Ponte Estaiada

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ATIVIDADES COMPLEMENTARES 
 
“PONTE OCTAVIO FRIAS DEOLIVEIRA” 
 
PESQUISA: PONTES ESTAIADAS 
 
 
 
 
 
PRISCILA SANTA ROSA PALASON RA: 972365-0 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2018 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
Este trabalho tem como objetivo apresentar à evolução histórica do conceito 
das pontes estaiadas. 
O primeiro capítulo apresenta toda a evolução histórica marcos e 
vencimento de grandes vãos. 
O segundo capitulo descreve todas as características das pontes estaiadas 
e sua manutenção. 
 
 
1. HISTÓRIA 
 
Parece-nos então oportuno lembrar através de alguns dados históricos 
que a solução vem de longe tendo sido usada já há muito tempo e em 
algumas obras espetaculares. A idéia é muito antiga, o próprio Leonardo da 
Vinci já a sugeriu em seus rabiscos (Fig. 1). 
 
 
 
 
Uma das primeiras pontes construídas com estais e documentada da 
data de 1784, foi construída toda em madeira, inclusive os estais, por um 
carpinteiro alemão de nome Löscher na cidade de Fribourg na Suíça. O seu 
vão era de 32 m (Fig.2). 
 
 
 
 
Dessa mesma época datam pontes ao mesmo tempo pênseis e 
estaiadas, construídas nos Estados Unidos e na Inglaterra. Em 1817 dois 
engenheiros ingleses construíram na Inglaterra a King’s Meadows Bridge, uma 
passarela estaiada com 33,6 m de vão, usando estais de arame e pilares de 
ferro (Fig 3). 
 
 
 
 
 
No mesmo ano foi construída a ponte em Dryburgh Abbey sobre o Rio Tweed 
com 79,3m de vão (Fig. 4). 
Está ponte apresentava fortes vibrações quando atravessada por 
transeuntes e seis meses depois de pronta, não resistiu a um vento muito 
intenso. O fato suscitou em 1823 uma manifestação de C.L.Navier, nome 
famoso na Resistência dos Materiais e que no artigo Report et Mémoires sur 
les Ponts Suspendus, propôs o sistema mostrado na Fig.5. 
Mas os acidentes ocorridos com pontes estaiadas tanto na Inglaterra 
como na França e Alemanha levaram Navier a considerar as pontes penseis 
mais confiáveis do que as estaiadas. 
 
 
 
 
Em 1824 construiu-se sobre o Rio Saale na Alemanha uma ponte com 
78m de vão (Fig. 6) a qual apresentava deflexões excessivas e cujos estais-
correntes acabaram rompendo sob carga de multidão. A ponte toda veio 
abaixo. 
 
 
 
 
 
 
Em 1855 o engenheiro alemão Johann August Röbling construiu junto às 
Cataratas de Niagara nos Estados Unidos uma magnífica ponte com 280 m de 
vão, com dois tabuleiros sobrepostos e suportados por cabos parabólicos e 
estais inclinados (Fig.8). 
 
 
 
 
 
O tabuleiro inferior destinado às carruagens e pedestres e o tabuleiro 
superior à estrada de ferro. O arquiteto John Augustus Roebling desenhou a 
famosa ponte de Brooklyn em Nova York com um vão principal de 486,5 m e 
um comprimento total de 1059,9 m, usando novamente cabos parabólicos e 
estais inclinados. Seus cabos conservam-se até hoje (Fig.9). 
Röbling não chegou a ver a ponte pronta. Faleceu em conseqüência de 
acidente ocorrido na obra. A ponte foi concluída por seu filho e oi aberta para 
uso em 24 de maio de 1883. 
 
