Qualquer intervenção a realizar numa obra de arte antiga deve ser precedida por um conjunto de fases. O objetivo destina-se ao conhecimento da estrutura, uma vez que é nessa informação que assentará todo o processo de decisão subsequente. Inicialmente deve proceder-se à recolha de dados históricos, esta tarefa consiste na consulta de todos os documentos disponíveis relacionados com a obra de arte em causa, tais como: projeto de execução original, projetos de possíveis intervenções que tenham existido desde a construção da ponte, documentos relativos ao enquadramento histórico da estrutura e documentação referente a inspeções. Em qualquer dos casos, dispondo-se ou não da informação histórica completa, devem-se realizar visitas à obra de arte, tendo em vista o levantamento geométrico pormenorizando da estrutura. Este procedimento revela-se fundamental em situações que não seja possível obter qualquer informação das catacrésticas geométricas da ponte. Contudo caso se disponha da informação necessária a caracterização geométrica permite comparar a realidade com os dados fornecidos no projeto de execução, clarificando possíveis dúvidas. As visitas à obra de arte possibilitam ainda avaliar o estado de conservação da estrutura. A identificação dos pontos críticos nos quais a rotura, devido a anomalias, seja possível permite sustentar as decisões de intervenção. Geralmente neste tipo de pontes a informação associada às propriedades do material metálico é limitada. Neste sentido, a caracterização do material através de ensaios laboratoriais assume particular importância. Em função dos objetivos pretendidos há inúmeros ensaios que caracterizam o material, no entanto os ensaios de tração, resistência à fadiga, bem como a análise da composição química, devem necessariamente ser realizados.
Posteriormente à realização das fases descritas é possível concluir sobre a melhor forma de intervir na estrutura. A conservação de pontes pressupõe a correção das anomalias que surgirem e que impeçam de satisfazer os níveis de segurança e serviço pretendidos, assim as intervenções podem ser realizadas de várias formas e em diferentes períodos da vida útil da estrutura, pelo que é necessário conhecer os vários tipos de atuação [36]:
i) Manutenção preventiva – Deve ser regular com o intuito de manter a condição da ponte
acima de um determinado limite mínimo;
ii) Reparação superficial – Tem por objetivo adiar temporariamente uma reparação mais profunda;
iii) Reparação profunda – Intervenção de grande extensão, com o intuito de contrariar os vários tipos de deterioração na ponte;
iv) Reforço – Quando a resposta estrutural não é suficiente para manter um nível de segurança aceitável face às solicitações;
v) Beneficiação – Promovida quando as características da ponte não são suficientes para manter as condições de serviço desejáveis, como por exemplo o alagamento do tabuleiro; vi) Substituição parcial - Substituição de elementos estruturais da ponte que estejam obsoletos ou de elementos cuja substituição seja estruturalmente preferível a outras opções de intervenção.
As intervenções a realizar podem ser mais ou menos intrusivas. Uma das principais intervenções em pontes metálicas refere-se à pintura regular. Como referido anteriormente as pontes metálicas são especialmente sensíveis a ações de erosão, desta forma tornam-se dependentes de manutenções e reparações regulares, estando a sua longevidade dependente destes procedimentos.
As intervenções mais intrusivas, como o reforço, beneficiação e substituição parcial, são condicionadas por uma série de fatores, tais como: económicos, estéticos, exequibilidade da própria solução e implicações que a intervenção acarreta em termos de utilização [34].
2.4.2.1 Tipos de intervenções
Após a análise estrutural de uma obra de arte é possível avaliar a necessidade e adequabilidade de uma intervenção sobre a estrutura. Para esse fim são identificados os elementos estruturais que carecem de intervenção e estabelece-se a estratégia a adotar. As soluções de reforço são escolhidas mediante as necessidades que a obra de arte manifestar, resultando assim, uma correspondência entre o problema existente e o tipo de intervenção adotada.
