Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas

DIMENSIONAMENTO DE UMA PONTE EM CONCRETO ARMADO E AÇO NA CIDADE DE CARMO-RJ., Teses (TCC) de Engenharia Civil

Dimensionamento de ponte com duas longarinas para estudantes de eng civil

Tipologia: Teses (TCC)

2019

Compartilhado em 29/11/2019

mateus-lima-67
mateus-lima-67 🇧🇷

1 documento

1 / 165

Toggle sidebar

Esta página não é visível na pré-visualização

Não perca as partes importantes!

bg1
DIMENSIONAMENTO DE UMA PONTE EM CONCRETO ARMADO E
AÇO NA CIDADE DE CARMO-RJ.
Maria Fernanda Citrangulo Lutterbach Pereira
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE
DARCY RIBEIRO UENF CAMPOS DOS GOYTACAZES
RJ
Janeiro de 2016
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20
pf21
pf22
pf23
pf24
pf25
pf26
pf27
pf28
pf29
pf2a
pf2b
pf2c
pf2d
pf2e
pf2f
pf30
pf31
pf32
pf33
pf34
pf35
pf36
pf37
pf38
pf39
pf3a
pf3b
pf3c
pf3d
pf3e
pf3f
pf40
pf41
pf42
pf43
pf44
pf45
pf46
pf47
pf48
pf49
pf4a
pf4b
pf4c
pf4d
pf4e
pf4f
pf50
pf51
pf52
pf53
pf54
pf55
pf56
pf57
pf58
pf59
pf5a
pf5b
pf5c
pf5d
pf5e
pf5f
pf60
pf61
pf62
pf63
pf64

Pré-visualização parcial do texto

Baixe DIMENSIONAMENTO DE UMA PONTE EM CONCRETO ARMADO E AÇO NA CIDADE DE CARMO-RJ. e outras Teses (TCC) em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity!

DIMENSIONAMENTO DE UMA PONTE EM CONCRETO ARMADO E

AÇO NA CIDADE DE CARMO-RJ.

Maria Fernanda Citrangulo Lutterbach Pereira

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE

DARCY RIBEIRO – UENF CAMPOS DOS GOYTACAZES –

RJ

Janeiro de 2016

DIMENSIONAMENTO DE UMA PONTE EM CONCRETO ARMADO E

AÇO NA CIDADE DE CARMO-RJ.

Maria Fernanda Citrangulo Lutterbach Pereira

“Projeto Final em Engenharia

Civil apresentado ao

Laboratório de Engenharia Civil

da Universidade Estadual do

Norte Fluminense Darcy

Ribeiro, como parte das

exigências para obtenção do

título de Engenheiro Civil”.

Orientador: Prof. Sergio Luis González Garcia

Co-orientador: Gines Arturo Santos Falcon

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE

DARCY RIBEIRO – UENF CAMPOS DOS GOYTACAZES –

RJ

Janeiro de 2016

Um agradecimento em especial aos meus professores Sérgio Gonzales e Gines Falcon que acreditaram em mim e que mesmo devido à distância, estiveram muito presentes durante a realização desse projeto. Obrigada por me acrescentarem conhecimento e por todas as ligações e e-mails respondidos durante a execução do projeto. E obrigada a todos os que não estão citados, porém me ajudaram a chegar até aqui! Meus sinceros agradecimentos! "I can do all things through Christ who strengthens me." (Philippians 4:13)

i

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS .......................................................................................................iv LISTA DE TABELAS ...................................................................................................... vii

