TTULO: CONCRETO PROTENDIDO ... - conic conic- ? ttulo: concreto protendido: analise de protensao

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    04-Aug-2018

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  • TTULO: CONCRETO PROTENDIDO: ANALISE DE PROTENSAO ADERENTE COM CORDOALHAS EMVIGAS PR-MOLDADAS.TTULO:

    CATEGORIA: CONCLUDOCATEGORIA:

    REA: ENGENHARIAS E ARQUITETURAREA:

    SUBREA: ENGENHARIASSUBREA:

    INSTITUIO: CENTRO UNIVERSITRIO DE RIO PRETOINSTITUIO:

    AUTOR(ES): PAULO JOS SOARES DA COSTAAUTOR(ES):

    ORIENTADOR(ES): EURIPEDES GUILHERME RAPHAEL DE ALMEIDAORIENTADOR(ES):

  • 1. Resumo A construo de pontes com tabuleiros de vigas pr-moldadas protendidas

    uma das metodologias mais modernas e utilizadas no mundo para construo de

    pontes. A prtica usual a de se utilizar vigas pr-moldadas simplesmente apoiadas

    formando vos isostticos independentes. Este trabalho apresenta uma viso dos

    estgios de projeto e execuo deste tipo de obra apresentando os aspectos

    fundamentais sobre o comportamento estrutural, vantagens, desvantagens,

    aplicaes, procedimentos de projeto e aspectos construtivos referentes utilizao

    de protenso com cordoalhas em elemento estrutural de concreto e o sistema de

    protenso com ps-tensionamento.

    2. Introduo Para Abeles (1981), o princpio do concreto protendido pode ser definido como a criao intencional e controlada de tenses permanentes no membro

    estrutural, antes das cargas de servio serem aplicadas, de modo a compensar toda

    ou parte destas cargas. Enquanto as estruturas de concreto armado so projetadas

    para somente resistir aos esforos oriundos dos carregamentos externos, as de

    concreto protendido so projetadas tambm para criar esforos que sero

    superpostos aos esforos das cargas externas. Os novos esforos introduzidos so

    obtidos pelo ps-tensionamento da armadura (AGOSTINI, 1983). A tcnica consiste

    em concretar a pea, j devidamente armada, protegendo-se a armadura de

    protenso com um tubo flexvel, (bainha), o qual evita o envolvimento da armadura

    de protenso pelo concreto recm lanado mantendo portanto, solto dentro da

    bainha e consequentemente dentro da pea. Posteriormente a armadura esticada

    por meios especiais apoiados na prpria pea, ao atingir-se a tenso determinada

    no ao procede-se a fixao na pea sob protenso empregando-se dispositivos de

    ancoragem. Finalmente injetando-se pasta de cimento no ncleo da armadura ativa,

    (dentro da bainha), obtm-se o que se chama de aderncia posterior, melhorando-se

    as condies de segurana fissurao e ruptura. (SILVA, 1974).

    3. Objetivos

    Esta pesquisa tem como objetivo apresentar os principais aspectos sobre o

    comportamento estrutural, aplicaes de projeto e aspectos referentes

  • aplicabilidade da metodologia construtiva da protenso com ps-tensionamento e o

    uso das cordoalhas em elemento estrutural de concreto pr-moldado.

    4. Metodologia Para atender o objetivo da pesquisa, uma reviso bibliogrfica, levantamento

    de dados e pesquisa de campo foram produzidos no perodo de um ano. Os dados

    obtidos foram analisados do ponto de vista de aplicao prtica e estudo terico.

    5. Desenvolvimento O tabuleiro consta de seis vigas pr-moldadas protendidas com 24,20 m de

    vo, espaadas 3,152 m entre si. A fundao foi executada em blocos sobre

    tubules e sobre cada bloco existem dois pilares e uma travessa, conforme figura 1.

    As longarinas so travadas no vo pela laje, que constituda por pr-lajes de

    7 cm de espessura posteriormente solidarizada por concretagem in loco totalizando

    20 cm de espessura de laje.

    Figura 1 Vigas do tabuleiro, apoio e pilares.

    5.1 Caractersticas da viga pr-moldada Viga com comprimento de 25 x 16,90 m, possui 6 cabos de 6 cordoalhas 12,7 mm.

  • Figura 2 Viga pr-moldada. 25 m - Vista lateral.

