PAPEL TÉCNICO #67

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                        PAPEL TÉCNICO #67
 
                     UNDERSTANDING EM PEQUENA ESCALA
                          BRIDGE EDIFÍCIO
 
                                Por
                          Robert J. Commins
 
                        os Revisores Técnicos
                       Dr. Luis Prieto-Portar
                           Alfred Samuel
                        AMDE M. Wolde-Tinsae
 
                            Published By 
 
                               VITA
                  1600 Bulevar de Wilson, Apartamento 500,
                    Arlington, Virgínia 22209 E.U.A.
               Tel:  703/276-1800 * Fac-símile:   703/243-1865
                     Internet:  pr-info@vita.org
                     
              Understanding Edifício de Ponte Em pequena escala            
                         ISBN: 0-86619-306-5
            [C] 1990, Voluntários em Ajuda Técnica,
 
                              PREFACE
 
Este papel é um de uma série publicada por Voluntários dentro Técnico
Ajuda para prover um introudction a estado-de-o-arte específica
tecnologias de intrest para pessoas em países em desenvolvimento.
É pretendida que os documentos são usados como diretrizes para ajudar
tecnologias de chooe de pessoas que são satisfatório às situações deles/delas.
Não é pretendida que eles provêem construção ou implementação
são urgidas para as Pessoas de details.  que contatem VITA ou uma organização semelhante
para informação adicional e ajuda técnica se eles
achado que uma tecnologia particular parece satisfazer as necessidades deles/delas.
 
Foram escritos os documentos na série, foram revisados, e foram ilustrados
quase completamente por VITA Volunteer os peritos técnicos em um puramente
basis.  voluntário Uns 500 voluntários eram envolvidos na produção
dos primeiros 100 títulos emitidos, enquanto contribuindo aproximadamente
5,000 horas do time.  deles/delas o pessoal de VITA incluiu Patrice Matthews
produção controlando, e Margaret Crouch como gerente de projeto.
 
O autor do papel, Robert J. Commins, é um aposentado civil
engenheiro que ajudou VITA responde perguntas técnicas ao longo de
o Terceiro Mundo.
 
O papel foi revisado por Dr. Luis Prieto-Portar, o Diretor de
Trabalhos públicos para a Cidade de Miami, Alfred Samuel, um aposentado
engenheiro civil que especializa em poder de água, e Amde M. Wolde-Tinsae,
professor com o Departamento de engenheiro civil a
a Universidade de Maryland.
 
VITA é uma organização privada, sem lucro que apóia as pessoas
trabalhando em problemas técnicos em países em desenvolvimento.   VITA
informação de ofertas e ajuda apontaram a ajudar os indivíduos
e grupos para selecionar e tecnologias de instrumento destinam
o situations.  VITA deles/delas mantém um Serviço de Investigação internacional,
um centro de documentação especializado, e um computadorizou
lista de consultores técnicos voluntários; administra a longo prazo
proejcts de campo; e publicou uma variedade de manuais técnicos e
documentos.
 
                UNDERSTANDING EDIFÍCIO DE PONTE EM PEQUENA ESCALA
 
                  por VITA Robert J Voluntário. Commins
 
INTRODUÇÃO
 
Pontes são uma parte do sistema de transporte de uma região. Eles
é usada para atravessar um obstáculo como um fluxo ou brecha. Pontes de   fazem
o sistema mais eficiente ou economizando distância de viagem ou por
veículos habilitando ou pedestres para chegar a lugares que previamente eram
inacessível.
 
