Aula 9 - Encontros com OAE

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Universidade Federal de Santa Maria/Cachoeira do Sul
Coordenadoria Acadêmica
Engenharia de Transportes e Logística
Disciplina: Projeto Integrado em Infraestrutura de Transportes - CSETL 4122
Profa. Dra. Thaís Aquino dos Santos
Encontros com Obras de 
Arte Especiais (OAE)
Introdução
O que são Obras de Arte Especiais?
Especificamente, as obras de arte especiais
compreendem as estruturas, tais como pontes,
viadutos ou túneis, necessárias à plena implantação de
uma via e que, pela suas proporções e características
peculiares, requerem um projeto específico.
Introdução
 No contexto de obras de infraestrutura de transportes, tanto no
âmbito ferroviário quanto no rodoviário, existem normas específicas
que regem o projeto dessas estruturas.
Introdução
 Além disso, a engenharia rodoviária possui um manual com todas as
diretrizes detalhadas acerca do projeto dessas obras de arte
especiais.
 Publicação 698/1996.
Introdução
 A transição obra de arte especial/rodovia tem sido, sempre, um ponto
crítico para a manutenção de um tráfego fluente e confortável.
 Às deficiências de projeto somam-se defeitos de construção e
conservação inadequada; obras estreitas, obras curtas, obras com
extremos em balanço muito flexíveis, aterros mal compactados ou em
processo de adensamento e drenagem insuficiente ou mal cuidada,
são alguns fatores que concorrem para que o usuário sinta, com
desconforto e insegurança, a transição obra de arte/rodovia.
Introdução
 Os aterros de aproximação de pontes e viadutos são locais que
demandam projeto e construção específicos, pois podem se tornar
pontos com problemas de ocorrência de deformações verticais
permanentes, que se refletem na via.
 A tendência de ocorrer
deformações permanentes
no maciço terroso é,
principalmente, motivada
pela variação da rigidez
vertical da condição de
suporte da via sobre o
tabuleiro inflexível para o
aterro com deformação
elástica.
Dispositivos de Transição e Contenção 
 Os dispositivos básicos de transição e contenção são as lajes de
transição, os encontros e as cortinas e alas.
 Basicamente, as obras de arte especiais ou têm apoios extremos ou os
extremos em balanço; as obras com apoios extremos realizam a
transição com a rodovia através de encontros, que são dotados de
cortinas, alas e lajes de transição, enquanto que as obras com
extremos em balanço fazem a transição através de, apenas, cortinas,
alas e lajes de transição.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Pontes com Extremos em Balanço
 As pontes com extremos em balanço são estruturas econômicas, visto
que dispensam encontros e permitem, muitas vezes, reduzir vãos e
número de apoios.
 A transição rodovia/obra de arte é, de certa forma, deficiente; esta
deficiência é causada, basicamente, pela má compactação dos aterros
de acesso, executados após e não antes da construção da ponte e pela
excessiva movimentação das extremidades dos balanços.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Pontes com Extremos em Balanço
 A melhoria da compactação e da conservação dos aterros de acesso, a
utilização das placas de transição e a limitação das deformações
admissíveis nas extremidades dos balanços, praticamente eliminam as
restrições às obras com extremos em balanço.
 Nas pontes com extremos em balanço, a transição rodovia/obra de
arte é efetuada apenas com as cortinas, alas e lajes de transição.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Lajes de Transição
 Todas as obras serão providas de lajes de transição, de espessura não
menor que 25 cm e de comprimento igual a 4 metros, ligadas à
estrutura (cortina) ou ao encontro por meio de articulações de
concreto, sem armadura passante, e apoiadas no aterro de acesso.
 Sua função é a de amenizar diferenças de nível entre o aterro e o
tabuleiro da ponte, provocadas por recalques do primeiro.
 As características do aterro nas proximidades das lajes de transição
deverão ser indicadas no projeto em atenção à sua estabilidade.
o Memória de cálculo justificativa;
o Parâmetros de resistência em
função do solo de empréstimo
(ensaios geotécnicos);
o Análise da estabilidade – FS
mínimo de 1,50.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Lajes de Transição
Laje de transição
Dispositivos de Transição e Contenção 
Cortinas
 As cortinas são transversinas extremas, dotadas, no lado externo, de
um ou dois dentes ao longo de todo o seu comprimento; o dente
superior, obrigatório, suporta a laje de transição e o inferior,
aconselhável, define melhor a contenção do aterro e as armaduras das
cortinas.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Alas
 Alas são estruturas laminares, solidárias às cortinas e com geometria
adequada para contenção lateral dos aterros de acesso.
