)
Figura 5.24 - Ancoragem ativa de emenda (PROTENDE, 2006)
44
Figura 5.25 - Ancoragem ativa central (PROTENDE, 2006)
5.5.4 Bombas para injeção da calda de cimento
São equipamentos utilizados para aplicação da calda (nata) de cimento dentro das
bainhas. Devem executar a aplicação desse material de acordo com as normas
técnicas existentes.
Na Figura 5.26, é apresentada uma bomba de fabricação RUDLOFF.
45
Figura 5.26 - Bomba para injeção de calda de cimento (RUDLOFF, 2008)
5.6 Perdas de Protensão
Denominam-se perdas de protensão, as perdas verificadas nos esforços aplicados
aos cabos de protensão, seja durante a operação de tensionamento e ancoragem
dos cabos, também conhecidas como perdas imediatas, seja pelo passar dos anos
da aplicação dessa protensão, conhecidas como perdas retardadas (PFEIL, 1988).
A seguir, serão descritos os tipos de perdas de protensão conhecidos.
5.6.1 Perdas por atrito
As perdas por atrito ocorrem no ato da protensão, através do atrito entre os cabos de
protensão quando são esticados e das peças adjacentes ao mesmo (bainhas),
reduzindo assim o esforço aplicado na extremidade dos cabos em cada ponto que
houver esse atrito (PFEIL, 1988).
46
Segundo Pfeil (1988), as perdas por atrito podem ser verificadas tanto ao longo dos
cabos como também nos macacos e nas ancoragens e podem ocorrer tanto nas
armaduras pré-tracionadas quanto nas armaduras pós-tracionadas, porém, na
primeira situação, o controle pode ser feito nas usinas, e não influenciam na análise
da peça. Já nas armaduras pós-tracionadas, as perdas por atrito são verificadas
através dos macacos, das ancoragens e dos pontos de atrito nas bainhas.
Experimentalmente foi comprovado que as perdas por atrito nos cabos das
ancoragens bem como as no interior dos macacos são da ordem de 5%. Por esse
motivo, calcula-se a pressão manométrica necessária ao macaco através da
expressão:
Onde p é a pressão manométrica do macaco, Pmáx é o esforço a ser aplicado no
cabo e Acil representa a área do cilindro do macaco de protensão.
5.6.2 Perdas nas ancoragens
Segundo Pfeil (1998), perdas nas ancoragens são as perdas de alongamento do
cabo, quando esse recebe o esforço através do macaco.
Ocorre em armaduras pós-tracionadas, quando a ancoragem é feita através de
cunhas, que penetram nos furos ao absorverem as cargas, resultando uma perda de
alongamento do cabo, denominada δ (PFEIL, 1998).
Nessas perdas, os esforços de protensão aplicados ao longo dos cabos sofrem uma
redução (PFEIL, 1998).
47
5.6.3 Perdas por encurtamento elástico do concreto
As perdas por encurtamento elástico do concreto ocorrem tanto em peças com
armaduras pré-tracionadas como em armaduras pós-tracionadas.
Nas armaduras pré-tracionadas, ocorre a perda imediata devido ao encurtamento
elástico do concreto no momento em que os esforços dos fios são transferidos à
esse concreto. Já nas armaduras pós-tracionadas, o encurtamento elástico do
concreto ocorre antes da ancoragem dos cabos, uma vez que quando os cabos são
esticados, os macacos se apóiam no concreto (PFEIL, 1998).
5.6.4 Perdas por retração e fluência do concreto
Segundo Schmid (1998), perdas por retração e fluência do concreto são as perdas
progressivas decorrentes da natureza intrínseca desse material. Ocorrem devido a
uma diminuição de volume de concreto, decorrente dos fenômenos de retração e
deformação lenta.
5.6.4.1 fluência do concreto
Segundo Schmid (1998), fluência ou deformação lenta do concreto é o encurtamento
do mesmo devido à ação de forças permanentemente aplicadas, variando
linearmente com a tensão aplicada e compondo-se de uma parte rápida e uma parte
lenta.
48
5.6.4.2 retração do concreto
A retração ocorre pelo encurtamento do concreto devido à evaporação da
água desnecessária à hidratação do cimento, dependendo da umidade
relativa do ambiente, da consistência do concreto no lançamento e da
espessura fictícia da peça (SCHMID, 1998).