 
Fig.9 
 
Em 1868 foi construída por Ordish et Lê Fleuve a ponte Franz Joseph 
sobre o rio Moldau em Praga, com 100 m de vão. E em 1873 os mesmos 
engenheiros usando o mesmo sistema construíram em Londres aAlbert Brige 
com 122 m de vão, ponte que ainda está em uso mas com um tráfego mais 
leve e um pilar auxiliar no meio do vão (Fig.10). 
 
 
 
 
Em 1899 o francês A.Ginclard provou com uma de suas notáveis obras, a 
ponte em Cassagne (156 m de vão central) as vantagens da ponte estaiada 
sobre a ponte pênsil no que se refere à transmissão de cargas e à rigidez da 
estrutura. 
Em 1925 G. Leinekugel lê Cocq usou solução semelhante para a ponte 
de Lezardrieux (Fig.11). 
 
 
 
 
Em 1938 o grande Dischinger projetou uma ponte com 409,85 m de vão 
central sobre o rio Elba na Alemanha utilizando cabos parabólicos, cabos 
verticais e estais pré-tensionados, melhorando com estes últimos 
acentuadamente a rigidez e a estabilidade aerodinâmica da ponte (Fig.12). 
 
 
 
 
 
Dischinger e já agora também Leonhardt, com suas inovações muito 
contribuíram para a reconstrução das pontes destruídas durante a Segunda 
Guerra Mundial e na construção de grande número de pontes novas. 
Dischinger projetou em 1955 a ponte de Strömsund na Suécia, considerada a 
primeira ponte estaiada moderna (Fig.13). 
 
 
 
 
 
Nas primeiras pontes estaiadas modernas utilizaram-se poucos estais 
concentrados. São exemplos marcantes dessa época as três pontes 
projetadas por Leonhardt junto com o arquiteto Friedrich Tamms para a cidade 
de Düsseldorf sobre o Rio Reno na Alemanha. Nestas três magníficas obras, 
a Ponte Theodor Heuss (1958 – Fig.14), a Ponte de Oberkassel (Fig.15) e a 
Ponte Knie,(1969 – Fig.17), Tamms afim de dar ao conjunto um visual único, 
sugeriu para as três os estais a forma de harpa (Fig.16). 
 
 
 
 
 
 
Também são desta época algumas passarelas estaiadas das quais uma 
das primeiras foi construída em Stuttgart no ano de 1960, nos jardins do 
antigo castelo imperial, cortado agora por várias rodovias. Essa passarela 
(projeto Leonhardt) foi construída em aço (Fig.18) e seu único pilar assenta 
sobre apoio de borracha confinada. A estrutura mostrou-se bastante sensível 
às vibrações provocadas por transeuntes. 
 
 
 
 
 
Obra marcante na década (1962) foi à ponte sobre o Lago Maracaibo na 
Venezuela, projetada pelo engenheiro e arquiteto italiano R. Morandi. Sua 
característica: poucos estais concentrados suportando um tabuleiro de 
concreto bastante pesado (Fig.19). A propósito, a ponte foi abalroada por uma 
embarcação e posteriormente restaurada. 
 
 
 
Atualmente, a não ser por imposições específicas, a solução de poucos 
estais é pouco usada por ser anti-econômica e pela dificuldade de execução 
do tabuleiro. Assim em 1967 o eng. H. Homberg projetou a Ponte Friederich 
Ebert na cidade de Bonn (Fig.20) utilizando pela primeira vez estais próximos 
e situados num único plano, solução hoje em dia generalizada e de grande 
aceitação por sua aparência harmoniosa, por sua economia e facilidade de 
execução. A proximidade dos apoios elásticos leva a uma flexão longitudinal 
moderada do tabuleiro tanto na fase de construção (em avanços sucessivos) 
como na de operação. A suspensão axial do tabuleiro também requer do 
mesmo rigidez à torção. 
 
