Engenharia

Características Técnicas

A Terceira Ponte sobre o Rio Orinoco, situada entre as cidades de Caicara del Orinoco e Cabruta na Venezuela, é uma obra rodo-ferroviária com 11.125 metros de extensão, situada em região sísmica classificada com Zona 2, correspondente a uma aceleração horizontal de A = 0,15g. .
A obra possui um vão principal central de 360 m sobre o canal de navegação com duas torres, em forma de diamante, com uma linha central de estaiamento.
A seguir são apresentadas algumas características geométricas da ponte :
  • Acessos 2 Sul e Norte : Esses acessos são rodoviários possuindo 3.885 metros de extensão do lado sul e 3.080 m do lado norte. As fundações são em estacas de 2 metros de diâmetro, com vigas transversais de coroamento e a superestrutura é constituída por 5 vigas pré-moldadas de concreto protendido com 35 metros de vão e uma laje de tabuleiro de concreto. A seção transversal possui 19,20 metros de largura para 4 pistas rodoviárias de 3,60 metros cada.
  • Acessos 2M Sul e Norte : Esses acessos também são rodoviários possuindo 760 metros de extensão cada um. As fundações são em estacas de 2 metros de diâmetro com blocos de coroamento de 4 e 5 estacas cada e com pilares duplos. A modulação dos vãos é de 60 m de comprimento. A superestrura é em viga mista com um caixão metálico em seção celular e laje de concreto do tabuleiro. A seção transversal possui 19,20 metros de largura.
  • Bifurcações Sul e Norte : Essas estruturas são a transição da parte dos acessos rodoviários para a parte rodoferroviária da ponte e possuem 180 metros de extensão cada uma. As fundações são em estacas de 2 metros de diâmetro com blocos de coroamento de 15 estacas cada e  com pilares duplos. A modulação dos vãos é de 60 m de comprimento. A superestrura é em viga mista com um caixão metálico em seção celular e laje de concreto do tabuleiro. A seção transversal possui 19,20 m de largura.
  • Acessos 1 Sul e Norte : São acessos rodoferroviários possuindo 720 metros de extensão cada um. As fundações são em estacas de 2 metros de diâmetro com blocos de coroamento de 18 estacas cada e pilares de seção retangular vazados. A modulação dos vãos é de 120 metros de comprimento. A superestrutura é em viga mista com caixão metálico em seção dobledeck, em treliça de 12 metros de altura, e laje de concreto do tabuleiro. A seção transversal possui 19,20 metros de largura.
  • Ponte Principal : Esta parte é rodoferroviária com 840 metros de extensão total, constituída por quatro vãos laterais de 120 metros de comprimento e um central de 360m. Os apoios laterais tem fundações em estacas de 2 metros de diâmetro com blocos de coroamento de 18 estacas cada e pilares de seção retangular vazados. Os dois apoios centrais possuem estacas de 2,50 metros de diâmetro com blocos de coroamento de 39 estacas cada e torres em forma de diamente. A superestrutura é em viga mista com caixão metálico em seção dobledeck, em treliça de 12 metros de altura, e laje de concreto do tabuleiro. A seção transversal possui 21 metros de largura. Este trecho possui uma linha central de tirantes.

Materiais

As características dos principias materiais utilizados no projeto são :
  • Concreto – 30 MPa – para estacas, blocos, pilares e lajes do tabuleiro
  • Concreto – 35 MPa – para vigas protendidas e torres
  • Aço estrutural da super – ASTM A709M
  • Aço Convencional – W70 – fy = 500 MPa
  • Aço para estais – A = 150 mm2 – fy = 1.770 Mpa

 

Dispositivos Complementares

Estais
Os estais suportes do tabuleiro no trecho da Ponte Principal são cabos formados por fixes paralelos de cordoalhas de área nominal de 150 m², engraxadas e protegidas individualmente por bainha de HDPE, comportando de 45 a 60 cordoalhas cada, em número de 15 tirantes centrais e 15 tirantes laterais para cada torre.
Aparelhos de Apoio
Os aparelhos de apoio para os Acessos 2 Sul e Norte são em neoprene fretado. No trecho estaiado e  nos demais acessos serão utilizados aparelhos de apoio metálicos.
Juntas de Dilatação
As juntas de dilatação serão constituídas de elementos de borracha e perfis metálicos tendo dimensões especificadas segundo os deslocamentos previstos para cada setor da ponte.
Dispositivos de bloqueio
Visando a distribuições das solicitações sísmicas de uma maneira mais uniforme entre todos os pilares dos acessos, serão utilizados nas juntas de dilatação, um dispositivo de bloqueio, que é acionado para cargas dinâmicas de grande intensidade, denominado “shock transmitter bars “.