Há quatro tipos básicos de livre-estar de pé pontes: irradie, arqueie,
bragueiro, e suspension.  além disso, pontoon atravessa que de fato
flutue na superfície da água, é usado em algumas situações.
Enquanto todas as pontes são construídas do básico estrutural
unidades de dobrar, tensão, e sócios de compressão, o desígnio de
suspensão e pontes de pontoon são altamente especializadas e o deles/delas
construção é normalmente muito cara para aplicações em pequena escala.
Este papel, então, limites sua discussão para viga, arco, e bragueiro
pontes (Figura 1):

17p01.gif (270x540)


 
o  A ponte de viga está composta de sócios que dobram ou curva onde
   forças transversais são applied.  que A primeira ponte provavelmente era
   este tipo de estrutura: uma árvore que caiu por um fluxo era
   cruzava a pé.
 
o  que A ponte de arco foi desenvolvida logo, enquanto se aparecendo primeiro em Mesopotamia
   aproximadamente 4000 B.C.  A ponte de arco é principalmente uma compressão
Sócio de   , sujeito a forças que tendem a diminuir seu
Comprimento de   .   que Este tipo de estrutura construiu de masonry era extensamente usado
   pelos gregos e depois pelos Arcos de Romans.  continua sendo
   construiu, mas agora reforçou concreto ou aço é usado.
 
o  A ponte de bragueiro está composta de tensão e compressão
Sócios de   .   que UM sócio de tensão está sujeito a forças para as que tendem
   aumentam seu length.  A ponte de bragueiro foi embutida primeiro o
   16º século D.C. de madeira; muitas das pontes cobertas do
Mundo de    ainda é construído O desenvolvimento de ferro por este way. , e
   depois de aço, bragueiro feito atravessa muito popular para intermediário
   atravessa (12 a 30 metros) .  ao mesmo tempo, a construção
   de pontes de viga ficou menos caro para palmos debaixo de 12 m.
   Eventually eles, também, eram usados para palmos muito pesados, mais longos.
 
PROJETE CRITÉRIOS
 
O local para a ponte deveria ser selecionado em base de mínimo
custo e conveniência de maximal para usuários.   a Maioria locais de ponte
é ditada através de tais fatores óbvios como cruzamento mais curto entre
bancos de um rio ou gulley, a necessidade para unir estradas de uma cidade, e
substituição de uma estrutura mais velha ou um que não podem ser cruzadas
durante floods.  da mesma maneira que há nenhum material barato de padrão
qualidade, não há nenhuma tal coisa como construção de ponte barata.
Se fundos forem insuficientes, uma estrutura menor deveria ser
construída.
 
Devem ser respondidas várias perguntas antes de escolher o tipo de
atravesse para construir:
 
o  Por que de uma ponte é precisada? As pessoas locais têm que responder isto,
   desde que eles não só serão os usuários primários mas provavelmente o
Financers de   , construtores, e maintainers do Habitante de bridge. 
Envolvimento de    é vital planejando este tipo de projeto.
 
o  Que tipo de tráfico levará a ponte? O tipo de
   traficam--pedestres ou veículos ou ambos--determina o desígnio
   carrega para o structure.  Figure no que 2 cargas de desígnio de espetáculos usaram

17p03.gif (600x600)


   o States.  Unido que deveriam ser consultadas autoridades de estradas Locais
   por carregar requirements.  Se uma estrutura é para veículos,
   consideration deveria ser dado a crescimento futuro da região
   e traficar isso podem ser geradas por um cruzamento mais eficiente.
 
o  Que volume de tráfico levará a ponte? O volume e
   digitam de tráfico determinará a largura do bridge.  Para um
   atravessam usada para pedestres, uma largura de dois ou três metros é
   adequado.   que tráfico Veicular requer pelo menos porém para uma pista
   de 3 a 4 metros, mais uma largura adicional para pedestrians.  Se
   a ponte será usada por veículos motorizados, uma calçada elevada,
   ou restringindo deveriam ser usadas para separar veicular e pedestre
   traficam.   Se a ponte é um modo, sinais de advertência adequados,
   para veículos motorizados deveria ser provido.
 
o  que Que palmo é requerido? Se o obstáculo atravessado é um desfiladeiro, o
Resposta de    simplesmente é a largura do gap.  No caso de um rio
   a resposta é mais complexa.
 
