Ponte suspensa

Uma ponte pênsil é uma estrutura metálica cujo tabuleiro é fixado por meio de hastes de suspensão verticais a uma série de cabos ou correntes flexíveis cujas extremidades são conectadas aos encostos nas margens. Ao contrário de todas as outras pontes, as pontes suspensas exercem tração horizontal em seu fulcro.

As primeiras formas de ponte suspensa apareceu na China no I st século AD. J.-C.

James Finley é considerado o primeiro projetista e construtor de pontes suspensas modernas que consistem em uma suspensão por cabos principais apoiados nas cabeças dos postes, ancorados em leitos em suas extremidades e sustentando as cargas de um tabuleiro rígido por meio de ganchos. descrito em uma patente registrada em 1808 .

A estrutura de uma ponte suspensa permite ter vãos importantes mas, por outro lado, apresenta alguns inconvenientes.

Desvantagens

Deformações devido à flexibilidade da estrutura

As disposições técnicas dessas estruturas, inicialmente leves e bastante móveis, evoluíram para estruturas de deformação comparáveis (embora maiores) às de pontes rígidas. No início, o tabuleiro não tinha rigidez inerente e sofria todos os movimentos do cabo (que eram muito importantes) para a passagem de sobrecargas e vento. Posteriormente, esses movimentos foram reduzidos pela utilização de cabos de sustentação presos diretamente aos postes, que imobilizaram o tabuleiro em seu ponto de fixação. Por fim, o tabuleiro foi tornado rígido (utilização de uma viga de rigidez), o que, ao distribuir a ação das sobrecargas por todos os suspensores, garantiu a estabilidade estrutural.

Outras desvantagens

Requer a presença de blocos de ancoragem imponentes e pesados, essenciais para reter as consideráveis forças exercidas, que o ligam funcionalmente à geologia do solo que o suportará. No entanto, existem pontes suspensas auto-ancoradas : a componente horizontal da força de tracção no cabo de suspensão é absorvida pela compressão do tabuleiro, a recuperação da componente vertical implica a ligação do tabuleiro a um contrapeso que permite o seu equilíbrio.
A estabilidade aerodinâmica do convés mal estudado pode causar seu colapso: a Ponte do Estreito de Tacoma foi inaugurada em1 ° de julho de 1940 mas colapsou o 7 de novembro de 1940 sob o efeito de um vento de apenas 60 km / h.
leva algum tempo para trocar os cabos, pois é necessário colocar o novo cabo, transferir as cargas do deck para o novo cabo colocando novos suspensores e, quando a transferência terminar, retirar o cabo antigo. Para as obras da ponte, leva cerca de dois meses e o tráfego deve ser interrompido ou limitado.
Monitoramento de fenômenos de corrosão sob tensão em cabos de sustentação, principalmente em pontes antigas.

História

Nas civilizações chinesa, inca e africana, a ponte pênsil foi desde muito cedo um meio de travessia tradicional, principalmente nas regiões montanhosas onde se apresentava a dificuldade dos desfiladeiros de atravessar. Assim, estima-se que havia mais de 200 pontes suspensas entre os Incas no XVI th século, para a chegada dos espanhóis, os pilares da extensa rede de caminhos do Império Indiano. Eles comumente atingiam 50 metros de comprimento, provavelmente mais, mais longos do que qualquer arco de alvenaria europeu da época. Só o aspecto da ponte com estrutura metálica permitirá ultrapassar esta distância de travessia sem pilar intermédio. Embora os incas fossem a única civilização nativa americana a desenvolver tais pontes suspensas, elas existiam em outras civilizações nas regiões montanhosas do mundo, no Himalaia e na China antiga. Ele já estava na China pontes suspensas com correntes de aço III ª século BC. AD . Os tibetanos construíram pontes em cadeia já no século VI dC.

No entanto, essas pontes antigas eram na maioria das vezes compostas por cipós , e sobre elas colocado um tabuleiro de madeira, permitindo a passagem de uma carga modesta com uma estrutura de ponte leve conferindo a essas pontes uma estrutura de pontes catenárias , também chamadas de pontes .

Já em 1595, as representações de uma ponte cujo tabuleiro é suspenso por correntes, cujo desenho se aproxima de uma ponte estaiada , aparecem na Machinae Novae (Veneza, 1595) de Fausto Veranzio .

A história afirma, no entanto, que foi na América que nasceu a moderna ponte suspensa. Um juiz, James Finley , a ideia de uma ponte pênsil com correntes em ferro forjado . A ponte Jacob's Creek foi concluída em 1802 , no oeste da Pensilvânia . James Finley, diante do sucesso desta fórmula que permite uma ponte barata e fácil de construir, depositou uma patente em 1808. Uma primeira geração de pontes vê a luz do dia a partir de 1810 . O alcance é entre 15 e 50 metros no máximo. Mas o uso de pontes revela um problema de oscilação : a ponte ressoa facilmente e a pressão exercida sobre as correntes faz com que elas cedam. Na realidade, o know-how americano em engenharia e na qualidade do ferro forjado é muito baixo. O desenvolvimento de pontes é limitado em tamanho e carga. Muitos acidentes interrompem o sucesso nascente da ponte pênsil.

