Engenharia civil

Construção de pontes: sistemas estruturais fundamentais

Estima-se que as primeiras pontes e estradas foram construídas na antiguidade pelos romanos. Estes possuíam conhecimentos tecnológicos avançados para a época e se destacavam pelas construções em grande escala, percorrendo todo o continente europeu, além do Oriente Próximo e o Norte da África. 

Nas Américas, o Império Inca também foi um grande construtor de estradas, chegando a desenvolver aproximadamente 40 mil km ao longo do litoral e das cordilheiras. No entanto, muito antes desse tipo de obra ter início, a humanidade já desenvolvia estruturas similares a pontes a partir de elementos encontrados na própria natureza, como troncos de árvores, rochas e fibras naturais. 

A partir de então, foram desenvolvidos quatro sistemas estruturais fundamentais que inspiraram a posterior construção das pontes propriamente ditas.

Sistemas estruturais fundamentais

De acordo com o livro Pontes, de Ricardo Valeriano, publicado neste ano pela Oficina de Textos, são quatro os sistemas estruturais fundamentais na construção de pontes desde a antiguidade: biapoiado, balanço, arco e pênsil. Diversas variações desses formatos foram desenvolvidas ao longo do tempo, como os modelos treliçados e em viga, por exemplo. 

Figura demonstrando os sistemas estruturais fundamentais de pontes
Figuras presentes no livro Pontes/Todos os direitos reservados

Este artigo aborda em detalhes cada um desses sistemas fundamentais. Confira:

Biapoiado

Este é o sistema mais comumente utilizado desde a antiguidade, e consiste em construções em pedra limitadas a poucos metros de vão. Isso ocorre porque os materiais utilizados possuíam baixa resistência à flexão. 

Obras desse tipo eram comuns nas civilizações antigas do Egito e das Américas, sobretudo das sociedades maia, inca e asteca. Outros modelos de pontes elaboradas em sistemas de vigas eram, de modo geral, feitos de madeira, o que não permitiu a conservação através do tempo. 

O modelo biapoiado é um dos sistemas estruturais fundamentais utilizados na construção de pontes desde a pré-história
Ponte pré-histórica Tarr Steps
em placas de pedras biapoiadas/Stefan Kühn (CC BY-SA 3.0,
https://w.wiki/Le2).

Balanço

Esse sistema estrutural fundamental é construído a partir de balanços independentes fixos nas extremidades e que se unem no centro do vão. Assim como diversos casos do sistema biapoiado, a maior parte das pontes em balanço foram construídas em madeira e, por este motivo, são raros os exemplares que permaneceram com o tempo.

Segundo Valeriano em Pontes, muitas vezes, as pontes construídas no sistema de balanço aparentam aspecto de arco, mas é importante observar que as superfícies de contato entre as peças que compõem a ponte não apresentam o comportamento de arco, sendo fixadas sempre na horizontal. 

A construção da Ponte de César se baseou no sistema estrutural fundamental em balanço
Ponte de César sobre o Reno/Lo Scaligero (https://w.wiki/LeA)

Arco

A construção das primeiras estruturas em arco é atribuída aos etruscos, no entanto esta se deu de forma sistemática no ocidente somente na civilização romana. Muitas pontes desenvolvidas por esse povo ainda podem ser encontradas praticamente intactas na Europa

Embora se apresentem de modo semelhante, a estrutura em arco e a estrutura em balanço são diferentes. Nas pontes em arco, as superfícies de contato dos blocos de pedra são dispostas em sentido radial, permitindo a resistência das cargas, fundamentalmente, por compressão. 

A técnica construtiva em ambos os sistemas também é diferente: no caso das construções em balanço, segundo Valeriano, “os consoles são posicionados gradualmente a partir dos extremos, sendo o conjunto estável durante todo o processo construtivo, mesmo sem escoramento”. Já no arco, é somente após o posicionamento das pedras de fecho, com as aduelas ajustadas com escoramento, é que o conjunto adquire estabilidade.

A Ponte Zhazhou utiliza o modelo em arco, um dos sistemas estruturais fundamentais da construção de pontes
Ponte Zhaozhou, na China/Zhao 1974 (https://w.wiki/Lei)

Pênsil

Desde a Antiguidade o sistema de cabos suspensos é utilizado de maneira intuitiva. Esse modelo de estrutura é bem mais flexível que os formatos apresentados anteriormente, o que permite que estas apresentem oscilações laterais com a passagem de cargas e até mesmo com a ação do vento. 

Nos primórdios, era comum que esse tipo de construção fosse realizado a partir do uso de fibras naturais, possibilitando apenas a travessia de pessoas e animais leves. Foi somente após a adoção dos cabos de aço e das cordoalhas que foi possível transportar cargas representativas, com a natural evolução para o tabuleiro retificado suspenso em cabo pênsil

Outro exemplo entre os sistemas estruturais fundamentais é o modelo de ponte pênsil
Figura presente no livro Pontes/Todos os direitos reservados

Pontes é lançamento na livraria técnica Ofitexto

Os diversos tipos de sistemas estruturais fundamentais para a construção de pontes são apresentados de forma detalhada e exemplificados por meio de ilustrações e fotografias coloridas e de qualidade no mais novo livro de Ricardo Valeriano, que leva o nome de Pontes

Este, editado pela Oficina de Textos, tem o objetivo de tratar, de maneira inédita para os estudantes e profissionais da engenharia civil, dos componentes, materiais e dimensionamento desse elemento tão importante e essencial para o dia a dia nas cidades. 

Capa do livro Pontes, de Ricardo Valeriano, publicado pela Oficina de Textos

O livro aborda os elementos fundamentais da composição das pontes, bem como o comportamento das estruturas que as formam. Rico em detalhes, Pontes traz uma série de fórmulas e tabelas para o cálculo de tensões e solicitações. 

A obra de Valeriano está disponível para compra na livraria técnica da Ofitexto

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