CAPÍTULO 4 – CASO DE ESTUDO: PONTE METÁLICA DE PORTIMÃO SOBRE O RIO ARADE
4.8 S OLUÇÕES DE P ROJETO
4.8.3 Trabalhos Complementares
Para além dos trabalhos de reabilitação e reforço identificados anteriormente foram incluídos os seguintes trabalhos na empreitada:
Guarda-corpos, guardas de segurança e acrotérios na obra de arte. Impermeabilização da nova laje de betão armado.
Drenagem do tabuleiro com a introdução de gárgulas e tubos de queda em ferro fundido. Iluminação pública e decorativa da ponte.
4.9
R
EALIZAÇÃO DAE
MPREITADA4.9.1 Soluções de Reabilitação
4.9.1.1
Tabuleiro Metálico
Toda a estrutura metálica foi reparada tendo em consideração a metodologia definida em projeto: Reparação e/ou substituição de elementos metálicos danificados (Figura 4.45 e Figura
4.46);
Substituição de parafusos por rebites (Figura 4.47 e Figura 4.48);
Substituição das chapas do passadiço de inspeção; (Figura 4.49 e Figura 4.50).
Figura 4.45 – Furação de chapas de reforço Figura 4.46 – Reforço com novas chapas metálicas
Figura 4.47 – Forno para aquecimento de rebites Figura 4.48 – Colocação de novos rebites, aquecidos a 1200 ºC
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Em termos de quantidades em obra, foram colocados cerca de 25.000 kg de novas peças e aplicados cerca de 1500 rebites novos.
Para a aplicação da proteção anticorrosiva da estrutura metálica foram adotadas “câmaras” com um comprimento igual aos vãos entre pilares da ponte, ou seja com 46,0 m (Figura 4.49), e foi seguida a seguinte metodologia:
Preparação da superfície com decapagem por jacto de areia, de modo a remover toda a ferrugem, calamina, sujidade e restos de pinturas antigas (Figura 4.50); Para a realização deste trabalho foi implementado um sistema de recolha total dos resíduos resultantes da decapagem;
Aplicação do esquema de pintura nos elementos da estrutura metálica (existentes ou novos com metalização):
- Duas demãos de tinta epoxídica (primário e intermédio) e uma demão de poliuretano (acabamento);
- Aplicação de mastic flexível para selagem das juntas entre cantoneiras, vigas, rebites e parafusos, após a aplicação do “intermédio” e antes do “acabamento; A pintura foi efetuada preferencialmente por pistola air-less (Figura 4.51) e foram utilizadas trinchas e rolos, no caso de pintura manual.
Figura 4.49 – Câmaras para aplicação da proteção anticorrosiva da estrutura metálica
Figura 4.50 – Preparação da superfície com decapagem a jacto de areia [68]
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4.9.1.2
Pilares
Contrariamente ao que havia sido preconizado em projeto, que definia que a montagem e soldadura das chapas metálicas era realizada debaixo de água, na empreitada estas chapas foram montadas em terra (Figura 4.53) e transportadas com flutuadores para o seu local de colocação (Figura 4.54).
Figura 4.53 – Cintas metálicas montadas e soldadas em terra [68]
Figura 4.54 – Transporte das cintas metálicas de reforço dos pilares
Foi realizada uma dragagem do leito do rio em redor da base dos pilares seguida de colocação de cintas metálicas e aplicação de betão no interior das mesmas a envolver os pilares na sua parte submersa (Figura 4.55 e Figura 4.56).
Figura 4.55 – Colocação das cintas metálicas em redor dos pilares Figura 4.56 – Betonagem das cintas metálicas em redor dos pilares [68]
4.9.1.3
Fundações
De acordo com o previsto no projeto, as fundações dos pilares foram protegidas com tapetes de enrocamento. O enrocamento foi transportado por batelão ou plataforma e descarregado junto aos pilares, sendo o controle do trabalho efetuado por mergulhadores (Figura 4.57 e Figura 4.58).
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Figura 4.57 – Transporte do enrocamento em plataforma [68]
Figura 4.58 – Descarrega do enrocamento a partir de batelão
4.9.2 Soluções de Reforço
4.9.2.1
Laje do Tabuleiro
O projeto era omisso na pormenorização da ligação da estrutura metálica ao tabuleiro. Na empreitada foi verificado que essa ligação era feita com 4 chumbadouros metálicos em cada carlinga metálica, sendo necessário a sua remoção prévia.
