Caminhos de ligação

“Pairar sobre as águas como uma andorinha que apenas encosta o bico na superfície.” Esta é a visão do arquiteto Oscar Niemeyer, ao descrever a concepção da segunda ponte sobre o lago Paranoá, em Brasília

Materializadas em pedra, madeira, alvenaria, aço ou concreto, nas formas mais inventivas idealizadas pelos projetistas, as pontes serviram e continuam a servir para unir as comunidades e encurtar distâncias e têm desafiado engenheiros e arquitetos na busca de soluções inovadoras. Entre os mais notáveis exemplos de pontes concebidos nos últimos 40 anos, e que demandaram tecnologias diferentes para sua construção, encontram-se a sobre o rio das Antas, a segunda do Galeão, a do Propriá-Colégio (sobre o rio São Francisco), a Tancredo Neves e a Maurício Joppert. Quanto aos viadutos, o destaque fica por conta dos viadutos do Fundão, do Funil, Plínio de Queiroz e a série pertencente à rodovia dos Imigrantes.
Uma vez estabelecidos, os caminhos de ligação não podem ser mais interrompidos, porque provocam dificuldades de toda espécie. Foi o que quase aconteceu em Florianópolis, capital instalada na ilha de Santa Catarina, unida ao continente pela ponte Hercílio Luz, construídas em 1926. No final dos anos 60, ela entrou em colapso, com sérios problemas de corrosão, ameaçando a cidade de isolamento. A premência de uma solução imprimiu agilidade ao desenvolvimento dos projetos e obras da segunda ponte.
A encomenda recebida em 1971 pelos engenheiros e arquitetos do consórcio liderado pelo Escritório Técnico J.C. Figueiredo Ferraz e constituído ainda pelo escritório de arquitetura Croce, Aflalo & Gasperini e pelo arquiteto Pedro Paulo de Mello Saraiva, referia-se à elaboração de projetos para duas pontes paralelas e independentes, com 1.226 m de extensão, 17 m de largura e vão central de 160 m, separadas entre si por distância de 33 m. No entanto, apenas uma delas foi construída inicialmente, entregue ao tráfego em 1975. À época da sua finalização, detinha a mais longa viga continua em concreto protendido do mundo, com 320 m de extensão.
Do ponto de vista arquitetônico, a preocupação dos profissionais, além de plasticidade da obra de arte especial como um todo, consistiu em separar, de forma engenhosa, os fluxos de pedestres e veículos. Os pedestres caminham por uma plataforma localizada abaixo do tabuleiro, protegidos da chuva, sol e ventos.

 

Erguida pelo processo de balanços sucessivos pela Norberto Odebrecht, a ponte Colombo Salles recebeu abordagem diferenciada desde os projetos. As fundações merecem um capítulo a parte na reconstituição de sua história, porque apenas do lado do continente, onde a rocha aflorava, foi possível executar fundações diretas. Fora daí, os especialistas optaram por tubulões com camisa de aço com três tipos de soluções: fundações a ar comprimido, em estacas metálicas e tubulões-estacas. Estas eram constituídas por estacas metálicas profundas e de tubulões nas profundidades menores, sendo a solução mais usada na obra e a de execução mais intrincada: foram cravadas estacas no interior dos tubulões a partir de 25 m de profundidade, com uso de um equipamento especialmente criado e que recebeu, no canteiro, o apelido de “pernalta”. Com comprimento médio de 45 m, as camisas chegaram a profundidade máxima de 57 m nos apoios do vão de 160 m da viga contínua.
Com relação à viga contínua do tabuleiro, ela foi dividida em três tramos, com dois vãos de 77,5 m e o principal com 160 m. Os demais com 15 tramos da ponte foram simplesmente apoiados. O ponto nevrálgico de sua construção residia na aduela central, tornando a estrutura contínua. Foi estudado o emprego de concreto de alta resistência inicial e protensão com cabos ancorados fora dessa aduela, efetuando-se a primeira campanha de protensão algumas horas após o início de pega, transmitindo, ao concreto novo, tensões iniciais de compressão de cerca de 10 kgf/cm². Novas campanhas foram realizadas ao longo do tempo até atingir os valores finais determinados pelo projeto estrutural.
A seguir, foram demolidos os septos provisórios que garantiam a estabilidade dos balanções (cerca de 80 m para cada lado) na fase construtiva. Na extremidade do septo, junto às vigas, a seção do concreto foi reduzida simetricamente até que tivesse ocorrido a plastificação do concreto. Assim, as reações de apoio passaram aos pilares definitivos, havendo a transferência total de carga. Na seqüência, foram demolidos os suportes provisórios e a viga contínua ficou pronta.

