Árvores estruturais | Téchne

Obras

Árvores estruturais

Pilares de concreto armado são substituídos por colunas metálicas em forma de árvore na obra da futura estação Uruguai do metrô do Rio de Janeiro

Ana Paula Rocha
Edição 181 - Dezembro/2011

A plataforma da estação Uruguai terá 964 m² de área, com largura entre 6,8 m e 7,5 m. Haverá quatro acessos à estação: um na esquina da rua Itacuruçá, outros dois na rua Conde de Bonfim e um na esquina da Rua Dona Delfina.

Quando for inaugurada, a estação Uruguai será o terminal da Linha 1 – que hoje vai até a estação Saens Peña. Estima-se que, inicialmente, ela atenderá 20 mil usuários por dia, mas o local foi dimensionado para comportar até 50 mil usuários por dia. O investimento bruto estimado na obra é de R$ 220 milhões.

RESUMO
Estação Uruguai – Metrô Rio
Localização: Rua Conde de Bonfim, entre os números 560 e 666
Construtora: Construtora OAS
Área do terreno: 13.763,74 m²
Área construída: 12.498,9 m²
Pavimentos: superfície, mezanino e plataforma
Elevadores: seis
Volume de concreto: 3.504,96 m³
Aço: 241.294,03 kg
Estrutura metálica: 299.540,00 kg
Início da obra: janeiro de 2011
Entrega da estação: 2014 (previsão)

Árvore de sustentação
O projeto original previa a instalação de pilares-árvore com quatro braços cada um, em forma de “X”. Seria necessário escorar a estrutura e demolir os pilares de concreto existentes para que só então os novos pilares fossem executados, o que exigiria transferências de carga em dois momentos. Na nova proposta, foram especificados menos pilares-árvore, que teriam, porém, seis hastes cada um. A distância entre os eixos passou de cinco para seis metros, e as pontas dos braços foram posicionados entre as colunas existentes. A solução demandava apenas uma transferência de carga, e ainda reduzia o prazo de execução da obra. A menor quantidade de obstáculos na plataforma também contribui para melhorar a circulação no embarque e desembarque dos usuários.

Com a tecnologia escolhida, no entanto, apareceu outro problema em relação à confiabilidade dos dados existentes. “O projeto do túnel é de 1970, época em que não existiam as ferramentas de cálculo que temos hoje. Então, no início do projeto, começamos a perceber que nem todos os cálculos batiam com aquilo que nos era dado”, conta João Luis Casagrande, sócio-diretor da Casagrande Engenharia & Consultoria.

O calculista não sabia, por exemplo, quais seriam os efeitos da remoção de uma camada de enchimento de cerca de 80 cm de bica corrida sobre a laje do mezanino, necessária para que se chegasse à altura planejada para o pé-direito do espaço. Como o lençol freático da região é muito alto e o túnel do metrô funciona como uma “caixa fechada dentro da água”, havia o receio de que, quando o enchimento fosse suprimido, o peso do conjunto diminuísse e ele passasse a “flutuar”, causando problemas estruturais na rua Conde de Bonfim.

O projetista decidiu fazer uma comparação de esforços entre a estrutura original (com os pilares) e a nova estrutura (com as árvores) para saber se havia a necessidade de execução de reforços. Os estudos consideraram as diferentes situações de carregamento que poderiam causar a torção em torno dos novos pilares. Os casos foram compilados em uma matriz, que resultou em 30 combinações diferentes para análise da estrutura.

“O único lugar em que já sabíamos que haveria uma diferença de momento era no piso, porque trocamos duas linhas de pilares por uma única central”, lembra Casagrande. O projetista descobriu que no local onde as árvores estavam posicionadas havia um momento bastante alto, mas, verificando tanto os esforços de punção quanto de flexão, concluiu-se que isso não colocava em risco a segurança da estrutura. A retirada do enchimento, por sua vez, também não causaria transtornos. “Descobrimos que dentro dessas 30 combinações não havia perigo de se fazer a transferência de carga”, conclui.

Movimentação passo a passo

O espaço confinado foi o principal entrave para a logística da obra. Mas a construtora ainda teve dificuldade com o transporte das peças pré-fabricadas, que além de grandes, eram pesadas. A solução encontrada foi desenvolver um carrinho especial e aproveitar o túnel de ventilação. Com isso, o deslocamento das árvores mais distantes, a 200 m do poço, foi realizado em apenas um dia e meio por peça. Nas últimas, chegou-se ao ritmo de três no mesmo dia. Confira a metodologia.

Fotos: divulgação OAS
1. Do lado de fora do canteiro, árvore era presa a um carrinho desenvolvido pela empresa construtora e içada por um guindaste. Juntas, as peças pesavam cerca de 12 toneladas.

2. Com as dimensões do poço de ventilação também limitadas, peças eram abaixadas com cuidado. Em alguns trechos, foi necessário fazer um pequeno alargamento nas paredes laterais.

3. Como o conjunto não passava no vão de 2 m entre os pilares, foi preciso demolir um deles, abrindo uma “porta” para a passagem das árvores. A solução demandou um reforço pontual.

 

Fotos: divulgação OAS

4. Para passar entre os pilares, a árvore precisava ser inclinada. O carrinho era puxado por uma retroescavadeira.

5. Com um cabo e um macaco, a árvore era içada para sua posição de montagem.

 

Fotos: divulgação OAS

6. Guincho era posicionado na laje do mezanino.

7. O pilar era transportado pelo túnel com retroescavadeira.

8. Enfim, o pilar chegava à posição desejada, era fixado na laje de fundo e soldado à árvore.

 

 

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