iv

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1: Ponte Valparaíso do município de Carmo-RJ ............................................... 2 Figura 2.1: Planta baixa do projeto arquitetônico cedido pela Secretaria de Obras do Carmo. .......................................................................................................................... 14 Figura 2.2: Corte AA do projeto arquitetônico cedido pela Secretaria de Obras do Carmo.. ......................................................................................................................... 14 Figura 2.3: Corte BB do projeto arquitetônico cedido pela Secretaria de Obras do Carmo.. ......................................................................................................................... 15 Figura 2.4: Planta baixa do projeto arquitetônico alterado.. .......................................... 15 Figura 2.5: Corte longitudinal da ponte do projeto alterado.. ......................................... 16 Figura 2.6: Corte transversal da ponte do projeto alterado.. ......................................... 16 Figura 3.1: Seção transversal da ponte. ........................................................................ 25 Figura 3.2: Esquema longitudinal devido às cargas permanentes. ............................... 29 Figura 3.3: TB-450. ....................................................................................................... 29 Figura 3.4: Trem-tipo para a ponte do projeto. .............................................................. 30 Figura 3.5: Seção transversal da viga com carga móvel. ............................................. 31 Figura 3.6: Linha de influência gerada pela carga concentrada posicionada na viga da extremidade esquerda. ............................................................................................. 31 Figura 3.7: Linha de influência gerada pela carga concentrada posicionada na viga do meio. ........................................................................................................................ 32 Figura 3.8: Esquema transversal referente à carga concentrada do trem-tipo posicionado na viga da extremidade esquerda. ............................................................ 32 Figura 3.9: Esquema transversal referente à carga distribuída na presença da carga concentrada do trem-tipo posicionado na viga da extremidade esquerda. ................... 32 Figura 3.10: Esquema transversal referente à carga concentrada do trem-tipo posicionado na viga do meio. ........................................................................................ 32 Figura 3.11: Esquema transversal referente à carga distribuída na presença da carga concentrada do trem-tipo posicionado na viga do meio. ............................................... 33 Figura 3.12: Esquema transversal referente à carga distribuída. .................................. 33 Figura 3.13: Trem-tipo na viga principal ........................................................................ 33

vi Figura 3.42: Aproximações para diagrama de momentos fletores. ............................... 85 Figura 3.43: Corte I e V. ................................................................................................ 85 Figura 3.44: Corte II, III e IV. ......................................................................................... 85 Figura 3.45: Corte VI e IX. ............................................................................................. 86 Figura 3.46: Corte VII e VIII. .......................................................................................... 86 Figura 3.47: Encontro da ponte. .................................................................................... 98 Figura 3.48: Carregamento distribuído sobre a cortina ................................................. 99 Figura 3.49: Esquema longitudinal referente à carga concentrada. ............................ 100 Figura 3.50: Esquema longitudinal referente à carga distribuída na presença da carga concentrada do trem-tipo................................................................................... 100 Figura 3.51: Esquema longitudinal referente à carga distribuída na ausência da carga concentrada do trem-tipo................................................................................... 100 Figura 3.52: Trem-tipo no encontro. ............................................................................ 101 Figura 3.53: Esquema das solicitações das cargas permanentes sobre o encontro com as reações de apoio. ........................................................................................... 101 Figura 3.54: Diagrama de esforço cortante devido às cargas permanentes sobre o encontro. ..................................................................................................................... 101 Figura 3.55: Diagrama de momento fletor devido às cargas permanentes sobre o encontro. ..................................................................................................................... 102 Figura 3.56: Diagrama do esforço cortante devido à carga móvel sobre o encontro .. 102 Figura 3.57: Diagrama de momento fletor devido à carga móvel sobre o encontro. ... 102 Figura 3.58: Seções da cortina para cálculo das combinações................................... 103 Figura 3.59: Seções da cortina.................................................................................... 110 Figura 3.60: Carga majorada devido ao empuxo da terra. .......................................... 117 Figura 3.61: Carga majorada devido à sobrecarga. .................................................... 118 Figura 3.62: Diagrama de momento gerado pelo empuxo de terra sobre a cortina .... 118 Figura 3.63: Diagrama de momento gerado pela sobrecarga na cortina. ................... 119 Figura 3.64: Esquema das solicitações das cargas permanentes sobre a ala com as reações de apoio. ........................................................................................................ 123 Figura 3.65: Diagrama de esforço cortante devido as cargas permanentes sobre a ala. .............................................................................................................................. 123 Figura 3.66: Diagrama de momento fletor devido as cargas permanentes sobre a cortina. ........................................................................................................................ 123

