Novos desafios no projeto de pontes metálicas e mistas aço–betão
LOOKOUT BRIDGE, Dubai - tableiro metálico utilizando paineis curvos
Os engenheiros de estruturas enfrentam desafios crescentes no projeto de pontes e viadutos, exigindo soluções fiáveis e eficientes. Estas devem ainda cumprir requisitos rigorosos de sustentabilidade, durabilidade e qualidade arquitetónica. Este artigo analisa alguns desses desafios em pontes metálicas e mistas aço–betão. Discute-se, em particular, a utilização de aços de elevada resistência em tabuleiros com configurações geométricas inovadoras. Abordam-se os aspetos de conceção, avaliação estrutural e construção.
Os engenheiros de estruturas são desafiados a desenvolver novos conceitos que garantam a fiabilidade das estruturas, e que integrem critérios de sustentabilidade e qualidade arquitetónica. A fiabilidade mantém-se como o requisito essencial. Ainda assim, o projeto não deve restringir-se a soluções convencionais ou exclusivamente económicas. Neste contexto, a inovação assume um papel central. Ela responde a desafios emergentes associados à evolução da arquitetura, ao desenvolvimento de novos materiais e ao progresso das técnicas construtivas. O objetivo último permanece inalterado: satisfazer, de forma responsável, as necessidades da sociedade.
No projeto de pontes, estas exigências refletem-se em tendências bem definidas. Observa-se a adoção de materiais com propriedades melhoradas e a exploração de configurações geométricas inovadoras. O aço e o betão continuam a desempenhar um papel estruturante. Em paralelo, registam-se avanços relevantes noutros materiais, como o vidro e os compósitos. A inovação em engenharia de estruturas assenta, em larga medida, na evolução e otimização de soluções existentes. Neste enquadramento, apresentam-se de seguida desenvolvimentos recentes em pontes metálicas e mistas aço–betão. O enfoque incide na utilização de aços de elevada resistência, em secções mistas otimizadas e em configurações geométricas inovadoras.
Aços de elevada resistência
A utilização de aços de elevada resistência (HSS) em pontes representa uma estratégia eficaz para reduzir o consumo de material. Esta abordagem contribui diretamente para a sustentabilidade da construção. Embora o aço S460 seja aplicado em casos específicos, reduções substanciais face ao aço S355 – correntemente adotado em tabuleiros – requerem a utilização de classes superiores, como S690 e S700. A tensão de cedência, quase duas vezes superior à do S355, permite a adoção de chapas de banzo menos espessas. As espessuras das almas podem igualmente ser reduzidas, ainda que com menor impacto. Neste contexto, vigas híbridas, combinando banzos em S690 com almas em S355 ou S460, constituem uma solução tecnicamente e economicamente competitiva.
Um projeto europeu de investigação avaliou o potencial de aplicação de HSS em pontes rodoviárias. O estudo incidiu num tabuleiro bi-viga, de secção soldada, integrado numa viga contínua com vãos interiores de 80 m. Comparou-se a redução de aço obtida com S690 QL em substituição de S355 NL. Os resultados evidenciaram que os critérios de dimensionamento são dominados pela estabilidade global e local, bem como pela verificação à fadiga. A suscetibilidade à rotura frágil revelou-se menos condicionante. Tal comportamento decorre da utilização de chapas de menor espessura, característica típica das soluções em HSS. (...)
Autor José J. Oliveira Pedro
IST-Universidade de Lisboa e GRID Consulting Engineers, Portugal
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