A técnica, então, cruzará o Atlântico, para encontrar novos adeptos entre os britânicos , que têm uma grande liderança na metalurgia . Em 1816, o oficial da Marinha Real Samuel Brown (1776-1852) imaginou substituir os cabos do navio por correntes de ferro. A empresa por ele fundada, a Brown Lenox & Co Ltd , fornecerá todos os canais da Royal Navy até 1916, e executará as cordas para o SS Great Eastern do Isambard Kingdom Brunel , imortalizado pelo fotógrafo Robert Howlett . A partir dessa aplicação do ferro, surgem na Inglaterra um grande número de pesquisas e experimentos sobre a resistência e tração do ferro e suas várias qualidades. As correntes são consideravelmente melhoradas. Como resultado, as pontes suspensas tornam-se muito ambiciosas. As primeiras pontes britânicas foram construídas por volta de 1815 e as dimensões continuaram a crescer. Brown patenteou a fabricação de correntes em 1816 e elos de ferro forjado patenteados para uma ponte pênsil em 1817. Ele construiu várias pontes ( Union Bridge (Tweed) (em) , 1820) que foram aprovadas por John Rennie e Thomas Telford. Em 1826 , o famoso engenheiro Thomas Telford construiu a Menai Suspension Bridge (Menai Bridge) , com vão de 125 metros, que permite a passagem de veleiros. Era então a maior ponte do mundo, a maioria das pontes da época tendo entre 70 e 100 metros de vão. A ponte pênsil é a única maneira de chegar a esses comprimentos e se torna um monumento à glória do progresso, em meio à revolução industrial europeia.

É justamente o boom europeu desta última que exporta a ponte pênsil para o continente. Na França , a tecnologia é conhecida por meio das façanhas britânicas relatadas nos jornais. Uma missão para estudar Ponts et Chaussées foi realizada em 1821 , mas não teve sucesso. O território contém um dos rios mais difíceis de atravessar na época: o Ródano . Existem muito poucas pontes: 3, incluindo uma quebrada (a ponte de Avignon ) entre Lyon e o estuário. Na verdade, o rio é largo, muito poderoso e não sofre uma queda notável em seu fluxo, pois está derretendo. Sem uma estação "seca", é impossível construir estacas de acordo com o método comprovado. A empresa Jules Seguin ( Annonay , Ardèche ), dirigida por Jules e Marc Seguin , propôs então um projeto inovador em 1822 : a ponte pênsil de Tournon . A empresa percebeu rapidamente que uma ponte suspensa clássica era impossível na França por causa da má qualidade das correntes. Em seguida, tentamos substituí-los por feixes de fios de ferro . É o nascimento do cabo. Após vários testes e uma recusa dos Ponts et Chaussées, o projeto foi finalmente aceito.

Nesse ínterim, uma ponte suspensa, a primeira construída na França por volta de 1824, foi construída em Passy, perto de Paris, por iniciativa de Benjamin Delessert . No entanto, tratava-se apenas de uma ponte pedonal com 1,20 metros de largura e 52 metros de comprimento.

À inovação dos cabos soma-se o uso de concreto hidráulico para as fundações, concreto armado (25 anos antes das primeiras patentes) para as superestruturas e estruturas de reforço para enrijecer o tabuleiro de madeira. A ponte pênsil assumiu sua forma moderna.

Em 1823, o passadiço Saint-Antoine foi construído em Genebra , em seguida, em 1832 em Fribourg a grande ponte de suspensão, cujo fio de cabos desenhadas em 87 quilos de ruptura, e utilizou-se 27 kg (fios paralelos) tornam possível atingir 273 metros de alcance. Muitas pontes leves são assim construídas: Bercy e Constantine em Paris (101 metros), Gray , Châteaulin , La Roche-Bernard ... mas essas estruturas eram muito móveis e as cargas de tráfego tinham que ser limitadas. Eles sofreram um eclipse na França até o momento em que a criação da viga de rigidez possibilitou a realização de obras com uma resistência comparável à das pontes-quadro.

Em 1832, Henri Navier estabeleceu as primeiras regras para o cálculo de pontes suspensas.

De acordo com uma primeira contagem, cerca de 400 pontes foram construídas durante o XIX th século , quase todos entre 1825 e 1850 . Muitas vezes, essas conquistas ainda existem.

No entanto, em Toulouse , a ponte pênsil Saint-Pierre ruiu durante a enchente da década de 1870, depois que uma das colunas de ferro fundido cedeu.

Tipologia de pontes suspensas

De acordo com a forma

As pontes suspensas vêm em três formas, dependendo se a extensão da borda está suspensa ou não:

Pontes de vão único suspenso com cabo de ancoragem direto na costa (vão de costa, se houver, atravessado por pórticos), dando vãos de costa reduzidos;

Pontes com três vãos suspensos ( vãos central e banco), forma normal da ponte pênsil que deve ser uma estrutura de grande vão, portanto com grande vão de margem e que também deve ser suspensa.

