PROCEDIMENTOS DE INSPEÇÃO DE PONTES – ESTUDO DE CASO VIADUTO JAMEL CECÍLIO

RESUMO:

As pontes e os viadutos são estruturas conhecidas como obras de arte especiais (OAEs). Elas estão presentes na maioria das grandes metrópoles, por serem soluções à transposição de obstáculos à continuidade de uma via. Essas estruturas possuem notória importância, tanto no desenvolvimento social, quanto no desenvolvimento econômico da região onde ocorre a sua inserção. Apesar de representarem tamanha importância, são poucas as políticas públicas voltadas para a conservação e para o monitoramento das mesmas. Devido a isto, a maioria das OAEs que fazem parte da malha viária brasileira encontram-se em condições estruturais precárias. Assim, no que diz respeito à caracterização funcional, caracterização estrutural e caracterização de durabilidade, a realidade que vem sendo enfrentada é de estruturas que estão em processo de degradação, gerando grandes riscos aos usuários. Neste contexto de necessidade de inspeção das OAEs, insere-se o presente trabalho, que teve como objetivo a realização da inspeção do viaduto localizado na Avenida Jamel Cecílio, na cidade Goiânia-GO. A inspeção realizou-se nas diretrizes da ABNT NBR 9452:2016 – Inspeção de pontes, viadutos e passarelas de concreto – Procedimento. As conclusões obtidas após inspeção demonstram que o viaduto, no que diz respeito à inspeção cadastral, encontra-se com nota de classificação um, ou seja, há danos que geram grave insuficiência estrutural, além de elementos estruturais em estado crítico, com risco tangível de colapso estrutural, gerando a necessidade de intervenção imediata, podendo ser necessária restrição de carga interdição total ou parcial ao tráfego além de necessidade de escoramento provisório.

1 INTRODUÇÃO

Pontes e viadutos são estruturas caracterizadas como obras de arte especiais (OAEs) e estão presentes na maioria das grandes metrópoles por serem soluções à transposição de obstáculos à continuidade do leito de uma via ou rodovia. Estas estruturas estão constantemente expostas a intemperes naturais e ações humanas, que podem interferir negativamente em sua integridade estrutural.
Deste modo, a inspeção das OAEs e a sua consequente manutenção necessitam de serem percebidas como ações fundamentais no que diz respeito à maneira mais eficaz de preservar a sua integridade estrutural.
Porém, ao contrário do exposto, o que ocorre é a ausência de gerenciamento estrutural e de baixo investimento público em inspeções e manutenções preventivas nas referidas OAEs.
Esse baixo investimento público em manutenção preventiva faz com que pequenas manifestações patológicas, que teriam baixo custo de recuperação, evoluam para situações de desempenho insatisfatório que remetem à ambientes com deficiência estética, condições estruturais precárias, insegurança aos usuários e alto custo de recuperação.
Depois de instaladas, para que seja realizada a detecção e o controle dessas patologias, de maneira eficiente, faz-se necessário o uso de determinados procedimentos de inspeção e de avaliação. Esses procedimentos dependem tanto do porte como do tipo de obra de arte especial em questão, e são padronizados no sentido de sistematizar as avaliações estruturais.
Neste contexto, de notória necessidade de inspeção das OAEs, insere-se o presente trabalho, que realizou a inspeção no viaduto da Avenida Jamel Cecílio, na cidade Goiânia-GO. A estrutura é um caso de OAE que se encontra em condições estruturais precárias. Atualmente, o referido viaduto é um importante ponto de acesso para a GO-020 e BR 153, onde o tráfego de veículos pesados é frequente. O fluxo de veículos na parte inferior do tabuleiro também é alto e fica crítico em dias de jogos no Estádio Serra Dourada, que tem ligação pela avenida H. Devido à necessidade de elaboração de um relatório que evidencie o estado crítico da referida OAE, este trabalho realizou a inspeção segundo os parâmetros descritos na ABNT NBR 9452:2016 – Inspeção de pontes, viadutos e passarelas de concreto – Procedimento. Dessa forma, os principais problemas encontrados foram: Inundações em períodos chuvosos, causados por drenagem ineficiente; desplacamento do concreto de cobrimento das armaduras; perda de seção transversal das armaduras; sinalização inexistente; dentre outros. Além de tais problemas, existem evidencias de que o viaduto não passou por manutenções desde a sua entrega, ocorrida em meados de outubro de 1981. O seu projeto foi executado pelo empreendimento do shopping Flamboyant e doado para a prefeitura de Goiânia.
O conjunto de patologias encontradas durante a inspeção classifica o viaduto, tanto no aspecto estrutural quanto nos aspectos funcionais e de durabilidade na condição crítica, caracterizada pela nota número um. Esta classificação representa uma OAE com risco tangível de colapso estrutural. Além disso, demonstra que a OAE necessita de intervenção imediata, podendo ser necessária restrição de carga com interdição total ou parcial ao tráfego, escoramento provisório e associada instrumentação ou não.
De acordo com os critérios descritos pela NBR9452: 2016 a viaduto não apresenta condições funcionais de utilização, já que se encontra em elevado grau de deterioração.
Assim, a partir dos resultados obtidos com a inspeção é possível realizar a elaborar procedimentos de recuperação eficazes.

