Manual de Pontes de Madeira

5/21/2018 Manual de Pontes de Madeira

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UNIVERSIDADE DE SO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE SO CARLOS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ESTRUTURASLABORATRIO DE MADEIRA E DE ESTRUTURAS DE MADEIRA

MANUAL DE PROJETO ECONSTRUO DE PONTES DE

MADEIRA

FINANCIAMENTO

FUNDAO DE AMPARO PESQUISA DO ESTADO DE SO PAULO

So Carlos

Julho de 2006


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MANUAL DE PROJETO E CONSTRUO DE PONTES DE MADEIRA

Projeto Temtico: Programa Emergencial das Pontes de Madeira para o Estado de So PauloFinanciamento: Fundao de Amparo a Pesquisa do Estado de So PauloCoordenao: Carlito Calil Junior

Autores:

Carlito Calil JniorProfessor Titular do Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC/USP, Engenheiro Civil pela Escola de Engenharia de Piracicaba em1975, Mestre em Engenharia de Estruturas pelo SET/EESC/USP em 1978, Doutor em Engenharia Industrial pela Escola Tcnica Superior deEngenheiros Industriais de Barcelona da Universidade Politcnica de Catalunia em 1982, ps-doutoramento no Forest Products Laboratoryem Madison-USA em pontes protendidas de madeira.

Antonio Alves DiasProfessor Doutor do Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC/USP, Engenheiro Civil pela Escola de Engenharia de So Carlos

USP em 1980, Mestre em Engenharia de Estruturas pelo SET/EESC/USP em 1978, Doutor em Engenharia de Estruturas peloSET/EESC/USP em 1985.

Jorge Lus Nunes de GesPs-doutorando do Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC/USP em pontes multicelulares protendidas de madeira, com bolsaFAPESP, Engenheiro Civil formado pela Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira UNESP em 1999, Mestre em Engenharia de Estruturas

pelo SET/EESC/USP em 2002 e Doutor em Engenharia de Estruturas pelo SET/EESC/USP em 2005.

Andrs Batista CheungDoutorando pelo Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC/USP com bolsa FAPESP, Engenheiro Civil pela FundaoUniversidade Federal de Mato Grosso do Sul em 2000, Mestre em Engenharia de Estruturas pela Escola de Engenharia de So Carlos daUniversidade de So Paulo (SET-EESC-USP) em 2003.

Guilherme Corra StamatoProfessor Doutor da Faculdade de Engenharia Industrial Madeireira da UNESP, Engenheiro Civil formado pela Escola de Engenharia de SoCarlos - USP em 1995, Mestre em Engenharia de Estruturas pelo SET/EESC/USP em 1998, Doutor em Engenharia de Estruturas pelo

SET/EESC/USP em 2002 e Ps-doutoramento no SET/EESC/USP em pontes de madeira utilizando o compensado, com bolsa FAPESP.

Jlio Cezar PigozzoProfessor Doutor da Universidade Estadual de Maring - UEM, Engenheiro Civil formado pela Escola de Engenharia de So Carlos em 1980,Mestre em Engenharia de Estruturas pelo SET/EESC/USP em 1982 e Doutor em Engenharia de Estruturas pelo SET/EESC/USP em 2004.

Fernando Srgio OkimotoProfessor Doutor da Faculdade de Cincias e Tecnologia da UNESP, Engenheiro Civil formado pela EESC/USP em 1995, Mestre emEngenharia de Estruturas pelo SET/EESC/USP em 1997 e Doutor em Engenharia de Estruturas pelo SET/EESC/USP em 2002.

Norman Barros LogsdonProfessor Doutor da Fundao Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT, Engenheiro Civil formado pela Escola de Engenharia de SoCarlos - USP em 1977, Mestre em Engenharia de Estruturas pelo SET/EESC/USP em 1982 e Doutor em Engenharia de Estruturas peloSET/EESC/USP em 1998.

Srgio BrazolinDoutorando em Recursos Florestais pela Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (ESALQ/USP), Mestre em Cincia e Tecnologiade Madeira em 1998. Bilogo formado pelo Instituto de Biocincias da Universidade de So Paulo USP e Pesquisador do Instituto dePesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo S.A. - IPT, responsvel pelo Laboratrio de Preservao de Madeiras e Biodeteriorao deMateriais - LPB.

lcio Lacerda LanaTcnico em Preservao de Madeiras da Indstria Qumica Montana S.A., Diviso de Preservao de Madeiras. Administrador de empresas

pela Faculdade de Administrao Liceu Eduardo Prado. Diretor adjunto de Assuntos Normativos da Associao Brasileira de Preservadoresde Madeira - ABPM. Coordenador da ABPM no Programa Nacional de Qualidade da Madeira - PNQM da ABIMCI.


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Colaboradores:

Prof. Titular Francisco Antonio Rocco Lahr, Prof. Dr. Pedro Afonso de Oliveira Almeida, Prof. Dr.Everaldo Pletz, Thalita Fontes, Jos Luiz Miotto, Prof. Dr. Alexandre Jos Soares Min, Prof. Dr.Juliano Fiorelli, Prof. Assistente Giovano Palma, Julio Csar Molina, Malton Lindquist, Prof.Assistente Marcelo Carreira, Pedro Alcntara Segundinho, Edna Moura Pinto, Tnia Maria Ferreira,Luis Eduardo Bragatto, Samuel Incio de S, Silvio Antonio Ferro, Arnaldo Floro de Souza, JaimeGalindo, Roberto Galindo e Aparecido Galindo.


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Este manual apresenta as recomendaes para o projeto, dimensionamento e disposies construtivas

de pontes tecnolgicas de madeira com diversos sistemas estruturais e construtivos em vigas e em

placas. So apresentados exemplos de projeto com diversos vos, classes de resistncia de madeiras e

classes de veculo-tipo a luz das Normas Brasileiras, com a finalidade de fornecer aos engenheiros,

arquitetos, construtores e projetistas orientaes para o projeto e construo de pontes modernas demadeira de baixo custo, adequada tecnologia, seguras e durveis.

Carlito Calil Junior


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SUMRIO

PREFCIO

CAPTULO 1 Introduo........................................................................................... 1

1.1.MADEIRAS DE REFLORESTAMENTO ...................................................................................... 2

1.2.NECESSIDADE DAS PONTES ................................................................................................... 4

CAPTULO 2 Propriedades de resistncia e rigidez da madeira........................... 6

2.1.VALORES REPRESENTATIVOS DAS PROPRIEDADES DAS MADEIRAS ................................... 10

CAPTULO 3 Aes em Pontes de Madeira............................................................. 15

3.1.AES USUAIS EM PONTES DE MADEIRA ............................................................................ 15

3.1.1. Cargas permanentes ................................................................................................ 15

3.1.2. Cargas acidentais verticais ...................................................................................... 16

3.1.3. Impacto vertical ...................................................................................................... 22

3.1.4. Foras longitudinais ................................................................................................ 23

3.1.5. Fora centrfuga ...................................................................................................... 24

3.1.6. Vento ...................................................................................................................... 24

3.1.7. Impacto lateral ........................................................................................................ 26

3.1.8. Fora no guarda-corpo ............................................................................................ 26

3.1.9. Fora no guarda-rodas ............................................................................................ 26

3.2.COMBINAES E AES EM PONTES DE MADEIRA ............................................................. 27

3.2.1. Combinaes ltimas normais (Estados limites ltimos) ....................................... 29

3.2.2. Combinaes de longa durao (Estados limites de utilizao) ............................. 29

CAPTULO 4 Sistemas Estruturais e Construtivos de Pontes de Madeira.......... 30

4.1.PONTES EM VIGA ................................................................................................................... 30

4.2.PONTES EM ARCO .................................................................................................................. 36

4.3.PONTES EM PRTICO ............................................................................................................. 38


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4.4.PONTES EM PLACA ................................................................................................................ 39

CAPTULO 5 Tabuleiros de Pontes de Madeira.....................................................

40

5.1.PRANCHAS DE MADEIRA SERRADA ...................................................................................... 40

5.2.MADEIRA LAMINADA PREGADA ........................................................................................... 41

5.3.MADEIRA LAMINADA COLADA ............................................................................................ 42

5.4.COMPSITOS DE MADEIRA E CONCRETO ............................................................................. 44

CAPTULO 6 Fundaes para Pontes de Madeira................................................. 48

6.1.ESTUDOS DAS FUNDAES ................................................................................................... 49

6.2.TIPOS DE FUNDAES USUSAIS EM PONTES DE MADEIRA .................................................. 506.2.1. Estacas com conteno de madeira ........................................................................ 50

6.2.2. Estacas com conteno mista de gabies e madeira ............................................... 51

6.2.3. Estacas com muro de conteno em madeira ......................................................... 51

6.2.4. Muro de gabies ..................................................................................................... 51

6.2.5. Muro de conteno de alvenaria ............................................................................. 52

6.2.6. Estacas com conteno em crib wall ................................................................... 52

6.2.7. Muro de gravidade em concreto ............................................................................. 526.2.8. Muro de concreto sobre estacas .............................................................................. 53

6.3.CONCLUSES SOBRE A VIABILIDADE DOS SISTEMAS .......................................................... 54

CAPTULO 7 Classificao Estrutural e Durabilidade da Madeira..................... 55

7.1.CLASSIFICAO ESTRUTURAL .............................................................................................. 55

7.2.DURABILIDADE DA MADEIRA ............................................................................................... 58

7.2.1. Deteriorao da madeira ......................................................................................... 59

7.2.2. Preservao de madeira sistema de classes de risco............................................. 67

CAPTULO 8 Reabilitao dos Elementos Estruturais de Madeira..................... 73

8.1.MANUTENO CORRETIVA DEVIDO PRESENA DE DETERIORAO INICIAL ................. 74

8.2.MANUTENO CORRETIVA E TARDIA DEVIDO PRESENA DE DETERIORAO SEVERA 75

CAPTULO 9 Diretrizes para o Projeto de Pontes de Madeira.............................. 78

9.1.PONTES EM VIGAS SIMPLES DE PEAS ROLIAS ................................................................. 78

9.1.1. Esquema geral da ponte .......................................................................................... 78


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9.1.2. Hipteses de clculo ............................................................................................... 81

