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Autor> Eng. Luiz Antonio Naresi Júnior
Data: 25/08/2018
Técnica para macaquear e elevar tabuleiros de viadutos e tabuleiro de viadutos e pontes utiliza conjunto de macacos e bombas hidráulicas
Macaqueamento de estrutura:
Exemplo pratico:
Suponha que você tenha um viaduto ferroviário constituído de :
Vão 25,00 metros de comprimento, 4,00 metros de largura e vão livre de 20,00 m.
Sua infraestrutura é do tipo fundação direta executada em baldrame de pedra argamassada que recebe os carregamentos dos encontros executados em pedras de cantarias.
A superestrutura da ponte é formada por duas vigas longarinas e uma laje, ambos os elementos executados em concreto armado formando uma seção em formato de “π” também chamada de duplo "T”.
Vamos supor que tenhamos de macaquear esta estrutura para melhorar a área de escoamento do fluxo de água que passa por baixo do viaduto aumentado e alteando sua estrutura cerca de 40,00 cm.
É realizar a movimentação da estrutura para que ela retorne ao nível e prumo ou que mude de um nível para outro, e seja promovida a partir do seu macaqueamento a recuperação ou substituição de estruturas de fundação.
O trabalho envolve inúmeros aspectos técnicos de forma a controlar os movimentos de todo o conjunto sem entretanto provocar esforços ponto de ocasionar rompimentos ou fissuramentos da estrutura.
1) OBJETIVO:
O macaqueamento utilizado para elevar e altear viadutos e pontes é utilizado para corrigir ou readequar a altura do gabarito da estrutura da obra de arte especial de um nível inferior para um nível superior ou vice versa, sem provocar grandes alterações na estrutura. Para o procedimento de elevação do nível do tabuleiro, são utilizados um ou mais macacos hidráulicos, ligados a uma bomba de injeção elétrica ou manual, onde os macacos hidráulicos individuais são encaixados nos apoio dos vãos já existentes ou sob as vigas apoiadas nos consoles e anteparos ou andaimes provisórios que são preparados e fixados especialmente para o macaqueamento da estrutura. A ação do conjunto de macacos é lenta e cuidadosa para evitar que durante o macaqueamento quando a bomba de hidráulica for acionada para ativar os pistões dos macacos hidráulicos durante o macaqueamento da estrutura não cause dano a mesma.
Vista de um conjunto de macacos hidráulicos - 7 macacos ligados em serie ligados a uma unica central de bombeamento apoiado em consoles de concreto armado para a finalidade de torca de aparelho de apoio.
2) Quais os principais casos que são utilizados o macaqueamento de tabuleiro :
2.1) Para reforço ou restauro de aparelhos de apoio das estruturas;
2.2) Para elevar a cota a fim de permitir a passagem de veículos com novos gabarito seja eles rodoviários ou ferroviários, mais altos
2.3) Para colocar uma estrutura já existente no mesmo nível de uma nova obra.
3) Procedimentos básicos para alteamento de uma ponte ou viaduto :
3.1) Projeto e preparação
Uma análise preliminar e estudo da estrutura para entendimento do comportamento da mesma é importante para que se possa entender o propósito do alteamento da estrutura, podendo ser necessário realizar diversos procedimentos além do macaqueamento propriamente dito. A restauração da estrutura e dos aparelhos de apoio demandam reforços que podem ser feitos com uma série de técnicas e elementos, como aplicação de argamassa polimerica, reforço com tela metálica seguida de aplicação de concreto projetado, aplicação de fibra de carbono. Quando a finalidade é simplesmente elevar a cota para permitir a passagem de veículos ou locomotivas por baixo do viaduto os reforços estruturais podem ser dispensados. Para que seja possível o alteamento da estrutura, as juntas de dilatação do tabuleiro devem ser soltas e, seus vãos bem limpos com sopradores de alta pressão.
3.2) Instalação dos macacos hidráulicos
Instalação de macacos hidráulicos e prolongadores metálicos para os macacos.
Os macacos hidráulicos usados para alteamento têm alta capacidade para levantar cargas verticais e devem permitir a sincronização de sua operação por meio de um sistema de controle do conjunto macaco e bomba de protensão. Os viadutos mais antigos, em geral, não possuem acomodações para operações de macaqueamento, os conhecidos consoles, que são estrutura auxiliares que servem de apoios adicionais para apoio aos macacos de protensão para servir de base para a colocação desses macacos hidráulicos para que seja possível a protensão. Nesses casos, são instalados consoles, peças fixadas normalmente com parafusos à estrutura do tabuleiro, ou executados estruturas externas feitas de andaimes tubulares metálicos calculados provisoriamente para a finalidade de suportarem a carga do tabuleiro até a elevação do mesmo durante sua elevação sem que haja recalque diferencial, para que após sua elevação o calço definitivo seja instalado . Nos viadutos mais recentes, costumam existir espaços reforçados com armadura para a ação dos macacos. O posicionamento e quantidade deles são definidos geralmente em projeto.
