sábado, 5 de dezembro de 2009

Análise da produção da estrutura do Viaduto de Millau

Descrição da obra

Nome do empreendimento: Viaduc de Millau;
Empresa responsável: Eiffage TP;
Segmento de mercado: a empresa Eiffage TP atua na construção de obras de estrada, linha de bonde e na construção de pontes;
Empreendimento: Ponte estaiada apresentando um pilar com altura de até 245m e vãos repartidos como a seguir: 6x342m e 2x204m. Largura do tabuleiro: 32m;
Sistemas construtivos:

• Pilares: concreto moldado no local
• Tabuleiro: peças de aço pré-fabricadas montadas no local
• Mastros: aço pré-fabricado




Métodos construtivos


Montagem dos pilares:
Os pilares foram construídos todos ao mesmo tempo a fim de otimização de tempo de construção. Eles foram moldados no local com formas deslizantes. Os pilares são vazios para economia de concreto e razões estruturais (o concreto no centro do pilar quase não participa da resistência ao momento que é a mais crítica). A fôrma exterior era fixada sobre trilhos e com ajuda de êmbolo era elevada de 4 em 4 metros. A fôrma interior era elevada com a grua montada junto com o pilar. Na foto a seguir pode ver-se em amarelo abaixo da forma os trilhos com a ajuda dos quais a fôrma era levantada.

A imagem abaixo mostra a esquematização das formas.


O posicionamento minucioso das fôrmas era realizado graça a aparelhos GPS que permitiam ter uma precisão de 5mm na colocação das fôrmas. Esse ponto foi crucial para a realização desses pilares dado a altura apresentada por eles.
Um problema importante que apareceu para montar esses pilares foi o sol batia sempre do mesmo lado o isso causava uma dilatação do concreto de um lado do pilar. Para não considerar esses efeitos os pilares foram construídos tortos para que ficassem retos no final.

Construção do tabuleiro: Quando abriu a licitação para essa obra, o projeto já estava pronto mas ele deixava pendente à construtora os métodos construtivos. O originalidade da Eiffage TP foi de montar um projeto de tabuleiro de concreto e um com aço a fim de comparar as duas alternativas.
Resultou que a solução do tabuleiro aço foi escolhida para as seguintes razões:

-A estrutura ficou mais leve e mais fina (36.000 toneladas para a solução aço e 120.000 toneladas para a solução concreto);

-O tempo de construção foi diminuído;
-Mais segurança na realização da obra (pré montagem em usina, lançamento desde plataforma, somente 4% de trabalhos em elevação);
-Diminuição do númeo de estais e da importância da fundações;
-Redução da altura do tabuleiro (4,20m para a solução aço contra 4,60m para a solução concreto);
-Redução dos custos;

A realização das peças de aço foi realizada pela empresa Eiffel Construction Métallique situada no nordeste da frança. Foi usado aço da alta resistência (DI-MC 460) para permitir a realização da um tabuleiro mais esbelto. Para atender a demanda e os prazos a empresa adquiriu novas máquinas para automatizar o processo de soldagem, isso pediu uma formação especial dos empregados da empresa e uma industrialização do processo de construção. Abaixo segue a imagem da máquina de soldagem.


Essa máquina permitiu também uma grande regularidade na qualidade das peças realizadas.
Para a peça central na qual são encorados os estais foram usadas chapas mais especas para garantir uma resistência suficiente. As peças assim pré-fabricadas foram levadas até o viaduto e foram montadas no local. O esquema da seção do tabuleiro está representado a seguir.


A montagem das peças foi realizada dos dois lados da obra e as peças foram lançadas ao mesmo tempo, trecho por trecho, em cima dos pilares. A peça central (amarelo) era montada na usina e levada pronta no canteiro. As outras peças (pré-fabricadas na mesma usina) eram montadas e soldadas com o caixão central em centrais de soldagem onde os operários trabalhavam em série.
Tinha a central norte e a central sul que montavam as duas metades do tabuleiro que iam se encontrar no meio do viaduto. Na foto a seguir visualiza-se a central de montagem e soldagem do tabuleiro, essa atividade funcionava em quanto a parte já pronta que acabava de sair dessa central era lançada sobre os pilares.




No esquema de cima foi representada em amarela a area onde se soldava as peças do tabuleiro. Ao mesmo tempo os trechos prontos estão sendo empurrados sobre os pilares.

Lançamento do tabuleiro:
Para evitar o abaixamento da frente do tabuleiro foi montado na frente o mastro com os estais para garantir a rigidez suficiente para a realização da atracagem nos pilares.

O tabuleiro foi montado por trechos. Após a realização de um trecho ele era empurrado em cima dos pilares com êmbolos. Essa etapa foi a mais crítica da construção. Esse processo foi integralmente monitorado por computadores. Foi necessário garantir um funcionamento coordenado de todos os êmbolos para (1) levantar o tabuleiro a fim de descolar ele dos pilares e (2) empurrar o tabuleiro evitando demais esforços nele.
Abaixo esta esquematizado o êmbolo usado para o empurramento do tabuleiro. Na primeira fase o êmbolo azul e o vermelho eram movimentados em sentido contrario para levantar o tabuleiro. O mais vez que o tabuleiro não estava mais em contato com os pilares (para evitar esforços horizontais nos pilares) ele era empurrado com os êmbolos azuis. Todo esse processo era realizado com monitoramento de computador que controlavam os deslocamentos e, com a ajuda de vários captores, registravam as tensões na estrutura.

Para garantir que o tabuleiro atracasse bem, foram montados trilhos na cabeça dos pilares a fim de direcionar o tabuleiro para uma boa atracagem. Os trilhos são mostrados na figura abaixo.


Nessa fase de lançamento o capacidade de deformação do aço foi muito importante porque o tabuleiro nessa fase teve que agüentar grandes deformações e esforços como pode ver-se na foto a seguir.


Os pilares vermelhos metálicos que podem ser observados nessa fotos foram pilares provisórios necessários para o lançamento do tabuleiro e para garantir a estabilidade dele até a montagem dos estais. Vê-se como foi já falado os dois mastros da frente norte e da frente sul do tabuleiro que foram montados sobre os tabuleiro e empurrados com o tabuleiro. Os outros mastros foram montados após a junção dos dois tabuleiros e amarrados nos pilares com cabos protendidos.

Montagem dos mastros: Os mastros foram pré-fabricados e montados direitamente em cima do tabuleiro com uma grua que pode observar-se na foto a seguir.


Em seguida eles foram engastados no tabuleiro e fixados nos pilares com cabos de aço para transmitir os esforços de tração devidos à dissimetria dos carregamentos.


Análise Crítica

Essa obra necessitou a elaboração de soluções construtivas novas. Uma industrialização importante dos processos como uma monitoração dos processos foram os dois pontos cruciais da construção dessa obra.
Através dessa obra foi demonstrado a competitividade do aço a frente do concreto e as grandes vantagens apresentados por esse material. Para garantir uma qualidade rigorosa do tabuleiro ele foi fabricado em usina com processos automatizados que permitiram regularidades nas características das peças realizadas e um ótimo controle na realização.
Os prazos a serem respeitados foram muito apertados nessa obra e a montagem em serie do tabuleiro com processos racionalizados permitiu atender a esses prazos como também o permitiu a racionalização na construção dos pilares.

(J. Le Guevellou)

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