Ponte cantiléver

Origens

Os engenheiros do século XIX sabiam que uma ponte construída através de múltiplos suportes distribuiria as cargas entre eles. Isto significava que haveria menos tensão na viga ou na treliça e significava que poderiam ser construídos vãos mais longos. Vários engenheiros do século XIX projetaram pontes contínuas com pontos de dobradiças a meio do vão. O uso de uma dobradiça no sistema de vãos múltiplos significava que os engenheiros poderiam trabalhar melhor as cargas e tensões na ponte.

Heinrich Gerber foi um dos engenheiros que obteve a patente de uma viga articulada (1866) e é reconhecido como o primeiro a construir uma. A ponte Hassfurt sobre o rio Main, na Alemanha, tem um vão central de 38 metros (124 pés). Completada em 1867, foi a primeira ponte moderna sobre o cantilever. Outras pontes de cantilever antigas incluíram a Ponte Alta do Kentucky por C. Shaler Smith (1877), a Ponte Cantilever Niagara por Charles Conrad Schneider (1883) e a Ponte Poughkeepsie por John Francis O'Rourke e Pomeroy P. Dickinson (1889). A ponte do rio Kentucky se estendeu por um desfiladeiro que tinha 84 metros de profundidade. Foi construída com uma prateleira, o que significava que não precisava ser apoiada durante a construção. A ponte mais famosa do início do cantiléver é a Forth Rail Bridge. Esta ponte manteve o recorde do maior vão do mundo por 17 anos.

Benjamin Baker mostrou como o sistema cantilever funcionava na foto à esquerda. O vão suspenso, onde se encontra Kaichi Watanabe, é visto no centro. A necessidade de resistir à compressão da corda inferior é vista no uso de postes de madeira enquanto a tensão da corda superior é mostrada pelos braços estendidos. A ação das fundações externas como âncoras para o cantilever pode ser vista na colocação dos contrapesos.

Função

Ponte Cantilever - uma estrutura da qual pelo menos uma parte atua como ancoragem para sustentar outra parte que se estende além do cais de apoio.

- John Alexander Low Waddell, Engenharia de Pontes

Um simples vão de cantilever é formado por dois braços cantilever que se estendem de lados opostos do obstáculo a ser atravessado, encontrando-se no centro. Com um vão suspenso, os braços cantilever não se encontram no centro; em vez disso, eles suportam uma ponte de treliça central que repousa nas extremidades dos braços cantilever. O vão suspenso pode ser construído fora do local e levantado no lugar, ou construído no lugar usando suportes especiais de deslocamento.

com como cantilever equilibrado, o vão é equilibrado por cantilevers que vão na direção oposta. Se estes estão ancorados em fundações sólidas, são chamados de braços de âncora. Em uma ponte construída sobre dois pilares de fundação, há quatro braços cantilever: dois que atravessam o obstáculo, e dois braços de âncora que se estendem para longe do obstáculo. Devido à necessidade de mais força nos suportes equilibrados do cantiléver, a superestrutura da ponte freqüentemente toma a forma de torres acima dos pilares de fundação. A Ponte Commodore Barry é um exemplo deste tipo de ponte cantiléver.

As treliças de aço suportam cargas por tensão dos membros superiores e compressão dos membros inferiores. Geralmente, a estrutura distribui a tensão através dos braços de ancoragem para os suportes mais externos, enquanto a compressão é levada para as fundações sob as torres centrais.

Pontes de concreto pré-esforçado com cantilever balanceado são freqüentemente construídas utilizando construção segmentar.

Um diagrama das partes da ponte John P. Grace Memorial

Métodos de construção

Algumas pontes de arco de aço (como a ponte Navajo) são construídas utilizando vãos de cantilever puro de cada lado. Estas são então unidas com um pino, geralmente depois de forçar o ponto de encontro à parte. Quando os macacos são removidos e o tabuleiro da ponte é adicionado, a ponte se torna uma ponte em arco de treliça. Tal construção não apoiada só é possível se houver rocha adequada para suportar a tensão na corda superior do vão durante a construção, geralmente limitando este método ao vão de canyons estreitos.

Lista por comprimento

As pontes de cantiléver mais longas do mundo (por extensão mais longa):

1. Ponte Quebec (Quebec, Canadá) 1.800 pés (549 m)
2. Ponte da Forth (Firth of Forth, Escócia) 2 x 1.710 pés (521 m)
3. Ponte Minato (Osaka, Japão) 1.673 pés (510 m)
4. Ponte Commodore Barry (Chester, Pennsylvania, EUA) 1.644 pés (501 m)
5. Conexão Crescent City (Vãos duplos) (Nova Orleans, Louisiana, EUA) 1.575 pés (480 m)
6. Ponte Howrah (Calcutá, Bengala Ocidental, Índia) 1.500 pés (457 m)
7. Ponte Memorial dos Veteranos (Gramercy, Louisiana, EUA) 1.460 pés (445 m)
8. San Francisco - Ponte Oakland Bay (East Bay Span) (San Francisco, Califórnia, EUA) 1.400 pés (427 m)
9. Ponte Horace Wilkinson (Baton Rouge, Louisiana, EUA) 1.235 pés (376 m)
10. Ponte Tappan Zee (South Nyack, New York & Tarrytown, New York, EUA) 1.212 pés (369 m)

Exemplos