2 METODOLOGIA

As inspeções realizadas em pontes, viadutos e passarelas de concreto devem ser realizadas de acordo com as metodologias apresentadas na NBR9452: 2016. A referida norma especifica essa metodologia de acordo com o tipo de inspeção. São presentes as inspeções: Cadastral, rotineira, especial e extraordinária e cada uma delas possui um roteiro base. No presente trabalho foi realizada a inspeção cadastral, seguida pela caracterização da referida OAE nos parâmetros preconizados pela ABNT NBR 9452 (2016). Assim, serão seguidas as seguintes metodologias:
 Para a inspeção Cadastral: Levantamento cadastral; Registro de anomalias encontradas; Classificação da OAE.
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 Para a inspeção Rotineira: A inspeção rotineira deve atender à mesma metodologia apresentada na inspeção cadastral, suprimindo-se o cadastro e o croqui da OAE e acrescendo-se as recomendações de terapia.
 Para a inspeção Especial: A inspeção especial deve atender à mesma metodologia apresentada na inspeção cadastral, acrescentando-se a coleta das inspeções anteriores realizadas na OAE.

3 MÉTODOS DE INSPEÇÃO DE PONTES E VIADUTOS DE CONCRETO

A realização da inspeção de pontes e de viadutos de concreto deve seguir métodos padrões, a fim de sistematizar os resultados obtidos. Segundo (VARGAS, 1985), trata-se de uma doutrina que se presta à obtenção de conclusões válidas. No que tange às inspeções realizadas no Brasil, a principal referencia normativa é a NBR 9452:2016. Além da referida norma, existem normativas internacionais que podem ser consultadas, como por exemplo, a DIN-45, Alemã. Existem ainda instruções elaboradas pelo DNIT ou DNER. Além das referidas normas, faz-se necessário a experiência técnica dos envolvidos, visto que se faz necessário a definição de um plano de investigação e analise bem elaborados, os quais gerem informações pertinentes acerca do estado da OAE.

3.1 Tipos de inspeção de pontes e viadutos de concreto

programas de conservação de pontes, viadutos e passarelas de concreto diferenciam-se pela finalidade, frequência, meios humanos e materiais necessários para a sua realização.
No Brasil, a ABNT NBR 9452 (2016) considera os seguintes tipos de inspeções:
 Cadastral: É a primeira inspeção realizada na obra e deve ser efetuada imediatamente após sua conclusão, instalação ou assim que se integra a um sistema de monitoramento e acompanhamento viário. Deve também ser realizada quando houver alterações na configuração da obra, como alargamento, acréscimo de comprimento, reforço, mudança no sistema estrutural;
 Rotineira: Inspeção de acompanhamento periódico, visual, com ou sem a utilização de equipamentos e/ou recursos especiais para
análise ou acesso, realizado em prazo não superior a um ano. Na inspeção rotineira deve ser verificada a evolução de anomalias já observadas em inspeções anteriores, bem como novas ocorrências, reparos e/ou recuperações efetuadas no período;
 Especial: A inspeção especial deve ter uma periodicidade de cinco anos, podendo ser postergada para até oito anos. A inspeção especial deve ser feita antecipada quando:
A inspeção anterior indicar uma classificação de intervenção em curto prazo (notas de classificação 1 e 2 conforme tabela 1) nos seus parâmetros de desempenho estrutural e de durabilidade; forem previstas adequações de grande porte, como alargamentos, prolongamentos, reforços e elevação de classe portante.
 Extraordinária: A inspeção extraordinária é gerada por uma das demandas não programadas a seguir, associadas ou não:
Necessidade de avaliar com mais critério um elemento ou parte da OAE, podendo ou não ser gerada por inspeção anterior;
Ocorrência de impacto de veículo, trem ou embarcação na obra;
Ocorrência de eventos da natureza, como inundação, vendaval, sismos e outros.

