Projeto de Pontes Curvas (com Diagrama)
Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre o projeto de pontes curvas.
Pontes curvas são normalmente fornecidas para viadutos e intercâmbios onde pistas de tráfego divergentes são convertidas em pontes de múltiplas camadas ou pontes sobrepostas e vice-versa. Um exemplo é a Segunda Ponte Hooghly, em Calcutá, com faixa de rodagem dividida por seis pistas na ponte principal sobre o rio e nos viadutos de acesso nos lados de Calcutá e Howrah.
Os intercâmbios nos lados de Calcutá e Howrah consistem em vários braços de faixa simples ou dupla. Uma parte do viaduto final de Calcutá e alguns dos braços dos troncos laterais de Calcutá e Howrah estão situados em curvas, como mostra a Fig. 9.12.
Pontes curvadas sobre canais são às vezes necessárias para serem construídas quando a restrição de terra dentro de uma cidade ou cidade é tal que a construção de tal ponte é a única possibilidade.
Tipo de cais:
A seleção do tipo de cais para pontes curvas de viaduto e de intercâmbio não é um problema, exceto nos casos em que as faixas de tráfego estão situadas abaixo. Quando as faixas de tráfego estão localizadas abaixo do viaduto ou estruturas de intercâmbio ou onde a ponte é construída sobre um canal, o píer retangular normal afeta o fluxo de tráfego no caso do primeiro e o fluxo de água no caso do último (Fig. 9.13a) .
Portanto, sob tais circunstâncias, o píer circular, seja sólido ou oco, com a tampa do píer acima em ângulos retos em relação ao eixo da ponte, é a solução correta (Fig. 9.13b), caso em que o fluxo será suave.
Disposição dos rolamentos:
O eixo de um convés de ponte para uma ponte curva não é uma linha reta e muda de direção em todos os pontos e, por essa razão, as tampas do píer ou do pilar que sustentam o convés através dos rolamentos não são paralelas entre si, embora estejam em ângulo reto. o eixo da ponte nesses locais.
Mas, como o eixo da ponte muda de direção de uma tampa do píer para outra, é necessário considerar cuidadosamente a fixação do eixo dos mancais metálicos, seja rolete, balancim, articulado ou deslizante, embora tal problema não surja normalmente em relação a ele. de rolamentos elastoméricos ou rolamentos de pote de borracha que estão livres para se mover em qualquer direção e permitir movimento horizontal livre e rotação da superestrutura.
A orientação dos mancais metálicos livres deve ser tal que a direção da translação dos mancais coincida com a direção de movimento do convés da ponte. O eixo de uma ponte curva muda de direção em todos os pontos e, portanto, o eixo da ponte em dois pilares adjacentes não é o mesmo.
Portanto, deve-se decidir de que maneira o eixo dos mancais deve ser colocado, seja em ângulo reto com o eixo da ponte em tal localização ou seja paralelamente ao eixo da tampa do píer ou em qualquer outra direção, de tal forma que o movimento livre do convés devido à variação de temperatura é permitida sem qualquer obstrução. A direção do movimento de um convés de ponte curvo nos mancais livres pode ser encontrada teoricamente na Fig. 9.14.
A ponte curva AG é dividida em seis segmentos iguais, AB, BC, CD etc. e estes comprimentos podem ser considerados iguais aos comprimentos de corda AB, BC, CD etc. especialmente quando o número de divisão é grande. Deixe o comprimento destes acordes ser igual a "1" e mude de comprimento devido ao aumento da temperatura ser "δ1". Portanto, todos os acordes AB, BC, CD etc. aumentam 81 tangencialmente.
Esses comprimentos aumentados podem ser resolvidos em duas direções perpendiculares viz. ao longo de AG e perpendicular a AG. Aumento no comprimento de AB, BC, CD ao longo da direção AG é δ1cosθ A, δ1cosθ B, δ1cosθc respectivamente e aumento de AB, BC, CD ao longo da direção perpendicular (para fora) é δ1sinθ A, δ1sinθB, δ1sinθc respectivamente.
Similarmente, o aumento no comprimento de DE, EF, FG ao longo de AG é δ1cosθ E, δ1cosθ F, δ1cosθ G e ao longo da direção perpendicular (para dentro) é δ1sinθ E, δ1sinθF, δ1sinθ G, respectivamente. Mas como θ A = θ G, θ B = θ F e θc = θ E e a soma dos 8 δ1sinθ da metade esquerda é para fora e a soma dos δ1sinθ da metade direita é para dentro, esses movimentos para fora e para dentro são equilibrados e O movimento total na direção perpendicular é zero. .