Critérios de Projeto

Normas Empregadas

Para o desenvolvimento do projeto estrutural da Terceira Ponte sobre o Rio Orinoco foram utilizadas as seguintes normas :
  • AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) : LRFD Bridge Design Specifications 2004.
  • AREMA (American Railway Engineering Association) : Manual for Railway Engineering, Chapter 15, Steel Structures 2000.
  • Norma Venezolana para Acciones del Viento sobre Construcciones (COVENIN 2003-89).
  • Norma Venezolana de Edificaciones Sismorresistentes COVENIN 1756-1, 2001.
  • AASHTO, Guide Specifications and Commentary for Colision Design of Highmays Bridges, 1991.
  • DIN Fachbericht 103, 2003 ( versao alema do Eurocodigo 3, parte 2).
  • ASCE (American Society of Civil Engineers) Guidelines for the design of Cable-stayed Bridges.
  • Recommendations for stay cable design, testing and installation, PTI 2001, 4 edicion.
  • Structural Welding Code , AWS (American Welding Society) D1.5M.
  • Estructuras para concreto armado de edificios. Analisis y Diseño. COVENIN 1753-87.

Carregamentos Considerados

As cargas foram determinadas e combinadas segundo as normas AASHTO LRFD:
Carga Permanente – DC – carga devida ao peso próprio estrutural referente ao tabuleiro metálico e laje de concreto, com seus respectivos pesos específicos.
Carga Permanente – DW – carga devida aos elementos secundários: guarda rodas, pavimento asfáltico, lastro, dormentes, trilhos e fixações, passeios, guarda corpos, tubulações e serviços públicos, com seus respectivos pesos específicos.
Carga Viva Veicular – LL – cargas distribuídas por faixa de rolamento HL93 e a carga do caminhão padrão HS20-44, esta majorada do coeficiente de impacto dinâmico. Foi considerado também o coeficiente de minoração devido à simultaneidade de carregamento das faixas.
Carga Viva do Ferrocarril – LF – considerada a carga referente ao COOPER – 80.
Carga de Passeio – PL – adotada uma carga de 1,8 kN/m2, aplicada simultaneamente com a carga viva veicular, não se aplicando coeficiente dinâmico.
Frenagem BR – considerados os porcentuais, 25% e 15% referentes às cargas rodoviárias e ferroviárias, respectivamente.
Impacto lateral – IL – equivalente a 25% do eixo mais carregado do COOPER – 80.
Vento – WL e WS – cargas referentes ao vento aplicado sobre a estrutura e sobre a carga acidental.
Carga de Correnteza – WA – cargas nas estruturas de fundação referentes a uma pressão de água equivalente a uma velocidade de 2 m/s.
Temperatura media local : 27 o C.
Gradiente Térmico: + 15 o C / - 10 o C.
Retração e Fluência – SH e CR – de acordo com as normas.
Sismo – EQ – de acordo com os resultados obtidos dos processamentos.
Choques de Barcos – CV – no trecho da Ponte Principal e Acessos 1 foi considerada uma carga devido ao choque de barcos.
Cargas na fase construtiva – verificação das cargas ocorridas na fase construtiva, como o balanço durante a fase de empurre da estrutura metálica.
Ruptura de tirantes – LC – a superestrutura da ponte atarantada será projetada para a eventualidade de uma ruptura de tirante.
Recalques – SE – foram considerados recalques diferenciais entre pilares adjacentes de 40 mm para as torres e de 30 mm para o resto dos pilares.
Fricção – FR – foram considerados os efeitos produzidos pelo valor máximo de fricção das superfícies deslizantes dos aparelhos de apoio.