Um cruzamento de ponte que um rio deveria estar sobre a elevação de alto-água
prevenir a ponte de ser lavada fora.   que também deve
proveja um underclearance adequado para barcos ou outro rio
traffic.  que A elevação de alto-água precisada normalmente pode ser determinada
examinando o banco de rio e perguntando para as pessoas locais o
água mais alta que eles observaram.   Figure 3a ilustram um típico

17p04a.gif (486x486)


rio crossing.  Figure 3b ilustram o caso de um largo

17p04b.gif (486x486)


floodplain.  Neste exemplo um estudo hidráulico é necessário,
como o tamanho do floodplain está reduzido e a via fluvial
estreitada pelas larguras combinadas dos cais de ponte.   Esta condição
possa resultar inundando rio acima e possa aumentar velocidade de água
debaixo do bridge.  O aumento em velocidade pode causar severo
dano de erosão no local de ponte.
 
a.  situação Ideal: mantendo área de via fluvial existente não vão
    afetam fluxo de passeio em fase de inundação.
 
b.  A área de via fluvial de floodstage está reduzida pelo crosshatched
Áreas de    , causando a elevação de água alta a increase.  Este aumento,
    poderia causar inundação rio acima e erosão a ponte
Local de    .
 
Depois de estabelecer a necessidade, cargas de desígnio, largura, e comprimento de
a ponte, são exigidos os serviços de um engenheiro projetar
as fundações e superstructure.   UMA discussão de tipos de
fundações e superstructure segue, inclusive a informação
isso deve ser provida ao engenheiro.
 
SUPERSTRUCTURES
 
O superstructure de uma ponte inclui a estrada, as trilhas,
as grades, e os sócios estruturais apoiando usaram
atravessar a abertura exigida.   Figures 4 por 8 ilustram

17p050.gif (540x540)


tipos de superstructure.
 
Wood Beams
 
Wood irradia (Figura 4) requeira madeira de grau estrutural.   Desde o

17p05.gif (540x540)


força de tipos vários de madeira varia amplamente, uma fonte de um
madeira de grau estrutural de características de força conhecidas deve ser
estabelecida antes de considerar este tipo de estrutura.   A madeira
deve ser tratada com preservativos para prevenir apodrecendo.
 
Uma estrutura de madeira pode ser construída por pessoas com carpintaria ordinária
habilidades e tools.  O único equipamento especial do que poderia ser precisado
é algum tipo de erguer dispositivo se as vigas de ponte forem de excessivo
peso.
 
Vigas de concreto
 
Superstructures de concreto podem ser da laje plana ou da viga
e tipo de laje (ambos mostradas em Figura 5). Seleção de   do tipo para

17p06.gif (600x600)


seja usada depende da carga e exigências de palmo da estrutura.
Os materiais requeridos são madeira por construir formas, cimente,
areia e embaraça, limpe (potable) água, e reforçando aço.
Construção das formas para este tipo de estrutura pode ser
complexo, porque eles devem ser capazes de apoiar o peso
do concreto até que está curado.
 
As dimensões mostradas em Figura 5 estão baseado nas propriedades seguintes
de materiais de construção:
 
o  o Wood:   tensão Permissível = 100 quilogramas por centímetro quadrado;
   tosquia permissível paralelo granular = 10 a 15 kg/sq cm
 
o  Solidificam:   compressive Permissível acentuam = 200 kg/sq cm
 
o  que Reforça aço:   tensão Permissível = 1400 kg/sq cm
 
o  aço Estrutural :  Allowable elástico e compressive acentuam dentro
   que dobra = 1400 kg/sq cm
 
Estas propriedades são listadas para ajudar calculando quanto material
possa ser needed.  que Eles podem ser usados para desígnio preliminar.
 