9.1.3. Etapas de dimensionamento ................................................................................... 81

9.1.4. Tabela prtica de pr-dimensionamento ................................................................. 88

9.1.5. Recomendaes construtivas .................................................................................. 89

9.2.PONTES EM VIGAS DE MADEIRA LAMINADA COLADA ........................................................ 90






9.3.PONTES EM PLACA MISTA MADEIRA-CONCRETO ............................................................... 105






9.4.PONTES EM PLACA PROTENDIDA TRANSVERSALMENTE ..................................................... 117






9.5.PONTES EM PLACA MULTICELULAR PROTENDIDA TRANSVERSALMENTE ......................... 128






CAPTULO 10 Exemplos de Projetos de Pontes..................................................... 138


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10.1.EXEMPLO 1:PONTES P01E P02EESC/USP................................................................ 139

10.2.EXEMPLO 2:PONTE CAMINHO DO MARSP148........................................................... 144

10.3.EXEMPLO 3:PONTE P04EESC/USP............................................................................... 151

10.4.EXEMPLO 4:PONTE JOCKEY CLUBSO CARLOS ........................................................... 156

10.5.EXEMPLO 5:PONTES EM VIGAS ROLIAS....................................................................... 162

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA............................................................................... 165

ANEXO I Obras Realizadas...................................................................................... A1

ANEXO II Dimensionamento de peas compostas de madeira.............................. A28

ANEXO III Dimensionamento de pilares com peas mltiplas solidarizadasdescontinuamente............................................................................................................ A37

ANEXO IV Adequao das espcies de madeira s classes de resistncia............ A50

ANEXO V Propriedades de resistncia e rigidez de peas rolias ......................... A54


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PREFCIO

Este manual foi elaborado por um grupo de pesquisadores do Laboratrio de Madeiras e de Estruturas

de Madeira (LaMEM) do Departamento de Engenharia de Estruturas (SET) da Escola de Engenharia

de So Carlos (EESC) da Universidade de So Paulo (USP) com apoio financeiro da Fundao de

Amparo a Pesquisa do Estado de So Paulo (FAPESP) no Projeto Temtico "Programa Emergencial

das Pontes de Madeira para o Estado de So Paulo. Trata-se de importante trabalho tecnolgico para

engenheiros, arquitetos e projetistas fornecendo as recomendaes para o projeto, construo e

detalhamento de pontes de madeira utilizando sistemas estruturais e construtivos simples e de baixo

custo, para pequenos e mdios vos.

Nos captulos 1 e 2 so apresentadas informaes sobre as madeiras, disponibilidade nacional com

nfase as espcies de reflorestamento, propriedades de resistncia e rigidez da madeira e os respectivos

valores de clculo; no capitulo 3 as aes em pontes segundo a NBR-8681 Aes e Segurana nas

Estruturas, no capitulo 4 os sistemas estruturais e construtivos mais utilizados para pontes de madeira

em vigas e em placa; no capitulo 5 os tabuleiros simples e mistos propostos; no capitulo 6 um estudo

de vrios tipos de fundaes para pontes de madeira; no capitulo 7 e 8 as recomendaes para aclassificao, durabilidade e reabilitao de elementos estruturais de madeira; no capitulo 9 os critrios

de dimensionamento das pontes em vigas e pontes em placas e no capitulo 10 os exemplos de projetos

de pontes de madeira em vigas e em placas, com os respectivos detalhamentos. nfase especial dada

nos projetos com pontes protendidas transversalmente e as pontes mistas de madeira-concreto. Em

anexo so apresentadas: fichas catalogrficas das pontes projetadas e construdas no desenvolvimento

do Projeto Temtico; DVD ilustrativo de pontes e passarelas de madeira construdas na Sua e nos

Estados Unidos; projeto de norma sobre a preservao de madeiras - sistema de classes de risco; tabela

de dimensionamento de colunas com peas mltiplas e tabela de dimensionamento de vigas comsees compostas.

So Carlos, agosto de 2006.

Prof. Dr. Carlito Calil Junior

Coordenador do Projeto


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Manual de Projeto e Construo de Pontes de Madeira 1

CAPTULO 1

INTRODUO

A idade da madeira maior que a histria da humanidade. As idades da pedra, ferro e bronze so parte

do progresso da humanidade, mas a madeira - uma fonte renovvel - tem permanecido sempre em

moda. Como um material de construo, a madeira abundante, verstil e facilmente obtida. Sem ela, a

civilizao como conhecemos teria sido impossvel. Quase metade da rea do Brasil floresta. Se

tecnologicamente manipulada e protegida de desastres naturais causados por fogo, insetos e doenas, as

florestas vo durar para sempre. Conforme as rvores mais velhas so retiradas, elas so substitudas

por rvores novas para reabastecer a oferta de madeira para as geraes futuras. O ciclo de

regenerao, ou campo de sustentao, pode facilmente superar o volume que est sendo utilizado.

A resistncia da madeira, o baixo peso e o baixo consumo energtico para a sua produo e

processamento so propriedades essenciais. Ela capaz de suportar sobrecargas de curta durao sem

efeitos nocivos. Contrrio a crena popular, grandes peas de madeira tm boa resistncia ao fogo, e

at melhores que outros materiais estruturais em condies severas de exposio ao fogo. Do ponto de

vista econmico, a madeira competitiva com outros materiais com base em custos iniciais, e

apresenta vantagens quando se analisa economicamente em longo prazo.

A idia equivocada de que a madeira tem uma pequena vida til a tem negligenciado como material de

construo. Embora seja susceptvel ao apodrecimento e ataque de insetos sob condies especficas,

um material muito durvel quando utilizada com tecnologia e tratamento preservativo qumico, pois a

madeira pode ser efetivamente protegida contra deteriorao por perodo de 50 anos ou mais. Alm

disso, a madeira tratada com preservativos requer pouca manuteno e pinturas.

1.1 - MADEIRAS DE REFLORESTAMENTO

O uso estrutural da madeira de reflorestamento como uma alternativa s espcies tropicais uma

soluo natural. Dos reflorestamentos atuais existentes, os de Pinus e de Eucalipto so os mais

importantes para a construo civil. No Brasil, a partir de 1966, o governo instituiu um programa de


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incentivos fiscais para aumentar a rea plantada no pas. Em poucos anos, a rea com plantaes de

Eucalipto saltou de 400 mil para 3 milhes de hectares. As peas estruturais so normalmente

utilizadas rolias ou serradas com tratamento preservativo. Atualmente, existe uma grandedisponibilidade destas espcies no pas. A tabela 1.1 mostra o nmero de hectares de vrias espcies de

reflorestamento que existem em cada estado.

Tabela 1.1 - rea plantada com reflorestamento no Brasil (ha): Fonte FAO (1999)

ESTADO Eucalipto Pinus Total

Minas Gerais 1.551.377 144.757 1.696.134

So Paulo 581.029 204.363 785.392

Paran 56.038 609.683 665.721

Santa Catarina 41.291 350.823 392.114

Bahia 197.609 86.854 284.463

Rio Grande do Sul 115.025 137.945 252.971

Demais Estados 407.015 168.600 575.615

TOTAL 2.949.384 1.703.025 4.652.410

O Laboratrio de Madeiras e de Estruturas de Madeira do Departamento de Estruturas da Escola de

Engenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo realizou importante pesquisa tecnolgica paradeterminar as propriedades de resistncia e elasticidade dos Eucaliptos e Pinus do Estado de So Paulo.

Os valores mdios obtidos so apresentados na tabela 1.2.

Tabela 1.2 - Propriedades de resistncia e rigidez de algumas espcies de Pinus e Eucalipto

Nome comum Nome cientfico ap(12)(Kg/m3)

fc0,m(MPa)

ft0,m(MPa)

ft90,m(MPa)

fv,m(MPa)

Ec0,m(MPa)

n

E. Alba Eucalyptus alba 705 47,3 69,4 4,6 9,5 13409 24

E. Camaldulensis Eucalyptus camaldulensis 899 48,0 78,1 4,6 9,0 13286 18E. Citriodora Eucalyptus citriodora 999 62,0 123,6 3,9 10,7 18421 68

E. Cloeziana Eucalyptus cloeziana 822 51,8 90,8 4,0 10,5 13963 21

E. Dunnii Eucalyptus dunnii 690 48,9 139,2 6,9 9,8 18029 15

E. Grandis Eucalyptus grandis 640 40,3 70,2 2,6 7,0 12813 103

E. Maculata Eucalyptus maculata 931 63,5 115,6 4,1 10,6 18099 53

E. Maidene Eucaliptus maidene 924 48,3 83,7 4,8 10,3 14431 10

E. Microcorys Eucalyptus microcorys 929 54,9 118,6 4,5 10,3 16782 31


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E. Paniculata Eucalyptus paniculata 1087 72,7 147,4 4,7 12,4 19881 29

E. Propinqua Eucalyptus propinqua 952 51,6 89,1 4,7 9,7 15561 63

E. Punctata Eucalyptus punctata 948 78,5 125,6 6,0 12,9 19360 70

E. Saligna Eucalyptus saligna 731 46,8 95,5 4,0 8,2 14933 67

E. Tereticornis Eucalyptus tereticornis 899 57,7 115,9 4,6 9,7 17198 29

E. Triantha Eucalyptus triantha 755 53,9 100,9 2,7 9,2 14617 08

E. Umbra Eucalyptus umbra 889 42,7 90,4 3,0 9,4 14577 08

E. Urophylla Eucalyptus urophylla 739 46,0 85,1 4,1 8,3 13166 86

Pinus caribea Pinus caribea var. caribea 579 35,4 64,8 3,2 7,8 8431 28

Pinus bahamensis Pinus caribea var. bahamensis 537 32,6 52,7 2,4 6,8 7110 32

Pinus hondurensis Pinus caribea var. hondurensis 535 42,3 50,3 2,6 7,8 9868 99

Pinus elliottii Pinus elliottii var. elliottii 560 40,4 66,0 2,5 7,4 11889 21

Pinus oocarpa Pinus oocarpa shiede 538 43,6 60,9 2,5 8,0 10904 71

Pinus taeda Pinus taeda L. 645 44,4 82,8 2,8 7,7 13304 15

As propriedades de resistncia rigidez aqui apresentadas foram determinadas pelos ensaios realizados noLaboratrio de Madeiras e de Estruturas de Madeiras (LaMEM) da Escola de Engenharia de So Carlos(EESC) da Universidade de So Paulo.

ap(12%)= massa especfica aparente a 12%de umidadefc0,m= resistncia compresso paralela s fibras, valor mdio.ft0,m= resistncia trao paralela s fibras, valor mdio.ft90,m= resistncia trao normal s fibras, valor mdio.fv,m= resistncia ao cisalhamento, valor mdio.Ec0,m= mdulo de elasticidade longitudinal obtido no ensaio de compresso paralela s fibras, valor mdio.n = nmero de corpos de prova ensaiados

1.2 NECESSIDADE DAS PONTES

De suma importncia ao desenvolvimento dos municpios do Estado de So Paulo, do ponto de vista

econmico e social, as estradas devem assegurar a entrada de insumos nas propriedades agrcolas, o

escoamento da produo e o livre deslocamento das populaes do meio rural.

