Professores
* Edison da Rosa, (coordenador Técnico)
* Paulo de Tarso R. Mendonça, (sub-coordenador)
* Eduardo Alberto Fancello, (subcoordenador)
* Marcelo Krajnc Alves
* Acires Dias
* Daniel Loriggio (Depto. de Engenharia civil)
* Ivo Padaratz (Depto. de Engenharia civil)
* Clóvis Sperb de Barcellos
Eng. Mecânicos
* Luciano Zanchet
* Rodrigo de Souza Vieira
* Rafael Piazza Neto (Acadêmico)
* Andréia Antloga do Nascimento (Acadêmica)
Eng. Civis
* Wilson Kopsch
* Antônio Carlos Xavier
Suporte
* Nichele Antunes Pinto
A Ponte Hercílio Luz é uma ponte pênsil, bi-rotulada que faz a ligação entre a Ilha de Santa Catarina, onde se localiza a cidade de Florianópolis e o continente.
A ponte tem duas cadeias principais de barras, cada uma com quatro barras de olhal, unidas por pinos vazados de diâmetro externo/interno de 300 mm e 100 mm.
A construção da ponte iniciou-se em 1922 e foi inaugurada em 1926. Até 1975 constituiu-se na única ligação com o continente, quando foi inaugurada a Ponte Colombo Sales. Posteriormente, em 1990 foi inaugurada a Ponte Pedro Ivo Campos.
Seu comprimento total é de 821,055 m, sendo 259,080 m para o viaduto de acesso do lado da ilha, 222,504 m para o viaduto de acesso do lado do continente e 339,471 m para o vão central. É a mais longa ponte pênsil com barras de olhal do mundo e a segunda maior ponte pênsil da América do Sul.
Em 1981 o IPT, Instituto de Pesquisa Tecnológica de São Paulo, a pedido do DER-SC, realizou uma vistoria na ponte, recomendando sua interdição devido a problemas de corrosão na estrutura. Determinou-se o fechamento da ponte para o tráfego.
Em 1982, em uma inspeção de rotina, foi detectada uma barra com ruptura num olhal de uma barra, localizada na corda sul, junto a torre da ilha.
A empresa Steinman International, Inc. foi contratada para desenvolver o processo de reforço ao módulo rompido. Foi executado o reforço, que consistiu de um sistema de “by-pass” de cabos. Apesar de seu carater emergencial, o reforço existe ainda até hoje.
Em março de 1988 a ponte foi reaberta ao tráfego com uso restrito pedestres, motocicletas, bicicletas. Entretanto, em julho de 1988 a ponte foi novamente interditada, assim permanecendo até os dias de hoje.
Em 1996 a empresa Steinman International, Inc. foi contratada para desenvolver um projeto conceitual de recuperação da ponte. O projeto preparado pela empresa, entretanto, apresenta algumas características indesejáveis. Custo excessivo, uma vez que envolve a suspensão da ponte e sua reconstrução quase total. Também envolve a eliminação das barras de olhal e sua substituição por feixes de cabos, o que representa uma alteração grave à sua concepção arquitetônica e de engenharia.
Patrimônio Histórico
Em função de sua localização, sua forma arquitetônica e importância histórica, a Ponte Hercílio Luz tem se constituído num símbolo para os habitantes de Florianópolis e de Santa Catarina. Do ponto de vista de engenharia, é uma idéia ímpar, que marcou um momento histórico e, devido as inovações apresentadas faz parte da literatura técnica.
A ponte é tombada como Patrimônio Histórico do Município de Florianópolis, do Estado de Santa Catarina e também junto ao Patrimônio Histórico da União. Esse processo encontra-se, atualmente, em vias de análise pela UNESCO para transformar a Ponte em Patrimônio Histórico da Humanidade.
A importância de sua recuperação vai além da função. A recuperação está centrada na manutenção de um conceito de projeto, de um momento histórico para os habitantes do Estado de Santa Catarina e de uma atração turística para a região de Florianópolis.
Imbuídos desta importância, a Universidade Federal de Santa Catarina e o Departamento de Estradas de Rodagem de Santa Catarina constituíram grupo de trabalho para propor uma alternativa de projeto que mantivesse os principais conceitos do projeto original, tivesse o menor custo e viabilizasse a recuperação total, garantindo o seu uso nas condições de carga originais. Em 24 de julho de 1997 foi assinado termo de convênio entre DER/SC e UFSC para viabilizar o desenvolvimento do Projeto Conceitual de uma Proposta Alternativa de Recuperação.
PISO DA PONTE
O projeto original da ponte previa um outro tipo de tráfego, dos anos vinte. Até 1967 o piso era de madeira. Entre 1967 e 1969, este piso foi substituído por placas de aço, apoiadas em um novo conjunto de longarinas e transversinas, com uma camada de asfalto sobre as placas.
Este piso, atualmente, sofre de dois problemas. Primeiro, por falta de manutenção, encontra-se deteriorado por corrosão. Por outro lado, adiciona um peso à estrutura da ponte desnecessariamente alto.
Desta forma, no projeto de recuperação proposto preve-se a substituição do piso atual e a eliminação das transversinas e longarinas extras adicionadas em 1967, e a construção de um piso de alto desempenho com peso inferior ao atual, de forma a adequar a ponte às demandas atuais de tráfego e simultaneamente reduzir a carga nos pendurais.