Construindo as formas requer habilidades de carpintaria ordinárias.   Colocando
o aço reforçando e colocando e terminando a lata concreta
seja feita com trabalho inexperto, contanto que a mistura seja corretamente
vibrada para eliminar espaços de ar.   que habilidades Técnicas são
exigida projetar o formwork e determinar o apropriado
misturas para o concreto.
 
Equipamento exigido inclui ferramentas de carpintaria, um misturador concreto,
pás, carros de mão, e ferramentas de concreto-acabamento (espátulas,
flutuações, diretamente-extremidade, etc.)
Evitar a necessidade para construir formas complexas, seções da estrutura,
possa ser precast no chão perto do local e então possa erguer
em lugar depois de curing.  O peso destes sócios pode fazer isto
necessário usar um dispositivo de levantamento para os fixar em lugar e meios
deve ser provida para os segurar em lugar depois de ereção.   PRECASTING
e erguer são mais complexos e perigosos que vertendo o
solidifique em formas que foram construídas em lugar.   Neste caso,
os perigos surgem de remover as formas antes do concreto tem
curada para agüentar seu próprio peso suficientemente.
 
Aço
 
São mostrados dois tipos de pontes de aço: um bragueiro (Figura 6) e um

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viga (Figura 7) sistema.

17p07b.gif (600x600)


 
O tipo de bragueiro de estrutura requer
os sócios de aço menores mas necessidades
fabricação extensa por um habitante
specialist.  Porque as habilidades precisadas
não é comum, construção de bragueiro,
possa não ser uma opção disponível.
 
O tipo de viga de aço de estrutura com uma madeira ou tráfico de concreto
superfície pode ser construída localmente.   Carpintaria habilidades são requeridas para
pondo a coberta de madeira, ou por construir formas para o concreto
deck.  exige para as mesmas habilidades construir uma coberta concreta sobre
construa uma ponte concreta, mas o formar é muito mais simples.
 
O equipamento precisado inclui um dispositivo de levantamento para fixar o aço
vigas ou bragueiros em lugar, e ferramentas de carpintaria ordinárias para
pondo uma madeira deck.  UM misturador concreto, carros de mão, e pás
é precisada construir uma coberta concreta, além de mão,
ferramentas e arame que são precisados colocar e apoio reforçando
varas.
 
Arcos
 
Um masonry ou tipo de arco de concreto de estrutura (mostrada em Figura 8)

17p08.gif (540x540)


pode ser considerada para comprimentos de palmo curtos de 3 a 12 meters.  Isto
tipo de estrutura, se construiu de masonry, requer os pedreiros qualificados
e uma pedreira local para uma provisão de pedra.   O formando para um
arco é bastante complexo porque são exigidas formas curvadas apoiar
o peso do masonry ou concreto.
 
As ferramentas e habilidades exigidas construir uma ponte de arco concreta são
igual a esses precisaram construir Carpintaria de bridge.  para uma viga concreta
e são requeridas habilidades de masonry e ferramentas se um arco de masonry
é escolhido.
 
Mesa 1 dá diretrizes por selecionar o tipo de estrutura para
seja usada para tráfico veicular.   Os comprimentos de palmo notados são um
guia geral para pontes de 3 a 25 metros; eles variam, enquanto dependendo
em cargas de desígnio.
 
                                       TABLE EU
 
DIRETRIZES DE                         POR SELECIONAR TIPO DE PONTE
                           SER USADA PARA TRÁFICO VEICULAR
 
MATERIAL          SPAN HABILIDADES DE LENGTH,          FERRAMENTAS DE           COMENTÁRIOS DE          
                      M   
 
Ponte de viga
 
Wood               3 a 15            Carpintaria de         Ordinária o       Wood de força conhecida
Carpintaria de                                       ferramenta de        características de            e uso
                                      que                                of madeira preservativos são
                                                                     precisou.
 