Entretanto, nota-se que, ao longo dos anos, processos incorretos de construo e de manuteno foram

empregados nestas vias, principalmente pela carncia de informaes tcnicas por parte das

Administraes Estaduais e Municipais.

O lastimvel estado em que se encontram as estradas e pontes vicinais desestimulam a permanncia

dos indivduos nas comunidades rurais, visto que dificulta o trnsito, causando desconforto e


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insegurana aos usurios, alm de elevar o custo do transporte para os produtores e os custos de

manuteno para as prefeituras.

A maioria das pontes de madeira no Brasil no so projetadas e construdas por tcnicos e construtores

especializados em madeiras. Isso resulta em estruturas caras, inseguras e de baixa durabilidade. O

estado atual de degradao destas pontes refletem um quadro negativo no uso da madeira como um

material estrutural.

Constata-se assim a urgente necessidade de se implantar nas estradas municipais e estaduais os avanos

tecnolgicos atuais para a construo e recuperao das pontes de madeira. Considerando que o

sistema rodovirio estadual conta com cerca de 220.000 km de estradas vicinais, e estimando-se aexistncia de 0,5 % de pontes, tem-se 1.100 km de pontes. Estimando-se tambm o vo mdio das

pontes em 10 metros, tem-se 110.000 pontes.

Recente pesquisa realizada pelo LaMEM em algumas prefeituras do estado mostra que de cerca de mil

pontes e passarelas de madeira construdas, 30 % precisam ser refeitas ou reformadas.

No Estado de So Paulo no existem espcies de madeira tropicais. O uso estrutural da madeira de

reflorestamento como uma alternativa s espcies tropicais uma soluo natural. Dosreflorestamentos atuais existentes, os de Pinus, os de Pinhos e os de Eucaliptos so os mais importantes

para a construo civil. As peas estruturais so normalmente utilizadas rolias ou serradas com

tratamento preservativo. Atualmente, existe uma grande disponibilidade destas espcies no Estado. A

tabela 1.3 mostra o nmero de hectares de vrias espcies de reflorestamento que existem em cada

regio do estado.


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Tabela 1.3 - Estgio atual do reflorestamento com eucaliptos no Estado de So Paulo. Fonte: Inventrio

florestal no Estado de So Paulo

Espcies de Eucaliptos (rea em ha)

Regioadministrativa

saligna grandis urophylla citriodora spp outras total

ARAATUBA - - - - 1.009,80 - 1.009,80

BAURU 7.955,39 19.924,19 5.805,43 875,08 18.228,57 243,38 53.032,04

CAMPINAS 7.815,22 20.625,77 2.450,95 2.342,20 55.519,71 3.712,59 92.466,44

LITORAL 2.256,04 1.012,42 2.054,27 - 358,00 616,00 6.296,73

MARLIA 63,49 41,91 0,36 610,81 3.297,57 182,59 4.196,73P. PRUDENTE - - - - 2.390,65 - 2.390,65

RIB. PRETO 8.624,15 45.013,44 13.506,13 6.864,59 12.585,08 3.633,89 90.227,28

S.J.R. PRETO - 0,30 - 3,89 2.641,15 - 2.645,34

SO PAULO 10.412,07 2.520,39 113,70 - 38.736,53 156,36 51.939,05

SOROCABA 94.516,86 54.137,59 825,57 1.291,73 82.250,29 2.561,15 235.583,19

V. DO PARABA 11.829,04 11.357,51 288,20 - 47.279,00 3,02 70.756,77

TOTAL(%)

143.472,26(23,5)

154.633,52(25,3)

25.044,61(4,1)

11.988,30(2,0)

264.296,35(43,3)

11.108,98(1,8)

610.544,02(100,0)


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CAPTULO 2

PROPRIEDADES DE RESISTNCIA E RIGIDEZ DA MADEIRA

So quatro as propriedades da madeira a serem consideradas no dimensionamento de elementos

estruturais: densidade, resistncia, rigidez ou mdulo de elasticidade e umidade.

A densidade utilizada na determinao do peso prprio do madeiramento da estrutura, e pode-seadotar o valor da densidade aparente.

Para a resistncia, podem ser utilizados valores obtidos em ensaios de caracterizao de espcies

realizados em laboratrio, ou valores de resistncias fornecidos pela norma brasileira de estruturas de

madeira, que apresenta as propriedades de diversas espcies, ou de acordo com a classe de resistncia.

Os valores de resistncia so determinados convencionalmente pela mxima tenso que pode ser

aplicada a corpos-de-prova normalizados e isentos de defeitos at o aparecimento de fenmenos

particulares de comportamento alm dos quais h restrio de emprego do material em elementosestruturais.

O mdulo de elasticidade da madeira determina o seu comportamento na fase elstico-linear. Devem

ser conhecidos os mdulos nas direes paralela (E0) e normal (E90) s fibras. Na falta da determinao

experimental do mdulo de elasticidade na direo normal s fibras pode ser utilizada a seguinte

relao:

090 201 EE = (2.1)

A umidade presente na madeira pode alterar as suas propriedades de resistncia e elasticidade. Por isso,

essas propriedades devem ser ajustadas em funo das condies ambientais onde permanecero as

estruturas. Este ajuste feito em funo das classes de umidade como apresentado na tabela 2.1.

Os valores das propriedades de resistncia e elasticidade da madeira apresentados neste trabalho so

referentes umidade padro de referncia de 12%. Caso alguma propriedade seja obtida por ensaios de


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laboratrio com teor diferente de umidade (10% U 20%) deve-se fazer a correo pelas seguintes

expresses:

( )

+=100

12%31%12

Uff U (resistncia) (2.2)

( )

+=100

12%21%12

UEE U (elasticidade) (2.3)

Tabela 2.1 - Classes de umidade (Fonte: NBR 7190:1997)

Classes de umidadeUmidade relativa do ambiente

(Uamb)Umidade de equilbrio da madeira

(Ueq)

1 65 % 12 %

2 65 % < Uamb75 % 15 %

3 75 % < Uamb85 % 18 %

4 Uamb> 85 % durante longos perodos 25 %

Para valores de umidade superior a 20 % e temperaturas entre 10C e 60C admite-se como desprezvel

as variaes nas propriedades da madeira.

Na hiptese de execuo da classificao de um lote de madeira para utilizao estrutural, a norma

brasileira especifica trs procedimentos distintos que podem ser tomados para a caracterizao das

propriedades de resistncia e dois procedimentos para as propriedades de elasticidade, como descritos a

seguir:

Caracterizao completa da resistncia da madeira serrada

Esta caracterizao recomendada para espcies de madeira no conhecidas, e consiste da

determinao das seguintes propriedades:

- Resistncia compresso paralela s fibras (fc0);

- Resistncia trao paralela s fibras (ft0);

- Resistncia compresso normal s fibras (fc90);

- Resistncia trao normal s fibras (ft90);

- Resistncia ao cisalhamento paralelo s fibras (fv0);

- Resistncia de embutimento paralelo (fe0) e normal (fe90) s fibras;

- Densidade bsica.


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Todos os procedimentos para a realizao dos ensaios de classificao esto descritos no anexo E da

norma brasileira NBR 7190:1997.

Caracterizao mnima da resistncia da madeira serrada

Esta caracterizao recomendada para espcies de madeira pouco conhecidas, e consiste da

determinao das seguintes propriedades:

- Resistncia compresso paralela s fibras (fc0);

- Resistncia trao paralela s fibras (ft0);

- Resistncia ao cisalhamento paralelo s fibras (fv0);

- Densidade bsica e densidade aparente.

No caso da impossibilidade da execuo dos ensaios de trao pode-se admitir que este valor seja igual

ao da resistncia trao na flexo.

Caracterizao simplificada da resistncia da madeira serrada

Para espcies de madeira usuais pode-se fazer a classificao simplificada a partir dos ensaios de

compresso paralela s fibras, adotando-se as seguintes relaes para os valores caractersticos das

resistncias:

fc0,k/ ft0,k= 0,77ftm,k/ ft0,k= 1,0

fc90,k/ fc0,k= 0,25

fe0,k/ fc0,k= 1,0

fe90,k/ fc0,k= 0,25

fv0,k/ fc0,k= 0,15 (para conferas)

fv0,k/ fc0,k= 0,12 (para dicotiledneas)

Caracterizao completa da rigidez da madeiraA caracterizao completa da rigidez da madeira feita por meio da determinao dos seguintes

valores, que devem ser referidos condio padro de umidade (U = 12 %), com a realizao de pelo

menos dois ensaios:

- Valor mdio do mdulo de elasticidade na compresso paralela (Ec0,m);

- Valor mdio do mdulo de elasticidade na compresso normal (Ec90,m).

Os valores dos mdulos de elasticidade na compresso e trao so considerados equivalentes.


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Caracterizao simplificada da rigidez da madeira

Pode ser feita apenas na compresso paralela s fibras:- Valor mdio do mdulo de elasticidade na compresso paralela (Ec0,m).

- Na direo normal admite-se a relao: Ec90= (1/20) Ec0.

Caso no seja possvel a realizao de ensaios de compresso paralela, pode-se adotar correlaes com

valores do mdulo de elasticidade na flexo.

Visando a padronizao das propriedades da madeira, a norma adota o conceito de classes de

resistncia, propiciando, assim, a utilizao de vrias espcies com propriedades similares em ummesmo projeto. Para isto, o lote de madeira deve ter sido classificado e o revendedor deve apresentar

certificados de laboratrios idneos, que comprovem as propriedades do lote dentro de uma das classes

de resistncia. As tabelas 2.2 e 2.3 apresentam as propriedades das classes de resistncia estabelecidas

pela NBR 7190:1997, para as conferas e as dicotiledneas, respectivamente.