 

 

Uma ponte, em vez de túnel

Por décadas, a discussão entre construir uma ponte ou um túnel para ligas as cidades do Rio de Janeiro e Niterói esteve em pauta até que, no início dos anos 60, a decisão definitiva foi tomada: seria construída uma ponte. As obras começaram em 1969, mas foram interrompidas no início de 1971, quando foi rescindido o contrato com o consórcio vencedor da concorrência. Um mês depois, o Departamento Nacional de Estradas e Rodagem (DNER), responsável pelos trabalhos, contratou o Consórcio Guanabara (formado pelas empresas Camargo Corrêa, Rabello, Mendes Júnior e Sérgio Marques de Souza S.A.), segundo colocado na licitação, para dar continuidade aos serviços.
Considerada uma das sete maiores pontes do mundo, a Rio-Niterói tem cerca de 14,32 km de extensão. As empresas Antônio Alves Noronha (brasileira) e Howard Needles, Tammen & Bergendoff International (norte-americana) responderam pelo anteprojeto e os engenheiros Antonio Alves Noronha Filho e Benjamin Ernani Diaz responderam perante o Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura (Crea) pelo projeto.
Dos 11 trechos estruturais, os mais importantes são o terceiro, que é o mais extenso, com 4.912 km, construído pela técnica de balanços sucessivos em concreto protendido, pré-moldado em aduelas unidas por pós-tração e resina epóxi; e o quarto trecho, referente ao vão central, construído em estrutura metálica. Com 300 m, foi considerado, em 1974, recorde mundial em viga reta em caixão e tabuleiro ortotrópico. Seu projeto e cálculo foram desenvolvidos nos Estados Unidos pela Howard Needles, Tammen & Bergendoff International.
Sua fabricação deu-se na Inglaterra, executada pelas empresas The Cleveland Bridge and Engineering e Redpath Dorman Long, sob a forma de painéis soldados de 15 m de comprimento x 2,5 m de largura, incorporando enrijecedores longitudinais e partes dos enrijecedores transversais (transversinas). As peças referentes aos apoios das vigas, muito complexas, foram também fabricadas na Inglaterra integradas a cerca de 4 m de cad
a viga-caixão.
A montagem, com supervisão de empresas e profissionais ingleses, foi feita pela brasileira Montreal Engenharia. No canteiro estabelecido na ilha do Caju, os painéis foram emendados horizontalmente por solda de topo, as vigas-caixão foram montadas em três segmentos, sendo o central de 176 m construído com as caixas ligadas definitivamente, a fim de ser empregado como plataforma flutuante para as demais peças, que dessa forma foram levadas até a ponte, onde foram içadas por 12 macacos hidráulicos de 450 t e capacidade de 5.400 t, deslizando até os aparelhos de apoio.
O engenheiro Mário Vila Verde, superintendente técnico da obra, recorda que a Rainha Elizabeth II, da Inglaterra, esteve presente à cerimônia de lançamento da pedra fundamental da ponte e, que na época, os co mentários que circulavam no canteiro eram de que a missão inglesa tinha também a incumbência de receber a última fatura referente ao empréstimo de 6 milhões de libras feitos pelo governo de seu país ao Brasil, quando este formalizou sua independência de Portugal, em 1822.

