Concreto protendido: por que usá-lo em pontes?
Material é uma boa opção para estruturas com grandes vãos, como a ponte estaiada Octavio Frias de Oliveira, em São Paulo
Por ser mais resistente à tração do que o concreto armado, o concreto protendido é a solução ideal para obras de pequeno, médio ou grande porte com esforços de flexão elevados; estruturas localizadas em áreas industriais ou costeiras – onde a atmosfera agressiva pode causar a corrosão das armaduras –; e projetos arquitetônicos ousados com grandes vãos, como pontes, por exemplo.
A protensão reduz ou elimina completamente as pequenas fissurações (quase imperceptíveis a olho nu) que podem surgir mesmo quando o concreto é armado. “Parte das armaduras protendidas são alongadas com a finalidade de comprimir o concreto nas regiões onde ele está sujeito à tração após a finalização da obra”, explica o engenheiro Mauro Lemos de Faria, da Enescil Engenharia de Projetos, empresa responsável pelo projeto estrutural da ponte estaiada Octavio Frias de Oliveira, em São Paulo, na qual o concreto protendido foi empregado.
Ponte com concreto protendido – Octavio Frias de Oliveira
Inaugurada em 2008, a estrutura construída sobre o Rio Pinheiros, em São Paulo, é composta por duas pontes estaiadas curvas, suspensas por cabos de aço e um único mastro em formato de ‘X’. Nesta obra, o concreto protendido foi usado nas vigas pré-moldadas dos vãos de acesso ao trecho estaiado e nas peças mais esbeltas, como a laje do tabuleiro, que trabalha transversalmente à direção do tráfego de veículos.
Os vãos dessa laje têm, aproximadamente, a largura da obra (cerca de 15 metros) e 48 cm de espessura. Para viabilizar a execução dessa espessura, foi preciso usar a protensão.
“Se a laje fosse de concreto armado, sua espessura teria de ser maior e, consequentemente, seria necessário mais concreto. O aumento da quantidade de concreto geraria um acréscimo de aço nos estais – que suportam o peso do tabuleiro –, assim como mais fundações e etc.”, afirma Faria. Para ele, o concreto protendido tornou a obra mais econômica.
O material também foi aplicado nas peças que receberam solicitações muito grandes e concentradas, como a parte mais alta dos mastros, onde os cabos dos estais (144, no total) estão fixados. “A ancoragem, peça que fica na extremidade dos estais, transmite a força do estai para as paredes do mastro, que é oco.
Essa é uma carga muito grande e concentrada em paredes não muito espessas. Por isso, elas têm vários cabos de protensão – que funcionam no sentido oposto às forças dos cabos de estais e garantem que a força de cada estai seja devidamente passada para o mastro”, esclarece Faria.
A protensão
Existem dois tipos de protensão: pré-tração e pós-tração. Em ambos, as armaduras são alongadas com macacos hidráulicos. Na pré-tração, o alongamento é feito antes de o concreto ser executado. Quando o material atinge resistência, os dispositivos que estavam segurando as armaduras em estado alongado são liberados.
Com isso, as armaduras tendem a voltar ao seu estado inicial (não alongado). Porém, como elas estão envolvidas pelo concreto, e devido à aderência entre o aço de protensão e o concreto, essa tentativa do aço de voltar ao estado não alongado acaba comprimindo o concreto.
Já na pós-tração, as armaduras protendidas são alongadas com o concreto pronto e endurecido, usando ancoragens. Os macacos hidráulicos puxam as armaduras protendidas pelos furos existentes nas ancoragens, comprimindo o concreto. Segundo Faria, quando se opta pela utilização do concreto protendido, alguns fatores devem ser considerados no projeto.
Entre eles, os mais importantes são:
- As perdas de protensão (redução parcial da força) durante o processo de execução e ao longo da vida útil da obra devido às características do concreto.
- As etapas de protensão, pois, em alguns casos, os esforços na fase de protensão são maiores do que na fase de serviço.
- Os efeitos hiperestáticos que a protensão pode gerar, já que em estruturas hiperestáticas, a protensão pode gerar esforços internos (momentos fletores, forças cortantes etc.) mesmo em peças não protendidas.
Você conhece os benefícios das centrais de concreto? O uso do sistema racionaliza os insumos, aumenta a produtividade e melhora a logística de fornecimento.