    Concreto fck = 35 MPa Classe de Agressividade II fck 30 Mpa

    a/c < 0,55

    Eci = 33.130 Mpa

    Ecs = 28.161 Mpa

    c = 3,5 cm

    Ao para armadura passiva

    Tipo CA 50

    Fyk = 500 Mpa

    Es = 21 0 Gpa

    Ao para armadura ativa armadura ps-tracionada

    Tipo CP 190 RB

    fptk = 1900 Mpa

    fpyk = 1710 Mpa

    Ep = 195 Gpa

    Carregamentos externos. Peso prprio (g0) 13,70 kN/m

    Laje + gr (g1) 16,47 kN/m

    Pavimento (g2), (g3) 7,25 kN/m

    Multido + veiculo (q) 34,16 kN/m

    5.2 Aspectos dos cabos de protenso So 6 cabos de protenso com 12 cordoalhas 12,7 mm - Ao CP190 RB.

    Tenso de ruptura = 1900 MPa. RB = Relaxao Baixa. Fora de protenso nas

  • extremidades de todos os cabos = 830kN. O cabo 1 possui 26,47 m e sua bainha

    possui 24,67 m; cabo 2 possui 26,47 m e sua bainha possui 24,67 m; cabo 3 possui

    26,50 m e sua bainha possui 24,70 m; cabo 4 possui 26,52 m e sua bainha possui

    24,72 m; cabo 5 possui 26,61 m e sua bainha possui 24,78 m; cabo 6 possui 26,81

    m e sua bainha possui 24,81 m. Totalizando 148,35 m de bainhas e 159,15 m de

    cabos.

    Figura 3 - Detalhe posio dos cabos na viga.

    A primeira parcela foi constituda pela protenso apenas dos cabos 3 e 6, no

    antes de cinco dias da concretagem e estando o concreto com resistncia de no

    mnimo Fcj > 27 Mpa e Ecj > 29100 Mpa. A protenso dos cabos restantes na ordem

    1-2-4-5 foi realizada no antes de 21 dias aps a concretagem e tendo o concreto

    atingido a resistncia Fcj > 35 Mpa e Ecj > 33130 Mpa.

    5.3 Bainhas do Projeto

    As principais funes das bainhas so possibilitar a movimentao das

    cordoalhas durante a operao de protenso e receber a nata de cimento na

    operao de injeo. As bainhas metlicas so fabricadas em barras de 6,0 m de

    comprimento, com espessura de projeto de 0,3 mm. So resistentes para suportar o

    peso dos respectivos cabos e garantem sua fixao e posicionamento. Suas

    ondulaes helicoidais lhes permitem flexibilidade longitudinal e rigidez transversal,

    conforme figura 4.

  • Figura 4 Detalhe de bainha 3mm.

    5.4 Ancoragem do projeto As ancoragens usadas foram as ancoragens ativas tipo B, compostas por

    uma pea principal de ao de formato tronco piramidal e cunhas tripartidas. O bloco

    de ancoragem colocado aps a concretagem e apoia-se diretamente na superfcie

    da estrutura. Esta deve ser plana e perpendicular sada do cabo.

    Figura 5 Detalhe do bloco de ancoragem.

    Na figura 5 o bloco de ancoragem, est ancorado na viga pr-moldada junto

    aos cravetes e j recebeu a carga de protenso, faltando somente o corte dos

    cabos restantes. O limite de acomodao das ancoragens de 6 mm, acima desse

    valor haver perda de protenso. O valor de 6 mm de acomodao de ancoragens j

    est previsto em projeto.

  • 5.5 Protenso no projeto

    Aps a retirada das formas dos nichos feita uma limpeza na rea de apoio

    do bloco de ancoragem para a colocao do bloco e das cunhas, aps o concreto

    ter atingido a resistncia mnima indicada em projeto estrutural, providenciado o

    posicionamento do macaco hidrulico e dos seus acessrios conforme figura 6. A

    operao de protenso realizada pelo acionamento do macaco, atravs da bomba

    de alta presso. Figura 6 Conjunto completo de protenso, bomba e macaco

    hidralico.

    5.6 Carga aplicada As cordoalhas foram tracionadas obedecendo fora indicada no projeto

    estrutural. Foi registrado a presso indicada no manmetro e o correspondente

    alongamento dos cabos. Os Parmetros admitidos em Projeto so:

    Ep 19500 Mpa - Ap 5,92 cm2

    O Coeficiente de atrito: = 0,20 curva - k = 0,002 reta

    As perdas de protenso por atrito ao longo do cabo so calculadas em funo

    da curvatura do cabo e dos seguintes coeficientes, que dependem das

    caractersticas dos materiais empregados:

    = coeficiente de atrito aparente entre cabo e bainha.

    k = coeficiente de perda por metro provocada por curvaturas no intencionais no

    cabo. Os Alongamentos tericos total para os cabos em projeto so: Cabo 1 e 2 =

    171 mm - Cabo 3 = 170 mm - Cabo 4 = 169 mm - Cabo 5 = 168 mm - Cabo 6 = 167

    mm.