 
 
 
 
 
Um exemplo da história foi à ponte pênsil de Tacoma Narrows, que foi 
construída no estado de Washington, nos Estados Unidos da América, 
em1940. De estrutura relativamente esbelta e de grande vão livre, pelos 
padrões da época, apresentou deficiência estrutural sob a ação do vento. 
No termino da sua construção a estrutura já apresentava oscilações 
excessivas, e no dia 7 de novembro de 1940, pouco tempo após a sua 
inauguração a ação de um vento de apenas 65 km/h a ponte sofreu fortes 
oscila;coes de torção no tabuleiro e como conseqüência de deslocamentos 
excessivos do conjunto a ponte entrou em colapso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. CARACTERÍSTICAS GERAIS DE UMA PONTE ESTAIDA 
 
Ícone arquitetônico da capital paulista, a ponte Octavio Frias de Oliveira 
sobre o rio Pinheiros tem 144 estais, que consumiram 500 t de cordoalha de 
aço, numa extensão de 378 mil m. O projeto da ponte foi o primeiro a possuir 
duas pistas em curva, sustentadas por um mesmo mastro. Ao todo, a ponte 
possui 144 estais, cada um com dez a 24 cabos de aço, protegidos por tubos 
amarelos de polietileno. 
O uso de estruturas estaiadas para transpor obstáculos não é 
propriamente uma novidade. Pelo menos desde os anos 1940 pontes e 
passarelas sustentadas por cabos de aço (estais) são erguidas em todo o 
mundo para vencermédios e grandes vãos. Mas nos últimos anos, esse 
sistema construtivo vem apontando, no Brasil, como principal tendência para a 
construção de pontes e viadutos, em detrimento das pontes pênseis e fixas. 
As razões para isso vão desde a maior preocupação dos administradores 
públicos com o impacto estético desses grandes elementos na estética das 
cidades, ao aperfeiçoamento da tecnologia, que culminou em aços de alta 
resistência, estais e ancoragens mais avançados, bem como softwares que 
facilitaram e análise das estruturas. 
No modelo estaiado, os esforços são absorvidos pela parte superior do 
tabuleiro, por meio de vários cabos que se concentram em uma torre apoiada 
em um bloco de fundação. A fixação dos cabos pode ser feita em forma de 
leque (com um ponto fixo no pilar), em forma de harpa (com cabos paralelos 
partindo de vários pontos do pilar) ou em forma mista. 
O engenheiro Ubirajara Ferreira da Silva, projetista estrutural e vice-
presidente da Associação Brasileira de Pontes e Estruturas, conta que, em 
geral, esse tipo de ponte é eficiente para vãos acima de 200 m, mas não é 
indicado quando o traçado da rodovia exige curvas acentuadas e rampas 
íngremes. 
Para a pista de rolagem de veículos, as pontes estaiadas podem utilizar 
dois tipos de tabuleiros: os inteiramente em aço, formando uma placa 
ortotrópica (placa enrijecida de aço), e os de concreto. De acordo com o 
manual "Pontes e viadutos em vigas mistas", publicado pelo Centro Brasileiro 
da Construção em Aço (CBCA), os tabuleiros de aço são muito utilizados para 
pontes que precisam vencer grandes vãos. Isso porque o tabuleiro de aço é 
mais leve. Já os tabuleiros de concreto substituem com vantagem os 
tabuleiros metálicos para pequenos e médios vãos, funcionando 
solidariamente às vigas metálicas e gerando as chamadas pontes mistas. Em 
pontes com vãos superiores a 1.500 m, os esforços transmitidos ao tabuleiro 
pelos estais passam a ser muito elevados. Para esses casos é mais 
recomendado o uso de pontes pênseis. 
Evolução do sistema Com o passar do tempo, as pontes e viadutos 
estaiados ficaram mais esbeltos e flexíveis. Inicialmente, essas obras de arte 
possuíam poucos estais muito espaçados, suportando tabuleiros rígidos. Em 
seguida as pontes começaram a apresentar um grande número de estais e o 
espaçamento entre eles diminuiu. Neste caso, o tabuleiro possui um 
comportamento similar a uma viga apoiada em apoios elásticos, conduzindo a 
uma baixa rigidez e à flexão do tabuleiro. 
A evolução das pontes estaiadas fez com que essas obras de arte 
passassem a apresentar múltiplos estais chegando à suspensão total do 
tabuleiro, inclusive próximo às torres. Esse tipo de estrutura permitiu 
simplificar a transmissão dos esforços, bem como substituir os estais quando 
 
