Tipos de pontes

 
Tipos de Pontes (Bridge Types)

Neste tipo de aplicações estão em jogo vários tipos de solicitações. A resposta do apoio a esta variedade de solicitações (ou seja, o seu bom desempenho) e a sua durabilidade constituem o grande desafio que se coloca ao técnico projectista. E, uma vez que existem vários tipos de apoios, a selecção do tipo de aparelho de apoio constitui uma importante decisão.

Uma das funções dos aparelhos de apoio para pontes é a de suportar e transferir a carga da estrutura superior (carga constituída pelo tabuleiro e todos os seus acessórios e pelas cargas variáveis originadas por tudo o que se movimenta na ponte) aos pilares de suporte que constituem a estrutura intermédia (Figura 1). Por outro lado, a deflexão que o aparelho de apoio apresenta sob o efeito dessa carga (composta por cargas fixas e cargas variáveis – estas dependentes das cargas momentaneamente originadas pelo tráfego de pessoas e viaturas no tabuleiro) tem de ser relativamente pequena, para que não constitua – ela própria – uma causa geradora de desalinhamentos.

Figura 1 – Principais componentes estruturais de uma ponte (esquemático)

 

O aparelho de apoio terá também de acomodar os deslocamentos horizontais, qualquer que seja a sua direcção, provocadas por dilações ou contracções do tabuleiro ou de outros elementos estruturais da ponte, pelas solicitações originadas pelo tráfego (pessoas, viaturas automóveis de qualquer tipo, ou por equipamentos circulantes ferroviários). O aparelho de apoio terá também de acomodar a solicitações de torção provocadas, sobretudo, por movimentos do tabuleiro. Finalmente, e não menos importantes, os diversos tipos de solicitações provocadas pela acção do vento.

Também é necessário que as forças de corte não excedam a força de atrito existente entre o aparelho de apoio e a estrutura superior (o tabuleiro) ou entre o aparelho de apoio e o elemento da estrutura que o suporta (estrutura intermédia). Caso as forças de corte excedam a força de atrito, o apoio sofrerá um deslocamento, com consequências que podem ser gravosas para todo o sistema estrutural.

A resposta dos aparelhos de apoio a todos estes tipos de solicitações não deve variar ao longo do tempo; assim sendo, a borracha que constitui o apoio deve apresentar excelentes propriedades elásticas e, em particular, um excelente valor da deformação residual após compressão e um baixo valor de fluência (creep). E ainda se exige também uma excelente resistência às acções de envelhecimento, sobretudo as originadas pelo calor e pela acção do oxigénio e do ozono. Factores que intervêm, com maior efeito, na durabilidade dos aparelhos de apoio.

Não surpreende, portanto, que todos estes aspectos venham a reflectir-se no comportamento doa aparelhos de apoio, na sua boa ou má funcionalidade e na sua durabilidade.

Depreende-se do que foi dito que tenha de existir, por parte do técnico projectista, um bom conhecimento da interacção de todas estas variáveis e das propriedades dos elastómeros, de forma a garantir a produção de um aparelho de apoio com um bom desempenho técnico e com uma durabilidade bem adequados à importância da aplicação.

Existem vários tipos de aparelhos de apoio. A selecção dos aparelhos de apoio deve ser efectuada criteriosamente, visto que, cada tipo de estrutura apresenta características comportamentais muito diversas. A má selecção de um aparelho de apoio pode criar sérios problemas para a estrutura. Esta selecção compete ao responsável pelo projecto da estrutura, que conhece bem o tipo de estrutura, os materiais que a constituem e o seu comportamento sob o efeito das cargas, os deslocamentos (longitudinais e transversais) e as rotações, que ocorrem por movimentações da própria estrutura e causadas por deslocamentos de cargas no tabuleiro), por variações térmicas (dilatações ou contracções) ou pela acção do vento.

As pontes podem ser classificadas de várias formas, como a seguir se descreve.

 

Quanto ao material de construção:
  • Pontes em aço.
  • Pontes em betão armado. Neste caso o betão possui uma armadura em aço, que resiste aos esforços de tracção; o betão resiste apenas aos esforços de compressão.
  • Pontes em betão pré-esforçado. Neste caso, as vigas são constituídas por betão e varões em aço. No seu processo de confecção, os varões de aço são pré-traccionados. Após o tempo de presa, os varões são libertos, criando-se uma carga de compressão no betão. Esta compressão vai compensar a parte estrutural de betão quando carregado, aumentando-se assim a sua resistência em tracção.

Outros materiais são correntemente utilizados na construção de pontes, tais como madeira, tijolo e rocha (granito, por exemplo). Contudo, as dimensões destas pontes são bem mais reduzidas e as suas características não exigem ou não justificam, por regra, a utilização de aparelhos de apoio.

 

Quanto à sua extensão (L, metros):

Note-se que existem diversos critérios de classificação.

  • Pontes pequenas (L<60 metros).
  • Pontes médias (60<L<120 metros).
  • Pontes de grande extensão (L>120 metros).

 

Quanto ao sistema estrutural:
  • Pontes em arco (Figura 2).

Figura 2 – Pontes em arco

  • Pontes em vigas (Figura 3).

Figura 3 – Pontes em vigas

 

  • Pontes em lajes (Figura 4).

Figura 4 – Pontes em lajes

 

  • Pontes com tabuleiros suspensos, por cabos parabólicos e pendurais verticais; também designadas por pontes pênseis (Figura 5).

Figura 5 – Pontes suspensas

 

  • Pontes com tirantes ou pontes atirantadas (Figura 6).

Figura 6 – Pontes atirantadas

 

  • Pontes de treliças (Figura 7).

Figura 7 – Pontes de treliças

 

Obviamente que não pretendemos ter conhecimentos profundos de pontes e, particularmente das suas estruturas. Bastará conhecermos que a cada tipo de ponte corresponderá, estruturalmente, um certo tipo de comportamento. Existem também diferenças nos materiais e na concepção da estrutura. Isto para que não se venha a culpabilizar um fabricante de aparelhos de apoio, apenas porque a selecção do seu tipo foi mal formulado.