Duas propostas são investigadas:
Painéis de Grelhas Metálicas;
Painéis Sandwich de Honeycomb.
Painéis de Grelhas Metálicas
Considera-se a instalação de três painéis de grelhas ao longo da largura do vão. Cada painel tem um metro de comprimento na direção do vão da ponte, e apoia-se sobre as oito longarinas existentes.
Disposição das vigas transversais ao vão e vigas longitudinais de apoio às grelhas.
Também os três painéis ao longo da largura do vão.
Malha para placa de piso.
Deslocamentos sob efeito das rodas.
Gráfico das tensões de flexão nas vigas da grelha.
Painéis Sandwich de Honeycomb
Existe a possibilidade de uso de um tipo de estrutura normalmente usada nas industrias aeroespaciais e navais, os painéis de sandwich com núcleo de Honeycomb.
Considera-se a instalação de três painéis de Sandwich ao longo da largura do vão, com iguais dimensões, apoiados apenas nas extremidades. Desta forma, em vez das oito vigas longitudinais de apoio, seriam usadas apenas quatro, igualmente espaçadas.
Cada painel seria composto por duas faces de chapas metálicas coladas ao núcleo de Honeycomb. A chapa superior seria de aço e a inferior de alumínio.
O processo de montagem dos painéis deve prever isoladores entre a face inferior de alumínio e as vigas de suporte de aço, para evitar atividades eletroquímicas entre diferentes metais.
A face inferior de alumínio contribui para evitar a corrosão na superfície inferior do piso.
REFORÇO NO MÓDULO ROMPIDO
Aproximadamente em 1988 o olhal de uma das barras da ponte rompeu-se. Na época foi realizado um reforço que se pretendia ser provisório.
Os cabos e dispositivos que ainda encontram-se instalados interferem no processo de reforço definitivo da ponte, da forma como é proposto.
Reforço atual: detalhe dos cabos nas cabecas das barras.
Também, uma vez que os dispositivos instalados não foram projetados para uso permanente, torna-se necessária a sua prévia remoção antes do reforço permanente.
Porém, de forma a garantir a integridade da estrutura durante a instalação do reforço permanente, a remoção dos dispositivos atuais será realizada após a prévia instalação de um dispositivo temporário de reforço.
Cabos de reforço.
Passa-se então laços de cabos de aço temporários que são tensionados de forma a transferir parte da carga atualmente suportada pelos cabos do reforço atual.
Os cabos atuais e os respectivos dispositivos de fixação são removidos, liberando o espaço físico necessário à instalação das barras de reforço permanentes.
O procedimento de recuperação proposto para a ponte baseia-se no conceito de reforço da estrutura da cadeia de barras de olhal, em vez de substituição de componentes.
Detalhe do feixe de barras na junção com a sela no topo de uma torre.
Cada cadeia de barras é constituída de módulos de 4 barras. A substituição dessas barras envolveria um trabalho em escala total para a sustentação prévia de toda a ponte, num esforço semelhante ao necessário para uma demolição seguida da construção de uma ponte nova. O reforço proposto, por outro lado, envolve uma intervenção pontual, localizada sobre um módulo de cada vez.
Em cada módulo é feita a montagem de barras de reforço montadas externamente às quatro barras originais, apoiadas sobre pinos auxiliares. Estes pinos auxiliares se apoiarão nos orifícios dos pinos atuais. Por diversos motivos são usadas buchas de ajuste entre o pino auxiliar e a superfície interna do olhal da barra de reforço.
Representação simplificada do sistema composto pelo feixe original de 4 barras e as novas duas barras de reforço.
O processo de transferência de cargas das barras velhas para as novas se dará por etapas e de forma gradativa. Coloca-se os pinos auxiliares nos furos dos atualmente existentes, faz-se a montagem das buchas, transporta-se as barras de reforço do módulo até próximo da posição de montagem, procede-se o aquecimento das barras de reforço até um incremento pré-determinado de temperatura em relação ao ambiente. As barras são encaixadas sobre as buchas nos pinos auxiliares, faz-se os ajustes para equalizar o carregamento e, finalmente, retira-se a temperatura das barras. O processo de resfriamento fará a transferência de parte da carga suportada pelas barras velhas para as novas. O processo de reforço segue módulo a módulo até completar toda a cadeia.
Sequência prevista de colocação dos reforços nos módulos da ponte.
Representação do olhal de uma barra.
Análise numérica do olhal de uma barra por elementos finitos.
Vista panorâmica da Ponte Hercílio Luz em Florianópolis.
Modelo de elementos finitos da ponte.
Tensões nas barras da cadeia velha após reforço no módulo rompido.
Tensões nas barras da treliça do vão.
Vista do vão central da ponte próximo à torre.
Vista interna do vão central da ponte.
Vista dos blocos de ancoragem das cadeias.
Detalhe de um nó da treliça no vão central.
Detalhe de um nó da treliça no vão central.
Detalhe da parte inferior do piso.
Sela da conecção das barras no topo de uma torre.
Detalhe do dispositivo de fixação dos pendurais.
Vista panorâmica da ponte do alto de uma torre.
Detalhe do travamento superior da treliça.
Detalhe do dispositivo de reforço temporário no módulo rompido.