Considerações iniciais

O processo de degradação de pontes ferroviárias tornou-se uma questão essencial em quase todos os países da Europa, uma vez que as estruturas das pontes são constantemente expostas a inúmeras causas de degradação ao longo da sua vida útil, que consequentemente podem provocar vários tipos de anomalias e a degradação deste tipo de estruturas.

Vários trabalhos têm sido desenvolvidos neste contexto, sendo de realçar o trabalho publicado pelo UIC-International Union of Railways, no qual é apresentado um catálogo dos defeitos em pontes de alvenaria (Catalán e Álamo 2006). Pela abrangência do referido trabalho ao caso das pontes ferroviárias em alvenaria existentes na Europa, a abordagem feita neste capítulo é baseada, essencialmente, nesse documento.

A sistematização dos danos e degradações mais frequentes em pontes, mediante a descrição dos fenómenos envolvidos e o reconhecimento das suas causas, permite facilitar o diagnóstico e a identificação dos meios de prevenção e de reparação mais adequados para determinada anomalia (C. Costa 2009).

Na sistematização apresentada neste trabalho distinguem-se os danos que ocorrem localizados nos elementos estruturais decorrentes de avarias específicas no funcionamento da estrutura, dos danos e degradações generalizados que são independentes do esquema estrutural.

Os primeiros (danos estruturais localizados) são associados a um mau desempenho da estrutura e a redução da capacidade de carga e os segundos (danos generalizados) podem afetar qualquer elemento estrutural sendo as suas causas e efeitos, em geral, independentes do tipo de elemento afetado e do seu funcionamento no sistema estrutural. Estas avarias são associadas aos processos de degradação dos materiais que resultam do processo natural de envelhecimento decorrente da passagem do tempo e da exposição dos elementos a ações erosivas, meteorológicas e físico químicas adversas,

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por deficiente manutenção ou intervenções desadequadas (ação humana). Estas ações afetam essencialmente a durabilidade da construção, podendo a longo prazo contribuir para o agravamento das condições de segurança da estrutura.

Neste contexto, relativamente aos danos e degradações na estrutura das pontes em arco de alvenaria associados a um mau desempenho da estrutura e a redução da capacidade de carga, são apresentados na secção 3.2 as diversas anomalias mais comuns em cada um dos elementos constitutivos destas pontes que se resumem também na Tabela 3.

Anomalias estruturais localizadas nos elementos estruturais

Anomalias no arco

Fendilhação longitudinal no centro da abóbada Fendilhação longitudinal entre os tímpanos e o arco Fendilhação diagonal do arco

Fendilhação transversal no arco

Perda ou deslocamento de material do arco Falhas mecânicas

Anomalias nos pilares

Fendilhação vertical nos pilares Fendilhação em escada

Fendilhação entre talhantes, quebrantes e pilares Anomalias nos encontros Fendilhação vertical em encontros _{Fendilhação horizontal em encontros}

Anomalias nos tímpanos

Abaulamento dos tímpanos Deslizamento dos tímpanos Rotação do tímpano

Fendilhação em escada nos tímpanos Anomalias nos muros de ala e

muros de avenida

Rotação e abaulamento

Fissuração vertical na ligação entre o encontro e os muros de ala e avenida

Anomalias nas fundações

Perda dos elementos de proteção Erosão local dos elementos de fundação

Abrasão e apodrecimento das estacas de madeira

Perda de estabilidade da fundação por alterações no leito do rio Assentamento diferencial longitudinal em pilares

Rotação longitudinal da base do pilar Rotação transversal do pilar

Assentamento diferencial transversal do pilar

Assentamento relativo entre extremidades e centro de pilar Tabela 3 – Tipos de anomalias estruturais localizadas nos componentes das pontes

Os processos de degradação mais comuns responsáveis pelo aparecimento deste tipo de anomalias e a correspondente classificação das ações que os influenciam são resumidos na Tabela 4 e na Tabela 5, respetivamente. Uma descrição detalhada sobre

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este tema pode ser encontrada em várias publicações (Catalán e Álamo 2006) e (C. Costa 2009).

Causas dos processos de degradação estrutural

Comportamento do arco na direção longitudinal da ponte (mecanismo de rótulas no arco) Comportamento da ponte na direção transversal (transmissão de impulsos pelo enchimento) Comportamento das pontes enviesadas

Comportamento dinâmico

Utilização excessiva das estruturas Pressão excessiva do solo

Pressão excessiva do enchimento

Variação de rigidez entre elementos estruturais Processo de construção

Intervenções anteriores Ações

Tabela 4 – Processos de degradação estrutural das anomalias frequentes

Classificação das Ações

Ações permanentes Sobrecargas

Ações horizontais devidas à frenagem e às cargas centrífugas Ação do vento

Ações térmicas e reológicas Movimentos impostos Ações dinâmicas

Tabela 5 – Classificação das ações que têm efeito nas anomalias estruturais

Relativamente aos danos e degradações dos materiais são apresentados na secção as anomalias frequentes observadas nos materiais, que se resumem também na Tabela 6.

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Anomalias frequentes do material

Alterações da superfície

Manchas de humidade, escorrências e depósito de água Manchas negras e filmes negros

Depósitos de origem biológica Eflorescência e cripto-eflorescência Crostas Perda de material Erosão da pedra Dissolução da pedra Desagregação da pedra Alveolização

Perda de argamassa nas juntas Delaminação

Desalinhamentos e destacamentos de pedras dos paramentos de alvenaria

Rotura por elementos de vegetação Danos resultantes da ação

humana

Atos de vandalismo

Intervenções de reabilitação e reforço desadequadas Impactos de veículos

Tabela 6 – Anomalias frequentes do material

Neste caso, os processos de degradação mais frequentes estão indicados na Tabela 7 e as ações que os desencadeiam na Tabela 8. Uma descrição mais pormenorizada pode ser encontrada noutras publicações (Catalán e Álamo 2006) e (C. Costa 2009).

Processos de deterioração e degradação do material

Presença da água Efeito do vento Gelo-degelo

Presença de sais solúveis Gases presentes na atmosfera Efeitos térmicos

Hidratação (expansão de água) Vegetação

Carbonatação Mistura de argila

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Classificação das Ações

Ambientais Ações climáticas _{Ações devidas à poluição}

Ações biológicas Bactérias e fungos Líquenes Algas e musgos Vegetação Ações humanas Atos de vandalismo Acidentes Intervenções anteriores

Tabela 8 – Classificação das ações com efeitos nas anomalias generalizadas do material