Pontes Contínuas: Tipos, Design e Vantagens

Depois de ler este artigo, você discutirá sobre: - 1. Introdução a Pontes Contínuas 2. Tipos de Pontes Contínuas 3. Estruturas de Proporção 4. Procedimento de Design 5. Vantagens 6. Desvantagens.

Introdução às Pontes Contínuas:

Pontes contínuas são mais econômicas, mas não possuem simplicidade no procedimento de projeto.

Essas estruturas têm a vantagem relativa de que seus projetos são simples e não envolvem nenhuma análise complicada, mas a principal desvantagem é que tais estruturas são geralmente comparativamente caras.

Pontes contínuas, por outro lado, são mais econômicas, mas a desvantagem desses tipos de pontes é a falta de simplicidade no procedimento de projeto. Essas estruturas são estaticamente indeterminadas e, portanto, a análise estrutural é muito trabalhosa, especialmente quando envolve cargas móveis.

Tipos de Pontes Contínuas:

Eu. Laje e pontes em viga:

Para o croqui, a Fig. 4.3 pode ser referida para lajes maciças. Pontes contínuas podem ser adotadas para extensões de até 25 m; pontes contínuas com feixe de T podem ser usadas para vãos além de 20 m. mas abaixo de 40 m. Acima deste limite, as pontes de vigas de caixa podem ser consideradas adequadas.

ii. Pontes de viga-caixa:

As superestruturas de viga-caixa, que geralmente são úteis para pontes de extensão média, consistem em vigas longitudinais, geralmente três em número, com lajes de intradorso e tampo no alto e no fundo, embora não seja incomum as vigas de caixa de célula única. Como o nome indica, as vigas longitudinais e as vigas cruzadas, com a parte superior e a inferior, formam a caixa.

A vantagem deste tipo de superestrutura é sua grande resistência à torção, que ajuda bastante na melhor distribuição de cargas vivas excêntricas sobre as vigas. Ao contrário das pontes de viga, a distribuição de cargas vivas torna-se mais uniforme em pontes de viga em caixa.

Outra vantagem que pode ser conseguida deste tipo de estrutura é que em vez de aumentar a profundidade da secção onde o momento de resistência se torna menor do que o momento de concepção, o primeiro pode ser aumentado se a espessura da laje no lado de compressão for adequadamente aumentada.

Para atender a momentos variados em seções diferentes, a espessura da laje superior ou inferior é variada dependendo se o momento positivo ou negativo deve ser resistido.

A laje do convés é projetada como uma laje contínua sobre as vigas longitudinais semelhantes às pontes de laje e viga. A espessura da laje da plataforma varia de 200 a 250 mm. dependendo do espaçamento das vigas longitudinais.

A espessura da laje do sofito varia de 125 a 150 mm. onde não tem função estrutural, exceto formar a caixa, mas para resistir ao momento negativo, pode ser necessário aumentá-lo até 300 mm. perto do suporte. A espessura da teia das vigas longitudinais é gradualmente aumentada em direção aos suportes, onde as tensões de cisalhamento são geralmente críticas.

Espessura da tela de quase 200 mm. no centro variando a 300 mm. no suporte é normalmente encontrado adequado. A teia no suporte é alargada adequadamente para acomodar os rolamentos, sendo o alargamento gradual com uma inclinação de 1 em 4.

Os diafragmas são fornecidos na viga de caixa para torná-la mais rígida, bem como para auxiliar na distribuição uniforme da carga viva entre as vigas. Para um melhor funcionamento, o espaçamento deve ser entre 6 m. para 8 m. dependendo dos comprimentos de span.

É aconselhável fornecer pelo menos 5 diafragmas em cada vão - dois nos suportes, dois no quarto e um no meio. As aberturas são mantidas nos diafragmas para facilitar a remoção do fechamento do interior das caixas (Fig. 11.5). Os poços de visita adequados podem ser mantidos na laje do sofito para esse propósito também. Estes podem ser cobertos por tampas de bueiros de concreto pré-moldado.

Cerca de 40 por cento da principal armaï¿½o de tracï¿½o longitudinal estï¿½ distribuï¿½os uniformemente na flange de tensï¿½, estando os restantes 60 por cento concentrados nas bandas em mais de uma camada, se necessï¿½io. Nas pontes de viga profunda, uma profundidade considerável da teia abaixo da flange superior próxima ao suporte é submetida a tensão de tração.

Para atender a essa tensão, recomenda-se que cerca de 10% da armadura longitudinal possa ser fornecida nesta zona, a menos que sejam utilizados estribos inclinados para a tensão diagonal.

Estruturas Proporcionais de Pontes Contínuas:

Vãos iguais às vezes são adotados por várias razões, sendo uma delas a consideração arquitetônica, mas para o projeto econômico, os vãos intermediários devem ser relativamente mais longos do que os vãos finais.

Geralmente, as seguintes proporções de intermediário a fim de span são consideradas satisfatórias:

Em uma ponte contínua, o momento de inércia deve seguir o requisito do momento para um projeto equilibrado e econômico. Isto é conseguido fazendo o perfil inferior parabólico como mostrado na Fig. 10.1. Às vezes, hastes retas ou curvas segmentadas são fornecidas perto de suportes para obter a profundidade aumentada necessária a partir da consideração do momento.

As curvas do intradorso mostradas na Fig. 10.1 são compostas de duas parábolas com o ápice na linha central do vão. Para curvas intradorso simétricas,

r _A = r _B = r (digamos)

onde “r” é a razão entre o aumento da profundidade nos suportes e a profundidade na linha central do vão.