 
danificados, sem a necessidade de interromper a utilização da estrutura. Além 
disso, agregou facilidades construtivas, como a possibilidade de se erguer as 
pontes por balanços sucessivos. 
O engenheiro Catão F. Ribeiro destaca vários fatores que distinguem as 
estruturas estaiadas das demais. Primeiro é a característica estética. De uma 
maneira geral, ela tem uma arquitetura requintada, atrativa ao gosto popular. 
Além disso, a obra estaiada está no estado da arte, ou seja, é a tecnologia 
mais sofisticada de projeto e construção de pontes do mundo. "Quando se faz 
uma ponte estaiada, equipara-se aos países do primeiro mundo na sua 
tecnologia de ponta", disse o engenheiro que é sócio-diretor da Enescil 
durante a 4a edição do Congresso Brasileiro de Pontes e Estruturas, realizado 
este ano. Ainda segundo Ribeiro, outra explicação para o maior uso das 
estruturas estaiadas é que os problemas que este tipo de obra tinha no 
passado, como falta de hardwares e de programas de cálculo está sanada. 
"Os problemas que elas apresentaram de manutenção e durabilidade também 
foram resolvidos. Hoje uma ponte estaiada é a que exige menos manutenção 
que as outras, ela deve durar mais de 100 anos." 
A evolução não deve parar por aí. Ubirajara Ferreira da Silva conta que 
estudos importantes estão sendo desenvolvidos em todo o mundo, 
principalmente na China, Japão e Europa, no sentido de se chegar a vãos 
principais cada vez maiores. Apesar disso, por envolver tecnologia pouco 
explorada, altamente complexa, e dominada por poucas empresas, o custo de 
uma ponte estaiada pode chegar a ser três vezes mais elevado que o de uma 
ponte convencional. 
As pontes estaiadas são formadas basicamente por: tabuleiro (composto, 
por sua vez, por vigas e laje), sistema de cabos (que suportam os tabuleiros), 
torres que suportam os cabos e os blocos ou pilares de ancoragem. Os 
principais métodos construtivos para viadutos e pontes estaiados são: 
- Cimbramento geral - Fixo ou móvel, o cimbramento é usado quando a 
ponte está localizada em uma zona de baixo gabarito e com solo 
resistente. 
- Lançamentos progressivos - Nesse método a superestrutura é 
fabricada nas margens da obra e empurrada para sua posição final ao 
longo dos vãos, comportando-se como um balanço. Esta é uma 
solução competitiva quando se está na presença de rios ou vales 
profundos e obras de grande extensão, como o Viaduto Millau, no sul 
da França. 
- Balanços sucessivos - É o sistema mais utilizado e particularmente 
indicado quando a altura da ponte em relação ao terreno é grande, 
em locais sujeitos à correnteza forte e onde é necessário obedecer a 
gabaritos de navegação durante a construção. O método consiste na 
construção da obra em segmentos (aduelas) formando consolos que 
avançam sobre o vão a ser vencido. A cada nova aduela os estais 
correspondentes são protendidos de forma a suportar todo o seu 
peso. 
 
"Para que não ocorram contratempos na execução do projeto, o edital de 
licitação deve listar todas as especificações de materiais e serviços 
adequadamente. O contrato deve prever cláusulas contratuais rígidas a serem 
atendidas", afirma Ubirajara da Silva. Deve-se exigir, por exemplo, que todos 
os projetos atendam às normas técnicas da ABNT. 
 