 

Canteiros e inovações

O (falecido) engenheiro Lauro Rios, que deixou de exercer a diretoria de Obras da primeira linha do metrô de São Paulo para ser diretor-presidente do Consórcio Guanabara, ao relembrar em depoimento a esta revista os trabalhos de construção da ponte, afirmou que considerou a obra fácil, pois contava com recursos significativos, o que permitiu adotar as mais avançadas tecnologias e contar com a consultoria de profissionais experientes de todo o mundo. “Para a aplicação de concreto submerso dentro dos tubulões, por exemplo, engenheiros do departamento de Estradas e Rodagem da Califórnia, dos Estados Unidos, na época os maiores especialistas do assunto, foram convidados para assessorar o início dos trabalhos. No entanto, ao fim, os mesmos técnicos foram convidados para apreciar a evolução da tecnologia feita pelos profissionais brasileiros”, afirmou.
Outro fator determinante para o êxito dos trabalhos também foi ressaltado por ele: a logística, citando o caso das diversas centrais flutuantes de concreto que tinham que atracar, no momento certo, em locais previamente indicados para a concretagem. Essa foi a primeira vez que foram usadas no País plataformas auto-elevatórias, bem como a técnica de concretagem submersa na execução de tubulões em obras no mar.

 

 

O charme da estação-ponte

Prevista para entrar em operação no início do segundo semestre, a linha 5 (Lilás) do metrô de São Paulo, construída pela Companhia Paulista de Trens Metropolitanos (CPTM) e que liga Capão Redondo ao Largo Treze, abriga aquela que será, provavelmente, a mais bonita obra de arte especial da capital paulista por muito tempo: a Estação-Ponte Santo Amaro. Única estação metroferroviária erguida em uma ponte estaiada, ela está sobre o Rio Pinheiros, integrando suas margens e bairros e a antiga estação ferroviária da CPTM.
Primeira ponte estaiada da cidade, ela tem 230,75 m de extensão e quatro vãos, dos quais dois têm a função de equilíbrio (35,75 e 50 m), um faz a travessia do rio (122 m) e o último não recebeu estais (23 m). A superestrutura está atirantada a um mastro sobre o tabuleiro.
O projeto básico da ponte foi concebido pela Harza Hidrobrasileira. Com base nele, a CPTM elaborou o edital de concorrência para construção do lote da linha do metrô na qual ela está incluída, permitindo que as empresas participantes sugerissem soluções alternativas ao projeto básico e referentes a quatro aspectos: tipo e quantidade de estais, método construtivo, fundação dos apoios e sistema de equilíbrio das cargas negativas originadas do estaiamento no apoio do eixo 171, o qual, no projeto básico, consistia em um contrapeso de concreto situado em cota inferior ao nível do terreno. Por outro lado, a definição de um só plano e centralizado para o estaiamento, o arranjo dos estais, a localização e a quantidade dos apoios e a torre única, com 40 m de altura sobre o tabuleiro, foram determinados como pontos que não poderiam ser modificados.
Um dos motivos que levaram à escolha da estrutura com estais foi permitir que a altura ficasse reduzida a 2,50 m, contra os 7 m de uma superestrutura pelo padrão tradicional. Formada por caixão unicelular em concreto protendido, com 2,50 m de altura e 8,30 de largura, onde estão as vias do metrô, a estação-ponte possui plataformas laterais de embarque e desembarque apoiadas em dois elementos pré-moldados com 6,08 m, em balanço, incorporados ao caixão através de protensão transversal.
Os estais, que dão charme à ponte, configurados em um único plano central, estão distribuídos de forma mista (entre os modelos de harpa e leque), agrupados nos dois terços superiores do mastro. São 34 estais, dos quais metade está eqüidistante nos vãos de equilíbrio e a outra metade, da mesma forma, no vão de travessia do rio. A ancoragem da 144 t de cabos de aço foi executada na laje superior do tabuleiro, no interior do caixão e na face interna do mastro.
A OAS, vencedora da concorrência para a construção contratou a empresa francesa Jean Miller International (JMI), que detém larga experiência no desenvolvimento de projetos de pontes estaiadas, a qual associou-se ao escritório brasileiro Enescil – Engenharia de Projetos.
Os profissionais brasileiros tiveram importante papel nesse sentido, pois precisavam alterar o eixo da obra, além de adequar o projeto básico às condições locais, atendendo às exigências e normas das concessionárias de infraestrutura, como por exemplo, da Eletropaulo, que impediu o uso de cimbramento no rio.
Dos profissionais da Enescil envolvidos nos trabalhos merecem registro os engenheiros Jamil Sabino (falecido em 1999) e Catão F. Ribeiro, ambos com uma longa história de projetos de pontes. Uma das grandes preocupações dos técnicos brasileiros foi garantir facilidade de manutenção, inspeção e monitoramento. Por isso, pesquisas e intercâmbios de informações levaram a optar por estais que poderão ser substituídos com facilidade no futuro. Foi também elaborado um manual com prazos de vistorias e procedimentos de manutenção e inspeção, entregue à CPTM.