Portanto, o movimento do deck de ponte curvado AG devido à variação de temperatura será ao longo de AG, ou seja, a linha de corda que une o eixo da ponte de um píer ao outro e o movimento nett será ∑δ1cosθ.
Portanto, o eixo do rolamento deve estar em ângulo reto com a linha de corda AG, como mostra a Fig. 9.14d. No entanto, quando rolamentos elastoméricos são usados, não é necessário fazer essa consideração, pois esses rolamentos são livres para se mover em qualquer direção.
Reações no Piers:
A figura 9.15 mostra o plano de um convés de ponte curvo. Tanto a carga morta do convés como a carga viva (especialmente quando é excêntrico para fora) produzem torção no convés, causando reação adicional sobre a reação normal na borda externa ou nos rolamentos externos em B e D, mas o alívio de alguma reação em A e C. Estes aspectos devem ser devidamente considerados no projeto de rolamentos, subestrutura e fundações.
Outro fator que induz reação adicional em B e D é a força centrífuga dos veículos em movimento. A força centrífuga que atua a uma altura de 1, 2 m acima do convés da ponte causará um momento que é igual à força centrífuga multiplicada pela profundidade do convés ou viga mais 1, 2 m, o que induzirá reação adicional em B e D.
Design da Superestrutura:
Tanto a carga morta quanto a carga ao vivo induzirão a torção no convés. Isso não afeta muito o design do deck sólido, já que o vão é menor e, como tal, o momento torsional é menor. No entanto, a tensão de torção pode ser verificada e o aço adicional fornecido se a tensão exceder o valor permissível.
Além disso, os cantos internos A e C (onde a deformação pode ocorrer devido à deflexão do convés) devem ser providos de algum reforço superior, como nos cantos angulares agudos de uma ponte oblíqua. Em pontes de viga, a torção devida a cargas mortas e vivas empurrará mais carga na viga externa e dará relevo à viga interna, além da distribuição normal da carga.
A flexão do convés da ponte no plano devido à força centrífuga lateral também deve ser devidamente considerada,
A força centrífuga também causará torção do convés que pode ser tomada como igual à força centrífuga multiplicada pela distância do cg. do convés a 1, 2 m acima do convés. Este momento torsional novamente empurrará mais carga na viga externa e dará alívio à viga interna. Portanto, a viga externa de uma ponte curva deve carregar mais carga do que a viga externa para uma ponte reta normal.
Para evitar o capotamento dos veículos em movimento devido à força centrífuga, deverá ser fornecida superelevação no tabuleiro da ponte, conforme indicado pela seguinte equação.
Superelevação, e = V 2 / 225R (9.1)
Onde, e = Super elevação em metro por metro
V = velocidade em km. por hora
R = raio no medidor.
A superelevação obtida da equação 9.1 deve ser limitada a 7%. Nos trechos urbanos com interseções freqüentes, será, no entanto, desejável limitar a superelevação a 4%. A superelevação pode ser fornecida na laje do convés, levantando a laje do convés em direção à curva externa, como mostra a Fig. 9.16.
A superelevação necessária pode ser alcançada aumentando a altura dos pedestais em direção à curva externa (mantendo a profundidade da viga mesmo para todos) como mostrado na Fig. 9.16a ou aumentando a profundidade das vigas em direção à curva externa (mantendo a altura do pedestal) o mesmo para todos) como na Fig. 9.16b, mas o primeiro é preferível ao segundo do ponto de vista econômico e construtivo.
Design de rolamentos:
Além das considerações usuais para o projeto dos mancais, o efeito da força centrífuga e do momento torsional deve ser devidamente considerado e o projeto dos mancais deve ser feito de acordo.
O detalhamento dos mancais deve ser tal que o convés apoiado nos mancais seja impedido de movimento horizontal na direção transversal devido ao efeito da força centrífuga além da força sísmica devido a cargas mortas e vivas.
Projeto de Subestruturas e Fundações:
Ao preparar o projeto da subestrutura, bem como as fundações, uma reação adicional em um lado do píer devido à torção e força horizontal adicional no topo do píer devido à força centrífuga deve ser dada a devida consideração.
