Estado de conservação de pontes nacionais 1 Evolução no tempo de pontes ferroviárias

O parque de pontes que integra a rede ferroviária nacional é composto por vários tipos de pontes. Conforme o seu material de construção as pontes podem ser de alvenaria, estrutura metálica ou betão. O conjunto de pontes ferroviárias apresenta-se na sua maioria com alguma idade. Neste subcapítulo é realizada uma breve síntese de informação, por forma a caracterizar a evolução no tempo das pontes ferroviárias, o seu estado atual e as suas tendências de evolução, incidindo principalmente sobre as pontes metálicas.

Inicialmente muitas das pontes construídas eram em alvenaria, o facto da sua técnica construtiva ser conhecida (arcos em alvenaria de pedra) e a facilidade de aquisição da matéria prima, potenciou o seu desenvolvimento. Contudo estas pontes eram preferencialmente utilizadas em pequenos vãos. As pontes em estrutura metálica permitiram colmatar este facto, possibilitando vencer vãos livres consideravelmente maiores. O desenvolvimento do material metálico fez com que a evolução destas pontes fosse notória.

Estima-se que o número de pontes ferroviárias metálicas em Portugal seja de cerca de 787 (Gráfico 2.1), sendo que a maioria destas estruturas compreende uma idade entre os 60 e 100 anos (39,8). As pontes centenárias correspondem a 129, constituído uma parcela considerável (16,4%).

A extensão total de pontes metálicas ferroviárias é de 23,388 kms, sendo que as pontes com mais de 100 anos são as que apresentam no seu conjunto uma maior extensão com o valor de 9,187 km (Gráfico 2.2).

Comparando as pontes metálicas com as pontes de alvenaria e de betão, observa-se que as primeiras, independentemente da sua idade, apresentam sempre uma maior extensão que as restantes (Gráfico 2.3), no entanto, em termos quantitativos as pontes em alvenaria apresentam no geral um número superior.

60 a 100 anos 313 30 a 60 anos 161 >100 anos 129 < 10 anos 19 10 a 30 anos 165

Número de pontes metálicas ferroviárias em Portugal

Total: 787

Gráfico 2.1 - Número de pontes metálicas ferroviárias em Portugal (adaptado de [2])

9,187 7,165 2,716 3,72 0,6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 >100 anos 60 a 100 30 a 60 10 a 30 < 10 anos Quilómetros (km)

Extensão de pontes metálicas ferroviárias em Portugal

Comprimento:23,388 kms

Verifica-se ainda um crescimento global das pontes com mais de 30 anos, sendo que as de estrutura metálica apresentam uma evolução de aproximadamente 27%, comparativamente às pontes com mais de 60 anos, já as de alvenaria apenas aumentaram cerca de 8%. As pontes de betão cresceram mais de 50%, deixando antever o futuro das pontes ferroviárias.

2.4.4.2 Exemplos de intervenções

Grande parte das pontes metálicas nacionais, na sua maioria centenárias, continuam capazes de cumprir a sua função, ainda que a modernização dos sistemas de transporte seja uma realidade. Uma das principais razões para tal, diz respeito ao seu dimensionamento conservativo normal da época em que foram projetadas. A utilização de fatores de segurança elevados aquando o dimensionamento destas estruturas permite que ainda hoje seja possível continuarem em serviço.

De forma a exemplificar alguns trabalhos de reabilitação e/ou reforço em pontes nacionais, apresentam-se de seguida alguns casos de pontes metálicas, nas quais houve necessidade de intervir, quer na infraestrutura ou na superestrutura. Os exemplos apresentam aspetos distintos entre si, desta forma pretende-se demonstrar a existência de um vasto cenário de soluções para problemas relativamente comuns.

A Ponte do Zêzere 1º, integrada na Linha da Beira Baixa, foi construída em 1890 com um comprimento total de 104 m (Figura 2.29). A estrutura metálica assenta em pilares e encontros de alvenaria, forrados exteriormente por cantaria e fundados diretamente no maciço rochoso [39]. No âmbito de inspeções efetuadas às pontes ferroviárias da Linha da Beira Baixa, foram detetadas algumas anomalias nas fundações imersas desta ponte [39]. Tendo em vista a reparação dos danos a ponte foi alvo de intervenções de reabilitação e reforço. Os principais trabalhos consistiram no encamisamento de um pilar, encamisamento dos pegões de dois pilares, substituição dos aparelhos de apoio fixos e reabilitação dos aparelhos de apoio móveis,

3,798 km 6,301 km 8,344 km 9,187 km 16,352 km 19,068 km 0 km 0,231 km 0,456 km 0 5 10 15 20 25

> 100 anos > 60 anos > 30 anos

Idade das pontes ferroviárias em função do seu material de construção

Alvenaria Estrutura Metálica Betão Estrutural 576 ₈₈ 129 442 41 807 876 603

Figura 2.29 - Reforço da Ponte do Zêzere 1º, Linha da Beira Baixa, 2015 (adaptado de [39])

reforço do encontro de saída com tirantes de aço inox e reabilitação geral das alvenarias através da selagem de juntas [39].