3.2 Fluxograma de inspeção

A sequência de inspeção de pontes e viadutos de concreto é demonstrada na Figura 1. Trata-se de um fluxograma de atividades trazido pela NBR 9452:2016.

3.3 Planejamento

A primeira etapa, de acordo com o fluxograma de inspeção de pontes, é a identificação da necessidade de se realizar uma inspeção.
De acordo com a NBR 9452:2016, são diversos os fatores que podem motivar uma inspeção e caso não haja um específico, realiza-se a periodicamente.
O planejamento a ser seguido varia com o porte e com tipo de obra de arte especial.

3.3.1. Informações Complementares

As informações complementares sobre a obra de arte especial são utilizadas nas etapas das visitas in loco, definição de recursos necessários para estudo da estrutura, estimativa dos prazos para execução da inspeção, estudo das patologias, dentre outros. Elas fornecem também elementos necessários na análise posterior de resultados.
De acordo com (AASHTO, 1998), os principais documentos que deveriam ser levados em consideração nesta etapa são:

Projetos (executivos, implantação, armação, roteiro executivo, planta de formas, especificações técnicas de materiais e procedimentos, entre outros).
Dados da construção (resultados do controle tecnológico do concreto e do aço, relatórios de obra, cronograma executivo, problemas ou alterações do projeto original, projeto as built entre outros); ·.
Relatório de eventuais intervenções anteriores tais como obras de recuperação, reforço ou alargamento, melhorias nos elementos funcionais (pavimento, drenagem, dispositivos de proteção lateral, etc.); ·.
Relatórios de inspeções anteriores e relatórios de eventuais acidentes ocorridos; ·.
Carregamento admissível atualmente (trem-tipo), dado sobre o tráfego (frequência e tipo de veículos) e dados hidrológicos; ·.
Entrevistas de indivíduos que conheçam o histórico da obra sejam eles os técnicos responsáveis por sua manutenção, usuários frequentes ou até moradores das proximidades.
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De acordo com (CEB, 1989), tais dados podem ser primordiais à definição de um diagnóstico preciso e abrangente, além de auxiliarem nas etapas iniciais de planejamento dos trabalhos, reduzindo o prazo e o custo do planejamento inicial.

3.3.2. Inspeção preliminar

(CEB, 1989) relata que a inspeção preliminar tem o objetivo de dar subsídios ao conhecimento do cenário da obra e ao planejamento das atividades subsequentes. Nessa parte são identificadas (com inspeção visual) as primeiras patologias existentes, é nela que as condições de campo são conhecidas.
De encontro com o exposto, AASHTO (1998) diz que quando os dados disponíveis no arquivo da OAE estejam insuficientes, desatualizados ou não existam, é necessária a realização de uma visita prévia à obra para subsidiar o planejamento da inspeção detalhada.

4 ESTUDO DE CASO: INSPEÇÃO DA VIADUTO LOALIZADA NA AVENIDA JAMEL CECÍLIO, GOIÂNIA-GO.

Este artigo traz a inspeção realizada no viaduto localizado na Avenida Jamel Cecílio, na cidade de Goiânia-GO. A inspeção é apresentada na forma de relatório de inspeção detalhada, segundo as diretrizes da ABNT NBR 9452:2016– Inspeção de pontes, viadutos e passarelas de concreto – Procedimento.