5.6.5 Perdas por relaxação do aço de protensão
Fluência do aço vem a ser o alongamento que o mesmo sofre no decorrer do
tempo quando mantido sob tensão constante. Há tratamentos térmicos que
permitem amenizar o valor destas perdas (aços de relaxação baixa RB).
5.7 Aplicações do Concreto Protendido
O número de aplicações do concreto protendido é infinito, uma vez que é
sempre possível inventar um modo diferente de utilizar a protensão. Vale a
pena citar as estruturas protendidas de grande porte, tais como as
plataformas marítimas (offshore) de exploração de petróleo ou gás, os
invólucros de proteção de centrais atômicas, as torres de concreto e as
pontes estaiadas. É comum também, a utilização de tirantes de ancoragem
protendidos em obras de terra como cortinas atirantadas, estruturas de
contenção, barragens e outros três exemplos que serão detalhados a seguir.
49
5.7.1 Lajes protendidas
Segundo a empresa Belgo (2008), no caso de lajes planas sem vigas, tipo
cogumelo ou com vigas de borda, é possível obter-se tetos lisos e,
conseqüentemente, estruturas mais limpas, econômicas, fáceis e rápidas de
construir (uma laje a cada 4 dias).
Uma vez que as instalações hidráulica, elétrica e de ar-condicionado podem
ser posicionadas rentes ao fundo da laje, não tendo que passar por baixo de
vigas, inexistentes na solução, a distância entre os pisos fica menor, com uma
economia de, aproximadamente, 50 cm de altura em cada andar e, como mais
uma grande vantagem da utilização das técnicas de protensão em pós-tração,
há também uma diminuição do número de pilares das obras e, assim, o aumento da
distância entre eles. Dessa forma obtém-se total liberdade de layout interno, maiores
espaços de estacionamento e de circulação nas garagens, o que proporciona
grandes facilidades para a venda ou locação dos imóveis (BELGO, 2008).
Na Figura 5.27 é apresentada a execução de laje protendida pela empresa PROTENDE.
Figura 5.27 - Tipo de aplicação de protensão em lajes (PROTENDE, 2006)
50
5.7.2 Reservatórios elevados e apoiados em solo
Nesses casos, a protensão é denominada circular, em contraposição às estruturas
retas, onde a protensão é denominada linear.
5.7.3 Pré-moldados
É muito comum a utilização de peças pré-moldadas de concreto protendido. A
quantidade de equipamentos e materiais envolvidos no processo construtivo bem
como a necessidade de um concreto de melhor qualidade motivam a construção das
peças num canteiro de obras apropriado, onde é possível executar as protensões e
processar a cura do concreto em condições favoráveis com rigoroso controle
tecnológico.
5.7.4 Estais
Criados com a finalidade de sustentar pontes, os estais são um sistema de
ancoragem diferenciado da ancoragem utilizada na protensão de estruturas em
concreto, porém com características bem semelhantes, como seu material
constituinte.
Constituídos por cordões galvanizados, enrolados em espiral, pré-fabricados e prétensionados, inicialmente, os cabos dos estais eram constituídos apenas por
múltiplos fios de seção redonda e hoje os mais utilizados apresentam-se em um
feixe de cordoalhas paralelas, fixado em uma extremidade com uma ancoragem
ativa (regulável), e na outra uma ancoragem passiva (fixa).
51
5.7.4.1 Número de planos
Além de influenciar no desempenho estrutural da ponte, o sistema de suspensão por
estais também influencia no método construtivo e na economia.
Por esse motivo, a maioria das estruturas estaiadas existentes apresentam apenas
dois planos de cabos, geralmente dispostos nas laterais dos tabuleiros. Mas em
alguns casos, as soluções adotadas utilizam-se de um, três ou até mais planos de
estais, contemplando a redução de esforços na seção transversal.
As pontes que utilizam o sistema de suspensão central (único plano) esteticamente
são elegantes, utilizando mastros mais esbeltos, porém, apresentam pequenos vãos
e largura limitada. Nesse sistema, os cabos são dispostos na linha centrolongitudinal do tabuleiro apresentando como vantagem a resistência à torção
inerente a um sistema de vigas em caixão além de reduzir à metade o número de
pernas das torres.
Quando as pontes apresentam largura e vãos maiores, o sistema mais utilizado é o
de suspensão lateral, onde são utilizados dois ou mais planos de estais.
