REDE DE ENSINO DOCTUM UNIDADE JOÃO MONLEVADE

As a result of these several factors, pathological manifestations appear in the structures, damaging the performance of the buildings. After analysis, they still present possible solutions for solving or minimizing the causes of pathologies in concrete structures.

OBJETIVOS

ASPECTOS HISTÓRICOS E CULTURAIS DAS PONTES

Histórico das ferrovias

A história das ferrovias brasileiras começou em 1835 com Diogo Feijó, com a primeira tentativa de estabelecer uma ferrovia no Brasil, e ele entregou ao governo uma carta para introduzir uma ferrovia do Rio de Janeiro a Minas Gerais, Rio Grande do Sul e Bahia (BRINA , 1979). A implantação das ferrovias brasileiras foi decisiva para o estabelecimento das linhas ferroviárias, que inicialmente só percorriam perpendicularmente ao litoral.

SISTEMAS ESTRUTURAIS PARA PONTES

Superestrutura

Pontes em vigas
Pontes em Arco
Pontes em Pórticos
Pontes Pênseis
Pontes Estaiadas
Pontes em grelha
Pontes em estrado celular

Mesoestrutura
Infraestrutura
Aparelhos de apoio e juntas de dilatação

Segundo Pfeil (1983), “as pontes em viga são classificadas de acordo com a disposição das vigas na seção transversal ou de acordo com o esquema estrutural representado por cada viga”. As pontes com vigas Gerber (Figura 10) são consideradas devido a vigas contínuas devido à existência de juntas para tornar o esquema isostático e por não receberem tensões adicionais causadas por diferentes recalques de apoio (DEBS e TAKEYA, 2007). Vitório (2015) afirma que a transferência das cargas do tabuleiro para os pilares ou bielas se dá através de dispositivos de apoio.

MATERIAIS UTILIZADOS EM PONTES

A norma do DNIT estabelece que os materiais, especificações e tipo de juntas de dilatação devem atender às instruções de projeto; pois se trata de dispositivos com durabilidade limitada. Ainda segundo a norma DNIT, a durabilidade das juntas de dilatação está relacionada às suas corretas dimensões e aos cuidados no seu assentamento durante a execução. Posteriormente, com o aprimoramento das técnicas e dos materiais, surgiram pontes de metais e ligas metálicas, bem como de concreto armado.

Inicialmente foi utilizado concreto armado nas lajes do tabuleiro e depois nas nervuras dos arcos. No mesmo período, as pontes em arco de concreto armado atingiram vãos cada vez maiores, como foi o caso da Ponte Sandö, na Suécia (VITÓRIO, 2002). Como resultado, constatou-se que o concreto armado apresentava certas limitações e que simplesmente pelos parâmetros de resistência era insuficiente para atender aos requisitos de projeto.

Vitório (2002) afirma que o concreto armado atingiu um alto padrão de qualidade devido ao aprimoramento do seu controle tecnológico e à sofisticação dos processos de projeto estrutural. As limitações existentes para sua utilização em grandes vãos em superestruturas de pontes foram superadas com o advento do concreto protendido, onde o concreto armado continua sendo amplamente utilizado em fundações e mesoestruturas.

PATOLOGIAS EM PONTES DE CONCRETO

Fissuras
Características do concreto desagregado, segregado e disgregado
Erosão do Concreto
Cobrimento Insuficiente
Eflorescência
Umidade e Infiltração
Falhas em Reparos
Corrosão das Armaduras
Aparelhos de apoio
Juntas de dilatação
Guarda-Corpos

De acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), as fissuras são consideradas agressivas quando sua abertura na superfície de concreto armado ultrapassa os seguintes valores de “0,2 mm para peças expostas em ambiente agressivo muito forte (respingos industriais e de maré)); 0,3 mm para peças expostas a ambientes moderadamente e fortemente agressivos (urbanos, marítimos e industriais); 0,4 mm para peças expostas em ambientes pouco agressivos (rurais e subaquáticos). Ainda segundo a NBR 6118 (ABNT, 2014), as fissuras em elementos de concreto armado são inevitáveis, devido à grande variabilidade e baixa resistência à tração do concreto; mesmo em uso, valores críticos de tensão de tração são alcançados. Fissuras Fissuras São fissuras causadas por tensões de tração no concreto causadas pela tendência de uma carga concentrada; transferindo o esforço de uma barra ancorada no concreto adjacente; na transferência de forças entre barras divididas por sobreposição.