Concrete           3 a 10            Carpintaria de         Ordinária       Reinforcing aço de
(laje plana)                    tools,         de         carpentry       caráter de força conhecido
Habilidades de                                       para       um istics de      concreto é needed.  Regular
                                      que forma; misturador de        , inspeção de          de aço e
                                      design carro de mão de           que concreto de     deveria ser feito.
                                      solidificam         e pás
                                      mistura de
                                      desejou
                                      STRENGTH.
 
Concrete           3 a 15            Como debaixo de Trapaceiro -    Como debaixo de        Como debaixo de Concreto
(viga) crete de                                 (     plano        Concreto (laje plana)
Laje de                                      ) laje de           (flat)
 
Steel              3 a 25            Carpintaria de         Ordinária Aço de       de força conhecida
Carpintaria de                                              tools.  characterics de See   .
Habilidades de                                       para       também decoram -
                                      que forma ou crete de       sobre
                                      que coloca o      se concreto
                                      enfeitam. Coberta de            é usada.
                                                dispositivo de       Lifting.
 
Ponte de bragueiro
 
Wood              15 a 25            Carpintaria Carpintaria de              madeira de grau Estrutural
                                                      ferramentas and      é requerido e qualificado
                                                      a que ergue       trabalha por ajustar
Dispositivo de                                                                e unindo são precisadas.
 
Steel             15 a 25            fab de Aço -       Drills, Bragueiro de         é feito para cima de
                                      rication         arranca,       pesca ou canais, e
                                                      que corta habilidade de and    em fabricação é
                                                      do que welding    de /or precisaram.
                                                      equipment para
                                                      aceram, e um
                                                      Lifting dispositivo.
 
Arqueie Ponte
 
Concrete           3 a 10           Vêem o Trapaceiro -          See    See Concreto Solidificam (apartamento
Crete de                                      (      plano (laje plana) laje de    ) .  além disso,
Laje de                                     )                            os carpinteiros qualificados
                                                                     are exigiu construir
                                                                     encurvou formas.
 
Masonry            3 a 10           Carpintaria Carpintaria de               os pedreiros Qualificados e
                     masonry de                 and       e masonry que são requeridos os carpinteiros de    
                                                                     para construir curvas e o
                                                                     forma para apoiar o
                                                                      estruturam durante trapaceiro -
STRUCTION DE                                                                     .
 
O loadings de roda de maximal e o espaçamento mínimo entre veículos
deveria ser estabelecida pela comunidade ou a autoridade
requerendo o bridge.  Para este propósito, uma figura de impacto deve
seja acrescentada a informação obtida de fabricantes de veículo.
 
 
Calçada (trilha) pavimentando e apoios deveriam ser projetados para
uma carga uniforme de 400 kg/sq m, a menos que uma concentração de carga seja
esperada.
 
O custo da estrutura não está coberto neste discussion:  isto
depende de material e custos de mão-de-obra, e estes variam amplamente de
região para região.
 
Manutenção
 
Estes tipos de superstructure requerem manutenção mínima:
 
o  Wood que estruturas requerem para reapplication periódico de preservativo de madeira.
 
o  Aceram estruturas exigem para pintar periódico evitar excessivo
Corrosão de   .
 
o  Solidificam estruturas requerem consertando de spalled (escamou ou
   lascou) áreas com cimento rebocam se eles acontecerem.
 
Estruturas concretas reforçadas podem ser difíceis manter e
freqüentemente impossível a repair.  A melhor defesa contra a necessidade
para manutenção cuidado extremo está proporcionando, enquanto misturando, e
colocando o concrete.  colocação Cuidadosa de reforçar é igualmente
importante.
 
Quebrada e spalled deveriam ser consertadas áreas concretas; estrada usada
deveriam ser dadas superfícies um usando satisfatório e pavimentando casaco para
deveriam ser marcadas Rachas de protection.  com uma combinação comercial
recomendada para este propósito.
 