Foi ainda estabelecido um processo para a demolição da laje do tabuleiro que respeitasse as questões ambientais e que fosse exequível em termos de movimentação e transporte de pesos.
Figura 4.59 – Esquema para demolição da laje do tabuleiro – adaptado de [68] 1 2 3 3 4 4 4 4 3 4 4 4 4 2 cortes longitudinais cortes transversais cortes transversais cortes transversais 3 2,5 2,5 1,25
Capítulo 4 – Caso de Estudo: Ponte Metálica de Portimão sobre o rio Arade Foi definida uma malha de 2,5 x 1,25 m de acordo com a Figura 4.59 e a demolição da laje seguiu a seguinte metodologia:
1 – remoção dos guarda corpos
2 – realização de carotes com Ø100 mm para suspensão e posterior remoção das placas 3 – desmonte da laje dos passeios através de corte com recurso a fio diamantado
4 – desmonte da laje do tabuleiro rodoviário através de corte com disco diamantado A metodologia definida para a demolição da laje pode ser observada na Figura 4.60 a Figura 4.63
Figura 4.60 – Realização de carotes com Ø100 mm para suspensão e posterior remoção das placas
Figura 4.61 – Corte da laje com disco diamantado
Figura 4.62 – Remoção das placas da laje [68] Figura 4.63 – Transporte das placas da laje
Após a demolição total do tabuleiro existente procedeu-se à colocação de apoios para as pré-lajes tendo sido adotados apoios fixos do encontro E1 ao pilar P1 e apoios móveis do pilar P1 ao pilar P7. Entre o pilar P7 e o encontro E2 (tramo de margem) não foram colocados apoios sendo os painéis chumbados ao banzo superior das longarinas metálicas. A colocação dos apoios seguiu a seguinte metodologia:
Levantamento topográfico das cordas superiores das longarinas; Reparação das zonas danificadas / corroídas das cordas;
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Colocação das chapas metálicas rebitadas às cordas superiores (Figura 4.64 e Figura 4.65);
Aplicação do esquema de proteção anti-corrosiva;
Soldadura das chapas metálicas de nivelamento (Figura 4.66).
Figura 4.64 – Colocação de rebite nas chapas metálicas dos apoios das pré-lajes
Figura 4.65 – Colocação das chapas metálicas rebitadas às cordas superiores
Figura 4.66 – Chapa metálica de nivelamento com conectores para apoio das pré-lajes [68]
Figura 4.67 – Conectores do tramo de margem (P7 – E2)
O novo tabuleiro foi constituído por painéis pré-fabricados em betão armado com retração controlada (Figura 4.68). Foram colocados 122 painéis no tramo E1 – P7 e 9 painéis do tramo P7 – E2 (tramo de margem). Os painéis do tramo E1 – P7 apoiaram em plintos invertidos posteriormente selados com Sika Grout (Figura 4.69) enquanto que os painéis do tramo P7 – E2 foram chumbados ao banzo superior das longarinas metálicas (Figura 4.67 e Figura 4.70).
Após a colocação dos painéis foram realizadas betonagens “in situ” para solidarização dos mesmos (Figura 4.71).
Capítulo 4 – Caso de Estudo: Ponte Metálica de Portimão sobre o rio Arade
Figura 4.68 – Transporte e colocação das pré-lajes Figura 4.69 – Ligação das pré-lajes à estrutura metálica (ponte)
Figura 4.70 – Ligação das pré-lajes à estrutura metálica (tramo de margem)
Figura 4.71 – Pré-lajes colocadas, faltando a solidarização das mesmas
Apesar da largura total do tabuleiro não ter sido alterada, esta substituição permitiu o aumento da largura da faixa de rodagem de 5.30m para 6.00m. Foram ainda aplicados cerca de 3.000 m2 de pavimentos betuminosos, nova sinalização e equipamento de segurança.
4.9.2.2
Fundações e Pilares
No decorrer da empreitada foi apresentada pelo empreiteiro uma solução variante à solução de reforço com microestacas desenvolvida em projeto. A solução variante consistiu na substituição das microestacas previstas por colunas de jet-grouting, em número e diâmetro que assegurasse igual capacidade de carga global de cada pilar.