Os seguintes valores de “r” foram recomendados para pontes de laje:

a) Extensão de 10 m ou menos,

r = 0 para todos os períodos

b) Extensão entre 10 me 15 m,

i) r = 0 a 0, 4 para a extremidade externa

ii) r = 0, 4 no primeiro suporte interior

iii) r = 0, 5 em todos os outros suportes

Os valores de r _A e r _a para pontes vigas podem ser calculadas a partir das seguintes fórmulas:

Onde I _A, I _B e I _c são o momento de inércia do feixe em T em A, B e no meio do vão respectivamente.

Para pontes vigas, os valores mencionados abaixo de “r” foram recomendados:

(i) Fim da extremidade final, r = 0

(ii) 3 unidades de extensão, r = 1, 3 nos suportes intermediários.

(iii) 4 unidades de extensão, r = 1, 5 no suporte central e 1, 3 no primeiro suporte interior.

Método de Análise:

Estruturas contínuas podem ser analisadas por vários métodos, mas o método mais comum é a distribuição de momento. Quando haunches são usados, a análise torna-se mais complicada e, portanto, tabelas de design e curvas foram disponibilizadas para estruturas com vários tipos de coxas, como retas, segmentadas, parabólicas, etc., bem como para vários valores de r _A, r _B etc. .

Uma dessas publicações de referência é "The Applications of Moment Distribution", publicada pela Concrete Association of India, em Bombaim. Essas tabelas e curvas fornecem os valores de momentos finais fixos, fatores de transição, fatores de rigidez, etc., a partir dos quais os momentos líquidos dos membros após a distribuição final podem ser calculados.

Linhas de influência:

A Fig. 10.2 mostra alguns diagramas de linha de influência em seções diferentes para uma ponte contínua de três extensões iguais, com momento de inércia constante. Para obter reação ou momento em um ponto devido a uma carga concentrada, W, a ordenada do diagrama de linha de influência apropriado deve ser multiplicada por W. Para carga distribuída uniformemente w, reação ou momento = (Área da linha de influência apropriada diag.) x w.

Os diagramas de linha de influência para momentos, cisalhamento, reação, etc. para estrutura contínua com momento de inércia variável podem ser traçados de maneira similar, determinando-se as ordenadas para os diagramas de linha de influência levando em consideração as constantes de quadro apropriadas para as estruturas dadas.

Os momentos de carga variável do projeto, tesouras e reações em diferentes seções são calculados colocando as cargas vivas nos diagramas de linha de influência apropriados. As cargas devem ser colocadas de tal maneira que o efeito máximo seja produzido na seção sob consideração.

Procedimento de Projeto de Pontes Contínuas:

1. Conserte os comprimentos de vão na unidade e selecione secções ásperas nos espaços médios e nos suportes.

2. Selecione a curva apropriada do intradorso.

3. Realize momentos de carga inativa em diferentes seções.

Isso pode ser feito da seguinte maneira:

i) Encontre os momentos finais fixos.

ii) Encontre os fatores de distribuição e fatores de transmissão para a unidade.

iii) Distribuir os momentos finais fixos pelo Moment Distribution Method. Isso dará os momentos elásticos. Adicione a ele o momento livre devido à carga inoperante.

4. Desenhe diagramas de linha de influência para momentos.

O procedimento é o seguinte:

i) Encontre o FEM para carga unitária em qualquer posição.

ii) Distribua o FEM e descubra os momentos elásticos após a correção para oscilação, quando necessário.

iii) Adicione um momento livre ao momento elástico. Os momentos assim obtidos em uma seção específica para várias posições de carga fornecerão as ordenadas do diagrama de linhas de influência do BM nos locais em que a carga unitária é colocada.

iv) Repita o processo (i) até (iii) acima e obtenha as ordenadas do diagrama de linhas de influência para várias seções.

5. Realize momentos de carga ao vivo em diferentes seções.

6. Combine os momentos de carga ao vivo com os momentos de carga inoperante para obter o efeito máximo.

7. Verifique o estresse do concreto e calcule a área de reforço necessária.

8. Desenhe diagramas de linha de influência para tesouras como antes para várias seções. Estime a carga morta e o cisalhamento de carga viva e verifique a tensão de cisalhamento nas seções críticas e forneça o reforço de cisalhamento necessário, quando necessário.

9. Detalhar o reforço nos membros, de modo que todas as seções sejam adequadamente atendidas para os respectivos momentos críticos de flexão e forças de cisalhamento.

Vantagens das Pontes Contínuas:

As vantagens em favor das pontes contínuas são:

(i) Ao contrário das pontes simplesmente suportadas, estas estruturas requerem apenas uma linha de rolamentos sobre pilares, reduzindo assim o número de rolamentos na superestrutura, bem como a largura dos pilares.

(ii) Devido à redução na largura do píer, menor obstrução ao escoamento e, como tal, possibilidade de menor desgaste.

(iii) Exigir menos número de juntas de expansão devido a que tanto o custo inicial como o custo de manutenção se tornam menores. A qualidade de pilotagem sobre a ponte é assim melhorada.

(iv) Reduz a profundidade a meio do vão devido ao aumento da folga vertical ou da altura livre. Isto pode reduzir o nível do tabuleiro da ponte reduzindo assim não só o custo das aproximações mas também o custo da subestrutura devido à menor altura dos pilares e pilares que novamente reduzem o custo da fundação.

(v) Melhor aparência arquitetônica.