Como Funcionam as Pontes

A Ponte em Arco

Após mais de 2.000 anos de uso arquitetônico, o arco continua a se destacar nos projetos de pontes e com boa razão: Sua estrutura semicircular distribui elegantemente a compressão através de toda sua forma e desvia o peso para seus dois pilares, os componentes da ponte que assumem diretamente a pressão.

Força tensional em pontes em arco, por outro lado, é praticamente desprezível. A curva natural do arco e sua capacidade de dissipar a força para fora reduz grandemente os efeitos da tensão na parte inferior do arco.

Mas, como com vigas e treliças, mesmo o poderoso arco não pode correr mais que a física para sempre. Quanto maior o grau de curvatura (quanto maior o semicírculo do arco), maiores os efeitos da tensão sobre a face inferior da ponte. Construa um arco suficientemente grande, e a tensão irá eventualmente ultrapassar a força natural da estrutura de suporte.

Embora haja uma grande variedade de cosméticos na construção de pontes em arco, a estrutura básica não muda. Existem, por exemplo, arcos romanos, barrocos e renascentistas, todos arquitectonicamente diferentes mas estruturalmente iguais.

É o próprio arco que dá a sua força à sua ponte homónima. Na verdade, um arco feito de pedra nem sequer precisa de argamassa. Os antigos romanos construíram pontes em arco e aquedutos que ainda hoje estão de pé. A parte complicada, no entanto, é construir o arco, pois as duas partes convergentes da estrutura não têm integridade estrutural até se encontrarem no meio. Como tal, são normalmente necessários andaimes ou sistemas de suporte adicionais.

Materiais modernos como o aço e o betão pré-esforçado permitem-nos construir arcos muito maiores do que os antigos Romanos construíam. Os arcos modernos normalmente vão entre os 61 e 244 metros, mas a ponte do desfiladeiro de New River Gorge Bridge, na Virgínia Ocidental, mede uns impressionantes 518 metros.

A ponte Suspension Bridge

Como o nome indica, pontes suspensas, como a ponte Golden Gate ou a ponte de Brooklyn, suspendem o caminho por cabos, cordas ou correntes de duas torres altas. Estas torres suportam a maior parte do peso à medida que a compressão é empurrada para baixo no convés da ponte suspensa e depois sobe os cabos, cordas ou correntes para transferir a compressão para as torres. As torres então dissipam a compressão diretamente na terra.

Os cabos de suporte, por outro lado, recebem as forças de tensão da ponte. Estes cabos correm horizontalmente entre as duas ancoragens longínquas. As ancoragens das pontes são essencialmente de rocha sólida ou blocos maciços de betão em que a ponte está ligada à terra. A força tensora passa para as ancoragens e para o solo.

Para além dos cabos, quase todas as pontes suspensas dispõem de um sistema de treliças de suporte por baixo do tabuleiro da ponte, denominado treliças de tabuleiro. Isto ajuda a endurecer o tabuleiro e a reduzir a tendência da via para a oscilação e ondulação.

As pontes suspensas podem facilmente atravessar distâncias entre 2.000 e 7.000 pés (610 e 2.134 metros), permitindo-lhes percorrer distâncias que ultrapassam o âmbito de outros projectos de pontes. Dada a complexidade do seu projeto e os materiais necessários para construí-las, no entanto, muitas vezes são também a opção de ponte mais cara.

Mas nem todas as pontes suspensas são uma maravilha da engenharia do aço moderno. Na verdade, as primeiras foram feitas de grama torcida. Quando os conquistadores espanhóis entraram no Peru em 1532, descobriram um império inca ligado por centenas de pontes suspensas, alcançando vãos de mais de 46 metros (150 pés) através de profundos desfiladeiros de montanha. A Europa, por outro lado, não veria a sua primeira ponte suspensa até quase 300 anos depois

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De facto, as pontes suspensas feitas de relva torcida não duram tanto tempo, requerendo uma substituição contínua para garantir uma viagem segura através do vão. Hoje, apenas uma dessas pontes permanece, medindo 27 metros nos Andes.

Ponte Suspensa de Cabos

à primeira vista, a ponte suspensa de cabos pode parecer apenas uma variante da ponte suspensa, mas não se deixe enganar pelas suas torres semelhantes e estradas suspensas. As pontes suspensas por cabo diferem das suas antecessoras em que não precisam de ancoragens, nem de duas torres. Em vez disso, os cabos correm da pista até uma única torre que sozinha suporta o peso.

A torre de uma ponte suspensa por cabo é responsável por absorver e lidar com as forças de compressão. Os cabos fixam-se à estrada de várias maneiras. Por exemplo, num padrão radial, os cabos estendem-se de vários pontos da estrada para um único ponto da torre, como inúmeras linhas de pesca ligadas a um único poste. Num padrão paralelo, os cabos fixam-se tanto à estrada como à torre em vários pontos separados.

Os engenheiros construíram as primeiras pontes com cabos na Europa após o encerramento da Segunda Guerra Mundial, mas o desenho básico data do século XVI e o inventor croata Faust Vrancic. Um contemporâneo dos astrônomos Tycho Brache e Johannes Kepler, Vrancic produziu o primeiro esboço conhecido de uma ponte estaiada por cabo em seu livro “Machinae Novae”

Hoje, as pontes estaiadas por cabo são uma escolha popular, pois oferecem todas as vantagens de uma ponte suspensa, mas a um custo menor para vãos de 500 a 2.800 pés (152 a 853 metros). Elas exigem menos cabo de aço, são mais rápidas para construir e incorporar mais seções de concreto pré-fabricado.

Não todas as pontes requerem grandes pedaços de aço e concreto, no entanto. Às vezes uma ou duas raízes de árvore fazem o truque.