A proeza exigiu planejamento detalhado, coordenação com o consórcio construtor vencedor da licitação, padronização de vigas-tipo, que foram produzidas e estocadas, e o uso pioneiro de um material compósito em vigas de comprimento excepcional

O programa de recuperação de pontes chamava-se “Seguras &Sólidas” e teve a última estrutura concluída em novembro de 2012, um ano e meio antes do prazo estabelecido pelo MoDOT – Departamento dos Transportes de Missouri (órgão semelhante ao DER dos estados brasileiros), Estados Unidos, e 14 meses mais cedo do que a data-limite fixada pelo consórcio KTU – vencedor da concorrência na modalidade projeto mais construção – e responsável pela execução de 554 estruturas do total de 802 pontes.
 
 

Ao custo de US$ 685 milhões, o programa foi lançado em setembro de 2008, sendo que 248 dessas pontes seriam reabilitadas ou substituídas através de licitações mensais do MoDOT, com 100 obras contratadas já no verão do ano seguinte. As 554 pontes restantes, a ser reconstruídas, seriam cobertas por um único contrato de projeto mais construção. Em maio de 2009, o consórcio KTU Constructors — reunindo as construtoras Kiewit Western, Traylor Brothers e United Contractors, com HNTB e LPA Group como projetistas e gerenciadoras — assinou o contrato.

 

O MoDOT conseguiu trazer a experiência de construtoras e projetistas de âmbito nacional para seu ambicioso programa no estado de Missouri. A HNTB, por exemplo, é uma renomada projetista com 100 anos de tradição, que foi responsável pelos projetos civil, geotécnico e hidráulico das pontes contratadas com o consórcio KTU.

 

O departamento destacou a sinergia expressiva desse consórcio construtor com as empresas locais — que participaram da execução de 491 estruturas desse programa – incluindo 22 empreiteiras do próprio estado de Missouri, e mais de 100 subempreiteiras e fornecedores de materiais. Outras 21 construtoras locais com experiência em pontes se encarregaram dos trabalhos de reabilitação de outras estruturas. No total, 500 trabalhadores estavam mobilizados, em média, o tempo todo nos muitos canteiros de obras espalhados pelo território tipicamente rural e agrícola de Missouri.

 

O Estado mede 180.533 km², com duas regiões metropolitanas significativas, e suas rodovias incorporam 10.280 pontes, além de expressivo número de pontes no âmbito municipal. O programa do MoDOT priorizou 802 pontes em regiões rurais, com tráfego médio de 1.900 veículos/dia, sendo que 300 delas comportavam menos de 400 veículos/dia. A distância média entre elas é de 19 km.      

 

         

As pontes típicas eram pequenas, com 49 m de extensão por 8 m de largura em média. Mas a logística de movimentar materiais, equipamentos e homens por todo o Estado demandou mais de 20 mil viagens de caminhão, e os veículos de supervisão da KTU rodaram 4,8 milhões km (equivalente a 120 viagens ao redor da Terra).

 

Um estratégia importante foi fechar estradas e substituir pontes numa mesma região, eliminando repetidos trabalhos de desvio de rota para o tráfego existente. O fechamento médio durou 42 dias. O sucesso desse programa em Missouri inspirou outros estados norte-americanos a fazer o mesmo — ao invés de reparar algumas pontes por vez, montar um programa de âmbito estadual para atacar o problema no seu conjunto. Ao concluí-lo, 79% das pontes em Missouri passaram a ter boas condições operacionais.

 

Os recordes de prazo no programa

Atividade

Tempo gasto

Drenagem de seção quadrada

27 horas

Vão único

8 dias

Vãos duplos

31 dias

Três vãos

28 dias

Quatro vãos

33 dias

 

 

120 pontes foram entregues em 2010

Depois de assinar o contrato em maio de 2009, o consórcio KTU passou alguns meses reunindo suas equipes e realizando os estudos de projeto com as empresas projetistas, no sentido de padronizar um certo número de vigas pré-moldadas de concreto, a ser produzidas em série e estocadas para entrega quando necessário nos canteiros de obras. As vigas pré-moldadas foram projetadas com incremento de 1,66 m (5 pés na medida original), para fechar vãos de 10 m a 43 m. Quatro pontes então foram erguidas para validar as sequências construtivas. Cinco plantas de pré-moldados foram mobilizadas.
 

O Estado foi dividido em cinco regiões, com cerca de 100 pontes cada. Com isso, as obras de pontes foram ganhando velocidade. Em outubro de 2010, 44 pontes estavam em execução, com mais 12 programadas para começar, para fechar a temporada de construção antes do inverno rigoroso no final do ano.

 

Em 2011, com a experiência ganha no ano anterior e um estoque completo de vigas pré-moldadas guardadas para pronta entrega, 300 pontes foram concluídas. A média alcançada foi de uma nova ponte a cada dois dias. O consórcio KTU construiu 20 km de pontes e 135 mil m lineares de vigas.