Na Figura 5.28, é apresentada a configuração transversal dos estais em um plano
central (a) e em dois planos laterais (b).
Figura 5.28 Configuração transversal dos estais (VARGAS, 2007)
52
5.7.4.2 Configuração longitudinal
A configuração longitudinal dos estais pode ser apresentada em quatro sistemas,
sendo eles o sistema em harpa, o sistema em leque, o sistema em semi-harpa e o
sistema assimétrico.
No sistema em harpa (Figura 5.29), os cabos são dispostos paralelamente, dando
uma melhor aparência à estrutura, porém não é considerado o melhor sistema, tanto
no ponto de vista estático quanto do econômico.
Figura 5.29 Sistema em harpa (OAS, 2000)
Já no sistema em leque (Figura 5.30), os cabos se apresentam juntos no topo dos
pilões, e apesar de apresentarem grandes vantagens comparados ao sistema em
harpa, como a redução de deflexões do pilão e do tabuleiro; da flexão longitudinal e
da força horizontal, ambas introduzidas pelos cabos no tabuleiro.
Figura 5.30 Sistema em leque (OAS, 2000)
53
O sistema de semi-harpa (Figura 5.31) é a solução intermediária entre os sistemas
de harpa e leque, tornando possível a combinação satisfatória desses dois sistemas,
onde o leque modificado tem as interseções dos cabos parcialmente separadas nas torres.
Figura 5.31 Sistema em semi-harpa (OAS, 2000)
Os sistemas assimétricos (Figura 5.32) são utilizados quando as condições
topográficas e os requerimentos de gabarito longitudinal determinam o cruzamento
de um obstáculo que tenha um único vão, sem ter a possibilidade de equilibrar a
estrutura em um tramo lateral.
Figura 5.32 Sistema assimétrico (OAS, 2000)
5.7.4.3 Espaçamento dos estais
O espaçamento máximo dos estais depende de vários parâmetros, sendo os de
maior relevância a largura e a forma do tabuleiro.
Os espaçamentos variam entre 15 m e 25 m quando utilizados tabuleiros de aço ou
compostos de aço e concreto, construídos geralmente em balanços sucessivos,
onde não existe a vantagem em localizar os estais muito próximos entre eles.
54
Já em tabuleiros de concreto, a utilização de múltiplos estais permite espaçamentos
menores, variando entre 5 m a 10 m, onde as vantagens podem ser essenciais em
estruturas de grande vãos, como a flexão moderada no tabuleiro, durante a
construção e em operação, requerendo métodos de construção simples e
econômicos, simplificação da instalação das ancoragens e facilidade na substituição
dos estais, caso necessário.
5.7.4.4 Proteção contra a corrosão
Semelhante a proteção contra a corrosão dos cabos para protensão, os estais também
recebem barreiras de proteção, com galvanização e encapamentos especiais,
principalmente pelo fato de ficarem expostos à ação do ar e da água das chuvas.
Em São Paulo, as duas pontes estaiadas existentes, utilizaram o Sistema italiano TSR,
desenvolvido pela empresa Tensacciai juntamente com a Protende, empresa brasileira.
Esse sistema apresenta várias vantagens, como economia, durabilidade, alta
resistência à fadiga, possibilidade de troca dos cabos, dentre outras, e a proteção
contra a corrosão desse sistema utiliza-se de um tubo rígido de HDPE ou aço,
injetado com nata de cimento ou cera (PROTENDE, 2006).
55
6. PONTE ESTAÇÃO ESTAIADA SANTO AMARO
Conhecida como Ponte Estação Estaiada Santo Amaro, a Ponte Engenheiro Jamil
Sabino representa parte de um empreendimento que contempla a ligação
metroviária Capão Redondo – Largo Treze, Linha 5 do Metrô de São Paulo.
O nome de ponte estação estaiada, dá-se ao fato de uma das estações da Linha 5,
a estação Santo Amaro, estar situada sobre a estrutura da Ponte Estaiada, a qual,
foi construída no trecho de transposição da calha do Rio Pinheiros.
A localização da Estação Santo Amaro, bem como da Ponte Estação Estaiada é
apresentada na Figura 6.1.
