Construção por Avanços Sucessivos

Tal como já foi referido, o método construtivo dos avanços sucessivos, no caso de pontes de grande vão, apresenta vantagens face aos outros métodos construtivos, que contribuem para que seja o método mais utilizado na construção das grandes pontes atirantadas.

O método construtivo dos avanços sucessivos consiste na construção do tabuleiro em segmentos, pré-fabricados ou fabricados “in-situ”, de forma alternada com a montagem dos tirantes e utilizando a estrutura já construída para suporte e apoio dos equipamentos necessários para realizar o avanço da construção. Para o início da construção do tabuleiro não é necessário que as torres estejam totalmente concluídas,

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bastando para tal controlar os esforços e deformações das mesmas devidas à evolução do tabuleiro [6].

Duas consolas são em regra construídas utilizando equipamentos móveis de elevação, de forma simétrica a partir das torres, de modo a minimizar a respectiva flexão, ainda que esta seja temporária. Nos tabuleiros betonados “in-situ” existe ainda a possibilidade de atirantar os equipamentos que suportam as cofragens, permitindo minimizar as flexões temporárias [6].

Normalmente a instalação da estrutura metálica e da laje de betão são realizadas em etapas diferentes. Cada ciclo começa com a ligação de segmentos da estrutura metálica, com comprimento normalmente igual à distância entre tirantes, aos segmentos já anteriormente montados, recorrendo a soldadura ou aparafusamento.

Em seguida, efectua-se a instalação do respectivo par de tirantes, o que permite a movimentação dos equipamentos de forma a posicionarem-se para a elevação dos segmentos da próxima etapa. Nesta primeira instalação dos tirantes existe a preocupação de ajustar a sua força unicamente ao peso da estrutura metálica, pelo que muitas vezes nesta fase apenas se instala uma parte dos cordões que serão usados. Esta situação é típica das pontes de grande vão, uma vez que a estrutura metálica, além de muito flexível, representa uma pequena percentagem do peso total da secção o que contribui para que os cordoes estejam submetidos a uma tensão relativamente baixa, sendo por esta razão muito frequente aplicar os cordões em duas fases. Posteriormente, já com o cimbre móvel apoiado sobre a estrutura metálica segue-se a betonagem da laje ou a montagem de painéis de laje pré-fabricados.

Segue-se o retensionamento da totalidade dos tirantes ou, se for o caso, à instalação dos restantes cordões que compõem o tirante [14]. Na primeira fase normalmente é controlada a força instalada enquanto na segunda, e nos ajustes dos tirantes durante a fase de consola, o parâmetro de controlo é o alongamento introduzido [14].

Uma alternativa adoptada, a este faseamento de montagem dos tirantes, consiste que na montagem do segmento metálico seja adicionado um acréscimo de peso, permitindo assim instalar a totalidade dos cordões de um tirante e, eventualmente, com maior força. Este processo menos usual, foi utilizado por exemplo na ponte de Pereira-Dosquebrados (Colômbia), concluída em 1987 [7].

Para que a sequência construtiva se desenvolva de forma eficiente e sem grandes inconvenientes para a estrutura é necessário que a distância entre a montagem da estrutura metálica e a execução da laje seja adequada. Distâncias pequenas dificultam a organização dos trabalhos mas em contrapartida distâncias elevadas levam a que a

17 estrutura metálica fique sujeita a elevadas compressões devido à ausência da laje. A distância usualmente utilizada entre os referidos procedimentos corresponde ao distanciamento entre tirantes, ou seja, a montagem de um dado segmento de estrutura metálica e a execução da laje do segmento anterior ocorrem em simultâneo [14].

Uma alternativa que tem vindo a ser adoptada, nas mais recentes pontes de tirantes, consiste em efectuar a elevação da estrutura metálica já com a laje, utilizando um equipamento de elevação de maior capacidade, seguindo-se a instalação e retensionamento do par de tirantes numa fase única [14].

Nas pontes mistas de grande vão em que são adoptados o método construtivo de avanços sucessivos no modo tradicional, a sequência tipo de um ciclo de montagem do tabuleiro adoptada é normalmente comum. Como exemplo representativo temos a ponte Sunningesund (Figura 2.10), finalizada em 2001 em Uddevalla, Suécia.

A sequência tipo de um ciclo de montagem do tabuleiro consistia nas seguintes cinco operações [11]:

1) Elevação e montagem de um segmento, com 13.3 m de comprimento e 26.06 m de largura, e pesando cerca de 70 ton., utilizando um equipamento de elevação fixo ao segmento anterior do tabuleiro; fixação temporária entre segmentos, seguida de um controlo topográfico em planta e perfil; execução da ligação entre as vigas principais dos segmentos.