 
Como forma de garantir o mínimo de qualidade na prestação dos 
serviços, tanto em relação ao projeto, quanto na execução, os contratantes 
normalmente exigem que a empresa/escritório tenha histórico comprovado de 
realização de obra estaiada. Esse ponto, aliás, é um gerador de polêmica. Há 
quem defenda que restringir as empresas com experiência prévia comprovada 
é fundamental para a perfeita execução da obra. Em São Paulo, inclusive, isso 
culminou na proibição da formação de consórcios pela Empresa Municipal de 
Urbanização (Emurb), no edital para a construção da ponte estaiada sobre o 
rio Pinheiros. 
Entidades como o SindusCon-SP, porém, defendem que há dezenas de 
empresas de engenharia aptas a enfrentar com sucesso o desafio de executar 
esse tipo de obra sem terem feito uma ponte semelhante. Proibi-las de 
disputar sob alegação de complexidade seria restringir a concorrência. Uma 
solução meio-termo é utilizada nos editais do Departamento Nacional de 
Infraestrutura de Transporte (DNIT), que exigem a qualificação técnica na 
construção de pontes estaiadas ou em pontes de concreto protendido 
executadas por balanços sucessivos. 
Executar um projeto de ponte ou viaduto estaiado exige uma equipe de 
engenheiros com experiência e conhecimento técnico apurado. "Todas as 
fases de execução são importantes e merecem acompanhamento rigoroso", 
diz Silva. Isso se aplica desde a execução das fundações das torres, à 
execução das aduelas do tabuleiro e disposição dos tirantes. O engenheiro 
destaca, ainda, outros três momentos críticos da execução de estruturas 
estaiadas aos quais o contratante precisa fiscalizar: o controle da resistência 
do concreto, o tracionamento dos estais e, finalmente, o controle das flechas 
do tabuleiro. 
"As estruturas estaiadas são muito sensíveis aoerro de execução. Por 
isso, é fundamental que a construtora disponha de uma equipe de 
profissionais qualificada", ressalta o vice-presidente da Associação Brasileira 
de Pontes e Estruturas. Entre as falhas que ocorrem com certa freqüência, 
segundo o engenheiro, está a protensão mal realizada, que exige retrabalho e 
pode comprometer o andamento da obra. 
A forma de execução muda de projeto a projeto, mas, em geral, pontes e 
viadutos estaiados são construídos conforme a seguinte seqüência de 
eventos: 
- Execução das fundações. 
- Construção dos pilares permanentes e da estrutura provisória. 
- Construção do tabuleiro (metálico ou concreto) 
- Levantamento dos mastros. 
- Instalação das caixas de ancoragem com guindaste. 
- Levantamento dos cabos. 
- Retirada das estruturas provisórias e execução de serviços de 
pavimentação. 
 
Pontes estaiadas têm durabilidade de aproximadamente 100 anos e são 
projetadas com materiais de alta resistência, mas isso não significa que 
estejam imunes a patologias. Por isso, recomenda-se realizar inspeções a 
cada dez anos, aproximadamente, sobretudo dos cabos de estaiamento. De 
acordo com o vice-presidente da Associação Brasileira de Pontes e Estruturas 
(ABPE), Ubirajara Ferreira da Silva, "é desejável que os estais possam ser 
inspecionados visualmente, em especial a superfície, a placa de neoprene que 
veda a ligação entre o tubo-guia do cabo e os anéis de neoprene", diz. 
 
