Tecnologias aceleram construção de obras de arte

A construção de pontes e viadutos constitui uma tecnologia humana milenar, mas que está sempre em evolução devido à sua importância para se transpor obstáculos geográficos naturais e resolver problemas de fluxo em complexos viários urbanos. Para confirmar essa tendência, basta comparar os resquícios das rústicas pontes de madeira da Idade do Bronze com as gigantescas e sofisticadas estruturas metálicas contemporâneas, erigidas graças à aplicação de métodos construtivos avançados, como o extradorso, balanço sucessivo e sustentação por estais (ponte estaiada), entre outros. Viabilizar tais obras de engenharia, entretanto, envolve ainda uma série de dimensionamentos, entre os quais se encontra a aplicação de equipamentos de grande porte, como as treliças lançadeiras, bridgebuilders e outros, que serão mostrados nesta reportagem.

TRELIÇAS

A Rohr é uma das empresas nacionais fornecedoras dessas tecnologias. Segundo seu diretor operacional, Manuel Escaleira, a empresa oferece sete diferentes tipos de treliças lançadeiras ao mercado para atender operações em obras suspensas. “Algumas construtoras possuem suas próprias treliças, mas não são muitas, pois são equipamentos complexos e que dependem de expertise para a aplicação”, diz ele.

Sua avaliação se fundamenta na complexidade operacional desses equipamentos. A treliça lançadeira, como explica o diretor da Rohr, é um equipamento autopropelido e específico para o lançamento de vigas de concreto pré-moldado em obras suspensas. Segundo Escaleira, essa operação permite o projeto de vãos de até 45 m de extensão. Para isso, utilizam-se vigas pré-moldadas de até 120 t em trechos de obras curvos ou planos, com rampas máximas de 6%. “Essas são as maiores treliças já utilizadas no Brasil”, dimensiona o executivo, antes de detalhar a operação dos equipamentos. “As treliças andam sobre apoios metálicos transversais, como se fossem trilhos”, explica. “Sobre esses trilhos, posiciona-se uma espécie de carro dotado de um sistema de rolamento longitudinal. São esses ‘carros’ que posteriormente realizarão o movimento da viga.”

Para iniciar a operação da treliça, é preciso ter os pilares concretados em cada seção da ponte, de modo que a treliça possa avançar até encontrar o próximo apoio. “Assim, dizemos que a treliça sempre envolve três pontos de apoio no deslocamento. Ou seja: ela avança, em balanço, para alcançar o próximo vão e então se desloca sobre o vão do meio, deixando um apoio para trás”, diz Escaleira.

As vigas que serão lançadas são inicialmente içadas pela treliça. Para isso, é preciso montar um sistema logístico eficiente que posicione a viga para o içamento. “Para o içamento, as vigas já são fabricadas com furos nas duas extremidades, permitindo o encaixe do guincho de içamento existente na própria treliça”, explica o especialista. Depois de içada, a viga começa a ser deslocada dentro da treliça, seguindo exatamente o percurso que o equipamento traçou ao ser posicionado sobre os pilares. E isso sucessivamente, até o término da superestrutura da ponte ou viaduto.

DIMENSIONAMENTO

Mas a eficiência do processo de lançamento de vigas por treliças não depende somente do equipamento principal. O processo eficiente começa muito antes, ainda no pátio de fabricação de vigas, mostrando que a construção de estruturas suspensas exige – primeiramente – um planejamento meticuloso e afinado.

“A operação da treliça depende, geralmente, de dois equipamentos comuns: o fischietti e o pórtico sobre pneus, ou carrelone, como é conhecido”, explica Manuel Escaleira. Ambos, segundo ele, são equipamentos que executam a movimentação das vigas até posicioná-las para o içamento da treliça. O fischietti, segundo informações técnicas da Rohr, é um equipamento constituído de torre metálica com roletes, macacos hidráulicos e um braço metálico portante, que trabalha como uma viga-alavanca invertida. Para a movimentação transversal de vigas no canteiro de pré-moldados, esse equipamento é utilizado aos pares, cada um fixado em uma extremidade da viga. Eles então se deslocam sobre trilhos, com o auxílio de guinchos automáticos ou manuais, levando a viga até o eixo de pega da treliça ou, como é mais comum, até o ponto de estocagem de vigas do canteiro.

“Já o carrelone é um pórtico sobre pneus que também é utilizado aos pares para realizar a movimentação de vigas no pátio”, explica Marcos Cabeça, diretor da Cabezza Indústria de Máquinas. O executivo, responsável pela fabricação nacional desses equipamentos, conta que a solução pode ser adquirida com tração em duas ou quatro rodas. “No exterior, há modelos internacionais gigantescos, mas no Brasil fabricamos pórticos de 5 a 100 t, com propulsores capazes de vencer rampas de até 6% e com altura útil que vai de 5 a 15 m e largura de 5 a 25 m, dependendo do modelo”, diz ele.