  • Figura 7 Detalhe de medio no mbolo.

    5.7 Aplicao da nata de cimento Aps a liberao do alongamento dos cabos e lavagem das bainhas feita a

    concretagem na cabea, para garantir a ancoragem e demais exposies, assim

    poder ser executada a injeo da nata de cimento, conforme figura 8. Na execuo

    da injeo de nata, no dia a temperatura ambiente era de 280 C, o cimento para a

    confeo da nata para a injeo foi o Portland comum CP I 32, respeitando a

    NBR 5732, estando em temperatura inferior a 30C e o uso do Tricosal como

    aditivo. A injeo de nata de cimento nas bainhas visa assegurar a aderncia

    mecnica entre as armaduras de protenso e o concreto em todo o comprimento do

    cabo e a proteo das cordoalhas contra a corroso.

    Figura 8 Injeo da nata de cimento na bainha

  • Logo aps o preenchimento total das bainhas com a pasta de cimento a mangueira

    foi fechada para que se mantenha a presso no interior da bainha at a cura da

    pasta.

    6. Lanamento da viga no tabuleiro

    O modelo do guindaste usado foi de 220 toneladas, trabalhando em um raio

    de 83o que lana 42 toneladas, porm, lanando 35 toneladas, o peso prprio da

    viga de 33,5 toneladas. O tempo mdio de lanamento para cada viga foi de

    aproximadamente 8 minutos.

    Figura 9 Lanamento de viga no tabuleiro.

    7. Anlise de dados e resultados A anlise do contedo apresentado permite considerar que esta pesquisa

    atendeu aos objetivos propostos. As vantagens do uso de protenso interna em

    estruturas de concreto, aliado ao potencial de utilizao em grandes obras de

    infraestrutura, justificam o desenvolvimento de pesquisas no sentido de sistematizar

    o conhecimento sobre este tipo de tcnica construtiva. 8. Consideraes finais

    O desenvolvimento da tecnologia da protenso certamente constitui uma das

    mais importantes melhorias no campo da engenharia estrutural. Portanto a armadura

    ativa, protendida com o sistema de ps-tenso, justifica o seu emprego, pois

    protender uma viga fazer uso desta tecnologia eficaz e duradoura, ela permite que

  • se aproveite ao mximo a resistncia mecnica dos seus principais materiais, o

    concreto e o ao, utilizando muito menos material, devido sua superioridade

    tcnica sobre solues convencionais, proporcionando estruturas seguras, com vida

    longa e menor custo. Protender resulta em estruturas com baixa ou nenhuma

    necessidade de manuteno ao longo de sua vida til alm de permitir

    caractersticas como: grandes vos, controle e reduo de deformaes e da

    fissurao, possibilidade de uso em ambientes agressivos e seu uso em projetos

    arquitetnicos ousados.

    9. Fontes consultadas ABELES, P. W.; Bardhan-Roy, B. K. Prestressed Concrete Designer's Handbook 3th edition - Taylor & Francis Routledge, 1981. 720 p.

    AGOSTINI, L. R. S. Concreto Protendido Estudo das vigas isostticas. Livraria cincia e tecnologia editora ltda, 1983. 136 p.

    DER, Departamento de estradas de rodagem do estado de So Paulo. Superestrutura Memorial de Clculo de Superestrutura Tabuleiro de 25,0 M x 16,9 M. 121.p. So Paulo, 2005.

    DER, Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de So Paulo. Superestrutura Tabuleiro de 25,0 m x 16,9 m Protenso Traado dos Cabos e Detalhe da Cabea de Ancoragem. PP-DE-C01/144. So Paulo, 2005.

    DER, Departamento de estradas de rodagem do estado de So Paulo. Superestrutura Tabuleiro de 25,0 m x 16,9 m Armao Laje e Transversinas. PP-DE- C01/147. So Paulo, 2005.

    RUDLOFF.; SCHMID, T. M Concreto protendido. Catlogo tcnico de Produtos So Paulo 2001. 32 p.

    SILVA, Gildasio R. Prtica do concreto protendido Para vigas retas, simplesmente apoiadas, sem balaos e uniformemente carregadas Arte & Industria ltda, 1974. 110 p.