Neste contexto, são apresentadas nesta secção possíveis intervenções, visando a correção dos problemas típicos de pontes metálicas antigas.
Aumento da capacidade de carga através de reforço dos elementos estruturais Em situações de insuficiente resistência dos elementos estruturais que constituem uma ponte metálica, é possível acrescentar área resistente aos mesmos. A adição de perfis comerciais ou chapas aos elementos existentes apresenta-se como uma opção viável para melhorar as características de capacidade de carga da estrutura. No entanto deve-se ter em atenção alguns condicionantes na realização do reforço, como a forma de efetuar a ligação entre os elementos, o posicionamento e dimensões dos novos elementos e as implicações em termos de aumento de peso próprio para a estrutura.
Aumento da capacidade de carga através da substituição de elementos estruturais A utilização de novos elementos estruturais com maior resistência, por substituição dos existentes torna-se plausível em situações em que a adição de área resistente não é suficiente para verificar a segurança estrutural do elemento. A opção de substituição de elementos deve passar pela consideração de fatores de exequibilidade, tendo em consideração que apenas alguns elementos podem ser substituídos, como por exemplo os contraventamentos, em que se torna fácil a sua execução pelo tipo de ligação aos restantes elementos [34].
Aumento da capacidade de carga através de pré-esforço
A falta de capacidade resistente global da ponte pode ser corrigida recorrendo a pré-esforço exterior [34] [37]. A utilização de cabos de pré-esforço com o posicionamento e a configuração geométrica adequada, permite uma melhoria considerável no comportamento estrutural global da ponte. Os cabos de pré-esforço são colocados pelo exterior das vigas principais, lingando-se superiormente a uma estrutura de suporte secundária e inferiormente a selas de desvio (Figura 2.28) [37]. A ancoragem dos cabos é efetuada por detrás dos encontros.
Os cabos de pré-esforço conferem novas zonas de apoio à estrutura, aliviando os esforços nas vigas principais. Geralmente é necessário reforçar alguns pontos singulares da estrutura, como por exemplo as diagonais e os montantes junto aos pontos de inflexão. Este tipo de intervenção ainda que não seja muito intrusiva na estrutura existente, cria algumas reservas em termos estéticos, uma vez que os cabos de pré-esforço ficam expostos ao longo do seu traçado.
Ligações rebitadas
As ligações rebitadas são responsáveis pela ligação de todo o conjunto da estrutura. A sua substituição pode ocorrer em casos em que haja rebites fora de serviço (rebites com anomalias) ou na substituição/adição de elementos estruturais e consequente substituição/criação de ligações.
A atividade de cravação de rebites está divida em trabalhos preparatórios e trabalhos de cravação propriamente ditos. Caso a intervenção seja de reforço deve-se proceder à furação dos novos elementos, respeitando na integra a furação existente. Na sequência da montagem final é necessário proceder à correção das diferenças entre os furos das diversas chapas a ligar, assim, devem-se mandrilar os furos de forma a garantir uma correta uniformidade da furação dos elementos a ligar [34]. Em relação à cravação, esta deve respeitar os seguintes pontos [34]:
i) Os rebites devem possuir um diâmetro a frio que não seja inferior a mais de 1 mm ao
furo mandrilado;
ii) O aquecimento dos rebites deve ser uniforme, até se atingir cerca de 900 ºC;
iii) Efetuar a cravação com equipamento em boas condições de funcionamento, abandonando o rebite ainda quente;
iv) A montagem deve ser cuidadosamente realizada, ficando os elementos pressionados uns contra os outros;
Após a substituição dos rebites, estes devem ser pintados em conjunto com os elementos estruturais.
Redução de vibrações
As vibrações excessivas podem ser corrigidas alterando a rigidez ou a inércia global da estrutura. Geralmente a forma de proceder é aumentar a rigidez dos sistemas de contraventamento da estrutura na direção em que se pretende diminuir a sua vibração.