Pontes estaiadas: quando e como devem ser projetadas?
As pontes estaiadas têm grande importância nas obras de infraestrutura, sendo consideradas monumentais. Entretanto, também mostram-se úteis em situações específicas, como na hora de atender os gabaritos de vãos e alturas requeridas nas normas rodoviárias e marítimas — em geral, são recomendadas para vãos acima de 200 m.
A origem das pontes estaiadas
As primeiras pontes estaiadas conhecidas na história eram estruturas atirantadas e com cabos rígidos. Construções dessa natureza são datadas de 1600 a 1950. Já a partir de 1950, até, em média, 1970, as estruturas passaram a ser dimensionadas como vigas contínuas sobre apoios elásticos.
Em 1970, com o advento e a utilização de cordoalhas na composição dos estais, o engenheiro Fabrizio de Miranda idealizou um sistema estrutural novo. Ele é composto de elementos de tração e compressão. Seu funcionamento se dava por meio de articulações idealmente calculadas entre o tabuleiro, os estais e o mastro. O resultado é o de uma superestrutura como uma grande treliça.
Elementos importantes em um projeto de pontes estaiadas
Um projeto de estrutura estaiada deve partir das características locais, com métodos de construção definidos pelos recursos disponíveis, como os equipamentos e os materiais encontrados no local obra.
Segundo Onishi, embora a maioria dos projetistas ainda projetem as pontes estaiadas de diferentes maneiras — onerando as estruturas em 20% a 30% —, de forma geral, elas são compostas, sumariamente, de dois elementos: aço e concreto.
O aço é utilizado na tração (estais) e o concreto na compressão (tabuleiro). A depender da arquitetura escolhida, os estais terão forma de harpa, leque ou uma mista entre as duas soluções.
Seu uso acomoda diversas situações mas, em geral, se pauta no vão desejado no projeto. O profissional aponta que, justamente pelo fato de terem grandes vãos, essas estruturas tendem a ser dimensionadas dinamicamente, exigindo de seus componentes resistência à fadiga. Além disso, surgiu uma demanda por proteção contra a corrosão (ou a estanqueidade das ancoragens de estais).
Partindo do princípio de que um bom projeto não combate esforços, mas sim os evita, as estruturas ideais devem ser simétricas e ter curvas horizontais — fora do trecho estaiado. A fuga dessas premissas pode causar deformações imprevistas no decorrer do tempo, gerando grandes custos para a construção e a manutenção.
Pontes estaiadas Vs. Pontes suspensas
Onishi comenta sobre as diferenças entre ambas. Segundo ele, a estrutura estaiada tem seus esforços centralizados nos mastros. Ela é utilizada, em geral, em vãos centrais de 200 m, podendo chegar a 1100 m, sem resultantes horizontais de difícil combate nas fundações verticais.
Já a estrutura pênsil, também chamada de ponte suspensa, tem seus esforços distribuídos em dois grandes cabos, por meio de tirantes verticais e tabuleiros semi-isostáticos. Ela é utilizada pra vãos centrais de 500 m a 3000 m, tendo os seus cabos ancorados em encostas, ilhas ou em terra firme.
O funcionamento da protensão em pontes estaiadas
As estruturas estaiadas têm seus esforços de tração no tabuleiro (estrutura em balanço). Quando o elemento é feito de concreto, a protensão longitudinal torna-se necessária, principalmente na fase de construção que vem após a união das estruturas. Nesse caso, a protensão pode ser reduzida.
Já quando o tabuleiro é de aço, normalmente não há necessidade de protensão longitudinal. Recomenda-se, então, a utilização de protensão com cordoalhas nos mastros, posicionados na região das ancoragens.
Onishi complementa: “A parte crítica consiste na etapa da construção em que a ponte ainda não está interligada. Quando é feito o fechamento, ela se torna totalmente estável e resiliente. É uma estrutura que resiste ao sismo”.
Os benefícios promovidos pelas pontes estaiadas
Como dissemos, a ponte estaiada é uma estrutura resiliente — e esse é um de seus grandes benefícios. Afinal, ela tende a voltar ao seu estado natural após sofrer carregamentos. Deve-se levar em conta que essas pontes são estruturas dimensionadas, conforme as normas brasileiras, para carregamentos estático e dinâmico.
Nas opções com tabuleiro metálico, é preciso observar um peso estrutural mínimo. Isso é feito na intenção de evitar as cargas nos estais e vibrações que provocam fadiga nas ancoragens e cordoalhas.
Nessa situação, mostra-se necessário usar amortecedores de estais. Por serem sistemas flexíveis, eles absorvem a liberação de esforços acumulados gradativamente com maior eficiência do que outros tipos.
De maneira geral, a estaiada é uma estrutura redundante. Ou seja, não colapsa. Mesmo que dê indícios de que está com problemas, não são percebidas ameaças de grande porte. Segundo o profissional, ela se “autocompensa”. Ou seja, é bem mais segura do que uma ponte convencional de concreto armado, por exemplo.
A manutenção da estrutura
Por recomendação internacional, é fundamental realizar o processo de regulagem. Ele serve para conferir se as forças que estão em cada um dos estais estão condizentes com o projeto. Onishi complementa: “é normal fazer, em todas as pontes estaiadas, uma checagem a cada 2 anos, por exemplo. Após essa primeira manutenção, o processo é feito entre o sexto e oitavo ano. Depois, de 10 em 10 anos”.
Como você pôde perceber ao longo deste conteúdo, as pontes estaiadas são consideradas mais do que obras de infraestrutura, consolidando-se como uma excelente alternativa para diferentes projetos em função de suas características.
Ainda assim, tanto prefeitos quanto governadores as consideram monumentos e, dessa forma, podem solicitar suas construções por fatores estéticos. Afinal, elas também são belas, grandiosas e muito importantes para a economia.
De toda forma, para saber qual a situação ideal de uso dessa ponte e garantir sua projeção adequada, é fundamental conhecer a avaliação técnica de projetos (ATP). Ela garante a confiabilidade de edificações desse tipo e de diversos outros sistemas.