vii Figura 3.67: Divisão da ala em seções. ..................................................................... 124 Figura 3.68: Divisão da ala em seções. ...................................................................... 126 Figura 3.69: Carga majorada gerada pela força do empuxo de terra sobre a direção 𝒍𝒙 da ala. ..................................................................................................................... 129 Figura 3.70: Diagrama de momento gerado pela força do empuxo de terra sobre a direção 𝒍𝒙 da ala. ........................................................................................................ 130 Figura 3.71: Carga majorada gerada pela força do empuxo de terra sobre a direção 𝒍𝒚 da ala ...................................................................................................................... 130 Figura 3.72: Diagrama de momento gerado pela força do empuxo de terra sobre a direção 𝒍𝒚 da ala.......................................................................................................... 131 Figura 4.1: Ação do vento sobre a ponte descarregada. ............................................. 137 Figura 4.2: Ação do vento sobre a ponte carregada. .................................................. 137

ix Tabela 3.26: Combinações C1 e C2 para cálculo do momento fletor sobre a ala. ...... 124 Tabela 3.27: Combinação C1 e C2 para cálculo do esforço cortante sobre a ala. ...... 124 Tabela 3.28: Esforço cortante em cada trecho da ala. ................................................ 128 Tabela 3.29: Armadura de cisalhamento devido ao esforço cortante. ......................... 128 Tabela 5.1: Comparação entre esforços solicitantes e resistentes das longarinas e transversinas obtidas do projeto arquitetônico pela Secretaria de Obras. .................. 128

x

RESUMO

A ponte é uma obra destinada a transposição de obstáculos à continuidade do leito normal de uma via, tais como rios, braços de mar e vales profundos. Quando a ponte tem por objetivo a transposição de vales, outras vias ou obstáculos em geral não constituídos por água, é comumente denominada viaduto. Uma das grandes funções desta estrutura, juntamente com as rodovias no Brasil, é auxiliar o escoamento de produtos e mercadorias até seu destino final. Elas são feitas para que o fluxo de veículos não cesse e o tráfego seja o mais contínuo possível. No presente trabalho é realizado o dimensionamento de um projeto de alargamento e reforço de uma ponte em concreto armado e aço situada no Município de Carmo, no Estado do Rio de Janeiro. A Secretaria de Obras do município cedeu o projeto arquitetônico, sendo o mesmo utilizado para o dimensionamento da ponte. Esta é uma obra que servirá para facilitar o fluxo de pessoas e mercadorias, garantindo a segurança da população e proporcionando o crescimento econômico da região. Para o seu dimensionamento, a estrutura da ponte bem como os materiais de constituição e seu processo de construção seguem as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Estão aqui representados os memoriais de cálculo, detalhes do projeto, desenhos da arquitetura e da armadura da ponte, bem como cortes com detalhamento e vistas. Pode-se concluir que este tipo de obra é interessante para diversos pontos de vista, que vão desde o social ao econômico e político. Para o curso de Engenharia Civil é uma aplicação muito importante, pois envolve o conhecimento diversos conceitos desta área. Palavras-chave: Ponte; Concreto Armado; Aço; Engenharia Civil; Dimensionamento.

2 Figura 1. 1 : Ponte Valparaíso do município de Carmo-RJ A partir da construção da ponte, as pessoas puderam ter acesso, de forma segura, ao bairro Valparaíso. Diante da existência de um relevo privilegiado, formado por uma extensa planície, e pela facilidade de acesso após a construção da ponte, o bairro vem apresentado um elevado crescimento demográfico, o que tem proporcionado o crescimento econômico na região. Como consequência, o aumento da movimentação de pessoas e veículos no bairro levou a Secretaria de Obras do Município de Carmo a elaborar um projeto de reforço e ampliação da ponte. 1.2 - OBJETIVO Como objetivo principal deste projeto tem-se o dimensionamento de uma ponte situada no bairro Valparaíso na cidade de Carmo, no Rio de Janeiro. A Prefeitura Municipal de Carmo desenvolveu um projeto arquitetônico de reforço e alargamento da ponte que será dimensionada neste trabalho, no entanto, devido à falta de informações no projeto arquitetônico recebido pela Secretaria de Obras do Município, foi realizado um pré-dimensionamento de algumas estruturas da ponte.

