Trabalho Pontes Rodoviárias em Estrutura Mista de Aço e Concreto de acordo com a NBR 16694:2020

INTRODUÇÃO

As construções de obras de arte na engenharia, ao longo de toda a história, se caracterizam por provocar o fascínio e a admiração das pessoas, sejam usuários, observadores, projetistas ou construtores, e tal sensação se deve a diversos motivos (PINHO; BELLEI, 2007). Além da complexidade dos cálculos envolvidos na elaboração de seus projetos, obras como pontes, túneis e viadutos, por si só, são construções imponentes que, devido à magnitude e elegância, expostas por suas características visuais, chamam a atenção de quem as vê.

Assim como na biomimética e em outros ramos científicos, que estudam tecnologias desenvolvidas pelo homem inspiradas pela natureza, vários elementos estruturais imitam, mesmo que indiretamente, características do ambiente natural. Pode-se dizer que as primeiras pontes foram formadas de maneira natural, através da queda de troncos de árvores e pedras sobre pequenos rios, possibilitando a travessia de uma margem para a outra (JUNIOR et al., 2013).

As mais antigas pontes foram construídas em pedra e, posteriormente, em madeira. Em Roma Antiga, as primeiras pontes de pedra foram erguidas a partir das técnicas de construção em arco, aprendidas com os etruscos, e dentre elas algumas servem a população local até os dias atuais, como a ponte Fabrício (62 a.C), mostrada na Figura 1. Há relatos de que, para vencer travessias de rios mais largos, como o Danúbio e o Reno, os romanos optaram pelas pontes em madeira. Por volta do ano de 1840, período que coincide com o fim da Revolução Industrial, iniciou-se a transição para as pontes de ferro fundido, que, posteriormente, dariam origem a utilização do aço como o principal componente destas estruturas (PINHO; BELLEI, 2007).

Figura 1 – Ponte Fabrício (Roma)

Fonte: Reusch (2008).

Com a constante evolução das técnicas e modelos de dimensionamento, atualmente, existem diversos tipos de sistemas estruturais e métodos construtivos utilizados na execução de pontes, cada um com suas particularidades. Entre os mais conhecidos, devem ser citadas as pontes em arco, em treliça, em vigas de alma cheia, em vigas caixão, em balanço sucessivo, as suspensas por cabos (pênseis), as estaiadas e as pontes em vigas retas mistas de aço e concreto. Alguns dos tipos de sistemas estruturais citados são ilustrados a partir da Figura 2 a 7.

Figura 2 – Ponte em arco sobre o rio Zhijinghe.

Fonte: Arcieri (2019).

Figura 3 – Ponte treliçada sobre o rio Danúbio.

Fonte: Bulgac (2016).

Figura 4 – Ponte em balanço sucessivo (Sergipe).

Fonte: Coca Engenharia (2015).

Figura 5 – Ponte pênsil Golden Gate (Califórnia).

Fonte: Niewiroski Jr. (2007).

Figura 6 – Ponte em vigas protendidas (MT).

Fonte: Engeponte (2013).

Figura 7 – Ponte estaiada (São Paulo).

Fonte: Nunes (2020).

Estas últimas citadas, as pontes em vigas retas mistas de aço e concreto, devido às propriedades dos dois materiais, quando combinadas, demonstram excelente desempenho em estruturas de pontes (SOUZA, 2012). Em suma, estruturas mistas são aquelas compostas por materiais com diferentes características mecânicas que interagem entre si. As vigas retas mistas, por sua vez, como exposto pelas Figuras 8 a 10, são constituídas por perfis metálicos interligados a uma laje de concreto, de maneira que a solidarização dos dois materiais é garantida por elementos de ligação, denominados conectores de cisalhamento (PINHO; BELLEI, 2007). Tal sistema, norteará o objeto de estudo deste trabalho, de maneira que sejam apresentadas as principais particularidades que envolvem o dimensionamento destas pontes, de acordo com as prescrições da ABNT NBR 16694:2020, que é a principal referência bibliográfica para os projetos de pontes rodoviárias em estruturas mistas.

Figura 8 – Ponte em vigas retas mistas (RJ).

Fonte: Vasconcellos (2020).

Figura 9 – Seção transversal da viga mista.

Fonte: Rodrigues (2018).

Figura 10 – Seção transversal ponte em estrutura mista.

Fonte: Vasconcellos (2020).