3.3). Elevação:
O alteamento de tabuleiros pode, muitas vezes, passar de 1,5 m de elevação. Os macacos atuam em conjunto, sincronizadamente. Em geral, cada conjunto eleva o tabuleiro em alguns poucos centímetros por etapa. O vão originado pela elevação é preenchido com apoios metálicos previamente dimensionados para sustentação da estrutura a medida que a cada curso do embolo do pistão do macaco hidráulico termina ele é recolhido e um novo calço metálico e feito para que o mesmo macaco hidráulico seja apoiado e a operação novamente seja realizada.
3.4) Controle:
A elevação deve ser monitorada por um sistema de controle topográfico de preferencia por um engenheiro civil especializado em fundação com conhecimento geotécnico. É importante que se tenha muito cuidado e critérios e acompanhamento visual caso ocorram formação de trincas, fissuras ou até mesmo rachaduras, e com todas as transformações que estão ocorrendo ao redor do tabuleiro a ser elevado em função da elevação da movimentação vertical, pode ser gerada uma torção na estrutura e até mesmo ocorrer a perda de óleo hidráulico em um dos macacos e como consequência a perda da capacidade da carga auto portante durante o procedimento de içamento da estrutura, tendendo a relaxar a pressão manométrica interna no cilindro do macaco hidráulico tendendo a ceder no ponto em que houve a falha, podendo causar fissuras, rachaduras, esmagamento, trincas e até mesmo em casos extremos, o colapso da estrutura.
Controle topográfico, a régua ou relógio comparador
3.5) Sustentação da elevação:
Durante o alteamento, é preciso sustentar o tabuleiro para que ele se mantenha na altura em que está sendo elevado. As características dos calços e do apoio definitivo depois da elevação são determinadas por cálculos.
3.6) Há duas técnicas principais para apoiar o tabuleiro:
3.6.1) Calços provisórios
Podem ser usados calços provisórios, como perfis metálicos, e até chapas de madeira resistente, para sustentar a elevação. Quando se atinge a cota desejada, entra-se com um bloco de concreto - moldado com a mesma seção do pilar preexistente, para formar a continuidade desse pilar. O tabuleiro é, finalmente, apoiado sobre o novo pilar.
Vemos nesta foto 3 macacos hidráulicos acoplados a uma unica bomba hidráulica de acionamento elétrico, a medida que o tabuleiro vai subindo e colocado individualmente os calços metálicos de aço especial, um sobre o outro,e quando o curso do macaco chega ao fim, o viaduto esta calçado, recolhemos o embolo do macaco, colocamos o calço por sobre o macaco hidráulico e repetimos a operação.
3.6.2) Calços definitivos:
Pode-se, também, utilizar calços definitivos no alteamento. Nesse caso, são fixadas chapas metálicas maciças, uma sobre a outra, com soldas. Depois, elas são envolvidas com uma armadura e recebem uma camada de concreto (graute).
3.7) Nivelamento do viaduto com a pista:
As extremidades do viaduto, onde há o encontro com a pista, também precisam ter a cota elevada para haver nivelamento com a via preexistente - ainda que as alças e encontros não exijam uma elevação tão alta quanto a dos trechos centrais do tabuleiro. O mais comum, nos encontros, é a execução de um aterro de aproximação. Para o nivelamento, então, são removidas as camadas de pavimentação para elevação do aterro de aproximação. Na sequência, há recompactação das camadas de base e, por fim, há repavimentação com asfalto ou concreto.
Este vídeo é uma síntese do reaprumo do Edifício Núncio Malzoni, feito com a utilização de macaqueamento.
Vídeo do YouTube
Luiz Antonio Naresi Júnior é engenheiro civil com ênfase na área de Saneamento, possui pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho, Analista Ambiental pela UFJF (Universidade Federal de Juiz de Fora), e em Engenharia Geotécnica pela UNICID (Universidade Cidade de São Paulo). É especialista em obras de Fundação Profunda, Contenções de Encosta, Obras de Artes Especiais, Projetos de Contenção, Infraestrutura Ferroviária e Rodoviária. Atualmente é sócio da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), diretor do Clube de Engenharia de Juiz deFora (MG) desde 2005, participa como voluntario pela ABMS como apoio a defesa civil de Belo Horizonte, Professor da Escalla Cursos para Mestre de Obras (CEJF / CREA/MG), consultor de fundação pesada e geotecnia, comercial e assessor da diretoria da Empresa ProgeoEngenharia Ltda .
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