Esta solução variante teve como principal objetivo diminuir o tempo de execução do trabalho de reforço das fundações e pilares uma vez que era um trabalho que implicava o corte total de tráfego e tornava-se prioritário o restabelecimento da circulação num período determinado.
As colunas de jet-grouting tinham um diâmetro variável em profundidade, iniciando-se a cerca de 0,50 m imediatamente sob a fundação do pilar a reforçar, realizando-se diâmetros de cerca de 1,10 m nos últimos 8,0 m correspondentes ao bolbo de selagem realizado no estrato miocénico (Figura 4.72 e Figura 4.73).
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Figura 4.72 – Colunas de jet-grouting no pilar P1 a P6 [67]
Figura 4.73 – Colunas de jet-grouting no encontro E1 [67]
Tendo presente que a furação era feita a partir do tabuleiro houve necessidade de se ter cuidados adicionais para garantir a integridade da estrutura metálica e da cantaria do próprio pilar. Para isso era realizado um pequeno furo na laje de betão para se aferir a posição da coluna de jet-grouting e a verticalidade ao atravessar a estrutura metálica e pilar (Figura 4.74) e só depois de verificar esta implantação era alargado o buraco na laje para o diâmetro pretendido de 150 mm (Figura 4.75).
Capítulo 4 – Caso de Estudo: Ponte Metálica de Portimão sobre o rio Arade
Figura 4.74 – Furo de pequeno diâmetro realizado no tabuleiro para aferição da localização das colunas de jet-grouting
Figura 4.75 – Furo já alargado com diâmetro das colunas de jet- grouting
Ao nível da cota de fundação do pilar existente, foi realizada uma injeção prévia de modo a colmatar os vazios do material existente e agregar os seus elementos constituinte de modo a melhorar o seu comportamento e permitir a implementação das colunas de jet-grouting em melhores condições de operacionalidade e segurança.
Após a execução das colunas, colocou-se uma barra metálica H57, tipo MK S670 ao longo do eixo da coluna, e selada em todo o seu comprimento de penetração no pilar a reforçar.
Foram realizadas 8 furações no interior de cada um dos pilares até à sua fundação, com o objetivo de injetar calda de cimento no solo de fundação (Figura 4.76 e Figura 4.77).
Foram aplicadas assim, cerca de 150 toneladas de cimento no tratamento dos solos de fundação sob os pilares e colocados 1.800 m de varão de aço de 63 mm de diâmetro, no interior das furações efetuadas para reforço de pilares e fundações.
Figura 4.76 – Execução da furação para a realização das colunas de jet-grouting
Figura 4.77 – Execução das colunas de jet-grouting a partir do tabuleiro
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4.9.2.3
Aparelhos de Apoio
A solução preconizada em projeto previa a substituição de todos os aparelhos de apoio existentes por aparelhos de apoio do tipo HDRB.
Os aparelhos de apoio foram dimensionados no decorrer da empreitada, de acordo com os valores caraterísticos das ações definidas em projeto, tendo-se chegado a aparelhos de apoio com dimensões de 550 x 307 mm (Figura 4.78 e Figura 4.79).
Figura 4.78 – Alçado do aparelho de apoio Figura 4.79 – Planta do aparelho de apoio
Para além da altura do aparelho de apoio, tornava-se ainda necessário criar uns pequenos plintos para ligação dos aparelhos de apoio à estrutura metálica. Refira-se que o espaço livre para colocação dos aparelhos de apoio era cerca de 20 cm (altura dos aparelhos de apoio existentes).
Face à impossibilidade física da colocação deste tipo de aparelhos de apoio sob as longarinas laterais, a solução adotada foi a seguinte:
Aplicação de aparelhos de apoio do tipo HDRB sob a longarina inferior central: 2 nos alinhamentos P1 a P6 (Figura 4.80) e 1 nos alinhamentos E1 e P7 (Figura 4.81) com rebaixamento dos capitéis dos pilares;
Execução de 6 novos aparelhos de apoio de roletes laterais para montagem no E1, P6 e P7 (Figura 4.82);
Revisão/ manutenção dos aparelhos de apoio laterais restantes (Figura 4.83).