Figura 2.10 - Ponte Sunningesund: construção do tabuleiro, por avanços sucessivos [15]

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2) Instalação e primeiro tensionamento do par de tirantes de suspensão lateral do segmento.

3) Elevação dos painéis pré-fabricados de laje e sua colocação sobre a estrutura metálica; controlo topográfico e de força nos tirantes, e eventual execução de pequenas rectificações.

4) Betonagem das ligações entre painéis e das extremidades laterais do tabuleiro.

5) Segundo tensionamento dos tirantes, para se atingir o seu comprimento pré-definido, no momento em que o betão das ligações entre painéis atinge 25 MPa; e movimentação do equipamento para a elevação do segmento seguinte.

Na maioria das pontes mistas de grande vão, incluindo esta, as operações de tensionamento dos tirantes são executadas a partir do interior das torres e em duas fases (já referidas anteriormente), utilizando um tensionamento cordão a cordão.

Como curiosidade, a ponte Annacis (Figura 2.5), concluída em 1986 marca o início da construção de tabuleiros utilizando simultaneamente o método dos avanços sucessivos e a adopção de paneis de lajes pré-fabricados [14].

Numa tentativa de reduzir ao mínimo os efeitos da retracção do betão, os painéis utilizados são normalmente fabricados com alguns meses de avanço em relação à sua colocação no tabuleiro. A ligação dos vários painéis em obra é efectuada através da betonagem, com betão não retráctil, das zonas sobre as carlingas e vigas, que coincide com o local onde se localizam os conectores responsáveis pelo funcionamento misto [14].

Também devido aos efeitos da retracção e fluência do betão, com a finalidade de limitar a ocorrência de fissuração de algumas zonas da laje de betão, por vezes utiliza-se pré-esforço longitudinal. No entanto, esta aplicação apreutiliza-senta inconvenientes, pois para que a compressão introduzida pelo pré-esforço se mantenha apenas na laje o seu processo construtivo torna-se complexo e exige que seja efectuado por fases, mas mesmo assim, devido aos efeitos diferidos, parte da compressão se transferirá para o banzo superior das vigas metálicas principais, deixando por esta razão de ter utilidade na estrutura. Esta talvez seja a principal razão pela qual esta solução tem sido pouco utilizada [12]; [18].

O método de avanços sucessivos tradicional tem, consoante as características particulares de determinada situação tido variantes, que por vezes se tornam mais vantajosas que o método de avanços sucessivos tradicional. Por exemplo, na ponte de

19 Kap Shui Mun em Hong-Kong (Figura 2.11) a presença de apoios intermédios nos vãos laterais permitiu que o tabuleiro destes fosse efectuado recorrendo ao método de lançamento incremental. O vão central foi efectuado pela técnica dos avanços sucessivos e a existência dos vãos laterais tornou-se vantajosa visto que foram utilizados para estabilizar o vão central durante a fase de consola [2].

Figura 2.11 - Ponte de Kap Shui Mun: esquerda - construção do vão central pelo método de avanços sucessivos; direita - sistema de elevação dos segmentos do tabuleiro [14].

Figura 2.12 - Ponte de Lanaye (Bélgica)[15].

Outro exemplo consistiu no procedimento construtivo de avanços sucessivos particular adoptado na ponte de Lanaye (Figura 2.12). Nesta ponte o vão principal do tabuleiro foi construído pela técnica dos avanços sucessivos mas a partir da margem onde se localiza a torre. Na primeira fase, uma estrutura metálica, composta por duas vigas em I, foi sucessivamente montada a partir da margem e á qual foi ancorada os tirantes.

Em seguida foi executado o caixão de betão utilizando a estrutura metálica como suporte da cofragem. Uma vez que a estrutura metálica isolada era muito flexível, foi

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necessário efectuar sucessivos ajustes nos tirantes, o que tornou o processo muito moroso e complexo [5].

A construção de tabuleiro por avanços sucessivos recorrendo a aduelas pré-fabricadas é outra solução construtiva que actualmente tem vindo a ser muito utilizada. Em viadutos e pontes de grande extensão este processo tem se revelado rápido e competitivo. Além disso, em pontes de tirantes, a compressão horizontal proveniente dos tirantes pode ser utilizada em conjunto com o pré-esforço longitudinal definitivo e de colagem.[14] As aduelas treliçadas mistas são particularmente adequadas a este processo construtivo, uma vez que são leves e adequadas para a pré-fabricação.

A estabilização das consolas do tabuleiro durante a fase construtiva é um dos aspectos que merecem especial atenção no processo de avanços sucessivos em pontes de grande vão. Esta necessidade surge devido [14]: (1) forças assimétricas no tabuleiro resultantes da construção; (2) situação de acidente, como a queda de equipamentos ou de segmentos durante o processo de elevação, que provoquem efeitos dinâmicos; e (3) efeitos das acções do vento sobre o tabuleiro em consola.

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