Estudo e análise de uma ponte de arame um caso de reabilitação

212 Pages·2006·11.15 MB·Portuguese

ESTUDO E ANÁLISE DE UMA PONTE DE ARAME:
UM CASO DE REABILITAÇÃO

LUÍS FILIPE BARBOSA MIRANDA

Dissertação apresentada à Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
para obtenção do grau de Mestre em Reabilitação do Património Edificado,
realizada sob a supervisão dos Professores, João Miranda Guedes, do Departamento de
Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, e Aníbal Costa, da
Secção Autónoma de Engenharia Civil da Universidade de Aveiro.
Janeiro de 2006

Aos meus pais

RESUMO
A presente dissertação tem por objectivo dar a conhecer o estudo de base do projecto
de reabilitação de uma ponte suspensa, existente e em avançado estado de degradação,
sobre o rio Tâmega, entre as freguesias de Rebordelo (concelho de Amarante) e Arnóia
(concelho de Celorico de Basto). Foi desenvolvida ao abrigo de um protocolo estabelecido
entre a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), por intermédio do
Núcleo de Conservação e Reabilitação de Edifícios e Património (NCREP), e a Associação
de Municípios do Baixo Tâmega (AMBT).
A ponte apresenta uma tipologia simples: um piso de madeira apoiado em barrotes,
também de madeira, pendurados por arames em cabos metálicos amarrados nas encostas
das margens do rio. Esta tipologia foi adoptada na construção de diversas obras de arte,
sobretudo durante os séculos XIX e XX, nomeadamente em países como os Estados
Unidos da América, França e Suiça. Em Portugal, teve-se conhecimento de 11 pontes de
arame, todas situadas no Norte do País. Pelas características dos materiais que as
constituem, são estruturas particularmente sensíveis à acção dos agentes atmosféricos, pelo
que na ausência de uma manutenção adequada a sua degradação evolui rapidamente,
pondo em causa a segurança de pessoas e bens.
Para se proceder à reabilitação da “Ponte de Arame”, nome pelo qual a estrutura é
conhecida na região, efectuou-se um estudo aprofundado que envolveu a elaboração de
uma síntese histórica e de um conjunto de inspecções que permitiram perceber quais as
principais patologias que a afectavam. Esta fase preliminar é fundamental na elaboração de
qualquer projecto. Foram em seguida efectuados testes laboratoriais que incluíram ensaios
de tracção e observações microscópicas para a determinação das características dos arames
utilizados na construção da ponte. A madeira foi apenas alvo da determinação da sua
massa volúmica, depois de se ter identificado a sua espécie, o eucalipto. Foram ainda
efectuados ensaios dinâmicos in situ que permitiram a identificação das frequências
fundamentais da ponte. Todos estes ensaios contaram com a contribuição de especialistas
das respectivas áreas.
A estrutura foi modelada num programa de cálculo automático. Verificou-se que não
apresentava capacidade resistente às solicitações regulamentares pelo que se propôs o seu
reforço. Esta operação passou pela inclusão de cabos de alta resistência paralelamente aos
existentes e pela substituição do pavimento por outro semelhante mas utilizando uma
madeira com maior durabilidade natural, o IPE. A solução de reforço previu ainda a
inclusão de um sistema de tirantes com a finalidade de melhorar o comportamento
dinâmico da estrutura.
ABSTRACT
This work aims to study the behaviour and suggest a rehabilitation/strengthening
procedure to implement on a wire suspended bridge that crosses the River Tâmega and
links two small villages on the North of Portugal: Rebordelo (municipal of Amarante) and
Arnóia (municipal of Celorico de Basto). The bridge demands urgent intervention
measures.
The bridge consists of a wooden deck supported by wooden beams suspended by
wires to wire cables anchored directly in the rock. This system had a large use at the
beginning of the XIX and XX century, especially in countries like the USA, France and
Switzerland. A short investigation identified 11 wire bridges in the North of Portugal using
the same constructive system. However since these structures are made with materials that
are quite vulnerable to the atmospheric agents and are not correctly preserved in most cases
they present a low security level.
The intervention process involved inspections as well as a large experimental
campaign for the characterization of the materials to identify the structure. These studies
were carried out with the contribution of different specialists in the mechanical and
metallurgical fields.
The bridge safety conditions were analysed using a structural numerical software.
The results confirmed the inability of the bridge to sustain the design loads and enforced
the study of a reinforcing procedure using high strength cables and a new deck using a
higher resistance wood, the IPE. The dynamic behaviour was also improved with the
inclusion of horizontal ties to increase the frequencies of the transversal vibration modes.
As a final global objective, this work aims contributing to increase the value and
significance of built heritage, highlighting the importance of a good knowledge of the
materials and their preservation conditions, and of its structural behaviour, to support a
sustainable intervention.

