Tratamento e recuperação das bases estruturais e substituição de cabeamento da Ponte Pênsil de São Vicente, em São Paulo, são viabilizados graças à construção de estrutura provisória para transferência de cargas

Publicado por Infraestrutura Urbana

Dirceu Neto

Edição 72 - Julho/2017

Redução do coeficiente de segurança dos cabos da ponte, detectada pelo IPT, apontou a necessidade da susbstituição dos cabos

Pela primeira vez, desde sua construção, em 1914, a Ponte Pênsil de São Vicente (SP) teve seus 16 cabos de sustentação trocados. A obra de restauração e recuperação estrutural demorou cerca de dois anos e meio e envolveu especialmente a construção de uma estrutura com o objetivo de auxiliar nessa substituição. Concluída em 2015, a manobra havia sido realizada anteriormente apenas quatro vezes em todo o mundo - e foi pioneira no Brasil.

A necessidade de recuperação da ponte surgiu primeiramente em 2011, quando a seção de engenharia de estruturas do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), que atua na conservação da ponte desde 1936, constatou a redução do coeficiente de segurança dos cabos de aço originais, causada pela corrosão dos fios. "A gente recomendou a troca dos cabos e a recuperação da ponte, pois o tablado de madeira também já estava desgastado", explica Ivanisio de Oliveira, pesquisador do IPT.

Vale lembrar que a ponte metálica se encontra a menos de 10 metros de altura das águas do Mar Pequeno, no litoral de São Paulo. Segundo a norma ABNT NBR 6118, que dispõe sobre Projeto de estruturas de concreto - Procedimento, trata-se de um ambiente de classe de agressividade ambiental IV, ou seja, muito forte, devido principalmente aos respingos da maré.

Com a constatação do IPT, houve a necessidade de dar início às obras de restauração e recuperação estrutural. Conforme explica Rafael Timerman, da Engeti Consultoria e Engenharia, que ficou responsável pelo projeto executivo e supervisão técnica da obra, foram elaboradas duas frentes de trabalho. "A primeira foi a de recuperação da obra e a outra foi com relação à troca dos cabos propriamente dita." As duas ocorreram em paralelo.

Por se tratar de uma obra tombada pelo Conselho de Defesa do Patrimônio Histórico, Arquitetônico e Artístico Nacional (Condephaat), as características principais da ponte deveriam ser asseguradas. "A gente não pode simplesmente derrubar a ponte, construir uma nova e falar que é a ponte pênsil", ressalta Timerman. Dessa forma, o projeto manteve o sistema de sustentação formado pelo conjunto de seis cabos inferiores de 63 mm e dois cabos superiores de 81 mm em cada um dos lados.

Outra premissa levada em conta foi a não interrupção da navegação no canal da Ilha de São Vicente e também a permanência do tráfego na ponte, o que se tornou um desafio para a equipe de engenharia. Uma passarela foi adaptada para garantir o acesso de pedestres e bicicletas à ponte. "Fechamos pouco tempo para automóveis; para pedestres e ciclistas, não foi necessário fechar o trânsito", explica Maria Soukef, diretora operacional da Concrejato Obras Especiais, responsável pela execução da obra.

Para seguir com a manutenção do tráfego e, ao mesmo tempo, a substituição dos cabos, a solução encontrada foi a construção de uma estrutura auxiliar, paralela à existente e também pênsil, constituída de torres metálicas, cabos de aço provisórios de suspensão e blocos de ancoragem. Trata-se de uma ponte suspensa provisória, com o mesmo desenho da ponte existente.

De acordo com Rafael Timerman, as torres metálicas dessa estrutura foram apoiadas em fundações independentes. "Nós previmos em projeto blocos de fundação apoiados sobre estacas raiz. Embaixo de cada torre metálica [são quatro ao todo], havia em torno de dez estacas que sustentavam, cada uma, cerca de 50 toneladas." Dessa maneira, cada bloco de fundação possuía a capacidade de sustentação de 500 toneladas. As torres foram fixadas com pinos com chapas metálicas sobre os blocos de fundação.