Figura 6.1 - Localização da Ponte Estação Estaiada Santo Amaro (GOOGLE EARTH, 2008)
56
6.1 Concepção do projeto
A Estação Santo Amaro da Linha 5 do Metrô possui 9.018,69 m² de área total,
sendo 4.380,63 m² de vias e plataformas de embarque e desembarque e 4.638,06
m² de estação de transbordo de passageiros, salas técnicas, salas operacionais e
porão de cabos. Contempla ainda, pelo lado oeste, um acesso ao Terminal de
Integração, Ônibus – Metrô com hall de embarque e desembarque, além de
abrigar as salas técnicas e operacionais de controle da estação. Já ao lado leste
é composto por um Mezanino, também de integração, Metrô – Trem, com a
Estação Santo Amaro da Linha "C" da CPTM (FIGURA 6.2).
Figura 6.2 - Seção transversal do projeto (REVISTA FERROVIÁRIA, 2000)
A estação em si consiste em uma ponte estaiada com um único plano central de
estais entre as vias férreas, com 4 vãos, sendo 2 vãos de equilíbrio com 35,75 m
e com 50,00 m, um vão livre principal de travessia sobre o Rio Pinheiros com
122,00 m e um quarto vão, não estaiado de 23,00 m, totalizando 230,75 m de
extensão entre juntas de construção.
57
6.2 Infra-estrutura
A infra-estrutura dessa obra é constituída de 15 tubulões a ar comprimido
(Figura 6.3), com camisa de aço perdida com espessura de 12,5 mm e base
alargada, coroados por blocos de concreto armado. No mastro, foram executados 9
(nove) tubulões, com diâmetro de 1,80 m e base assentada em rocha. Nos apoios
171 e 173 foram executados 2 (dois) tubulões, com diâmetro de 1,80 m cada, e nos
apoios 170 e 173 A, foram executados apenas 1 (um) tubulão em cada apoio, com
2,00 m de diâmetro cada. Os tubulões dos apoios 170 e 171 foram protendidos
verticalmente com emprego de barra tipo "Dywidag".
Figura 6.3 - Esquema de disposição dos tubulões (OAS, 2000)
58
6.3 Meso-estrutura
Constituída por pilares de apoio, os quais possuem forma retangular com 7,60 m na
direção transversal e os seguintes valores na direção longitudinal:
•
Pilar 170
1,00 m
•
Pilar 171
1,20 m
•
Pilar 172
7,00 m
•
Pilar 173
1,20 m
A exceção da forma retangular é apresentada no apoio 173 A, que também suporta
o Mezanino de Integração com a Estação Santo Amaro da linha Sul. Esse pilar
possui seção circular de 2,00 m de diâmetro. A altura destes pilares se situa na
ordem de 10,00 m.
Na Figura 6.4 é apresentada a disposição dos pilares na seção transversal da ponte.
Figura 6.4 - Seção transversal da ponte com a disposição dos pilares (OAS, 2000)
59
6.4 Superestrutura
A superestrutura é constituída de um "caixão" unicelular em concreto armado e
protendido, que possui 2,50 m de altura constante e 8,30 m de largura, onde se
situam as vias metroviárias.
As plataformas de embarque e desembarque laterais são apoiadas em 2 (dois)
elementos pré-moldados de 6,08 m, em balanço, que são incorporados ao “caixão”
através de protensão transversal.
O tabuleiro é engastado nos pilares localizados nas extremidades dos vãos de
35,75 m e 50,00 m e apoiados nos pilares restantes.
Na Figura 6.5 é apresentada a seção transversal da ponte, onde há um
detalhamento do caixão e das plataformas de embarque e desembarque apoiadas
ao mesmo, partes constituintes da superestrutura.
Figura 6.5 Seção transversal com detalhamento da superestrutura (OAS, 2000)
60
6.5 Mastro
O Mastro, com altura de 53 m acima do tabuleiro e 67,5 m de altura total, situado na
entrevia metroviária, é constituído de concreto armado, com seção vazada variável
nos primeiros 18,00 m a partir do tabuleiro e constante no trecho final, de onde saem
os estais. O trecho de ancoragem dos estais possui as paredes protendidas no
plano horizontal, nas direções transversal e longitudinal. O seu interior abriga as
ancoragens reguláveis, possibilitando inspeção, retensionamentos e eventual
substituição.
Executado em forma tipo "trepante", também com a finalidade de garantir o perfeito
controle geométrico, bem como o posicionamento dos tubos formas nas paredes
transversais.