Um outro caso em que os trabalhos de conservação realizados são exemplo, refere-se à Ponte Ferroviária de Foz Tua (Figura 2.30). Esta ponte data de 1882, constituída por uma estrutura metálica treliçada, com comprimento de 170 m divididos em seis vãos [40]. O tabuleiro apoia sobre cinco pilares de alvenaria de pedra de granito emparelhada, sendo que três são fundados no leito do rio, enquanto os outros dois são fundados sobre as margens (leito de cheia). Ao longo dos anos de serviço a referida ponte contou com várias intervenções em que se destaca o reforço do tabuleiro em 1986 e o reforço das fundações em 2015 [40].

A primeira grande intervenção na Ponte de Foz Tua foi realizada ao nível do tabuleiro, para tal foi necessário verificar a segurança de todos os elementos estruturais. No que se refere às longarinas, estes elementos foram reforçados com chapas de banzo, colocadas superiormente e inferiormente. Foram também aplicadas chapas horizontais de continuidade entre longarinas ao nível dos seus banzos superiores. O reforço das carlingas foi semelhante ao das longarinas, aplicando uma chapa de reforço nos seus banzos superiores e inferiores, tendo sido ainda reforçada a ligação das cantoneiras à alma com a aplicação de novos rebites. O projeto de reforço contemplou também a adoção de um contraventamento entre longarinas, tendo por objetivo o aumento da estabilidade e a absorção de esforços resultantes de cargas horizontais

(ex: forças de lacete). Foi ainda introduzido um contraventamento de frangem, este foi aplicado entre longarinas e banzos superiores das vigas principais, tornando a transmissão de esforços de frenagem mais eficiente.

A construção da Barragem de Foz Tua levou a que a ponte ferroviária fosse novamente intervencionada. A barragem localiza-se no rio Tua, sendo que as estruturas de saída dos caudais turbinados situam-se a 500 m de montante da referida ponte [40]. Dadas as alterações significativas no curso de água, como o rebaixamento do leito do rio, em que a escavação atingiu cotas inferiores à das bases originais dos pilares, foi necessário reforçar as fundações dos três pilares centrais. O referido reforço foi materializado através de uma cortina de estacas encastradas no maciço de fundação em torno de cada pilar, a cortina é travada na sua parte superior por uma viga de coroamento em conjunto com quatro tirantes passivos horizontais em aço que atravessam o pilar e são amarrados na respetiva viga [40]. Foi ainda necessário após a conclusão do processo de escavação, proteger a fundação de um pilar de extremidade da erosão e ainda proteger os maciços de fundação dos três pilares centrais.

Um último exemplo de intervenção refere-se ao alargamento e reforço da Ponte D. Luiz sobre o rio Tejo, em Santarém. As sobrecargas de cálculo adotadas no seu dimensionamento eram modestas – 2000 kg por metro linear de tabuleiro, sem qualquer coeficiente dinâmico. Diversos fatores impuseram o alargamento e reforço da obra de arte, como por exemplo a reduzida largura da faixa de rodagem e a limitação imposta às sobrecargas de tráfego circulante [22]. Para o efeito foi proposta uma solução que aproveita a superestrutura metálica da ponte, concebendo um tabuleiro de betão armado pré-esforçado que apoia apenas nas prumadas das vigas principais. Havia então que reforçar estas últimas, para o acréscimo de cargas permanentes do novo tabuleiro bem como as novas sobrecargas. A solução passou pela montagem de varões de aço de alta resistência, fortemente tracionados com a capacidade de suportar a carga permanente, incluindo a antiga estrutura metálica. Refere-se ainda que o esforço nos varões de pré-esforço exterior é transmitido aos pilares e encontros através de “bielas” de betão armado, não sobrecarregando a estrutura metálica nem os aparelhos de apoio.

A maioria das pontes metálicas com anomalias estruturais têm vindo a ser recuperadas, sendo possível afirmar que entre 1980 e 1990 o volume de intervenções em pontes deste género era sensivelmente superior que na atualidade. São exemplos de intervenções a Ponte do Pinhão, Ponte do Fão, Ponte Eiffel, entre outras.