Cada um dos elementos da estrutura auxiliar foi construído exatamente ao lado do mesmo elemento da ponte existente, o que foi essencial para a substituição dos cabos, uma vez que o local era considerado apertado. "Quando a gente tira o esforço do cabo da ponte definitiva, a gente vai transferindo aos poucos para o provisório. Por isso que os elementos precisam estar em paralelo", explica Maria Soukef, da Concrejato.

Todo esse processo de construção da estrutura provisória ocorreu concomitantemente com a recuperação da estrutura da ponte em si. "Enquanto a base era recuperada, estava sendo construída a ponte provisória. Assim, quando a nova estrutura da base estivesse pronta, poderia ser iniciada a transferência das cargas", explica Maria Soukef, da Concrejato.

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Revisão do projeto
O principal contratempo da obra ocorreu durante a construção dessa nova estrutura. A ideia inicial era aproveitar os blocos de ancoragem definitivos para sustentar os elementos metálicos provisórios. Mas assim que a equipe de obras retirou a vegetação e desenterrou os blocos para fazer a inspeção encontrou patologias não previstas no projeto.

"Eram blocos maciços que ficavam debaixo do pavimento. No momento em que nós começamos a escavar, verificamos trincas no qual se precisou fazer uma adequação do projeto para poder restabelecer esses blocos de ancoragem", explica Timerman, da Engeti Consultoria e Engenharia.

A equipe de engenharia acredita que essas trincas ocorreram no momento da mobilização dos cabos de sustentação durante a construção da ponte pênsil, há mais de 100 anos. Naquela época, nem concreto armado era utilizado nesse tipo de construção. Com essa descoberta indesejada, não havia outra maneira a não ser trabalhar na terapia dos blocos existentes, que possuíam trincamentos de cerca de 2 mm de abertura, e começar a projetar a construção dos blocos de ancoragem provisórios. Foram criados blocos de menor dimensão e tirantes em rocha para ancorar os cabos provisórios durante o processo de transferência de carga.

Substituição dos cabos
Com a estrutura provisória devidamente instalada, viria a etapa mais complicada e desafiadora da obra: a transferência de carga e a posterior substituição dos cabos. "É um processo que aparentemente é simples, mas é extremamente delicado e envolve muito cálculo", afirma Maria Soukef, da Concrejato, que ressalta que o procedimento teve monitoramento 24 horas por dia por meio de topografia e instrumentação do IPT.

Esse monitoramento foi realizado tanto in loco quanto à distância. "Instalamos a instrumentação na ponte, onde tínhamos uma central, e também montamos uma central no instituto. Então, a gente controlava à distância todo o comportamento da ponte durante a obra", explica o pesquisador Ivanisio de Oliveira. Assim, foi possível verificar detalhes como efeitos de ventos, deslocamentos das torres e eventuais anomalias dos cabos de aço.

A substituição dos cabos durou cerca de 30 dias e foi feita com o auxílio de um conjunto de macacos hidráulicos de um lado e do outro, que trabalham nos quatro pontos. "Primeiro, transferimos a carga para dois cabos especiais protegidos e fomos fazendo a transferência com 15 pendurais também em cabos. A gente tirava as cargas e passava para a ponte provisória", explica Maria Soukef.

Vista lateral da ponte: transferência das cargas para a estrutura provisória foi o maior desafio

A partir do momento em que a carga dos cabos de sustentação existentes foi transferida para o cabo provisório, as presilhas e os pendurais foram soltos e foi possível remover os cabos existentes. Em seguida, foi realizado o processo contrário, de instalação dos novos cabos. "É como se você carregasse uma criança pelo braço. Você descarrega a ponte na transversina da outra ponte, passa os cabos e vai soltando a outra devargazinho até ficar estável", detalha a diretora da Concrejato.