FUNDAÇÕES
 
As fundações de uma ponte incluem essas unidades estruturais que
transmita as cargas do superstructure para o estar por baixo de
soil.  There são dois cais de types:  e limites. Cais de   são o
apoios de intermediário para estruturas de multispan. Limites de   são
o fim supports.  Os tipos de cais e limites ser discutida
é mostrada em Figuras 9 e 10. Cais de   e limites são

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apoiada por fundações que são de dois tipos:   esparramou fundamentos
e pilhas.
 
Um fundamento de expansão (Figura 9) é uma fundação rasa e é o

17p11.gif (600x600)


mais econômico do two.  pode ser usado geralmente para pequeno-palmo
pontes (menos de 12 metros), contanto que a terra possa
agüente o peso (pelo menos 10 T/sq m. Pilhas (Figura 10) é requerida

17p12.gif (600x600)


só se material de superfície macio é achado para ser incapaz de
cargas de fundamento rasas levando.   Empilhando é usada para levar então o
cargas caminhando para um estrato mais fundo e mais firme.
 
O uso de empilhar requer alguém qualificado em avaliação de terra e
procedures.  enfadonho Esta pessoa executa uma avaliação de terra ao
local para determinar que tipo de empilhar seria o mais econômico
e que equipamento seria exigido instalar o empilhando.
 
Limites
 
Limites levam cargas verticais do superstructure e
cargas laterais da terra retida em um lado (Figo. 10a).

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Limites são de dois gravidade de types:  ou cantilever.  UMA gravidade
limite leva sua carga por compressão, e um modilhão
limite por uma combinação de dobrar e compression.  Desde
um limite de gravidade só está sujeito a cargas de compressive, pode
seja construída de masonry ou concreto de unreinforced.   O modilhão
limite exige para o uso de concreto reforçado resistir
a tensão causada dobrando.
 
Cais
 
Cais levam palmos entre limites para encurtar a coberta
comprimentos; elas estão sujeito às forças seguintes:   vertical
cargas da estrutura e do tráfico nisto; lateral
forças devido à expansão e contração do superstructure
e para o frear de veículos na ponte; forças laterais de
água ou gelo devido a fluxo de fluxo; e forças laterais devido a vento
cargas no superstructure e traficar cargas.   No caso de
pequeno-palmo atravessa estas forças são desprezíveis com exceção do
cargas verticais do superstructure e o gelo pressiona dentro
rios fundos de áreas de frio-clima.   Se nós desconsideramos todas as forças
exclua as cargas verticais do superstructure, o cais pode
seja considerada um sócio de compressão e pode ser construída de masonry ou
unreinforced solidificam.
 
Se unreinforced limites concretos ou cais são usados, um quadrado,
malha de 1.25 cm-diâmetro que reforça varas deveria ser colocada a
30-cm intervalos horizontais e verticais para ajudar controlam encolhimento
e superfície cracking.  se uma racha deveria desenvolver devido a determinação ou
temperatura acentua, a malha manterá as faces da racha
em contato.
 
Manutenção
 
Manutenção de unidades de substructure normalmente é mínima, enquanto consistindo
de consertar de concreto de spalled ou masonry.   manutenção Principal
só acontece se erosão arruinar limites ou cais.   Nisto
caso preenchendo a área corroida e colocando proteção de pedra para
previna erosão adicional é requerida.   Como prevenção, substructure
deveriam ser inspecionadas unidades anualmente para dano de erosão ou imediatamente
depois de segundo turno incomum.
 
BIBLIOGRAFIA DE                          
 
1.  GIDLOW, B. Desígnio de Ponte de pedestres de Suspensão, Acampamento de Faculdade,
    EM-CE-90
 
2.  Amarraram, N. Seu Próprio T (R)oll Bridge, December.  1990,
 
3.  Weatherfrod, G.E., construção de Ponte que usa Troncos,
Madeiras de    , Pedras e Terra, Caso de VITA Não. 31977, 1980,
 
4.  Footbridges:  Design Pequeno e Construção, GPO, 1972,
 
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