Figura 6.6 Detalhamento do mastro em duas fases da construção (OAS, 1999)
61
6.6 Estaiamento
A configuração dos estais foi concebida em um único plano central, arranjados na
forma de semi-harpa, ligeiramente assimétrica, dispostos nos 2/3 superiores do
mastro (FIGURA 6.7).
Figura 6.7 - Configuração dos Estais (OAS, 2000)
Composto por 34 estais, sendo 17 igualmente espaçados ao longo dos vãos de
equilíbrio de 35,75 m e 50,00 m e outros 17 igualmente espaçados ao longo do vão
principal de 122,00 m. A seção do mastro é vazada e os estais são fixados nas duas
paredes transversais e opostas do mesmo (FIGURA 6.8).
Figura 6.8 - Disposição dos Estais (OAS, 1999)
62
Os estais são compostos por 33 a 55 cordoalhas de 15,7 mm de diâmetro,
galvanizadas, acondicionadas por extrusão, no interior de bainhas de Polietileno de
Alta Densidade (PAD), injetadas com cera de petróleo. O sistema de estaiamento
empregado foi o sistema Tensacciai (FIGURA 6.9).
Figura 6.9 - Detalhamento do Sistema Tensacciai (PROTENDE, 2006)
As cordoalhas componentes de um estai são protegidas por uma bainha cilíndrica de
PAD provida exteriormente de um cordão soldado em espiral, também de PAD, com
o objetivo de amortecer as ações oscilatórias provocadas pelo vento (vórtices).
O comprimento dos estais varia de 21,00 m a 120,00 m no vão central da ponte e de
21,50 m a 93,00 m nos vãos de equilíbrio.
63
6.7 Mezanino
A construção do Mezanino de Integração, no outro lado do rio, foi executada sobre
as instalações da Linha "C" da CPTM. Foi necessário remanejar a via férrea e
desenvolver um projeto de cimbramento, com aproximadamente 250 t de estrutura
tubular metálica, de maneira que a montagem, a construção e a desmontagem,
minimizassem as interferências sem a paralisação do tráfego ferroviário e operação
da estação da Linha "C" da CPTM existente (FIGURA 6.10).
Figura 6.10 - Detalhe da execução do mezanino (OAS, 1999)
6.8 Elevados contíguos
Os elevados, contíguos a Estação Santo Amaro, são formados por três vãos de
transição, sendo um vão de transição do lado oeste com 35,60 m e 2 vãos de
transição do lado leste com 41,50 m e 37,75 m e mais 26 vãos típicos, sendo sete
vãos de 35,00 m, nove vãos de 31,90 m, quatro vãos de 29,45 m e 6 vãos de
26,85 m, totalizando 925,85 m.
Os vãos de transição são constituídos por um "caixão" unicelular em concreto armado e
protendido, com altura variável de 2,15 m a 2,50 m.
64
A superestrutura típica é composta por duas vigas pré-moldadas em concreto
protendido, com consumo médio de 3,5 t de aço de protensão por viga, em número
de 52 unidades. As vigas pré-moldadas foram fabricadas em 2 (dois) canteiros
distintos, e transportadas por carretas "Dolly" até a posição de içamento sobre as
travessas, por meio de dois guindastes de 225 t cada (FIGURA 6.11).
Figura 6.11 - Lançamento das vigas sobre os apoios com auxílio dos guindastes (OAS, 1999)
Os comprimentos das vigas pré-moldadas são variáveis de 25,46 m a 32,24 m,
sendo 12 vigas de 25,46 m (peso de 78,7 t cada), oito vigas de 28,00 m (peso de
86,0 t cada), 16 vigas de 30,60 m (peso de 93,6 t cada), uma viga de 31,04 m (peso
de 94,8 t cada), uma viga de 31,34 m (peso de 95,7 t cada), seis vigas de 33,60 m
(peso de 102,3 t cada), seis vigas de 33,80 m (peso de 102,9 t cada) e 2 vigas de
34,24 m (peso de 104,1 t cada), solidarizadas à laje do tabuleiro por um concreto de
segunda fase.
A laje do tabuleiro, em concreto armado, é constituída por elementos pré-moldados
(pré-laje), que juntamente com o concreto de segunda fase, compõem a mesa de
compressão.