 
O objetivo principal da inspeção é verificar se há sinais de deformações 
ou alguma não conformidade geométrica dos estais. "Caso a obra apresente 
alguma deformação, é simples identificar a força de cada estai por uma 
pesagem, para verificar se aquelas forças estão de acordo com o previsto. Se 
for necessário, basta ajustar o tensionamento dos estais", diz o diretor-
executivo da Enescil Engenharia de Projetos, o engenheiro Catão Ribeiro. 
Tanto para o retensionamento dos estais, como para alguma eventual 
substituição, não há necessidade de interrupção do tráfego da ponte. "Com 
um macaco, solta-se todas as cordoalhas necessárias e as substitui, 
tensionando novas cordoalhas no lugar dessas. Mesmo quando é necessária 
uma substituição de um estai completo - o que é raro -, esse processo é 
simples. As pontes estão preparadas para ficar até sem dois estais contínuos, 
próximos, de uma única vez", explica. 
O estais são elementos constituídos de aço galvanizado de elevada 
resistência à tração. São compostos por fios de aço trefilado ou por cordões 
individuais formados por cordoalhas paralelas. 
Estão submetidos a grandes variações de tensões devido às cargas 
atuantes no tabuleiro, tais como cargas móveis, efeitos de temperatura, 
gradientes térmicos, vento e efeitos sísmicos. A capacidade resistente dos 
estais depende especificamente da quantidade de fios ou cordoalhas que 
formam os cordões. Normalmente, pode-se trabalhar com forças de 300 t a mil 
toneladas. 
Na inspeção visual dos estais, recomenda-se observar: 
- Se há fissuramento longitudinal e transversal ou estufamento 
excessivo na bainha, assim como danos nas conexões com os 
amortecedores; 
- Possíveis irregularidades no alinhamento dos cabos, incluindo 
ondulações ou abaulamentos, identificados por meio de dispositivos 
óticos, imagem de vídeo ou fotos; 
- Condições do greide do tabuleiro da ponte; 
- Danos por afrouxamento, falta de vedação à água, defeitos nos 
grampos das braçadeiras e deterioração dos neoprenes; 
- Potenciais danos como corrosão e fissuramento nas partes visíveis 
das "selas". 
- Os cordões de aço que compõem os estais têm proteção 
anticorrosiva formada por três barreiras: 
- Com bainha de polietileno de alta densidade e de cor clara, 
especialmente concebida para resistir aos raios ultravioleta; 
- Com bainha individual de polietileno; 
- Com capa de cera especial; 
- Umidade ou escape de graxa dos componentes da ancoragem; 
- Encurvamento por perda de força dos cabos, necessitando ser 
retensionado. A medição do ângulo de cada cabo pode ser feita com 
um inclinômetro em locais específicos; 
- Evidências de desgastes e fadiga, especialmente nas conexões; 
- Condição dos amortecedores se houver, e de acordo com as 
recomendações do próprio fabricante.
 
 
3. CONCLUSÃO 
 
Concluindo pode-se afirmar que o aumento impressionante ocorrido nas 
últimas décadas do número de pontes estaiadas se deve à introdução dos aços 
de alta resistência, aos tabuleiros ortotrópicos, ao desenvolvimento da tecnologia 
tanto do aço como do concreto, dos estais, suas ancoragens e sua execução 
bem como à evolução extraordinária da análise estrutural. Estes fatores somados 
abriram possibilidades quase ilimitadas para a criatividade do projetista usando 
este magnífico sistema construtivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. FOTOS DA VISITA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
- THEODOR SCHMID, Manfred. História de Pontes Estaiadas. Disponível em: 
<http://blogrudloff.wordpress.com/2011/02/28/um-pouco-da-historia-de-
pontes-estaiadas>. 
 
- PINI. Ancoragem de estais em pontes. Disponível em: 
<http://infraestruturaurbana17.pini.com.br/solucoes-tecnicas/29/ancoragem-
de-estais-em-pontes-estaiadas-sao-sustentadas-292649-1.aspx>. 
 
 
- INFRAESTRUTURA URBANA. Como realizar manutenção de estais em 
pontes. Disponível em: 
<http://infraestruturaurbana17.pini.com.br/solucoes-
tecnicas/18/manutencao-de-estais-em-pontes-a-periodicidade-e-os-265051-
1.aspx>.