Tabela 2.2 - Classes de resistncia das conferas (Fonte NBR 7190:1997)

Conferas

(Valores na condio padro de referncia U = 12%)

Classe fcok(MPa) fvk(MPa) Eco,m(MPa) bas,m(kg/m3) aparente(kg/m

3)

C 20 20 4 3500 400 500

C 25 25 5 8500 450 550

C 30 30 6 14500 500 600

Tabela 2.3 - Classes de resistncia das dicotiledneas (Fonte NBR 7190:1997)

Dicotiledneas

(Valores na condio padro de referncia U = 12%)

Classe fcok(MPa) fvk(MPa) Eco,m(MPa) bas,m(kg/m3) aparente(kg/m

3)

C 20 20 4 9500 500 650

C 30 30 5 14500 650 800

C 40 40 6 19500 750 950

C 50 50 7 22000 770 970

C 60 60 8 24500 800 1000


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No caso da utilizao de uma espcie em particular, com a sua identificao correta, e no sendo

possvel a classificao do lote para a obteno das propriedades, podem ser utilizados os valores

apresentados na tabela 2.4.

2.1 VALORES REPRESENTATIVOS DAS PROPRIEDADES DAMADEIRA

A realizao de ensaios de laboratrio para a determinao das propriedades da madeira fornece, a

partir da anlise estatstica dos resultados, valores mdios dessas propriedades (Xm).

Para a utilizao destas propriedades em clculos de estruturas de madeira, devem ser obtidos osvalores caractersticos (Xk), e, posteriormente, os valores de clculo (Xd).

A obteno de valores caractersticos para resistncia de espcies de madeira j investigadas por

laboratrios idneos, feita a partir dos valores mdios dos ensaios pela seguinte relao:

Xk,12= 0,7Xm,12 (2.4)

Caso seja feita uma investigao direta da resistncia para uma dada espcie de madeira, os valoresdevem ser obtidos de acordo com o tipo de classificao adotado. Para a caracterizao simplificada de

espcies usuais deve-se extrair uma amostra composta por pelo menos 6 exemplares, retirados de modo

aleatrio do lote, que sero ensaiados compresso paralela s fibras. J para a caracterizao mnima

de espcies pouco conhecidas, de cada lote sero ensaiados no mnimo 12 corpos-de-prova, para cada

uma das resistncias a serem determinadas.

Tabela 2.4 - Propriedades de algumas espcies de madeira (Fonte: NBR 7190:1997)

Nome comum Nome cientfico ap(12)(Kg/m3)

fc0,m(MPa)

ft0,m(MPa)

ft90,m(MPa)

fv,m(MPa)

Ec0,m(MPa)

n

Angelim Araroba Votaireopsis araroba 688 50,5 69,2 3,1 7,1 12876 15

Angelim Ferro Hymenolobium spp 1170 79,5 117,8 3,7 11,8 20827 20

Angelim Pedra Hymenolobium petraeum 694 59,8 75,5 3,5 8,8 12912 39

Angelim Pedra V. Dinizia excelsa 1170 76,7 104,9 4,8 11,3 16694 12

Branquilho Termilalia spp 803 48,1 87,9 3,2 9,8 13481 10

Cafearana Andira spp 677 59,1 79,7 3,0 5,9 14098 11


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Canafstula Cassia ferruginea 871 52,0 84,9 6,2 11,1 14613 12

Casca Grossa Vochysia spp 801 56,0 120,2 4,1 8,2 16224 31

Castelo Gossypiospermum praecox 759 54,8 99,5 7,5 12,8 11105 12

Cedro Amargo Cedrella odorata 504 39,0 58,1 3,0 6,1 9839 21

Cedro Doce Cedrella spp 500 31,5 71,4 3,0 5,6 8058 10

Champagne Dipterys odorata 1090 93,2 133,5 2,9 10,7 23002 12

Cupiba Goupia glabra 838 54,4 62,1 3,3 10,4 13627 33

Catiba Qualea paraensis 1221 83,8 86,2 3,3 11,1 19426 13

E. Alba Eucalyptus alba 705 47,3 69,4 4,6 9,5 13409 24

E. Camaldulensis Eucalyptus camaldulensis 899 48,0 78,1 4,6 9,0 13286 18

E. Citriodora Eucalyptus citriodora 999 62,0 123,6 3,9 10,7 18421 68

E. Cloeziana Eucalyptus cloeziana 822 51,8 90,8 4,0 10,5 13963 21

E. Dunnii Eucalyptus dunnii 690 48,9 139,2 6,9 9,8 18029 15

E. Grandis Eucalyptus grandis 640 40,3 70,2 2,6 7,0 12813 103

E. Maculata Eucalyptus maculata 931 63,5 115,6 4,1 10,6 18099 53

E. Maidene Eucaliptus maidene 924 48,3 83,7 4,8 10,3 14431 10

E. Microcorys Eucalyptus microcorys 929 54,9 118,6 4,5 10,3 16782 31

E. Paniculata Eucalyptus paniculata 1087 72,7 147,4 4,7 12,4 19881 29

E. Propinqua Eucalyptus propinqua 952 51,6 89,1 4,7 9,7 15561 63

E. Punctata Eucalyptus punctata 948 78,5 125,6 6,0 12,9 19360 70

E. Saligna Eucalyptus saligna 731 46,8 95,5 4,0 8,2 14933 67

E. Tereticornis Eucalyptus tereticornis 899 57,7 115,9 4,6 9,7 17198 29

E. Triantha Eucalyptus triantha 755 53,9 100,9 2,7 9,2 14617 08

E. Umbra Eucalyptus umbra 889 42,7 90,4 3,0 9,4 14577 08

E. Urophylla Eucalyptus urophylla 739 46,0 85,1 4,1 8,3 13166 86

Garapa Roraima Apuleia leiocarpa 892 78,4 108,0 6,9 11,9 18359 12

Guaiara Luetzelburgia spp 825 71,4 115,6 4,2 12,5 14624 11

Guarucaia Peltophorum vogelianum 919 62,4 70,9 5,5 15,5 17212 13

Ip Tabebuia serratifolia 1068 76,0 96,8 3,1 13,1 18011 22

Jatob Hymenaea spp 1074 93,3 157,5 3,2 15,7 23607 20

Louro Preto Ocotea spp 684 56,5 111,9 3,3 9,0 14185 24

Maaranduba Manilkara spp 1143 82,9 138,5 5,4 14,9 22733 12

Mandioqueira Qualea spp 856 71,4 89,1 2,7 10,6 18971 16


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Oiticica Amarela Clarisia racemosa 756 69,9 82,5 3,9 10,6 14719 12

Pinho do Paran Araucaria angustifolia 580 40,9 93,1 1,6 8,8 15225 15

Pinus caribea Pinus caribea var. caribea 579 35,4 64,8 3,2 7,8 8431 28

Pinus bahamensis Pinus caribea var.bahamensis 537 32,6 52,7 2,4 6,8 7110 32

Pinus hondurensis Pinus caribea var.hondurensis 535 42,3 50,3 2,6 7,8 9868 99

Pinus elliottii Pinus elliottii var. elliottii 560 40,4 66,0 2,5 7,4 11889 21

Pinus oocarpa Pinus oocarpa shiede 538 43,6 60,9 2,5 8,0 10904 71

Pinus taeda Pinus taeda L. 645 44,4 82,8 2,8 7,7 13304 15

Quarubarana Erisma uncinatum 544 37,8 58,1 2,6 5,8 9067 11

Sucupira Diplotropis spp 1106 95,2 123,4 3,4 11,8 21724 12

Tatajuba Bagassa guianensis 940 79,5 78,8 3,9 12,2 19583 10

As propriedades de resistncia rigidez aqui apresentadas foram determinadas pelos ensaios realizados noLaboratrio de Madeiras e de Estruturas de Madeiras (LaMEM) da Escola de Engenharia de So Carlos(EESC) da Universidade de So Paulo.

ap(12%)= massa especfica aparente a 12%de umidade.fc0,m= resistncia compresso paralela s fibras, valor mdio.ft0,m= resistncia trao paralela s fibras, valor mdio.ft90,m= resistncia trao normal s fibras, valor mdio.fv,m= resistncia ao cisalhamento, valor mdio.Ec0,m= mdulo de elasticidade longitudinal obtido no ensaio de compresso paralela s fibras, valor mdio.n = nmero de corpos de prova ensaiados

Cada lote ensaiado no deve ter volume superior a 12 m3e todos os valores devem ser expressos para o

teor de umidade padro de 12%.

O valor caracterstico da resistncia deve ser estimado pela expresso:

1,1

12

.....

2

2

12

21

+++

=

n

n

k Xn

XXX

X (2.5)

onde: n = nmero de corpos-de-prova ensaiados.

Os resultados devem ser colocados em ordem crescente X1X2 .... Xn, desprezando-se o valor

mais alto se o nmero de corpos-de-prova for mpar e, no se tomando para X kvalor inferior a X1e

nem a 0,7 do valor mdio.


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A partir do valor caracterstico determinado da madeira pode-se obter o seu valor de clculo Xd, pela

seguinte expresso:

w

kd

XKX

mod= (2.6)

onde:

- w= coeficiente de minorao das propriedades da madeira.

- Kmod= coeficiente de modificao.

Coeficientes de modificao (Kmod)

Os coeficientes de modificao afetam os valores de clculo de propriedades da madeira em funo da

classe de carregamento da estrutura, da classe de umidade e da qualidade da madeira utilizada. O

coeficiente de modificao determinado pela expresso:

Kmod= Kmod,1Kmod,2Kmod,3 (2.7)

O coeficiente de modificao Kmod,1 leva em conta a classe de carregamento e o tipo de material

empregado (tabela 2.5).

Tabela 2.5 - Valores de Kmod,1(Fonte: NBR 7190:1997)

TIPOS DE MADEIRAClasses de

carregamentoMadeira serrada

Madeira laminada colada

Madeira compensada

Madeira

recomposta

Permanente 0,60 0,30

Longa durao 0,70 0,45

Mdia durao 0,80 0,65

Curta durao 0,90 0,90

Instantnea 1,10 1,10

O coeficiente de modificao Kmod,2leva em conta a classe de umidade e o tipo de material empregado

(tabela 2.6).