As primeiras causas da desintegração do concreto são a lixiviação, principalmente se a superfície for insuficientemente compacta (alta porosidade); os danos causados pela chuva ácida e os danos químicos externos causados por uma atmosfera agressiva e/ou águas subterrâneas contaminadas. Burim (2009) afirma que a desintegração geralmente se deve à expansão por oxidação ou expansão da armadura, e também ao aumento do volume do concreto à medida que absorve água. A desintegração do concreto é um fato em que o cimento é removido pela ação externa da água, deixando os agregados livres do composto que os fornece a pasta (AMBROSIO, 2004).

Além da perda de resistência, a lixiviação do hidróxido de cálcio do concreto pode ser considerada indesejável por questões estéticas. Este processo é perceptível porque os produtos de corrosão apresentam uma forte cor marrom-avermelhada e eventualmente escorrem pela superfície do concreto e causam manchas. As causas de defeitos nas juntas de dilatação normalmente estão relacionadas à fissuração das bordas do concreto (afundamentos); fissuras ou rachaduras no concreto adjacente; bloqueio, obstrução ou cobertura; posicionamento inadequado; deformação; irregularidades nas bordas; rotação; falta de limpeza; a falha da junta como resultado de um erro de projeto ou implementação.

Segundo Souza & Ripper (1998), a ausência ou utilização incorreta de juntas de dilatação em estruturas, sejam elas de concreto armado ou alvenaria, é um dos fatores que sempre causa problemas, principalmente em decorrência do comportamento ecológico do concreto.

ESTUDOS DA METODOLOGIA DE INSPEÇÃO

Inspeção Cadastral

O levantamento cadastral é um levantamento de referência onde são coletados os principais elementos relacionados à sustentabilidade e segurança do trabalho. Para a realização de uma vistoria é necessária a recolha de informação sobre as obras, como registos cadastrais de vistoria, informações e documentos de construção, notas complementares (informações obtidas durante a vistoria, como esquema geral, fissuras existentes e outras irregularidades) e uma reportagem fotográfica (Vitório, 2002). Recomenda-se que a primeira vistoria seja realizada após a conclusão e finalização da OAE ou quando houver alteração na sua estrutura ou mesmo instalação de sistema de controle e monitoramento rodoviário.

Inspeção Especial

A norma DNIT enfatiza características estruturais e divide suas propriedades em outras categorias de inspeção que a NBR considera. O principal objetivo da pesquisa é encontrar respostas para problemas através da aplicação de mecanismos científicos. O trabalho realizado é uma pesquisa aplicada, com o objetivo de fornecer conhecimentos para aplicação da prática e resolução de problemas específicos, conforme descrito por Silva (2004).

Cada análise tem suas particularidades e permite tomar decisões específicas quanto à sua prevenção. Portanto, o tópico “Resultados e discussão” baseia-se nos resultados do diagnóstico de inspeção das principais patologias apresentadas na estrutura da ponte ferroviária Dama localizada no KM 24, bem como nas opções de tratamento das mesmas. Um estudo de caso segundo Yin (2005) consiste em examinar fenômenos que ocorrem no contexto de sua realidade, utilizando diferentes fontes de evidências para comprovar tais fenômenos.

Neste trabalho, o estudo de caso baseia-se na identificação das prováveis e principais causas que levaram ao surgimento de patologias na estrutura da Ponte em questão. São apresentados vários tipos de anomalias encontradas na estrutura, bem como um diagnóstico, com possíveis métodos de prevenção e/ou reparação para cada situação.

HISTÓRICO DA PONTE DAMA

Tal verificação será realizada com registros fotográficos realizados no local, utilizados como documento de referência. O trabalho de fiscalização apresenta registros fotográficos atualizados e uma verificação detalhada das propriedades da ponte em estudo.

CASO 1

Tipologia da estrutura
Resultados e Discussão
Diagnóstico da situação
Definição de conduta

A área analisada é o guarda-corpo da superestrutura da ponte, com sua estrutura de concreto armado. O guarda-corpo representa um elemento de proteção e a sua existência é essencial mesmo que não exista no local. Conforme mostra a Figura 37 (figura anterior), ocorre corrosão da armadura e consequente lascamento do concreto.