 

Inspiração na pedra jogada n’água

Do tempo da construção de Brasília, a ponte Gilberto Salomão foi a primeira a permitir a travessia do lago Paranoá. Na década de 80, a segunda ponte, projetada pelo arquiteto Oscar Niemeyer com vão de 220 m, foi construída pela técnica de balanços sucessivos. No final dos anos 90, os engarrafamentos freqüentes do tráfego impulsionaram o Instituto de Arquitetos do Brasil (IAB-DF) e a Terracap a lançarem um concurso nacional para escolha do projeto da terceir
a ponte. Um total de 92 candidatos adquiriu o edital e 64 apresentaram propostas da na data marcada. Entre os participantes, a equipe formada por três engenheiros do escritório carioca Projeconsult Engenharia de Projetos: Mário Vila Verde, Filemon Botto de Barros e Piotr Flawinski, que se uniram ao arquiteto Alexandre Chan.
Mário Vila Verde conta que sua participação na execução de muitas obras em Brasília, como o Palácio da Alvorada e a catedral da cidade, e o fato de ter trabalhado muitos anos com Oscar Niemeyer, conduziu naturalmente a equipe de profissionais a se inspirar nos trabalhos do mais famoso arquiteto brasileiro para conceber a ponte. “Optamos pelo arco, por ser um elemento arquitetônico clássico. Como havia a exigência de que o vão tivesse largura de 80 m para a passagem de barcos, idealizamos três arcos”, informa.
Amadurecendo o projeto, o arquiteto Alexandre Chan foi até as margens do lago e jogou uma pedra. O movimento da pedra ao cair na água – saltitante e em ziguezague – acabou sendo a fonte inspiradora dos arcos esconsos projetados sobre a ponte, que é reta, o que lhe imprimiu uma plasticidade muito original. Vencedor do concurso, o projeto está sendo executado pela Via Dragados, com fundações, pilares e encontros em concreto, tabuleiro e arcos em aço fornecido pela Usiminas, e deve estar concluído ainda no primeiro semestre de 2002.
Com 1.200 m de extensão, três faixas de rolamento e passarela de pedestres com 1,5 m de largura em cada sentido de direção separados por barreiras, a ponte tem seu tabuleiro metálico sustentado por arcos, através de estais dispostos em formato de leque, constituídos por grupos de 31 e 42 cordoalhas de 5/8” de espessura. Como o concurso do IAB especificava que os blocos de fundação ficassem ocultos sob a água, apenas os pilares são aparentes, o que imprime uma beleza ainda maior à ponte.
As fundações da ponte exigiram cuidados especiais e contaram com a experiência do engenheiro Mário Vila Verde da época em que foi supervisor técnico das obras da ponte Rio-Niterói. Isto porque dos dados de sondagem apurados durante o desenvolvimento do projeto básico forneceram resultados apenas das extremidades (3 m de profundidade), mas não do leito do rio Gama, que corre sob o lago e possui formação cristalina rochosa no fundo. As estimativas eram de que as profundidades no local seriam de 7 a 10 m.
Sondagens mostraram profundidades muito superiores, ao redor de 30 m e que chegavam, algumas vezes, a 50 m. Estudos posteriores mostraram que há no local uma falha geológica. Assim, ao mesmo tempo em que no leito do rio existe uma revolução de rochas enroladas, de elevada resistência, ao lado, onde está a falha, não há nenhuma capacidade de suporte. Isso exigiu um projeto bastante complexo das fundações, com a especificação de estacas-tubulões de 1,20 m de diâmetro com camisa metálica de 3,8” de espessura, cravadas a grandes profundidades. “Minha experiência com a tecnologia da estaca cravada com perfuratriz Wirth na ponte Rio–Niterói permitiu que tivéssemos convicção de que as fundações seriam corretamente executadas, tanto nos trechos rasos (acessos nas margens esquerda e direita, com tubulões de ar comprimido com 9 m de comprimento), quanto nos quatro blocos de grandes dimensões que dão sustentação aos três arcos. Um dos oitos pilares recebeu 92 estacas e, os demais, 72”, explica Vila Verde.