65
7. ANÁLISE DAS SOLUÇÕES ADOTADAS
Devido as situações estruturais de carregamento da ponte, houve a necessidade da
utilização da protensão em quase todas as estruturas. Dentre essas estruturas
protendidas destacam-se principalmente o trecho do mastro onde ocorrem a
ancoragem dos estais, em parte dos tubulões, em parte dos pilares, no caixão que
constitui a superestrutura e nas vigas pré-moldadas, totalizando 6.770,00 m³ de
concreto protendido, com ƒck variando entre 25 a 35 MPa. Nos próximos itens desse
capítulo, serão apresentadas as considerações feitas na fase de projeto para as
soluções adotadas.
7.1 Considerações para a Concepção do Projeto
A concepção de se projetar uma ponte estaiada para atravessar o Rio Pinheiros, foi
originada devido a quatro fatores preponderantes:
•
A superestrutura deveria ter uma altura reduzida a fim de permitir o acesso ao
mezanino da Estação Santo Amaro da Linha Sul;
•
A necessidade de um gabarito de navegação e manutenção, objetivando a
limpeza e o desassoreamento da calha do rio;
•
Gabarito ferroviário e rodoviário junto à marginal, para as interligações e,
•
Necessidade de concordância dos greides entre as estações Santo Amaro e
Largo Treze de Maio, onde a primeira é elevada e a segunda é subterrânea.
66
7.2 A Protensão no Mastro
Conforme apresentado no item 6.5 do capítulo 6, a ancoragem dos estais foi
executada nas paredes da seção vazada do mastro a fim de possibilitar a inspeção,
retensionamentos e eventual substituição dos mesmos. Porém, quando a carga
móvel entra em ação na estrutura, há a solicitação dos cabos (estais). Tendo em
vista a grande solicitação do mastro na sua seção transversal e longitudinal, devido
a ação dos estais, seria necessário uma grande concentração de armadura para
combater esses esforços.
Como solução, adotou-se uma protensão horizontal nas paredes do mastro
transversal e longitudinalmente (Figura 7.1).
Figura 7.1 - Detalhamento da protensão realizada no mastro (OAS, 1999)
67
7.3 Tubulões dos Apoios 170 e 171
Como já informado anteriormente, a ponte estaiada suporta além de
seu peso próprio, a estação metroviária, onde há a entrada e saída dos
trens metroviários e o fluxo dos passageiros entre as plataformas de
embarque e desembarque (carga acidental) entre intervalos muito
pequenos.
Observou-se
que
em
operação,
as
situações
de
carregamento
propiciariam a ocorrência de arrancamento no topo dos tubulões e para
evitar essa força de tração, foi empregada a protensão vertical nos
tubulões dos apoios 170 e 171, conforme Figura 7.2.
Figura 7.2 - Elevação esquemática dos pilares 170 e 171 (OAS, 1999)
68
7.4 Protensão Provisória dos Vãos de Equilíbrio
Para atender ao método construtivo da ponte, que previa a execução dos vãos de
equilíbrio como uma das primeiras etapas da obra, considerou-se como concepção
desta parte do tabuleiro como em um primeiro momento, como se fosse uma estrutura
engastada no mastro e apoiada no pilar 171, posteriormente a mesma passaria a ter
continuidade até o pilar 170 com o emprego de cabos protendidos provisórios de
continuidade e em um terceiro momento, quando da instalação dos segmentos em
balanços
sucessivos
no
vão
principal,
esses
mesmos
cabos
protendidos
necessitariam ser retirados, uma vez que essa estrutura passaria a ter uma condição
de equilíbrio com 17 apoios elásticos, quando da complementação do estaiamento.
7.5 Superestrutura
O vão livre principal de 122,00 m que constitui a superestrutura, foi executado
balanços sucessivos, conforme apresentado na Figura 7.3.
Figura 7.3 - Execução de balanços sucessivos no vão sobre o rio Pinheiros (OAS, 1999)
69
Nesse trecho da obra, o projeto executivo contemplou a protensão provisória, uma
vez que os balanços sucessivos, também conhecidos por aduelas, não eram
capazes de suportar a estrutura por si só, antes da passagem e tensionamento dos
estais, que posteriormente seriam fixados nessas aduelas (FIGURA 7.4).
Adotou-se então uma cablagem provisória (protendida) em cada aduela, permitindo
assim a remoção das treliças, estruturas metálicas que suportam as formas de cada
aduela, sem causar nenhum esforço nas mesmas.