AGRADECIMENTOS
Terminada esta caminhada de dois anos, guardarei para sempre na minha memória
todos aqueles que influenciaram os meus pensamentos e decisões e com os quais pude
partilhar algumas ideias.
(cid:190) Ao Professor João Miranda Guedes, por ter perdido tempo com discussões e
explicações com um mero recém-licenciado. De facto a sua grandeza está na
simplicidade. Obrigado pelos constantes incentivos, paciência, e genuína
amizade sem as quais não teria chegado ao termo deste trabalho.
(cid:190) Ao Professor Aníbal Costa por ter acreditado que eu era capaz de levar a bom
porto este trabalho, pelo apoio e interesse contínuo, pela preocupação para
que nada faltasse no desenvolvimento desta dissertação e, acima de tudo, pela
sua amizade.
(cid:190) À Associação de Municípios do Baixo Tâmega e ao Gabinete de Apoio
Técnico do Baixo Tâmega, por ter criado condições para o desenvolvimento
deste trabalho.
(cid:190) À Professora Filomena Viana do Departamento de engenharia Metalúrgica e
de Materiais da FEUP, por toda a ajuda prestada na caracterização das
propriedades dos materiais e pelos concelhos dados, em especial no que se
refere ao Capítulo 4.
(cid:190) Ao professor Miguel Figueiredo e ao colega Rui Silva, do Departamento de
Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da FEUP, pelo apoio prestado na
realização dos ensaios de tracção bem como na interpretação dos seus
resultados.
(cid:190) Ao Eng.º Carlos Sá do Centro de Materiais da Universidade do Porto, pelo
apoio na realização das observações ao Microscópio Electrónico de
Varrimento.
(cid:190) Ao professor Carlos Sousa Oliveira, do Instituto Superior Técnico pela
colaboração prestada nos ensaios dinâmicos efectuados.
(cid:190) À Eng.ª Esmeralda Paupério do Núcleo de Conservação e Reabilitação
d´Edifícios e Património da FEUP, pelo apoio sempre presente e por partilhar
a sua imensa experiência na área da Reabilitação do Património em benefício
deste trabalho.
(cid:190) À Câmara Municipal de Ribeira de Pena, na pessoa do seu Vereador João
Gomes pelo auxilio no levantamento das pontes existentes na região.
(cid:190) Ao professor Amorim Faria, que me pôde aconselhar quanto às melhores
soluções a adoptar para a área das madeiras, ao professor Nelson Vila Pouca,
por explicar de forma tão simples problemas, por vezes, tão complexos, ao
professor Rui Calçada e ao Eng. Pedro Neto, pelo apoio prestado na área das
fundações.
(cid:190) Ao professor António Arêde pelos constantes conselhos, amizade e interesse
demonstrado.
(cid:190) À professora Ana Maria Sarmento e ao professor Joaquim Sarmento pelo
interesse demonstrado e esclarecimentos prestados comentários que me
souberam transmitir e que ajudaram a criar bases sólidas.
(cid:190) A todos os professores da parte curricular do mestrado que me abriram os
horizontes acerca do tema da Reabilitação.
(cid:190) Às empresas que me puderam aconselhar sobre algumas questões,
transmitindo-me alguma sensibilidade prática. Destes quero lembrar pelo
interesse demonstrado, o Eng.º Manuel Vieira e o Eng.º Paulo Margaça.
(cid:190) Ao Sr. Valdemar, colaborador do LESE, pela forma eficaz e divertida com
resolvia os problemas de natureza prática que surgiam.
(cid:190) Aos colegas mais velhos pelos conselhos que me puderam dar. Destes
gostaria de lembrar o Xavier Romão, a Cristina Costa, o Nuno Neves, e o
Pedro Quintela.
(cid:190) A todos os meus amigos, em especial àqueles com quem convivi no meu dia-
a-dia. Destes não poderei deixar de lembrar: António Guerra, Pedro Borges,
Hugo Coelho, Helder Figueiredo, Aires Almeida, Vítor Gama, Luís Silva,
Diogo Ribeiro, Hugo Rodrigues, Vidigal Rodrigues, Daniela Glória, Pedro
Delgado, Luís Carrilho, André Correia, Bruno Silva, Romeu Simões, Inês
Ferraz e André Resende.
(cid:190) A todos os que me ajudaram com questões que, embora não tivessem que ver
com aspectos científicos, são sempre necessários no dia-a-dia: D.ª Vitória
Freitas, Marta Costa, Joana Rodrigues e Cláudia Correia da secção de
estruturas, e D.ª Maria de Lurdes (assessoria do mestrado).
(cid:190) A todos aqueles que estão comigo em todos os momentos dispostos a
partilhar a minha alegria e a minha tristeza: a minha família e namorada.
Sinto uma grande honra ter trabalhado, discutido, ouvido ou, simplesmente,
desabafado com cada um de vocês. Certamente contribuíram para a minha formação não
apenas a nível académico mas também a nível pessoal e social.