Os novos cabos de aço da ponte foram entregues pré-tensionados pelo fornecedor italiano Diferentes dos cabos existentes, que eram comuns, os novos cabos de aço já foram entregues pré-tensionados pela empresa italiana Redaelli. Além disso, são chamados de "locked coil" e chegam à obra no tamanho correto, o que não permite margem de erro. "Por isso era essencial que a posição dos blocos ficasse milimetricamente correta, porque, à medida que a gente dava carga na ponte, o cabo aumentava de tamanho até ser laçado no bloco", explica Maria Soukef. Ao todo foram 256 m de cabos substituídos. Clique aqui para ampliar Outros reparos Durante o processo de transferência de carga, também foi realizada a recuperação dos blocos de ancoragem, uma vez que estavam desmobilizados e sem carga. "Houve uma demolição no núcleo desses blocos, que foram reforçados tanto com armadura passiva quanto com armadura ativa (cabos de proteção) para adequá-los segundo as normas vigentes", afirma Rafael Timerman, da Engeti Consultoria e Engenharia. O tabuleiro da ponte também foi restaurado. Antes da adequação era formado por tábuas de madeira justapostas que se apoiavam sobre vigas longitudinais e vigas transversais também de madeira. Essas madeiras foram removidas e substituídas por elementos metálicos. O piso foi trocado por um material de liga plástica reciclada. O tabuleiro da ponte foi restaurado: a estrutura de madeira foi substituída por metálica Além disso, explica Timerman, foram inseridos elementos de segurança, como um guarda-corpo para a proteção do pedestre e o acesso diferenciado lateral, devidamente aprovado pelo Condephaat. "Havia uma interferência para o pedestre, pois ele tinha que adentrar na pista de rolamento. Hoje, se você for ao local, vai ver que o pedestre acessa a ponte pela lateral", explica. O núcleo dos blocos de ancoragem foi reforçado com armadura passiva Essa passagem lateral foi apoiada nos blocos de fundação da estrutura provisória, que atualmente estão enterrados. Além disso, os únicos componentes provisórios que sobraram foram os blocos ancoragem, que também estão enterrados. As torres metálicas, transversinas, cabos e outros elementos metálicos provisórios tiveram de ser removidos, de maneira a manter as características originais da ponte. Nas quatro torres mistas de sustentação, houve somente uma recuperação superficial do concreto que envolve a parte metálica. A equipe teve o cuidado de descascar o concreto para verificar a condição da estrutura metálica, que se encontrava em perfeito estado. "Então, basicamente a recuperação dessas torres foi estética. Estruturalmente, não houve nenhuma recuperação", conta Timerman. Além disso, em praticamente todos os elementos metálicos da ponte foi feito um jateamento com abrasivo ecológico da Cobau. Conforme explica Maria Soukef, a empresa tomou cuidados com o meio ambiente durante o processo, fazendo a coleta do material para que não caísse no mar. Todo o processo de acabamento foi acompanhado pelo IPT, que possui um laboratório de corrosão e proteção capaz de analisar, por exemplo, os tipos de tinta adequados para cada situação. No caso desta obra, existia a expectativa de se aproveitar a tinta existente como base. Mas, quando foi realizado o jateamento, verificou-se que não havia aderência entre a tinta anterior e a tinta epóxi escolhida. "Então, a ponte foi inteiramente jateada e pintamos tudo novamente com uma micragem um pouco acima da que se pretendia", explica Maria Soukef. Nos primeiros tramos do guarda-corpo, onde algumas pessoas costumam subir e apoiar com a mão molhada para pular da ponte para o mar, foi utilizado um tratamento com uma tinta especial com flocos de vidro. A recuperação das torres mistas de sustentação foi apenas estética Reconhecimento Em junho, a obra de restauração e recuperação estrutural da Ponte Pênsil de São Vicente foi destaque na terceira edição do prêmio Ache Engenharia, promovido pela Asociación Científico-Técnica del Hormigón Estructural (Ache), na cidade de Madri, na Espanha. O projeto foi premiado na categoria Recuperação Estrutural.  FICHA TÉCNICA  Obra: restauração e recuperação estrutural da Ponte Pênsil de São Vicente Contratante: Departamento de Estradas de Rodagem (DER-SP) Localização: São Vicente (SP) Execução da obra: Concrejato Obras Especiais Projeto executivo: Engeti Consultoria e Engenharia e Fhecor Ingenieros Consultores Fiscalização: Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) Fornecedora de cabos: Redaelli (Itália) Investimento: R$ 33,2 milhões Início das obras: junho de 2013 Fim das obras: outubro de 2015