4.1 Objetivos da inspeção

O objetivo deste trabalho foi realizar a inspeção do referido viaduto nos critérios funcionais, estruturais e de durabilidade bem como descrever as principais manifestações patológicas presentes e emitir relatório final constando os resultados obtidos.

4.2 Histórico e antecedentes

O viaduto da Avenida Jamel Cecílio foi projetado nos anos 70 e 80. A sua execução deu-se pelo empreendimento do shopping Flamboyant e quando pronto foi doado para a prefeitura de Goiânia. A sua entrega ocorreu em meados de outubro de 1981. Não foram fornecidos os dados da construtora ou outras informações relativas aos projetos da obra. Existem evidencias de que o viaduto não passou por manutenções, desde a sua entrega visto que inexistem os documentos de inspeções anteriores. Existem registros de inundações, que ocorrem frequentemente em períodos chuvosos, tais inundações causam grave risco aos usuários, visto que os carros que utilizam o viaduto ficam ilhados e alagados. Além disso, existem registros de reparos ineficientes executados pela prefeitura de Goiânia, que servem apenas como medidas paliativas, comprometendo a durabilidade e o desempenho funcional da obra.
Atualmente, o referido viaduto é um importante ponto de acesso para a GO-020 e BR 153, onde o tráfego de veículos pesados é frequente. O fluxo de veículos na parte inferior do tabuleiro também é alto e fica crítico em dias de jogos no Estádio Serra Dourada, que tem ligação pela avenida H.

4.3 Caracterização da OAE

Alinhamento

Alinhamento horizontal: estrutura de eixo reto ou plano;
Declividade longitudinal: 0%;
Sobrelevação transversal: 0%;
Ângulo de transposição do obstáculo: ortogonal;

Material e execução

Estruturas de encontro, Superestrutura, Mesoestrutura e Infraestrutura: de concreto armado moldado “in loco”.

Superestrutura

Sistema estrutural longitudinal: Ponte sobre laje.
Sistema estrutural transversal: Laje maciça;
Número e comprimento dos vãos: dois vãos de aproximadamente cinco metros, sendo total de dez metros;
Laje: maciça apoiada na longitudinal do viaduto;
Vigas longarinas: Não se aplica (não há);
Vigas transversinas de apoio: solidárias à laje apoiadas em pilares retangulares;
Vigas transversinas de vão: Não há;

Mesoestrutura

Pilares:
Vigas transversais de travamento: Não há;
Aparelhos de apoio sobre os encontros (extremos): não há, ou seja, apoio rígido;
Aparelhos de apoio sobre os pilares (intermediários): não há, ou seja, apoio rígido.

Infraestrutura

Tubulões: Não foi possível a identificação do sistema estrutural das fundações

Extremos

Estruturas de encontro: Contenções em paredes de concreto armado;

Drenagem do tabuleiro e dos encontros

Tabuleiro: Não há;
Encontros: há bocas de lobo anterior e posterior ao encontro entre aterro e viaduto;
Juntas de dilatação do tabuleiro: Não há juntas nos tabuleiros;
Elementos acessórios: Não há.

4.4 Caracterização da via

Número de vias: Duas vias;
Alinhamento horizontal: Eixo longitudinal reto (sentido crescente da GO-020);
Declividade longitudinal: Trecho com declividade nula;
Trem-tipo de projeto: Não encontrado / Não fornecido;
Trem-tipo atualmente em operação: Provável TB450.