Os danos causados pela corrosão das armaduras normalmente se manifestam como fissuras no concreto paralelas à direção da armadura, que delineiam e/ou afrouxam o revestimento. A porosidade do concreto acelerou o processo de carbonatação da estrutura, com perda de alcalinidade do concreto. Além deste fenômeno, há escassez de cobertura de reforço passivo. Dessa forma, a porosidade do concreto e a presença de fissuras fazem com que o aço seja atingido por elementos agressivos, provocando sua oxidação.

A parte oxidada aumenta seu volume em aprox. 10 (dez) vezes, e a força de expansão expulsa o concreto do cobrimento, expondo completamente a armadura à influência agressiva do ambiente. De acordo com as análises realizadas e comparações com a literatura estudada, concluiu-se que a corrosão das armaduras está associada a outras.

CASO 2

Tipologia da estrutura

Resultados e Discussão

Diagnóstico da situação

O tratamento de peças fissuradas está diretamente relacionado à perfeita identificação da causa da fissura, bem como do tipo de fissura, da alteração ou não da espessura e da necessidade ou não de algum tipo de reforço estrutural.

CASO 3

O local onde será analisada a deterioração do material inclui o equipamento de suporte da ponte, que representa o equipamento que faz a transição entre a superestrutura e a mesoestrutura ou infraestrutura. Os problemas que geralmente afetam os equipamentos de suporte estão relacionados ao tipo de equipamento e suas anomalias estão relacionadas a defeitos de fabricação, corrosão, deterioração, deslocamento excessivo, superfícies de contato inadequadas, umidade, entre outros. Os dispositivos de suporte destinam-se a transmitir cargas da superestrutura para a mesoestrutura ou infraestrutura, bem como a permitir movimentos longitudinais e rotações da superestrutura.

Defeitos em dispositivos de suporte prejudicam a movimentação das estruturas sob efeito de variações de temperatura ou tensões externas, podendo ocasionar nelas elevadas tensões imprevistas. Foi identificada grande deterioração dos equipamentos nos pontos de apoio da ponte (Figura 42), que pode ter sido causada por ataque de alguma substância agressiva ou mesmo pelo envelhecimento do material. Observa-se também corrosão, que é uma das causas de defeitos em dispositivos de suporte metálicos, além da corrosão do aço dos dispositivos de suporte de elastômero reforçado.

Esses elementos são compostos por finas placas de aço, que são ligadas quimicamente ao elastômero durante a vulcanização e são reguladas por dispositivos de suporte de elastômero NBR Chartered – Especificação) e têm a função de aumentar a resistência do dispositivo de suporte e limitar parte de sua deformação. Mesmo que os elementos não constituam condições de deterioração que coloquem em causa o desempenho das instalações de apoio, importa referir que a manutenção dos mesmos não pode ser negligenciada, comprometendo assim a sua função no futuro.

CASO 4

Portanto, de acordo com o Glossário de Anomalias, Testes Especiais de Recuperação de Obras de Arte (2005), recomenda-se que o desenvolvimento das anomalias atuais seja monitorado, pois a deterioração severa do material de neoprene pode deixar partes importantes do afretamento expostas. , o que os permite. começar a oxidar, levando a um possível colapso do dispositivo de suporte, comprometendo a estrutura de concreto. De acordo com o Glossário de Anomalias, Testes Especiais de Recuperação de Obras de Arte (2005), uma das alternativas para o tratamento da mancha denominada eflorescência nas estruturas de concreto é a utilização de soluções alcalinas para realcalizar o concreto. Análise da eficácia de métodos de armadura numa ponte de betão armado – estudo de caso.

Fissuras em estruturas de concreto armado: análise de manifestações típicas e revisão de casos ocorridos no estado do Rio Grande do Sul. Tese (Mestrado em Engenharia) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 1988. Tese (Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 1989.

Contribuições para um modelo concreto de gestão de pontes aplicado à malha rodoviária brasileira [online]. Modelagem de carbonização e previsão de vida útil de estruturas de concreto armado em ambiente urbano.