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Tabela 2.6 - Valores de Kmod,2(Fonte NBR 7190:1997)

Classes de umidade

Madeira serrada

Madeira laminada colada

Madeira compensada

Madeira

recomposta

(1) e (2) 1,0 1,0

(3) e (4) 0,8 0,9

Caso a madeira serrada seja utilizada submersa, deve-se adotar o seguinte valor para o coeficiente de

modificao: Kmod,2= 0,65.

O coeficiente de modificao Kmod,3 leva em conta a categoria da madeira utilizada. Para madeira de

primeira categoria, ou seja, aquela que passou por classificao visual para garantir a iseno de

defeitos e por classificao mecnica para garantir a homogeneidade da rigidez, o valor de Kmod,3 1,0.

Caso contrrio, a madeira considerada como de segunda categoria e o valor de Kmod,3 0,8.

Nas verificaes de segurana que dependem da rigidez da madeira, o mdulo de elasticidade na

direo paralela s fibras deve ser tomado como:

Eco,ef= Kmod= Kmod,1Kmod,2Kmod,3Ec0,m (2.8)

Coeficientes de ponderao (w)

Para estados limites ltimos

A norma brasileira especifica os valores dos coeficientes de ponderao, de acordo com a solicitao:

- Compresso paralela s fibras: wc= 1,4

- Trao paralela s fibras: wt= 1,8

- Cisalhamento paralelo s fibras: wv= 1,8

Para estados limites de utilizao

Adota-se o valor bsico de w= 1,0.


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CAPTULO 3

AES EM PONTES DE MADEIRA

O texto aqui apresentado foi baseado na normalizao nacional sobre o assunto. Inclui recomendaes

e aspectos existentes nas seguintes normas e textos:

NBR-7190 (1997) - Projeto de estruturas de madeira.

NBR-6120 (1980) - Cargas para o clculo de estruturas de edificaes.NBR-6123 (1988) - Foras devidas ao vento em edificaes.

NBR-7187 (1986) - Projeto e execuo de pontes de concreto armado e protendido.

NBR-7188 (1984) - Carga mvel em ponte rodoviria e passarela de pedestre.

NBR-7189 (1985) - Cargas mveis para projeto estrutural de obras rodovirias.

NBR-8681 (1984) - Aes e segurana nas estruturas.

PNB-428 (1974) - Pontes e viadutos ferrovirios. Cargas para o projeto.

PFEIL, W. Pontes em concreto armado. 2 Volumes. LTC. 4a. Ed. Rio de Janeiro, 1990.

EL DEBS, M.K. & TAKEIA, T. - Pontes de concreto - Notas de aula, fascculo 2 - Aes nas pontes.EESC. So Carlos, 1995.

Os tipos de aes que podem incidir sobre uma ponte de madeira so:

Aes Permanentes:ocorrem durante toda a vida til da construo.

Aes Acidentais:ocorrncia significativa na vida til da construo.

Aes Excepcionais:probabilidade de ocorrncia muito baixa e de curta durao.

3.1 AES USUAIS EM PONTES DE MADEIRA

3.1.1 CARGAS PERMANENTES

- Constitudas pelo Peso Prprio dos elementos estruturais:

Madeira na classe de umidade 1 (12%).

Elementos metlicos das conexes: 3% do peso prprio da madeira.

Admite-se uma variao de no mximo 10% entre o peso prprio real e o estimado inicialmente.


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- Peso Prprio dos elementos no estruturais:

Revestimentos, guarda-corpo, guarda-rodas, lastros, etc.

Aes diretas ou indiretas avaliadas como permanentes.

Tabela 3.1 - Pesos especficos dos materiais de construo usuais.

Material Peso (kN/m3)

Concreto Simples 24

Concreto Armado 25

Revestimento Asfltico 24

Ao 78

Lastro de Brita 17

Madeira 6 a 12

3.1.2 CARGAS ACIDENTAIS VERTICAIS

So aes variveis que atuam em funo da utilizao da construo (pessoas e veculos).

- Passarelas de Pedestres:

Classe nica com p = 5 kN/m2, sem impacto.

- Pontes Rodovirias:

As pontes so divididas em trs (3) classes:

Classe 45: Veculo-Tipo pesando 450 kN.



Os carregamento a serem considerados so apresentados na tabela 3.2.


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Tabela 3.2 - Cargas mveis nas pontes

Veculo Carga uniformemente distribuda

Peso total p pClasse

da

Ponte TipokN tf kN/m2 kgf/m2 kN/m2 kgf/m2

Disposio da carga

45 45 450 45 5 500 3 300

30 30 300 30 5 500 3 300

12 12 120 12 4 400 3 300

Carga p em toda a pistaCarga p nos passeios

A figura 3.1 apresenta a disposio em planta destes carregamentos.

p

3.0mp

6.0m

veculo

p

p calada

faixa

calada

Figura 8.1 - Disposio em planta das cargas mveis

A tabela 3.3 apresenta as caractersticas dos veculos, para as trs classes, e a figura 3.2 apresenta os

detalhes dos mesmos.


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Tabela 3.3 - Caractersticas dos Veculos

Unidade Tipo 45 Tipo 30 Tipo 12

Quantidade de eixos Eixo 3 3 2

Peso Total do Veculo kN - tf 450 - 45 300 - 30 120-12

Peso de cada roda dianteira kN - tf 75 7,5 50 - 5 20-2

Peso de cada roda traseira kN - tf 75 7,5 50 - 5 40-2

Peso de cada roda intermediria kN - tf 75 7,5 50 - 5 -

Largura de contato b1 de cada roda dianteira m 0,50 0,40 0,20

Largura de contato b3 de cada roda traseira m 0,50 0,40 0,30Largura de contato b2 de cada roda intermediria m 0,50 0,40 -

Comprimento de contato de cada roda m 0,20 0,20 0,20

rea de contato de cada roda m2 0,20 x b 0,20 x b 0,20 x b

Distncia entre eixos m 1,50 1,50 3,00

Distncia entre os centros de roda de cada eixo m 2,00 2,00 2,00

b1 b2 b33,0 2,0

1,50

b1 b2 b3

b1 b33,02.0

6,00

b1 b3

TIPOS 45 E 30 TIPO 12

6,00

1,501,50 1,50 1,50 1,503,00

Figura 3.3 - Veculos-Tipo


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Para efeito de comparao com as cargas da norma, a figura 3.4 mostra a configurao de alguns

veculos usuais.

7,001,501,50 5 tf 10 tf m

10,00 m

4,00 m

2,60 m

15 tf

7,15 2,001,50

5 tf 8,5 tf

m

4,00 m

2,60 m12,00 m

8,5 tf

1,35

22 tf

4,90 3,751,50

5 tf 8,5 tf

m

18,00 m

8,5 tf 10 tf 10 tf

1,35 4,50 2,00

42 tf

3,80 8,001,50

5 tf

m

18,00 m

10 tf 8,5 tf 8,5 tf

1,35 2,00

8,5 tf

1,35

40,5 tf

Peso totaldo veculo

Figura 3.4 Configurao dos veculos usuais

A partir da distribuio transversal de cargas entre os elementos estruturais que compem a

superestrutura da ponte, pode ser obtido o trem-tipo. A disposio longitudinal do trem-tipo deve


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prever a situao mais desfavorvel, desconsiderando carregamentos que reduzam solicitaes. Como

exemplo, a figura 8.5 apresenta a disposio crtica para o caso de momento fletor negativo (no apoio

central) e de momento fletor positivo, para o caso de uma viga contnua com dois tramos.

(a)

(b)

Figura 3.5 - Disposies crticas do trem-tipo para valores mximos de momento fletor negativo (a) e

positivo (b)

- Pontes Ferrovirias:

As pontes esto definidas em quatro (4) classes:

TB-360: Quando h transporte de minrio de ferro ou equivalente.

TB-270: Carga em geral.

TB-240: Para verificao de estabilidade e projeto de reforo.

TB-170: Transporte de Passageiros.

A figura 3.6 apresenta a forma do trem-tipo e a tabela 3.4 os valores das cargas mveis, para as pontes

ferrovirias.

a cb b a

qq

q q qq

Q Q Q Q

Figura 3.6 - Trem-tipo para as pontes ferrovirias

Tabela 3.4 - Cargas das Composies.Classe Q (kN) q (kN/m) q (kN/m) a (m) b (m) c (m)

TB-360 360 120 20 1,00 2,00 2,00

TB-270 270 90 15 1,00 2,00 2,00

TB-240 240 80 15 1,00 2,00 2,00

TB-170 170 25 15 11,00 2,50 5,00

Quando houver trs ou mais linhas de trfego, procurar a situao mais desfavorvel entre as situaes:


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- 2 vias carregadas na situao crtica e as demais descarregadas.

- todas as vias carregadas, mas com reduo nas cargas.

Tabela 3.5 - Fatores de Reduo .

n de vias 3 4 5

redutor 0,73 0,66 0,59

No Brasil, os veculos ferrovirios usuais so:

Figura 3.7 - Veculos ferrovirios

c c c cd

Locomotiva diesel-eltrica Vago

c c

d


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Tabela 3.6 - Caractersticas de Locomotivas e Vages no Brasil.

Distnciaentre eixos

(m)

Distnciaentretruques

(m)Tipo

c c d

Cargapor eixo

(kN)

PesoTotal(kN)

Bitola (m)

GE U20-C 1,60 1,91 12,36 180 1080 1,00

3371 1,60 1,91 9,60 246 1480 1,60

3401 2,07 2,07 12,73 272 1630 1,60

3501 1,70 2,11 9,20 276 1660 1,60

Locomotiva

GE U23-C 2,02 2,12 12,47 300 1800 1,60

HAD 1,58 - 6,09 200 800 1,00

ADE 1,73 - 5,41 250 1000 1,60

ADF 1,78 - 6,30 298 1190 1,60

LE 1,73 - 15,15 250 1000 1,60

Vago

TCPE 1,73 - 8,55 250 1000 1,60

A composio mais pesada em operao a que transporta minrio de ferro com 4 locomotivas (de

1800 kN) e 100 vages (de 1190 kN).

3.1.3 IMPACTO VERTICAL

O impacto vertical considerado uma ao de curta durao. Para considerar o efeito dinmico do

impacto vertical sobre as cargas mveis verticais deve-se multiplic-las por:

L401

++=

(3.1)

onde:

Para ponte em viga: L = vo terico do tramo.

Para ponte em placa: L = menor dos vos.