4.5 Inspeção preliminar de conhecimento do problema

A primeira visita in-loco deu-se no mês de Fevereiro de 2017, nela foram levantadas patologias existentes bem como os agentes causadores das mesmas. Nesta etapa definiu-se o plano de trabalho bem como os métodos de ensaios utilizados (não foi considerada a realização de ensaios), para ter-se um relatório conclusivo. As condições iniciais da estrutura são demonstradas a seguir. Os principais problemas são ilustrados no registro fotográfico do anexo A.
 Superestrutura: Laje maciça em concreto armado com corrosão superficial em alguns pontos com características de lixiviação;
 Nas armaduras dos vãos entre apoios e laterais os pilares. Desplacamento do concreto de cobertura das armaduras nos apoios e sobre todos os pilares.
 Mesoestrutura: travessa com pontos com exposição de armaduras, provável causa espessura de cobrimento insuficiente e ações de lixiviação; pilares e contenções laterais com alto grau de corrosão das armaduras e desplacamento do concreto;
 Infraestrutura: Não aparente e não inspecionada.
 Encontros: Na parte superior do tabuleiro, fissuras na transversal no encontro entre contenção e superestrutura.
 Drenagem: A drenagem existente é ineficiente, a água é levada para a parte inferior do tabuleiro ocasionando enchentes em períodos chuvosos. Existem manchas de umidade na parte inferior da face superior do viaduto e em todo o seu comprimento, demonstrando ineficiência da drenagem.
 Juntas de dilatação: não há juntas no tabuleiro;
 Sinalização: A sinalização é ineficiente, visto que todas as placas se encontram deterioradas impossibilitando a visualização de seu conteúdo.

4.5.1. Observações gerais

4.5.2. Patologias encontradas

As patologias encontradas na inspeção visual e que são mais relevantes foram:
 Armaduras expostas e corroídas na travessa, pilares e contenções (ver Figura 2);

 Desplacamento do concreto de cobrimento das armaduras dos pilares;
 Som cavo por percussão (“bate choco”) nas faces dos pilares;
 Corrosão e superfície irregular do aço;
 Estribos e armaduras principais de flexão em estágio avançado de corrosão, apresentando perda de seção transversal avançada;
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 Fissuras interligadas do tipo couro de jacaré, trincas transversais (DNIT 05:2003) (ver Figura 3);

 Desplacamento do concreto de cobrimento das armaduras da travessa (ver Figura 4);

 Produtos de corrosão de cor marrom-avermelhada junto à superfície da barra – próxima ao núcleo de aço;
 Manchas de produtos de corrosão na superfície do concreto próximo às armaduras;
 Elevado teor de umidade nos pilares, vigas e longarinas devido à drenagem ineficiente;
 Fundo das travessas com agregados de dimensão máxima característica muito elevada (maior que brita 3 – 32 mm) formando grandes ninhos de concretagem pela deficiência de adensamento e impossibilidade de compactação em regiões densamente armadas;
 Alguns agregados graúdos apresentam a superfície “limpa”, devido ao fraco envolvimento pela argamassa do concreto, indicando possível deficiência nos procedimentos de dosagem (consumo de cimento e
teor de argamassa), mistura lançamento e adensamento do concreto;
 Reparos realizados com argamassa, metodologia inadequada, sem cuidados de remoção do concreto desagregado por trás das armaduras para limpeza adequada e proteção das barras;
 Inadequada regularização do substrato e limpeza das armaduras, o que também confirma a inadequação e a ineficácia do reparo realizado em 2017;
 Após a vistoria preliminar e registro fotográfico inicial, o concreto que apresentava desplacamento e som cavo por percussão (“bate choco”) foram removidos pela prefeitura e a mesma realizou um novo cobrimento dessas armaduras -sem função estrutural- e que logo após demonstrou indícios de novo desplacamento.

4.6 Seleção da inspeção realizada.

Conforme descrito pela ABNT NBR 9452 (2016), a inspeção cadastral é a primeira inspeção realizada na obra, devendo ser executada imediatamente após a conclusão da mesma. Em casos que a obra é concluída e não há a realização da inspeção cadastral ao integrar a OAE a um sistema de monitoramento e acompanhamento, esta deve passar pela inspeção cadastral.
Em outros termos a inspeção cadastral marca o início do monitoramento das OAEs e serve como referência para todas as demais inspeções que se realizem ao passar do tempo, contribuindo como parte do histórico da situação da OAE.
Daí a importância da escolha da inspeção cadastral para o estudo de caso do viaduto da Jamel Cecílio, desde a sua inauguração até a data de publicação deste artigo, a referida OAE não havia passado por nenhum tipo de inspeção.
Também por ter a finalidade de cadastrar a obra de arte esta inspeção é até mais abrangente que a rotineira e a especial, contemplando desenhos esquemáticos da planta do tabuleiro, e das seções típica transversal e longitudinal, com suas respectivas medidas principais, o levantamento de todas as anomalias já existentes e a caracterização conforme os parâmetros estrutural, funcional e de durabilidade.