Móvel, o carrelone se desloca à velocidade de 2 a 20 km por hora, dependendo do peso da peça transportada. Sua vantagem é a possibilidade de deslocamento em todos os sentidos, o que facilita o planejamento logístico do pátio de vigas. “Esse equipamento também pode transportar a viga até o ponto de içamento do guindaste ou da treliça dependendo da distância entre o pátio de pré-moldados e a frente da obra”, diz Marcos Cabeça.

Manuel Escaleira, da Rohr, explica que a utilização do carrelone pode ser combinada com a de carretas específicas para transporte de vigas, principalmente nos casos em que o pátio de vigas é distante da frente de obras. “A operação desses equipamentos mostra que o dimensionamento de um projeto de apoio à construção de pontes ou viadutos por treliça deve avaliar três fases”, diz ele. “A primeira é a definição do terreno onde ficará o canteiro de pré-moldado, estipulando as distâncias de transporte, áreas de armazenamento etc.”

Nessa etapa, é preciso inclusive avaliar o relevo do terreno, para aferir a viabilidade dos equipamentos de movimentação de peças que se pretende utilizar. “O segundo passo é justamente a definição dos equipamentos e, por fim, o dimensionamento dos berços de fabricação de vigas necessários”, complementa.

BRIDGEBUILDER

Dentre as diversas soluções construtivas disponíveis para a execução de pontes e viadutos, a de balanços sucessivos é adotada principalmente em construções com grandes vãos. A empresa norueguesa NRS AS tem atuado no desenvolvimento dessa tecnologia, tendo concebido um sistema de carro de avanço com nome autoexplicativo. Idealizado na década de 1970, o bridgebuilder (construtor de pontes) vem sendo continuamente aperfeiçoado ao longo dos anos, estimulado principalmente pelas severas condições geográficas da costa da Noruega, na Europa setentrional.

De acordo com a empresa nórdica, a relação de custo-benefício é uma das principais vantagens do sistema, que também se beneficia da troca de conhecimento entre a NRS AS com as várias construtoras que vem adotando a tecnologia em todo o mundo. De modo geral, o sistema destaca-se pela leveza, versatilidade e facilidade de montagem e operação. Por se movimentar sob trilhos, o equipamento também oferece o benefício da rapidez.

Segundo a companhia, o campo de utilização dessa tecnologia inclui construções livres de cantilever com vigas pós-tensionadas, além de pontes estaiadas de concreto. O método-padrão da NRS AS foi projetado para segmentos com comprimento médio de 5 m e capacidades de carga (concreto e fôrma) variando de 100 t a 600 t. O peso do aço depende da seção transversal da ponte, mas normalmente situa-se entre 25 t e 110 t. Projetado com padrões internacionais de qualidade, o sistema proporciona uma deflexão máxima de menos de 25 mm, em plena carga.

O bridgebuilder padrão também pode ser adaptado para acompanhar quase todo tipo de seção e inclusive ser ajustado durante a operação, atendendo diferentes variações de comprimento de segmento (até 5 m), altura de seção, espessura de teia e largura de deque. Para segmentos com comprimento superior a 5 m e em outras condições, diz a NRS AS, o bridgebuilder pode ser encomendado e produzido sob medida.

Uma vez estruturado, o bridgebuilder é lançado na mesma posição para cada novo segmento. Nas etapas subsequentes, a fôrma externa é nivelada e fixada, a viga inferior e as teias são reforçadas e a fôrma externa é empurrada. Após esse procedimento, a fôrma interna é empurrada e a viga superior é reforçada. Encerrados esses passos, ocorre a concretagem da viga inferior e das teias. Após um curto intervalo, a viga superior pode ser concretada, permitindo o assentamento do concreto nas teias. Opcionalmente, a concretagem pode ser feita no dia seguinte.

Após uma cura adequada, pode ser feito o pós-tensionamento, sendo em seguida descartadas as fôrmas e o bridgebuilder lançado para um novo segmento. Na maioria dos casos, um ciclo de trabalho demanda uma semana, mas há exemplos de ciclos com até quatro ou cinco dias, de acordo com a NRS AS.

Exemplos pelo mundo

São vários os exemplos de pontes construídas com a tecnologia norueguesa de bridgebuilder, sendo um deles exatamente no país escandinavo. Localizada em Austevoll, a ponte de Stolmasundet possui um vão principal de 301 m, largura de 12 m e capacidade de carga de 160 t. Em sua edificação com o método de balanço sucessivo, o tempo de ciclo foi de dois segmentos por semana, considerando que foi construída em duas frentes de obra.

Em Portugal, a Ponte da Régua (foto) oferece outro exemplo. Com capacidade de carga de 600 t, a estrutura no país ibérico tem vão principal de 180 m e largura máxima de 25,7 m. Nesse caso, os segmentos tiveram um comprimento máximo de 5 m. Já a ponte sobre o rio Columbia, nos Estados Unidos, apresenta capacidade de carga de 360 t e vão principal de 170 m.