 

 

Complexo de pontes rodoviárias

Construída pela Serveng-Civilsan no período compreendido entre os anos de 1994 a 1997, o complexo de pontes rodoviárias para transposição do rio Paraná localizado no município de Guaíra (PR) foi dividido em dois trechos, o primeiro com 1.638 m e o segundo com 1.896 m, apresentando ainda um trecho de ligação com 64 m. São 3.598,60 m de extensão total, com largura de 10,80 m cerca de 39 mil m² de área de tabuleiro.
Encomendada pelo Departamento de Estradas de Rodagem do estado paranaense (DER/PR), que assina o projeto, a ponte tem superestrutura isostática, composta por 98 vãos, dos quais 30 são formados por quatro vigas metálicas de 32 m; um vão com duas vigas pré-moldadas em concreto protendido de 32 m; 24 vãos de 32 m com quatro vigas pré-moldadas em concreto protendido por vão, 41 vãos de 43 m, com quatro vigas pré-moldadas em concreto protendido por vão. Para transpor o canal de navegação, foram projetados dois vãos com seis vigas metálicas de 52 m por vão. A laje foi pré-moldada em concreto armado com nichos e faixas de concreto moldadas in loco, de modo a constituir o tabuleiro em grelha. As fundações foram escavadas com perfuração mecânica em material de primeira e terceira categorias. São 101 pilares cilíndricos executados em concreto armado.

 

Ponte em área de risco sísmico

Projetar uma ponte com dois vãos centrais de 300 m para uma região sujeita a frequentes abalos sísmicos, que demanda fundações especiais e cálculos complexos dos estais, foram as principais preocupações que nortearam os trabalhos desenvolvidos pelo Consórcio Brave, liderado pela Figueiredo Ferraz Consultoria e Engenharia de Projeto, para a concepção da ponte rodoferroviária estaiada que atravessa o rio Orinoco, no interior da Venezuela.
Com 3.120 m de extensão de 24,70 m de largura, a ponte está na fase inicial de obras, executadas pela Norberto Odebrecht. Possui dois vãos centrais com 300 m de extensão e altura mínima de navegação de 40 m, que permite a passagem de navios de grande calado. Quatro torres sustentam os estais, dispostos de forma a convergir para a região do topo das torres, de onde se espraiam. São cerca de 100 tirantes com diâmetro típico de 15 cm.
Com duas faixas de rolamento rodoviário em cada sentido separadas pelos trilhos da via ferroviária e contando ainda com passagem destinada a serviços de manutenção, a ponte foi idealizada com fundações, pilares e torres construídos em concreto, e tabuleiro metálico (fornecido pela Usiminas) recoberto com laje de concreto.
Para fazer face aos esforços decorrentes de possíveis terremotos, os técnicos do Consórcio Brave seguiram as especificações de normas internacionais, calculando com cautela as dimensões das fundações e da estrutura como um todo. Foram previstas estacas com 2 m de diâmetro, com camisa metálica perdida, a 30 m de profundidade ou mais.
Os blocos das torres, de grandes dimensões, terão 36 estacas no estágio atual do projeto.

Notas bibliográficas
Livro Pontes Brasileiras, do professor Augusto Carlos Vasconcelos
Livro Ponte Presidente Costa e Silva, do DNER
Livro Ponte Presidente Costa e Silva (Rio-Niterói) –  Métodos Construtivos, de Walter Pfeil
 

Fonte: Padrão