 As alas deverão ser projetadas de forma que fiquem mergulhadas,
pelo menos, 50 cm no terrapleno projetado; sua espessura não deverá
ser inferior a 25 cm e, de preferência, deverá confinar toda a laje de
transição.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Alas
a) Em U;
b) Em U com alas triangulares.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Encontros
 Encontros são elementos estruturais que possibilitam uma boa
transição entre obras de arte especiais e rodovias; ao mesmo tempo
em que são os apoios extremos das obras de arte, são elementos de
contenção e estabilização dos aterros de acesso.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Encontros
 Dependendo de seu porte, de suas fundações e do tipo de contenção
que proporcionam, os encontros podem ser classificados,
basicamente, em dois tipos:
 Encontros Leves;
 Encontros de Grande Porte.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Estabilidade dos Taludes dos Acessos
 Estruturas com Extremos em Balanço
 A Figura abaixo indica um caso típico de estrutura com extremos em
balanço junto ao aterro.
Detalhe do talude – Estrutura 
em balanço
Dispositivos de Transição e Contenção 
Estabilidade dos Taludes dos Acessos
 Estruturas com Extremos em Balanço
 Se o projeto admitir a execução do aterro posteriormente à da
estrutura, o vão mínimo a ser previsto entre a face inferior da
estrutura e o topo do terrapleno, "h", será determinado de forma a
permitir compactação satisfatória naquele trecho; os valores de m e a
serão estabelecidos em função da estabilidade do talude do encontro,
respeitando-se o coeficiente de segurança mínimo de 1,5; em nenhum
caso o valor de m será inferior a 1,5.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Estabilidade dos Taludes dos Acessos
 Estruturas com Extremos em Balanço
 Na região próxima à extremidade inferior da estrutura, de difícil
compactação, deve ser prevista contenção do aterro sob a laje de
transição através de um muro que, na forma mais simples, será
constituído por enrocamento ancorado inferiormente no aterro bem
compactado.
Detalhe do talude –
Estrutura em balanço
Dispositivos de Transição e Contenção 
Estabilidade dos Taludes dos Acessos
 Execução do Reaterro
 O reaterro da região situada entre a obra e a estrada deve ser feito
com material selecionado, que confira ao aterro condições
satisfatórias de apoio da laje de transição com um recalque mínimo.
 Poderá ser utilizado solo-cimento em proporções tais que resulte em
uma mistura homogênea e que, após compactado devidamente,
apresente condições de suporte adequadas.
 O teor de cimento para o ensaio
de compactação pode ser dado
pela tabela indicada, conforme
o tipo de solo e segundo a
classificação AASHTO.
Dispositivos de Transição e Contenção 
Estabilidade dos Taludes dos Acessos
 Proteção dos taludes
 O projeto deverá prever, sempre, proteção superficial dos taludes nos
trechos da rodovia adjacentes às obras de arte especiais; os
comprimentos desses trechos não deverão ser inferiores a três vezes
as alturas dos aterros de acesso.
 Dois tipos de proteção de talude deverão ser considerados:
 Trecho situado sob a Obra de arte: Neste trecho, não alcançado
diretamente pelos raiossolares e onde a vegetação não vinga, a proteção
dos taludes poderá ser constituída por placas pré-moldadas de concreto,
rejuntadas, ou por alvenaria argamassada.
 Trechos Laterais: A proteção dos taludes poderá ser efetuada por
vegetação adequada.
Solos Moles - Encontros de Pontes
 Nas últimas aulas aprofundamos nosso conhecimento na construção de
aterros sobre solos moles.
 Conceitos, cálculo de recalques, análise de recalques e estabilidade,
projeto de engenharia;
 Métodos construtivos;
 Instrumentação e Acompanhamento;
Esses materiais também podem estar 
presentes nos encontros com OAEs.
Solos Moles - Encontros de Pontes
 Os aterros de encontros de pontes constituem um caso especial de
uma rodovia e merecem um tratamento a parte, por isso são
classificados como aterros Classe I.
 Os aspectos de estabilidade e de recalques foram tratados
anteriormente (Aula 7).
 Esta aula apresenta comentários adicionais sobre a interação aterro –
estrutura da ponte.