Formas com uma ou outra disposição de arestas, mas com vãos múltiplos correspondendo a pontes muito longas, ou que permitam apoios intermediários fáceis,

De acordo com a rigidez

Nós distinguimos:

Pontes suspensas flexíveis, suportadas por cabos ou correntes perfeitamente flexíveis;
Pontes suspensas rígidas onde o cabo flexível é substituído por duas vigas articuladas rígidas, cada uma com um abutment, e também unidas entre si por uma articulação colocada no meio do vão.

Componentes de uma ponte pênsil

As peças que compõem uma ponte pênsil são:

O avental que sustenta a estrada;
Os ganchos , hastes verticais que conectam o convés aos cabos de suporte;
As amarras ou cabos Suportes que suportam as cargas transmitidas pelas linhas;
Cabos de equilíbrio, que garantem o equilíbrio no caso de uma ponte flexível com vários vãos;
Cabos de ancoragem (somente em alguns casos), que conectam os cabos de retenção ao bloco de ancoragem;
Os postes sobre os quais os cabos repousam;
As selas ou selas, peças especiais colocadas no topo dos postes, e que servem para fixar ou apoiar os cabos nestes locais;
Camas de âncora.

Indicadores que caracterizam uma ponte pênsil

Dois indicadores caracterizam uma ponte suspensa:

o seu vão , que é igual ao seu comprimento L, no caso de ponte pênsil de vão único, sem vão de bordo.
sua seta (f), que é a distância entre o meio da corda que une os topos dos dois postes e o meio do cabo de retenção (ou cabo transportador).

Para pontes de pequeno e médio vão, geralmente temos a seguinte relação entre esses dois indicadores:

f = {\ frac {L} {9}}

As maiores pontes suspensas

As pontes suspensas são geralmente classificadas de acordo com o vão principal, nomeadamente o comprimento do vão principal (maior distância entre postes).

Os dez maiores vãos das pontes suspensas

Link	Sobrenome	Alcance ppale (m)	Comprimento (m)	Terminando em	Localização	País
1	Ponte do estreito de Akashi	1991	+03 911, ( )	1998	Ilha Kobe / Awaji ( Hyōgo ) 34 ° 37 ′ 00 ″ N, 135 ° 01 ′ 18 ″ E	Japão
2	Ponte Xihoumen	1650	+05 452,	2009	Ilha Jintang / Ilha Cezi ( Zhejiang ) 30 ° 03 ′ 42 ″ N, 121 ° 54 ′ 23 ″ E	China
3	Ponte do Grande Cinturão Oriental	1624	+06.790,	1998	Korsør / Sprogø ( Sjælland ) 55 ° 20 ′ 31 ″ N, 11 ° 02 ′ 08 ″ E	Dinamarca
4	Ponte Yi Sun-sin	1545	+02.260,	2012	Gwangyang ( Jeollanam ) 34 ° 54 ′ 21,4 ″ N, 127 ° 42 ′ 18,1 ″ E	Coreia do Sul
5	Ponte Runyang	1490	+07.210,	2005	Yangzhou / Zhenjiang ( Jiangsu ) 32 ° 12 ′ 28 ″ N, 119 ° 21 ′ 47 ″ E	China
6	Quarta Ponte de Nanjing	1418	+05.437,	2012	Nanjing ( Jiangsu ) 32 ° 10 ′ 39,9 ″ N, 118 ° 56 ′ 24,5 ″ E	China
7	Humber Bridge	1410	+02.220,	Mil novecentos e oitenta e um	Hessle / Barton-sur-Humber ( Yorkshire e Humber ) 53 ° 42 ′ 30 ″ N, 0 ° 27 ′ 01 ″ W	Reino Unido
8	Ponte Jiangyin	1385	+03.071,	1999	Jiangyin / Jingjiang ( Jiangsu ) 31 ° 56 ′ 44 ″ N, 120 ° 16 ′ 10 ″ E	China
9	Ponte Tsing Ma	1377	+03.523,	1997	Ilha Tsing Yi / Ilha Ma Wan 22 ° 21 ′ 05 ″ N, 114 ° 04 ′ 27 ″ E	Hong Kong
10	Ponte Verrazano-Narrows	1298	+04.175,	1964	Nova York ( Estado de Nova York ) 40 ° 36 ′ 22 ″ N, 74 ° 02 ′ 45 ″ W	Estados Unidos

Notas e referências

Notas

O valor dado considera apenas a parte suspensa, vão central (es) e vão (s) de borda (s), os viadutos de acesso não são contabilizados.

Referências

em The New York Times , Science & Technology, "With Bridges of Fiber Cable, the Inca Leapt Canyons", sábado, 19 de maio de 2007
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Veja também

Bibliografia

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