4.6.1. Inspeção cadastral

Ver Apêndice A.

4.7 Extensão e gravidade dos problemas

Na Tabela 1 extraída da ABNT NBR 9452:2016 (Item 5.2, Tabela 2) apresenta a classificação da OAE em estudo por pontuação conforme os parâmetros estrutural, funcional e de durabilidade.

A norma utilizada como base para a realização da inspeção apresentada sintetiza os principais cenários de uma OAE e quais as inspeções necessárias a serem realizadas em cada caso.
A mesma permite a obtenção do provável diagnóstico da estrutura levando-se em consideração as restrições existentes e baseando-se em metodologias científicas de investigação, teste e comprovação de hipóteses.
Trata-se de método que permite o levantamento, mapeamento e definição do impacto que as patologias geram no desempenho estrutural, funcional e de durabilidade da OAE.
No viaduto da Jamel Cecílio a OAE apresenta grau avançado de corrosão das armaduras, com alguns elementos em estado crítico onde se nota perda da seção transversal de aço quase que total, outros elementos como o caso de alguns pilares parte da armadura de cisalhamento estava completamente solta.
A situação dos encontros não era diferente, as contenções estavam com a armadura praticamente toda exposta ao longo de sua extensão, devido aos diversos alagamentos que já ocorreram no local que, propiciaram a oxidação das armaduras e consequentemente o desplacamento do concreto expondo as armaduras a ainda mais intempéries.
A concepção do projeto se deu em uma época diferente da atual onde as vias do entorno nem mesmo eram pavimentadas, (ver figura 5) porem com a expansão urbana essa situação mudou trazendo além de vias impermeabilizadas um fluxo intenso de tráfego para a região, que somado a falta da conservação e manutenção do patrimônio público ao longo dos anos acarretou nas patologias da referida OAE apresentadas neste artigo.
Devido aos fatos supracitados a classificação da OAE quanto ao parâmetro estrutural foi a de situação crítica, (nota 1) pois visivelmente a estrutura não apresenta mais a mesma capacidade portante para qual foi projetada, em consequência a péssima condição estrutural compromete a funcionalidade e a durabilidade da OAE justificando assim as notas 2 e 3 respectivamente.
A atual nota de classificação da OAE pode ser revertida executando-se reparos na estrutura e o devido tratamento das patologias encontradas. Porem a extensão da gravidade dos problemas apresentados vai além de apenas reparar a obra de arte, como exposto a drenagem no local é ineficiente sendo necessário uma adequação do sistema de coleta de aguas pluviais do entorno para que não ocorra novos alagamentos comprometendo ainda mais a OAE.

5 CONCLUSÕES

O estudo de caso apresentado demonstra a inspeção de um viaduto executado em concreto armado com patologias em suas funções estruturais, funcionais e de durabilidade.
Os resultados obtidos demonstram a seguinte situação da referida OAE:
Caracterização estrutural: Há danos que geram grave insuficiência estrutural na OAE. Há elementos estruturais em estado crítico, com risco tangível de colapso estrutural. A OAE necessita intervenção imediata, podendo ser necessária restrição de carga interdição total ou parcial ao tráfego, escoramento provisório e associada instrumentação ou não.
Caracterização Funcional: A OAE apresenta funcionalidade visivelmente comprometida, com riscos de segurança ao usuário, requerendo intervenções de curto prazo.
Caracterização de durabilidade: A OAE apresenta pequenas e poucas anomalias, que comprometem sua vida útil, em região de moderada a alta agressividade ambiental.
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Viaduto Jamel Cecílio
Pontifícia Universidade Católica de Goiás Curso de Engenharia Civil 2017/2 9
Espera-se que a partir dos resultados obtidos os órgãos competentes busquem soluções com base em estudos técnicos e projetos elaborados por profissionais responsáveis, para os principais problemas encontrados na OAE em estudo, visto que os riscos aos usuários são imediatos.