Solos Moles - Encontros de Pontes
Sequência construtiva
 Recomenda-se que os aterros sejam construídos antes da ponte para
evitar os efeitos de deslocamento lateral do solo mole e empuxos
horizontais nas fundações da ponte ou viaduto.
 Segundo Tschebotarioff (1973), esse efeito deve ser desprezível
quando o fator de segurança (FS) do aterro for igual ou superior a 1,5.
Nesses casos, o projeto deve especificar uma instrumentação mínima
que permita acompanhar os recalques sob o aterro do encontro.
 Entretanto, se o FS calculado para o encontro, através de análises de
estabilidade for inferior a 1,5, é necessário avaliar o valor dos
esforços atuando sobre os elementos de fundação. As
instrumentações, nesses casos, devem ser mais completas, incluindo a
medição, não só dos recalques do aterro, mas também dos
movimentos horizontais próximo às estacas (inclinômetro).
Solos Moles - Encontros de Pontes
Estabilidade longitudinal
 O uso de uma berma estabilizadora no sentido longitudinal pode ser
prejudicado pela presença da estrutura, ou pela presença de um rio,
canal ou rodovia que se deseja atravessar. Nesse caso, o reforço do
aterro com geossintéticos na base é uma alternativa técnica e muitas
vezes econômica.
Placa ou laje de aproximação
 É recomendável adotar no projeto da estrutura uma placa ou laje de
aproximação bi-apoiada para compensar eventuais recalques
diferenciais entre a estrutura e o aterro, obtendo-se uma transição
suave.
Solos Moles - Encontros de Pontes
Empuxo lateral nas estacas
 A construção de um aterro sobre uma camada mole provoca
deslocamentos laterais no solo. Uma estaca situada dentro deste
campo de deslocamentos sofrerá um carregamento lateral devido aos
deslocamentos da massa de solo.
Empuxo lateral nas estacas devido aos 
deslocamentos do aterro sobre solo mole
Efeito 
Tschebotarioff
Solos Moles - Encontros de Pontes
Empuxo lateral nas estacas
 Uma tentativa de caracterizar o problema foi apresentada por
Tschebotarioff (1973), daí ser comum no Brasil atribuir o nome deste
engenheiro ao fenômeno. O assunto também foi objeto de
preocupação por De Beer e Wallays (1972) que também propuseram
um método de análise.
 Ambos os métodos adotam simplificações grosseiras, dentro das
limitações da época em foram propostos e não consideram
adequadamente os fenômenos envolvidos.
Por estas razões não devem ser usados 
em projetos rodoviários.
Solos Moles - Encontros de Pontes
Empuxo lateral nas estacas – Método rigoroso de análise
 A forma mais rigorosa de análise envolve os seguintes passos:
a) Realizar uma análise numérica de tensões e deformações do aterro
sobre o solo mole, por exemplo com o Método dos Elementos ou
Diferenças Finitas, obtendo-se o campo de deslocamentos
provocados pela construção do aterro.
Etapa 1 – Estudo de deformações
Solos Moles - Encontros de Pontes
Empuxo lateral nas estacas – Método rigoroso de análise
b) Obter os deslocamentos que ocorrerão no solo junto ao
estaqueamento.
Etapa 2 – Deslocamento junto à estaca
Solos Moles - Encontros de Pontes
Empuxo lateral nas estacas – Método rigoroso de análise
c) Simular a aplicação destes deslocamentos no solo ao redor do
estaqueamento, o que gera um campo de tensões laterais que
deverão ser absorvidas por flexão das estacas.
Etapa 3 – Análise pv
Solos Moles - Encontros de Pontes
Empuxo lateral nas estacas – Método rigoroso de análise
d) Analisar a segurança quanto a flexão das estacas.
Etapa 4 – Comparação 
de momentos
 A simulação do problema pode ser razoável para
uma estaca isolada, mas ainda está longe da
verdade, com os métodos de análise que se usam
atualmente, quando se trata de um
estaqueamento tridimensional. Nesse caso,
pode-se simular corretamente a primeira linha
de estacas, mas o efeito na segunda linha, em
geral, é superestimado.
Solos Moles - Encontros de Pontes
Empuxo lateral nas estacas – Método simplificado de análise
 Uma avaliação expedita da adequação de uma estaca a um
determinado campo de deslocamentos pode ser facilmente realizada
pelos métodos propostos por Goh et al (1997) e Chen e Poulos (1997).
Ambos são baseados em análises rigorosas, como as descritas
anteriormente, que geraram gráficos para aplicação a problemas
correntes.