Para pontes ferrovirias: = 50

Para pontes rodovirias com revestimento de madeira: = 20

Para pontes rodovirias com revestimento de concreto ou asfalto: = 12


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No se considera o impacto nos encontros, pilares macios, fundaes e passeios.

Devido maior resistncia da madeira s cargas de curta durao, na verificao da segurana nos

estados limites ltimos, as solicitaes nas peas de madeira devidas ao impacto vertical sero

multiplicadas por 0,75. Para os elementos metlicos deve-se considerar a totalidade do impacto

vertical.

3.1.4 FORAS LONGITUDINAIS

So foras de curta durao, devidas acelerao e frenagem dos veculos.


Flongdeve ser aplicada sem impacto, 2,00 m acima da superfcie de rolamento.

5% do carregamento total do tabuleiro com carga mvel uniformemente

distribuda (acelerao).

30% do veculo-tipo para cada faixa de trfego (frenagem).

Flong

2,00 m

Figura 3.8 Fora longitudinal em pontes rodovirias


Flong deve ser aplicada sem impacto, 2.40 m acima do topo do trilho. Se for via mltipla, aplicarsomente em uma linha.

15% da carga mvel (para a frenagem).

25% do peso total sobre os eixos motores (acelerao).

Flong

Flong


37/237


Flong

2,40 m

Figura 3.9 - Fora longitudinal em pontes ferrovirias

3.1.5 FORA CENTRFUGA

Fora de curta durao que acontece em pontes curvas.


Fcentaplicada a uma altura de 2,00m acima da superfcie de rolamento com impacto vertical no peso.

20% do peso do veculo por faixa de trfego, quando o raio de curvatura

R 300 m.

6000/R) % do peso do veculo por faixa de trfego, quando o raio de curvatura

R > 300 m.


Fcentaplicada com impacto vertical no peso, a uma altura de 1.60m acima do topo dos trilhos.

Bitola 1,60m: 12% da carga mvel, quando R 1000 m.

(12000/R)%, quando R > 1000 m.

Bitola 1,00m: 8% da carga mvel, quando R 600 m.

(4800/R)%,quando R > 600 m.

3.1.6 VENTO

A natureza da ao do vento de curta durao. A ao do vento nas edificaes segue o disposto na

NBR-6123. Pela NBR-7190/97 a ao do vento sobre veculos e pedestres deve ser considerada como

segue:

- Passarela de Pedestres:com valor caracterstico igual a 1,80 kN/m (horizontal) aplicado a uma altura

de 0,85 m acima do piso.

Fcent

Fcent


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qv(NBR-6123)

0,85 m

1,80 kN/m

Figura 3.10 - Vento sobre passarela.

- Pontes Rodovirias: com valor caracterstico igual a 2,00 kN/m (horizontal) aplicado a uma altura de

1,20 m acima da superfcie de rolamento.

qv(NBR-6123)

1,20 m

2,00 kN/m

Figura 3.11 - Vento sobre veculo

- Pontes Ferrovirias: com valor caracterstico igual a 3,00 kN/m (horizontal) aplicado a uma altura

acima do topo dos trilhos de 2,40 m para bitola de 1,60 m e 2,00 m para bitola mtrica (1,00 m).

qv

(NBR-6123)

2,40m ou2,00m

3,00 kN/m

Figura 3.12 - Vento sobre trem.


39/237


Para os elementos metlicos considerar a totalidade da fora do vento.

3.1.7 IMPACTO LATERALSomente nas pontes ferrovirias provocadas pela folga entre rodas e trilhos. O valor da fora de

impacto lateral deve ser de 20% da carga do eixo mais pesado.

Fi,lat

Figura 3.13 - Impacto lateral

Em pontes curvas no se deve somar os efeitos do impacto lateral com o da fora centrfuga. Deve-se

considerar o efeito mais desfavorvel.

3.1.8 FORA NO GUARDA-CORPO

A ao acidental no guarda-corpo composta por uma fora uniformemente distribuda (1kN/m), aolongo do seu comprimento, aplicada horizontalmente na sua parte superior, conforme mostrado na

figura 3.14.

1 kN/m

h

3.14 - Fora no guarda-corpo

3.1.9 FORA NO GUARDA-RODAS

Em pontes rodovirias so verificadas para uma fora aplicada horizontalmente no seu topo de 60 kN,

sem impacto.


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60 kN

Figura 3.15 - Fora no guarda-rodas

3.2 COMBINAES E AES EM PONTES DE MADEIRA

Na NBR 7190 (1997) esto definidas as combinaes necessrias para verificar os estados limitesltimos e os estados limites de utilizao. No caso especfico de pontes de madeira as combinaes

geralmente se restringem s combinaes ltimas normais para os estados limites ltimos e s

combinaes de longa durao para os estados limites de utilizao definidas na NBR 7190 (1997). A

simplificao acima reflete a considerao apenas das aes permanentes normais e do trem tipo

associado ao seu efeito dinmico principal que o impacto, nas combinaes mencionadas.

As combinaes utilizam fatores de ponderao das aes as quais consideram as probabilidades de

ocorrncia simultneas das aes e, ao mesmo tempo, consideram as variaes que podem ocorrer nasavaliaes do projetista.

Para a avaliao dos estados limites ltimos so definidas trs combinaes possveis. As combinaes

ltimas normais, as combinaes especiais (ou de construo) e as combinaes excepcionais. Para a

avaliao dos estados limites de utilizao, podem ser efetuadas combinaes de longa durao, mdia

durao, curta durao ou instantnea, de acordo com o rigor que se pretende nesta verificao.

Nas combinaes para os estados limites ltimos, os coeficientes Gdas aes permanentes (tabelas 3.7e 3.8) ponderam os valores das aes para os efeitos favorveis e desfavorveis. Quando, nas aes

permanentes, o peso prprio da estrutura maior que 75% da totalidade das aes permanentes, devem

ser considerados os valores de ponderao da tabela 3.7 (pequena variabilidade) e quando no, os da

tabela 3.8 (grande variabilidade).


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Tabela 3.7 - Aes permanentes de pequena variabilidade (Fonte NBR 7190/97)

Combinaes Para efeitos

Desfavorveis Favorveis

Normais g= 1,3 g= 1,0

Especiais ou de Construo g= 1,2 g= 1,0

Excepcionais g= 1,1 g= 1,0

Tabela 3.8 - Aes permanentes de grande variabilidade (Fonte NBR 7190/97)

Combinaes Para efeitos

Desfavorveis Favorveis

Normais g= 1,4 g= 0,9

Especiais ou de Construo g= 1,3 g= 0,9

Excepcionais g= 1,2 g= 0,9

Nas combinaes para os estados limites ltimos, as aes variveis so ponderadas atravs dos

coeficientes Qde acordo com a natureza da ao apresentada na tabela 3.9.

Tabela 3.9 - Aes variveis (Fonte NBR 7190/97)

CombinaesAes variveis em geral

includas as cargasacidentais mveis

Efeitos datemperatura

Normais q= 1,4 = 1,2

Especiais ou de Construo q= 1,2 = 1,0

Excepcionais q= 1,0 = 0

Quando houver mais de uma ao varivel a ser considerada, deve-se ponderar a probabilidade de

ocorrncia simultnea das mesmas atravs dos valores de jda tabela 3.10.


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Tabela 3.10 - Fatores de combinao e de utilizao - Sntese. (Fonte NBR 7190/97)

Aes em estruturas correntes 0 1 2

- Variaes uniformes de temperatura em relao mdia anual local

- Presso dinmica do vento

0,6

0,5

0,5

0,2

0,3

0

Cargas mveis e seus efeitos dinmicos 0 1 2

- Pontes de pedestres

- Pontes rodovirias

- Pontes ferrovirias (no especializadas)

0,4

0,6

0,8

0,3

0,4

0,6

0,2

0,2

0,4

3.2.1 COMBINAES LTIMAS NORMAIS (ESTADOS LIMITES LTIMOS)

+

+= ==

FFFF kQjkQQm

kGiGid

n

jj

i,,1,

20

1 (3.2)

onde FGi,krepresenta o valor caracterstico das aes permanentes, FQ1,ko valor caracterstico da ao

varivel considerada como ao principal para a combinao considerada e 0j*FQj,k, os valores

reduzidos de combinao das demais aes variveis, determinados de acordo com a tabela 3.10. Em

casos especiais, devem ser consideradas duas combinaes referentes s aes permanentes: em uma

delas, admite-se que as aes permanentes sejam desfavorveis e na outra que sejam favorveis

segurana.

3.2.2 COMBINAES DE LONGA DURAO (ESTADOS LIMITES DE UTILIZAO)

As combinaes de longa durao so consideradas no controle usual das deformaes das estruturas.

Nestas combinaes, todas as aes variveis atuam com seus valores correspondentes classe de

longa durao. Estas combinaes so expressas por:

FFF kQjjkGiutidn

j

m

i,2,,

11

==

+= (3.3)


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CAPTULO 4

SISTEMAS ESTRUTURAIS E CONSTRUTIVOS DE PONTESDE MADEIRA

As pontes de madeira seguem, em linhas gerais, os mesmos sistemas estruturais de outros materiais.

Por outro lado, como o material madeira extremamente verstil e associado ao quesito leveza, tm-se

solues nicas para algumas situaes. Pode-se trabalhar na questo de concepo de projeto

basicamente com elementos lineares e elementos bidimensionais. Alm da madeira macia, em torasou serrada, dispem-se de composies destes elementos como chapas de madeira laminada

compensada, laminated veneer lumber (LVL - chapa laminada prensada de madeira), madeira

recomposta (MDF), etc.

4.1 PONTES EM VIGA

As pontes em vigas so as mais prticas e comumente encontradas para pontes de madeira. As vigas

so, geralmente, utilizadas na forma de vo nico (vigas bi-apoiadas). Quando o comprimento excessivo, pode-se construir apoios intermedirios (vigas contnuas). As variaes de seo transversal

so apresentadas a seguir.