Fundações

As fundações são em estacas profundas escavadas, a maioria de 2 metros de diâmetro, apenas nas duas torres são de 2,50 m de diâmetro. A previsão é de se executar em torno de 1.150 estacas na obra toda.
Para as estacas em terra a camisa metálica de 5/8” é cravada 14 metros por meio de martelo de vibração e feita a escavação por perfuratrizes tipo Mait e Casagrande, utilizando-se lama bentonitíca, até atingir  a cota de escavação prevista em projeto. No trecho em terra o comprimento das estacas varia entre 40 e 65 metros.
Para as estacas no rio a camisa metálica de 5/8” é cravada por meio de martelo de vibração até ultrapassar a camada superficial de areia e se atingir um material argiloso. Em seguida é feita a escavação por perfuratriz tipo Wirth, utilizando-se lama bentonítica , até alcançar a cota de escavação prevista em projeto. No trecho do rio o comprimento das estacas varia entre 70 e 90 metros.
Após a limpeza das camisas, por meio de recirculação de ar e água (air lift), procede-se a colocação da armadura de aço e ao lançamento do concreto.
No trecho do rio a cravação das camisas metálicas e o controle do posicionamento dos flutuantes são feitos mediante um sistema de posicionamento global GPS, que permite aos técnicos determinar, com precisão absoluta, o local exato de construção de cada ele mento estrutural.

Blocos e Pilares

Na região dos Acesso 2 Norte e Sul os blocos de coroamento são constituídos por vigas transversais que servem de apoio para as vigas longitudinais, premoldadas de concreto protendido. Estas vigas transversais possuem seção de 2,70 x 2,20 metros com um comprimento de 19,40 metros.
Para os Acesso 2M Norte e Sul os blocos de coroamento tem 4 e 5 estacas cada um, com dimensões de 12 x 13 metros com 3 metros de altura. Os pilares são duplos em seção retangular vazada.
Nas Bifurcações Norte e Sul os blocos tem 15 estacas cada um, com dimensões de 17 x 24 metros com 5 metros de altura. Os pilares são retangulares com seção vazada.
Para os Acesso 1 Sul e Norte e parte da Ponte Principal os blocos de coroamento possuem 18 estacas cada, com dimensões de 17 x  33,40 metros com 5 metros de altura. Os pilares são retangulares com seção vazada.
Nas duas torres centrais os blocos de coroamento tem 39 estacas cada, com dimensões de 31 x 66,10 metros com 7 metros de altura. O volume destes blocos é da ordem de 11.000 m³ cada um. As torres tem forma de diamante.
Para execução dos blocos no rio serão utilizadas pré lajes de concreto apoiadas em mísulas metálicas soldadas nas camisas metálicas. Devido ao grande volume de concreto dos blocos serão utilizados faseamentos de concretagem para melhorar o controle da temperatura. Para os pilares serão utilizadas formas trepantes.

Tabuleiro

Na região dos Acessos 1 Sul e Norte o tabuleiro é constituído por uma laje de concreto de 19,20 metros de largura, executada sobre steel deck apoiados nas vigas longitudinais premoldadas.
No trecho dos Acessos 2 Sul e Norte, Bifurcacoes Sul e Norte, o tabuleiro é formado por um caixão metálico em seção celular com laje de concreto de 19,20 metros executada sobre steel deck.. A altura total da seção é de 3,64 metros.
Nos Acessos 1 Sul e Norte e Ponte Principal, o tabuleiro possui uma seção metálica em treliça com laje de concreto executada sobre steel deck. Nos Acessos a laje tem largura de 19,20 metros e na Ponte Principal de 21 metros. A altura total da seção é de 12 metros.
As estruturas metálicas serão fabricadas em Puerto Ordaz e transportadas em segmentos  de 30 metros pelo Rio Orinoco. Chegando a obra estes segmentos serão montados em segmentos maiores, de até 360 metros, para depois efetuar a operação de lançamento que será feito por empurre da estrutura, através de macacos hidráulicos e aparelhos de apoio com Teflón, pelos dois lados, ficando para o final um modulo de fechamento de 120 metros que será içado desde o rio.

Fabricação e Transporte das Estruturas Metálicas

As estruturas metálicas serão fabricadas em Puerto Ordaz, pela Indústria Vicoha da Venezuela, e será transportada até a obra pelo Rio Orinoco. Na fase de transporte deverá ser observada a época navegável do rio que é por volta de 5 meses por ano.
Figueiredo Ferraz Lustgarten Odebrecht Área do Funcionário