3

1.3 - JUSTIFICATIVA

A ponte Valparaíso é a única via de acesso das pessoas ao bairro. Atualmente, a ponte suporta a passagem de pedestres no passeio e de apenas um veículo por vez na pista. A população tem se mostrado descontente com a situação uma vez que no bairro tem crescido o número de moradores o que tem gerado congestionamento nas vias de acesso a ponte. Com o intuito de facilitar o acesso da população ao bairro, garantir a segurança das pessoas na sua travessia e incentivar o crescimento econômico da região, a Secretaria de Obras do Município de Carmo desenvolveu um projeto de reforço e alargamento da ponte. 1.4 - METODOLOGIA Para a realização desse trabalho, inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre pontes. Em seguida foram feitas análises de carregamentos móveis e permanentes obtendo através do software Ftool diagramas de esforços e momentos solicitantes. Com o auxílio do software AutoCAD foi confeccionada a parte gráfica do presente projeto. Em meio às informações obtidas, desenvolveu-se um memorial de cálculo dos elementos estruturais da superestrutura e mesoestrutura da ponte, sendo confeccionadas planilhas no software Excel com os resultados referentes ao dimensionamento de tais elementos.

5

CAPÍTULO II

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

As pontes são importantes para todo o mundo. Mas elas não são vistas ou entendidas da mesma maneira, o que torna seu estudo tão fascinante. Uma única ponte sobre um pequeno rio será vista de forma diferente porque cada indivíduo possui uma visão única sobre ela. Alguém viajando sobre uma ponte todos os dias só pode perceber que ela está lá porque agora a estrada tem um parapeito em ambos os lados. Outros podem se lembrar do tempo anterior à construção de uma ponte e quão longe eles tiveram que viajar para visitar amigos ou para levar as crianças ao colégio. Líderes cívicos veem a ponte como uma ligação entre vizinhanças, uma forma de fornecer proteção policial, contra incêndios e acesso ao hospital. Na comunidade de negócios, a ponte é vista como abertura de novos mercados e expansão do comércio. Um artista pode considerar a ponte e sua configuração como um possível tema para uma pintura. Um teólogo pode ver a ponte como um símbolo de conexão com Deus. Enquanto um barqueiro no rio, olhando para cima ao passar debaixo da ponte, terá uma perspectiva completamente diferente. Todo o mundo está olhando para a mesma ponte, mas ela produz diferentes emoções e imagens visuais em cada um. As pontes afetam as pessoas. Os engenheiros as projetam, depois as constroem e mantem, e as pessoas as usam. As pontes não acontecem por acaso. Elas devem ser planejadas e projetadas antes de serem construídas (BARKER; PUCKETT, 2013 , tradução nossa). 2.1 - APRESENTAÇÃO DE CONCEITOS Segundo o DNIT (2004), a ponte é uma estrutura construída sobre uma depressão ou uma obstrução, tais como água, rodovia ou ferrovia, que sustenta uma pista para passagem de veículos e outras cargas móveis, e que tem um vão livre, medido ao longo do eixo da rodovia, de mais de seis metros. O pontilhão é classificado como uma ponte com vão livre igual ou inferior a seis metros.

6 Quanto aos elementos componentes, as pontes possuem três elementos básicos: Superestrutura, Mesoestrutura e Infraestrutura, cujas características são (DNIT, 2004): x Superestrutura: é o componente superior da ponte, constituída do estrado e dos elementos que o suportam e todas as cargas nele aplicadas. Possui como função estrutural a de transmitir as cargas, ao longo dos vãos, para os apoios; x Mesoestrutura: é o componente que engloba todos os elementos que suportam a superestrutura. A função da mesoestrutura é a de transmitir as cargas da superestrutura, e a sua própria carga, à infraestrutura; x Infraestrutura: é o componente que assenta todo o peso da estrutura e a ação das cargas móveis no terreno natural. As fundações podem ser diretas ou profundas. 2.1.1 - CLASSIFICAÇÃO Segundo Vitório (2008), as pontes são geralmente classificadas quanto à finalidade, quanto ao tipo de material empregado e quanto ao sistema construtivo adotado. x Quanto à finalidade: As pontes podem ser classificadas como rodoviárias, ferroviárias, rodoferroviária, passarelas e aeroviárias; x Quanto aos materiais constituintes: As pontes podem ser classificadas como de madeira, de pedra, metálicas, em concreto armado, em concreto protendido e pré-moldadas; x Quanto ao sistema estrutural: As pontes podem ser classificadas em pontes em laje, em vigas (simplesmente apoiadas, contínuas, Gerber), em estrado celular, em grelha, em pórticos, em arco, pênseis e estaiadas.