Vigas simples de peas rolias

a seo mais simples de se obter, mas sua utilizao deve ser orientada por algumas disposies

construtivas e cuidados especiais. Em primeiro lugar deve-se atentar ao fato de que, nas toras,

diferentemente das vigas serradas, h a presena do alburno. A durabilidade natural do alburno baixa

mas, por outro lado, mais fcil o tratamento qumico sobre presso por ser mais permevel (menos

denso). Outra questo relevante a de que a geometria cnica das toras faz com que seja obrigatria a

compensao longitudinal entre os dimetros do topo e da base e a regularizao do tabuleiro. Das

espcies utilizadas em construes de pontes pode-se obter dimetros da base de 70 cm ou mais. Os

comprimentos disponveis dependem das espcies utilizadas, podendo ultrapassar 20 m, por exemplo,

para o Eucalipto citriodora. De qualquer forma, trata-se de comprimentos muito acima dos limites

impostos pelas serrarias nos desdobros.


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Figura 4.1 Ponte em vigas rolias

Vigas com peas rolias compostas

Pelas questes expostas anteriormente, principalmente com relao s baixas propriedades mecnicas

do alburno e os altos comprimentos obtidos, HELLMEISTER, 1978 associou duas ou mais sees

rolias. Esta associao geralmente realizada por parafusos passantes transversais associados a

elementos para transmitir as tenses de cisalhamento, tais como tarugos ou anis metlicos.

Obviamente, essas associaes permitem utilizar toras de dimetros menores, aumentando a relao

rigidez peso da viga. Deve-se lembrar que existem perdas significativas de resistncia e rigidez da

seo (enfraquecimentos das sees e flexibilidade das ligaes) limitando o nmero ideal de sees

associadas. Cuidado especial deve ser tomado quanto a durabilidade, pois os furos e entalhes so vias

naturais de penetrao de umidade na parte central das toras, regio menos protegida pelo tratamento

preservativo.

Figura 4.2 - Ponte em viga com peas rolias compostas


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Vigas de peas serradas

As pontes em vigas que utilizam peas macias serradas so, em princpio, as de menores vos. Os

vos raramente ultrapassam 4m sem que grandes sees (difceis de obter) sejam necessrias. Assees dos elementos geralmente variam de 10cm x 30cm at 20cm x 50cm e os comprimentos de 3m

a 7 m. A geometria facilita as ligaes entre os elementos da superestrutura bem como desta com a

infra-estrutura.

Um tipo particular das pontes em vigas a ponte barragem (figura 4.3). Elas so destinadas s

travessias de grandes rios de pequena profundidade como os encontrados no pantanal Mato-grossense.

Estas estruturas so chamadas pontes barragens porque seus vrios pilares dispostos prximos entre si

(geralmente 2 ou 3 m) formam uma barreira visual e fsica ao longo do rio. Geralmente so construdasem vigas simplesmente apoiadas em consoles sobre os pilares.

h

b

Figura 4.3 -Vigas de peas serradas

Vigas de peas serradas compostasA funo bsica destas associaes aumentar a rigidez dos elementos seguindo os mesmos princpios

de montagem da associao de toras (parafusos passantes e tarugos) mas com as vantagens de

possurem maior rea de contato, linearidade longitudinal e peas mais resistentes. As associaes

usuais em T, I ou H, muito comuns em estruturas de cobertura, no so indicadas aqui j que as aes

so elevadas e as possibilidades de ligaes entre as sees so limitadas.


46/237


H

b

h

hw

bw

bf

hf

Figura 4.4 - Seo de vigas compostas com peas serradas

Vigas laminadas coladas

As vigas laminadas coladas so, atualmente, objeto de estudo em vrias partes do mundo. Podem ser

fabricadas com qualquer seo transversal, observadas apenas as restries industriais (as prensas

geralmente no fabricam alturas de seo maiores que 1,5 m) e de transporte da pea. Existem

padronizaes nas dimenses, mas recomendvel consultar o fabricante especfico. Podem ser

utilizadas em pontes com vos superiores a 20 m desde que seja possvel transportar tais elementos ato local da obra. Outras caractersticas das peas laminadas coladas que podem ser fabricadas com

diferentes formatos (vigas curvas, sees variveis, etc.) e a qualidade do material produzido maior

que da madeira original. Esto sendo utilizadas vigas de MLC com armadura (passiva ou ativa) de ao

ou fibras.

Linhade

colaH

b

Figura 4.5 Ponte com Vigas Laminadas Coladas


47/237


Vigas compostas por peas serradas e compensados

Elementos mais utilizados em estruturas de coberturas, as vigas compostas permitem sees de alta

resistncia e rigidez, permitindo a aplicao em pontes de madeira. Geralmente so associaes depeas serradas dispostas nas mesas (tambm como travamento interno) absorvendo as tenses normais

e chapas estruturais de madeira compensada, LVL (laminated veneer lumber), MDF (madeira

recomposta) ou OSB (oriented strand boards) como alma para absorver as tenses tangenciais.

H

b

Figura 4.6 - Seo tpica de vigas compostas por peas serradas e chapas de compensado

Vigas treliadas

As trelias sempre foram muito utilizadas nas estruturas de madeira e ao. Suas geometrias permitem

estruturas de elevada rigidez, com baixo peso final. Em madeira, as trelias so basicamente

construdas com peas serradas, rolias ou laminadas coladas. Obviamente esta utilizao depende da

regio em questo, pois variam a disponibilidade de materiais, o domnio das tecnologias e a tradio

de construo. As ligaes podem ser realizadas por pregos, parafusos, cavilhas, anis, chapas com

dentes estampados, etc. O que caracteriza uma trelia que seus elementos estaro submetidos

predominantemente s tenses normais de trao ou compresso.

Existem muitos tipos de trelias (ou associaes destas com outras estruturas) e na figura 4.7

apresentam-se alguns deles.


48/237


Trelia King com Postes

treliado de Town

Trelia de Pratt

Trelia de Howe

Trelia Queen com Postes

Trelia Bowstring

Figura 4.7 - Pontes em trelia


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4.2 PONTES EM ARCO

Os arcos tm sido muito utilizados em estruturas de pontes de madeira desde a antiguidade. O principal

fator para esta prtica que as altas solicitaes oriundas da flexo que ocorreriam em vigas passam a

atuar em escala menor nos arcos onde predominam as tenses de compresso. Outro fator relevante a

esttica proporcionada pelos arcos em pontes onde so, praticamente, cones destas estruturas. Na

figura 4.8 esto algumas definies relacionadas s pontes em arco, e em seguida, na figura 4.9,

algumas ilustraes da tipologia usual.

Figura 4.8 Nomenclatura de pontes em arco. Fonte Oconnor, C. (1975)

Como a madeira um material natural (no moldvel), as sees usualmente utilizadas para pontes em

arco so as peas de madeira serrada para os arcos treliados ou peas laminada colada quando os

elementos so de alma cheia. Os vos alcanados por estes sistemas chegam a 30 metros, para peas de

alma cheia, e mais de 50m, se utilizados arcos treliados.


50/237


Figura 4.9 Pontes em arco.

f

L

f

L

f

L

f

L


51/237


4.3 PONTES EM PRTICO

Os prticos so desejveis porque os sistemas tm a finalidade de transmitir as cargas de apoiosintermedirios para as extremidades e permitem uma distribuio mais homognea das solicitaes. O

maior problemas dos prticos so as emendas e as ligaes em ngulo, onde altas solicitaes

encontram baixas resistncia e rigidez do material e das ligaes. Estas estruturas so aplicveis para

vos mdios (em torno de 30m). Ateno especial deve ser dada questo das emendas devido ao

dinmica para a qual a ponte deve ser projetada.

prtico

Figura 4.10 - Pontes em prtico

A utilizao de postes de eucalipto citriodora, interligados por anis metlicos, possibilitou aconstruo de vrias pontes de madeira, com diversos sistemas estruturais. O sistema estrutural mais

elementar, que o de vigas simplesmente apoiadas, apresenta o inconveniente da limitao do vo

mximo que pode ser empregado, em torno de 10 metros. O sistema estrutural em prtico, mostrado na

figura 4.11, interessante para ser utilizado em vos maiores. Como exemplo de pontes construdas

com este sistema, podem ser citadas: ponte sobre o Ribeiro dos Porcos, na rodovia Cambaratiba-

Borborema SP, com 21 metros de comprimento (15 metros de vo central em estrutura em prtico, e

dois trechos laterais simplesmente apoiados com 3 metros), uma faixa de trfego; ponte construda na

granja Vespaziano, em Vespaziano-MG, com 34 metros de comprimento total (20 metros de vocentral em estrutura em prtico e dois tramos laterais simplesmente apoiados com 7 metros de

comprimento), uma faixa de trfego.


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Figura 4.11 - Ponte em prtico sobre o Ribeiro dos Porcos

4.4 PONTES EM PLACA

Nesse sistema, s vezes definido de forma simplista como tabuleiro, a superestrutura da ponte a

prpria placa no havendo outros elementos contribuindo para distribuir as aes para a subestrutura da

ponte (tais como vigas e transversinas). O comportamento de placa desejvel no sentido que a placa

(quando rgida) totalmente mobilizada pelas aes fazendo com que sejam desnecessrios elementos

discretos como longarinas para aumentar a rigidez do sistema. Por outro lado, o conjunto da placa

passa a necessitar alturas maiores que o tabuleiro comum de distribuio (quanto pior for o sistema que

une os elementos na forma de placa, maior ser a seo necessria destes elementos). As pontes emplaca cujas sees transversais usuais so apresentadas na figura 4.12, geralmente se destinam a pontes

de pequenos e mdios vos, isto , at 15 m.

placa laminada parafusada

placa laminada colada

placa laminada pregada

placa laminada protendida

placa composta concreto emadeira serrada

placa composta deconcreto e madeira rolia

Figura 4.12 - Pontes em placa


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CAPTULO 5

TABULEIROS DE PONTES DE MADEIRA

Define-se tabuleiro como a parte da superestrutura da ponte que forma a pista de rolamento e distribui

as cargas das rodas dos veculos para as vigas principais. O tipo, a espessura e o material do tabuleiro

so baseados no peso e volume de trfego que ele precisa suportar. Os tabuleiros de madeira so

tipicamente construdos de um ou trs materiais: pranchas de madeira serrada, madeira laminadapregada e madeira laminada colada. Os tabuleiros compostos de concreto e madeira tambm so

usados nas superestruturas de pontes em algumas aplicaes.

5.1 PRANCHAS DE MADEIRA SERRADA

Os tabuleiros compostos de pranchas de madeira serrada so os tipos mais antigos e simples. Estas

pranchas tm espessura entre 6 cm e 16 cm e largura entre 25 a 30 cm, so dispostas na direo

transversal e fixadas diretamente nas vigas principais de madeira com pregos de grandes dimenses(figura 5.1). Tambm podem ser usadas longitudinalmente fixadas em transversinas.