Figura 7.4 - Corte lateral de uma aduela (ENESCIL, 1999)
Uma vez que o “caixão” recebe os esforços das plataformas, do mastro e da própria carga
móvel, recebeu uma protensão em X para aumentar a rigidez da seção (FIGURA 7.5).
Figura 7.5 - Vista frontal do "caixão" (ENESCIL, 1999)
70
7.6 Considerações Finais
A construção do trecho da Estação Santo Amaro da linha 5 – Lilás do Metrô foi
realizada dentro do prazo previsto de obra e nesse período não apresentou nenhum
imprevisto e hoje, praticamente oito anos após a sua inauguração, não foi realizado
nenhum tipo de manutenção em sua estrutura, restando apenas a cidade de São Paulo
contemplar essa obra de arte especial, inovadora para a época de sua concepção e
modelo para outras obras de arte construídas posteriormente (FIGURA 7.6).
Figura 7.6 - Ponte Estação Estaiada Santo Amaro (OAS, 2005)
71
8. CONCLUSÕES
Em concordância com o trabalho apresentado, foi possível compreender
como é fundamental o conhecimento prático e teórico do concreto protendido,
seus tipos, suas limitações, suas vantagens e desvantagens, suas aplicações
e de que forma ele pode ser utilizado em uma obra de arte especial,
proporcionando esbeltez, leveza e segurança da mesma.
A importância do estudo preliminar para a concepção de um projeto, visando
não só o custo x benefício da obra, mas também a posterior manutenção de
sua estrutura, sua integração com a região e o meio ambiente em que será
executada e quais as novas tecnologias e métodos executivos serão
desenvolvidos a partir dessa concepção.
A genialidade desse projeto, com soluções em concreto protendido não
utilizadas anteriormente, como a protensão de parte da fundação, contribuiu
muito para a realização e sucesso dessa obra, executada dentro do prazo
previsto, sem nenhum imprevisto, e que até hoje se destaca entre as demais
estruturas existente na região.
Como resultado, a cidade de São Paulo ganhou um novo cartão postal,
projeção em relação as obras de grande porte e soluções inovadoras e a
região ganhou mais uma opção de transporte, de qualidade, eficiência e
segurança, além da melhora significativa de seu sistema viário.
72
9. RECOMENDAÇÕES
A elaboração desse trabalho apresentou inúmeras dificuldades, desde a busca por
bibliografias atualizadas sobre o tema escolhido para pesquisa até a compreensão
completa dos conceitos e métodos construtivos estudados.
Foi possível verificar que somente com pesquisas no campo teórico, não atingimos o
conhecimento completo sobre um determinado assunto, principalmente quando esse
assunto está relacionado com o comportamento de uma estrutura de concreto.
As informações de um profissional com vasta experiência no tema abordado foram
fundamentais para a elaboração desse trabalho, pois com a exposição de exemplos
práticos, da sua rotina de trabalho, esclareceram-se os conceitos estudados e a
explanação do estudo de caso pode ser clara e de fácil compreensão para o leitor.
Essa experiência adquirida com o passar do tempo é o diferencial de um profissional,
fazendo com que ele seja solicitado sempre que houver uma construção com características
semelhantes ou onde os problemas apresentados não apresentam rápida resolução por um
ou mais profissionais menos experientes na área. Um exemplo prático disso é a equipe
técnica que trabalhou na execução da primeira ponte estação estaiada de São Paulo,
apresentada no Capítulo 6, a qual, devido ao sucesso na execução da obra foi convidada a
elaborar o projeto e executar a construção de uma nova ponte estaiada em São Paulo,
porém, com uma característica distinta das demais pontes existentes no mundo, que são
duas faixas de tráfego, executadas em curva, também obtendo sucesso em sua execução.
Portanto, a recomendação feita ao leitor desse trabalho, que busca um maior
conhecimento sobre o assunto de concreto protendido e / ou pontes estaiadas, ou
ainda de qualquer outro tema que seja, é de que busque sempre o embasamento de
informações em livros, artigos e trabalhos técnicos, como esse, porém, o mais
importante para o sucesso no aprendizado é buscar a troca de experiências com um
profissional especialista no assunto, ou ao menos com um conhecimento prático
superior, contribuindo assim com informações que nunca são encontradas em livros
ou qualquer outro tipo de publicação disponíveis no mercado.
73
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT NBR 6118:2003 / Emd.1?2007 – Projeto de estruturas de concreto - Procedimento
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