Ponte Stonecutters

Construída na entrada do Canal Rambler, em Hong Kong, a Ponte Stonecutters foi projetada e calculada para enfrentar condições adversas. Com 1.018 m de vão livre - o segundo maior do mundo, perdendo apenas para a de Sutomg, também na China, com 1.088 m - essa ponte estaiada é também a maior com configuração em tabuleiro duplo. Até a lâmina d'água são 73,5 m de altura, o suficiente para a passagem de grandes navios porta-contêineres.

Não bastasse o intenso movimento do canal, a ponte está exposta aos ventos extraordinários dos tufões, recorrentes na região. Essa condição acabou se tornando o principal desafio da obra, exigindo rigoroso estudo aerodinâmico e planejamento da construção, iniciada em abril de 2004 e prevista para ser concluída neste semestre.

O tabuleiro duplo dispõe de suportes longitudinais aerodinâmicos conectados a vigas transversais. Segundo o engenheiro britânico Klaus Falbe-Hansen, gerente de projeto da Ove Arup, empresa responsável pelo cálculo estrutural da obra, essa configuração aumenta significativamente a capacidade da ponte de suportar os ventos fortes dos tufões, cuja velocidade pode chegar a 95 m/s. Outro elemento que contribui para a estabilidade aerodinâmica é o tabuleiro metálico do vão principal, composto por caixões de aço com placas ortotrópicas (ver detalhe na página 4).

Para enfrentar a intensa ação de fadiga a que estão submetidos, os tabuleiros de aço (compostos por placas de 18 mm de espessura) foram associados a enrijecedores com 9 mm de espessura e 325 mm de profundidade. A pesada e rígida flange superior traz vantagens no que se refere à durabilidade da superfície de mástique asfáltico de 60 mm de espessura. O fato de não existir uma ação composta favorável entre placas do tabuleiro e o asfalto (cuja rigidez é reduzida em altas temperaturas), limita as tensões localizadas.

O desenho aerodinâmico das vigas longitudinais e transversais garante a estabilidade da ponte frente aos tufões. Para a ereção dos tabuleiros metálicos, com 4 mil t cada, foram utilizados macacos hidráulicos

Efeitos de ressonância
Os parâmetros críticos de intensidade dos ventos, sobretudo da intensidade de turbulência, foram fatores decisivos para o desenvolvimento do projeto da ponte. Os ensaios demonstraram que a grande turbulência dos ventos mais fracos, provenientes do leste e das montanhas, ao norte, teve uma influência maior no desenho da ponte do que os ventos fortes (mas de baixa turbulência), vindos do oceano.

Para Falbe-Hansen, um dos aspectos mais desafiadores do projeto é o fato de os tabuleiros desconectados no centro do vão principal serem sustentados por duas torres de 300 m de altura, suscetíveis às oscilações induzidas pelo desprendimento de vórtices. "As formas circulares das torres foram feitas justamente em consideração a isso, já que o projeto deveria assegurar que as oscilações das torres não gerassem vibrações inaceitáveis dos cabos devidas ao fenômeno da ressonância", explica o engenheiro. Na ponte, a amplitude de ressonância das torres é inferior à mais baixa amplitude de ressonância dos cabos de sustentação.

Os vãos adjacentes de concreto servem como ancoragem para sustentação do longo vão principal. "A interface entre aço e concreto é intensamente protendida para garantir que nenhuma tensão de tração aconteça ali", esclarece Falbe-Hansen. Ele explica que o movimento longitudinal máximo do tabuleiro - decorrente das deformações por variações de temperatura - é de aproximadamente 500 mm. O comprimento total do deck suportado pelo cabo é de 1.596 m. As alturas dos pilares variam de 65 m a 70 m.

Vãos adjacentes, pilares e subestrutura configuram uma estrutura monolítica de concreto tipo 60/200. A dependência entre o estado de tensão das cargas permanentes com o método e sequência construtiva de vários elementos exigiu um planejamento de obra estratégico e criterioso.

Estacas de 100 m em fila única
A busca de compatibilidade entre a superestrutura e infraestrutura da ponte norteou o projeto de fundações. Pilares e torres têm como fundação tubulões cujo diâmetro varia de 2,5 m a 2,8 m. Eles são encaixados em rochas moderadamente decompostas (normalmente encontradas de 40 m a 70 m abaixo do nível do solo), cobertas com solo aluvial. Os trechos leste e oeste da ponte, por sua vez, foram construídos sobre terrenos.

A tensão nos apoios varia entre 3 MPa e 7,5 MPa. Os pilares intermediários são suportados por grupos de tubulões num arranjo de 3 x 2. Falbe-Hansen explica que a base dos tubulões foi alargada de forma a otimizar a capacidade de suporte das fundações para os pilares e torres. Uma falha identificada sob a torre oeste fez com que o comprimento das estacas ultrapassasse 100 m em determinadas áreas. "Para aumentar a flexibilidade e reduzir as forças restritivas, as estacas dos pilares foram organizadas em fila única" complementa o engenheiro.

A construção dos vãos adjacentes, em concreto armado, precedeu a execução do tabuleiro metálico

As torres foram construídas sobre tubulões cujo diâmetro varia de 2,5 m a 2,8 m