Os tabuleiros de pranchas de madeira dispostos na posio transversal e horizontal so prticos em

pontes de pequenos vos ou de uso especial. Eles no so prova dgua e apresentam pouca proteo

dos materiais para os efeitos de intemperismos. Pavimentao asfltica no prtica nos tabuleiros de

pranchas devido aos grandes deslocamentos do tabuleiro que podem causar fissuras no asfalto e a

conseqente deteriorao da madeira.

Um outro tipo de tabuleiro com pranchas de madeira o constitudo por duas camadas ortogonais de

pranchas superpostas formando um ngulo de 45 graus com o eixo longitudinal da ponte (figura 5.2).

Nos cruzamentos, as peas das duas camadas so solidarizadas entre si por meio de pregos ou cavilhas.

Nesse caso, as pranchas apresentam de 3 a 6 cm de espessura e 12 a 16 cm de largura, so fixadas nas

transversinas e longarinas tambm por meio de pregos ou cavilhas.

As vantagens desse arranjo so:


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- o tabuleiro trabalha como placa permitindo uma melhor distribuio das cargas sobre as vigas

principais;

- o tabuleiro funciona como um importante elemento de contraventamento para as vigas principais(efeito diafragma).

Figura 5.1 - Tabuleiros transversal e longitudinal de pranchas de madeira serrada

Figura 5.2 - Tabuleiros de pranchas cruzadas de madeira serrada (vista da camada superior)

5.2 MADEIrA LAMINADA PREGADA

Os tabuleiros de madeira laminada pregada so construdos com peas serradas, geralmente com 6 cm

de espessura e 12 a 30 cm de altura. As lminas so colocadas com a maior dimenso na direo

vertical e pregadas justapostas para formar uma superfcie contnua (figura 5.3).


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Os tabuleiros pregados so mais comumente usados na orientao transversal das vigas longitudinais,

cujo espaamento pode variar entre 60 a 180 cm. So tambm usados longitudinalmente sobre

transversinas, de modo anlogo aos tabuleiros longitudinais.

Os tabuleiros de madeira pregada foram os tipos mais comuns usados nos anos 20 aos 60, do sculo

passado, em pases como os Estados Unidos e o Canad. Seu uso vem diminuindo significativamente

desde a introduo da madeira laminada colada.

Embora muitos tabuleiros de madeira laminada pregada tenham tido um comportamento satisfatrio

por mais de 40 anos, o projeto no o mais adequado, a menos que as vigas principais sejam pouco

espaadas. Com o aumento do espaamento das vigas, aumenta o deslocamento no tabuleiro. Estedeslocamento, somado s mudanas dimensionais causadas pela variao da umidade, provoca

delaminao, isto , solta as peas do tabuleiro, reduzindo a integridade do material e,

conseqentemente, a vida til das estruturas.

Figura 5.3 - Tabuleiros de madeira laminada pregada

5.3 MADEIrA LAMINADA COLADAOs tabuleiros de MLC so construdos de painis com dimenses que podem variar de 10 at 20 cm

(espessura) e 100 a 150 cm (largura). Eles so usados tanto na direo transversal como longitudinal,

apoiados sobre vigas de MLC ou vigas metlicas.


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Os critrios de dimensionamento para painis de MLC foram desenvolvidos nos anos 70 no Forest

Products Laboratory (FPL), Madison, EUA. So os tipos mais comuns de tabuleiros de madeira e

usados em duas configuraes bsicas, no conectados e conectados (figura 5.4).

Os painis no conectados so colocados lado a lado, sem solidarizao entre painis adjacentes. Os

painis conectados so ligados com pinos metlicos para melhorar a distribuio de cargas e reduzir os

deslocamentos diferenciais nas juntas entre os painis. Estes tm custo mais elevado na fabricao e

construo, mas podem resultar em painis mais esbeltos e, com isto, melhorar o as condies de

suporte para o revestimento superficial de asfalto.

Os painis de MLC so mais resistentes e rgidos em relao aos de pranchas ou pregados. Isto se deve homogeneidade do adesivo entre as lminas e disperso das caractersticas de resistncia da MLC.

Estes painis podem ser construdos para formar uma superfcie prova dgua e tambm para proteger

as vigas principais e outros componentes. Devido ao aumento da rigidez, estes tabuleiros tambm

fornecem uma base mais rgida para o pavimento asfltico, que freqentemente usado como um

protetor superficial. Os painis so completamente fabricados e pr-furados antes do tratamento

preservativo, apresentando vida til que pode alcanar 50 anos ou mais. Detalhes de ligaes dos

tabuleiros com a viga principal so apresentados a seguir, na figura 5.5.

Figura 5.4 - Tabuleiros de madeira laminada colada


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Figura 5.5 Ligao dos tabuleiros de madeira laminada colada

5.4 COMPSITOS DE MADEIRA E CONCRETO

Os tabuleiros compostos de madeira e concreto consistem de uma laje de concreto rigidamente

conectada aos elementos estruturais de madeira de tal modo que a construo funciona como um

monolito. Em vigas simplesmente apoiadas, o concreto resiste compresso enquanto a madeira resiste

trao. Nas regies de apoio intermedirios de vigas contnuas, o contrrio verdadeiro.

H dois tipos bsicos de tabuleiros compostos de madeira/concreto: tabuleiros em vigas T e tabuleiros

em lajes (figura 5.6).

Os tabuleiros em vigas T so construdos fundindo a laje de concreto, que forma o flange do T, na viga

de MLC, que forma a alma do T. A ao conjunta entre a madeira e o concreto proporcionada por

conectores de cisalhamento dispostos ao longo dos topos da viga de MLC.

Em anos recentes, vrios tabuleiros T compostos tm sido construdos, mas eles no so largamente

usados devido ao alto custo da fabricao da viga e o custo final da concretagem no local (figura 5.7).

Os tabuleiros em lajes so construdos pela utilizao de uma camada de concreto em uma base

contnua de peas de madeira pregadas longitudinalmente. As peas de madeira so colocadas lado a

lado na direo do fluxo do trfego (longitudinal), com lminas alternadas de diferentes alturas,

variando de 3 cm a 5 cm, para formar encaixes na base. A ao composta entre a madeira e o concreto

mais efetiva com o uso de elementos triangulares de ao, presos nos encaixes.


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Figura 5.6 - Tabuleiros compostos de madeira e concreto.

Figura 5.7 - Ponte com tabuleiro em viga T

Um outro tipo de tabuleiro composto madeira/concreto o formado por peas rolias de madeira,

revestido por uma camada de concreto.

A fixao das peas do tabuleiro feita alternadamente nas vigas principais, atravs de tiras metlicas

de 3 mm de espessura por 30 mm de largura, com parafusos de rosca soberba. Sobre o tabuleiro

colocada uma camada de concreto simples para promover a regularizao da superfcie e a distribuio

da carga das rodas sobre o tabuleiro da ponte. Uma camada de asfalto colocada sobre o concreto com

a finalidade de proteger as peas de madeira e regularizar a superfcie de concreto. A figura 5.8 ilustra

este tipo de tabuleiro.


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Figura 5.8 - Tabuleiros compostos de peas rolias de madeira e concreto

Outra alternativa para os tabuleiros compostos madeira/concreto, tambm utilizado com peas rolias,

foi desenvolvido pelo grupo de pesquisa da Universidade Politcnica de Lausanne. A figura 5.9 mostrao projeto de um tabuleiro em placa construdo sobre o rio Orbe, na Sua, com vo de 13 metros e 4

metros de largura. O tabuleiro constitudo por oito postes de madeira com 13 metros de comprimento

e dimetros variando entre 48 cm e 72 cm, instalados alternando a base com o topo dos postes. Para se

obter uma largura constante de 48 cm nas peas circulares, os postes foram serrados nas duas faces

laterais e entalhados em forma de cunha ao longo do comprimento para garantir a transferncia das

foras tangenciais. O nivelamento dos postes realizado, na face superior do tabuleiro, atravs da

colocao de calos de madeira pregados nos apoios, compensando a diferena de altura. Para

assegurar uma melhor distribuio das cargas sobre o tabuleiro, barras metlicas de 16 mm de dimetroso colocadas a cada metro, dentro dos encaixes. Alem disso, barras de 10 mm so cravadas nos postes,

dois a dois, tambm a cada metro. As barras de 16 mm tambm prendem as chapas laterais de

compensado utilizadas para dar o acabamento lateral bem como para prender os montantes do guarda

corpo. A ligao das peas de madeira com o concreto assegurada por pinos metlicos verticais

presos na madeira dentro dos entalhes. A fora de frenagem absorvida por cantoneiras metlicas

fixadas nos postes e nos apoios das fundaes, presas com parafusos de rosca soberba. A madeira

tratada em autoclave e uma camada de cimento recomendada sobre os postes antes da concretagem.


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Figura 5.9 Tabuleiros compostos de madeira e concreto

Figura 5.10 - Detalhes de tabuleiros compostos de madeira e concreto


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CAPTULO 6

FUNDAES PARA PONTES DE MADEIRA

As fundaes devem ser projetadas e executadas para garantir, em servio, as condies mnimas de

segurana, funcionalidade e durabilidade. Deve-se atender s condies de segurana referentes

ruptura, fixados pelas normas tcnicas, tanto nos elementos estruturais que compem a estrutura da

fundao, quanto no solo que lhe d suporte. A funcionalidade da fundao est associada noocorrncia de deslocamentos incompatveis com o tipo e a finalidade a que se destina a estrutura. A

vida til, ou durabilidade, da fundao deve ser no mnimo igual da estrutura que apia.

Na fase de projeto se escolhe o tipo de fundao a empregar, em funo, entre outras, das

caractersticas geotcnicas do local, das cargas de servio e da responsabilidade da obra. A escolha do

tipo de fundao impe um modelo construtivo, portanto deve ocorrer intercmbio de informaes

entre a equipe de projetistas e a executora, ainda na fase de projeto, para que se escolha um tipo de

fundao possvel de executar com o equipamento disponvel.

importante lembrar que cada fundao, mesmo de obras semelhantes, um caso diferente, pois o

solo no ser, necessariamente, o mesmo de uma situao anterior. Por este mo

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Manual de Pontes de Madeira