 

A tecnologia das vigas híbridas

Além de utilizar elementos pré-moldados para reduzir o prazo de construção nesse programa, o MoDOT também recebeu recursos doados da agência federal Federal Highway Administration (FHWA) para empregar vigas de concreto híbrido, reforçado com material compós
ito, para atestar em campo suas características de maior durabilidade, leveza e rapidez de execução.

 

A viga de concreto híbrido (VCH) é uma tecnologia estrutural que explora as qualidades do material composto de concreto, aço e de um polímero reforçado com fibra, combinando a resistência e rigidez dos dois primeiros com a leveza e capacidade anticorrosão dos materiais compósitos. Como essas vigas VCH são 90% mais leves que o concreto protendido clássico, elas podem ser transportadas em até oito unidades por caminhão até o local da obra, e requerem apenas guindastes leves para sua montagem.

 

Uma vez posicionadas no vão da ponte, um concreto autoadensável é bombeado para dentro da VCH — que tem seção típica retangular em formato de calha – onde ocorre a cura enquanto seu peso é suportado pela viga de compósito. Uma vez curado, o concreto atua como a parte em compressão da viga que se equilibra com a armadura de aço. Esse enchimento de concreto in loco pode ser feito em fábrica, bem como as lajes do deck podem ser pré-moldadas, tornando o conjunto todo pré-fabricado. Usando uma ou outra abordagem, uma ponte pode ser completada num único dia, reduzindo a interrupção na rodovia.

 

O MoDOT preferiu construir três pontes diferentes em VCH, para atestar o comportamento do processo todo em situações diferentes. A primeiro ponte foi a B0439, na rodovia MO76, que atravessa o rio Beaver Creek, perto de Jackson Mill. Possui três vãos de 20 m para uma extensão total de 60 m. As vigas aqui possuem seção retangular com um peso vazio (sem concreto de enchimento) de 2.040 kg, possibilitando transportar oito vigas num caminhão. Se forem colocadas cinco linhas de vigas, há ao todo 15 VCH, de modo que a estrutura da ponte inteira pode ser embarcada em dois caminhões.

 

A empreiteira contratada preferiu preencher de concreto as VCH num pátio próximo; mesmo concretadas, as vigas ainda pesavam apenas um terço de uma viga tradicional pré-moldada, permitindo que um guindaste leve que estava alocado para cravação de estacas de fundação fosse aproveitado também na montagem da superestrutura da ponte. Cada caminhão levou duas vigas VCH concretadas por viagem, do pátio ate o local da ponte. Para agilizar ainda mais o processo, foram adotadas peças pré-moldadas para o tabuleiro. A ponte foi aberta ao tráfego em novembro de 2011.

 

A ponte B0410, na rodovia MO97, atravessa o rio Sons Creek e foi programada para ser executada no verão de 2012. Seu único vão tem 35,34 m, que suporta uma estrada de 9,34 m de largura — de modo que foi empregada a maior VCH já fabricada. Sua seção é composta de três caixões de alma dupla, em compósito, com 1,5 m de altura, pesando apenas 9 t cada. Após concretadas, cada uma pesava 30 t. Isso ainda equivale à metade do peso de um caixão de concreto clássico.

 

Também nesse caso foram empregadas placas pré-moldadas no tabuleiro e as VCH foram concretadas em pátio. Merece registro que as cordoalhas de protensão na VCH são tipicamente passivas. Como resultado, os valores de câmber exigidos para as cargas mortas em cada estágio de execução foram incorporados no molde usado na sua fabricação. Isso considerou o peso próprio da viga, o peso do concreto, as placas pré-moldadas do tabuleiro, bem como parapeitos ou revestimento de desgaste no pavimento. O valor total do câmber é função das cargas, a extensão do vão e a relação entre a medida do vão e a altura da viga.

 

 

A ponte B0478 também foi executada na mesma época, localizada na rodovia MO49, sobre o rio Ottery Creek. Aqui, no lugar das placas pré-moldadas do tabuleiro, foi empregada uma seção transversal com 6 VCH dotadas de franje em balanço, fabricadas de material compósito.

 

Como a ponte B0439 anterior, esta ponte de dois vãos e estrutura se tornaram contínuas para cargas vivas com a armadura de momento negativo no tabuleiro sobre os pilares, bem como diafragmas concretadas in loco. Outros detalhes dessas pontes construídas com VCH, tais como drenagem e placas, são idênticas às estruturas tradicionais de viga caixão em concreto.

 

Além das três pontes que fazem parte do programa em Missouri e outras cinco estruturas similares abertas ao tráfego, há projetos utilizando VCH em curso nos Estados Unidos, nos estados de Virginia, West Virginia, Utah, Maryland e Pensilvânia, além do US Army Corps of Engineers.

 

Além do gerenciamento geral dado pelo MoDOT e a construção conduzida pelo consórcio KTU, outras empresas participaram do programa. As vigas de material compósito foram fornecidas pela HCB Inc.; mas produzidas pela Harbor Technologies, com validação independente de qualidade pela HRV Conformance Verification Associates.

 

Esta matéria consolida estudo publicado no site do MoDOT, de autoria do engenheiro projetista Stacy McMillan, que participou do programa Safe and Sound Bridge.

Fonte: Revista O Empreiteiro