Como a estrutura metálica da ponte é antiga e os aparelhos de apoio apresentam uma configuração rígida, houve que recorrer a uns plintos metálicos. Estes plintos metálicos foram ligados por aparafusamento à estrutura metálica e aos aparelhos de apoio HDRB.
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Figura 4.80 – Aparelho de apoio do tipo HDRB no pilar P1
Figura 4.81 – Aparelho de apoio do tipo HDRB sob a longarina inferior central [68]
Figura 4.82 – Aparelhos de apoio de roletes laterais para montagem no E1, P6 e P7 [68]
Figura 4.83 – Revisão/ manutenção dos aparelhos de apoio laterais
Para a elevação do tabuleiro na zona dos aparelhos de apoio do encontro E1 e dos pilares foi colocada a travessa em “I” em cada alinhamento de apoio (Figura 4.84) e cilindros hidráulicos posicionados sob esta viga-carlinga construída para o efeito (Figura 4.85). Foi necessário elevar o tabuleiro cerca de 15 mm em cada um dos alinhamentos.
Figura 4.84 – Viga-carlinga em “I” [68] Figura 4.85 – Cilindros hidráulicos para levantamento do tabuleiro [68]
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4.9.2.4
Encontro E1 (lado de Faro)
De forma a criar uma estrutura de amortecimento dos deslocamentos em caso de ocorrência de sismo, foi necessário requalificar o encontro E1,contemplando as seguintes atividades:
Execução de 8 colunas de Jet-Grouting no encontro E1;
Execução de 6 estacas moldadas de 1,20 m de diâmetro (Figura 4.86); Reconstrução da laje de estribo, muro de espelho e alvenarias;
Execução do maciço de retenção;
Colocação dos 3 aparelhos oleodinâmicos e das escoras metálicas (Figura 4.87).
Figura 4.86 – Execução de 6 estacas moldadas de 1,20 m de diâmetro no encontro E1 [68]
Figura 4.87 – Aparelhos oleodinâmicos no encontro E1 [68]
4.9.3 Trabalhos Complementares
Foram realizados ainda os seguintes trabalhos na empreitada: Pintura da face inferior das pré-lajes;
Betonagem dos lancis in situ (Figura 4.88);
Colocação de guardas de segurança e guarda-corpos (Figura 4.89); Impermeabilização do tabuleiro:
- Aplicação de uma camada de primário betuminoso após prévia regularização das pré-lajes;
- Aplicação de uma camada de feltro betuminoso, aquecida com maçarico (Figura 4.90 e Figura 4.91).
Pavimentação no tabuleiro: revestimento betuminoso com 0,05 m de espessura e betão betuminoso de inerte fino (máx. 4mm) com 0,03 m de espessura (Figura 4.92);
Drenagem: tubos em ferro fundido dúctil (Figura 4.93).
Colocação de juntas de dilatação no encontro E1, pilar P7 e encontro E2 (Figura 4.94 e Figura 4.95):
Capítulo 4 – Caso de Estudo: Ponte Metálica de Portimão sobre o rio Arade - Juntas de borracha/ neoprene com chapas de reforço em aço inseridas no seu
interior.
Sinalização horizontal e vertical de acordo com o plano rodoviário;
Colocação de barras de proteção dos pilares P7 e P8 no vão de passagem de barcos (Figura 4.96);
Iluminação da via pública - foram colocadas 16 novas colunas de braço duplo, que permitirão iluminar simultaneamente a rodovia e o passadiço de peões, criando boas condições de segurança para os utentes da ponte (Figura 4.97).
Iluminação decorativa nos pilares - foram aplicados 42 projetores nos topos dos pilares, o que permite realçar a estrutura metálica da ponte em toda a sua extensão
Figura 4.88 – Betonagem dos lancis in situ [68] Figura 4.89 – Guardas de segurança e guarda- corpos
Figura 4.90 – Colocação da tela de impermeabilização Figura 4.91 – Aquecimento da tela de impermeabilização com maçarico
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Figura 4.92 – Pavimentação do tabuleiro [68] Figura 4.93 – Colocação de tubos de
queda [68]
Figura 4.94 – Junta de dilatação no encontro E2 [68]
Figura 4.95 – Junta de dilatação no pilar P7 [68]
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