Vídeo: Nos bastidores de uma grande mudança na ponte transversal

A operação, que envolveu o deslocamento de uma seção de viaduto de 485,5 metros de comprimento, completa com pilares e fundações, marca a primeira vez que um movimento transversal foi executado nessa escala na Alemanha.

Imagens em time-lapse do reposicionamento do viaduto Rinsdorf na rodovia A45 (acima) contam parte da história. Mas o que não mostram são os anos de planejamento meticuloso, avaliação de riscos e engenharia de precisão necessários para sua execução.

O projeto faz parte de um esquema mais amplo para modernizar a infraestrutura essencial ao longo da A45, um corredor rodoviário vital que conecta a região do Ruhr a Frankfurt e atravessa uma série de vales profundos ao longo de sua rota.

A Strabag, trabalhando como parceira principal em um consórcio com a Bickhardt Bau para a autoridade rodoviária federal alemã Die Autobahn, começou a trabalhar no viaduto em 2017. O viaduto vizinho Rälsbach também está sendo reformado pelo mesmo programa.

O viaduto Rinsdorf original, construído na década de 1960, situa-se aproximadamente a meio caminho entre Dortmund e Frankfurt e atingiu o limite da sua vida útil. "Ele teve que ser substituído por uma nova estrutura porque o volume de tráfego aumentou significativamente nas décadas desde a sua construção e a expectativa é que continue a aumentar", disse Wolfgang Schlensorg, gerente da unidade de negócios do Centro de Construção de Pontes da Strabag, à Construction Briefing . "Sua substituição faz parte de um enorme projeto de tráfego: a renovação das pontes ao longo da autoestrada A45 e a expansão quase contínua da autoestrada em seis faixas."

O deslocamento transversal da estrutura de 485,5 m de comprimento levou cerca de 20 horas para ser concluído (Imagem cortesia de Strabag)

Por que deslizar uma ponte para o lado?

A decisão de realizar um deslocamento transversal do viaduto em vez de construí-lo in loco foi em grande parte ditada pela gestão do tráfego e pela geometria do projeto original. O viaduto Rinsdorf original não havia sido construído com dois tabuleiros separados para cada sentido de circulação, mas como uma estrutura única. Isso representou um desafio para manter o fluxo do tráfego ao longo da Autobahn enquanto a demolição da estrutura original e a construção de sua substituição estavam em andamento.

A solução foi construir a primeira metade da nova estrutura da ponte com um deslocamento de pouco mais de 20 metros para um dos lados do viaduto original. Isso permitiu o transporte de tráfego enquanto a ponte original era demolida. A segunda nova seção foi então construída no lugar da original. Uma vez concluída, a primeira seção foi deslocada transversalmente para sua posição final, paralela à segunda.

“A nova construção de metade da ponte, deslocada em 20,6 metros para o lado, e seu subsequente deslocamento transversal foram necessários… para permitir que o tráfego fluísse sem interrupção durante todo o período de construção”, disse Schlensorg. “Devido ao tamanho do viaduto Rinsdorf, o deslocamento transversal de uma seção da ponte, incluindo pilares e fundações, foi a opção preferida por questões de tempo e custo.”

Deslocamentos transversais de pontes não são incomuns. Strabag afirmou que as equipes de construção de pontes realizam regularmente deslocamentos de superestruturas ou deslocamentos completos de estruturas menores.

O que tornou esse projeto em particular mais raro e complexo foi a mudança de uma estrutura inteira desse tamanho (quase meio quilômetro de comprimento e 72 m de altura), incluindo seus pilares e fundações.

A base de um dos pilares da ponte enquanto era colocada em posição por macacos hidráulicos (Imagem: Foto tirada do vídeo de lapso de tempo da Die Autobahn)

Engenharia em movimento

A operação, no início de junho, levou mais de 20 horas. Um sistema sincronizado de 24 macacos hidráulicos – quatro em cada um dos seis pilares da ponte – empurrou a estrutura para sua posição final a um ritmo de aproximadamente um metro por hora.

Para permitir que a massa de concreto deslizasse suavemente sobre os trilhos móveis, a Strabag instalou sapatas deslizantes de Teflon (PTFE) especialmente preparadas entre as fundações e a laje de base. Estas foram tratadas com um lubrificante especial para minimizar o atrito. O viaduto foi movimentado em 15 fases precisas, cada uma medindo 1,4 metro de comprimento.

A operação marcou o ápice de anos de projeto e coordenação. "O deslocamento transversal do viaduto Rinsdorf foi planejado e calculado de forma abrangente com bastante antecedência", disse Strabag ao Construction Briefing . "Planejadores especialistas revisaram e confirmaram a viabilidade do projeto durante a fase de projeto, antes de 2017... o conceito teve que ser finalizado antes da construção das fundações de manobra em 2018."

Riscos e mitigação

Um marcador mostrando o ponto final da operação de mudança (Imagem cortesia de Strabag)

Uma das maiores incertezas técnicas era o desempenho da interface deslizante, dada a idade de alguns componentes. "O principal risco [estava] na junta deslizante, pois a interação entre a chapa de aço inoxidável e as placas de PTFE... não podia ser prevista com exatidão ao longo da distância de deslizamento relativamente longa", explicou Strabag. "Algumas peças tiveram que ser instaladas sete anos antes do deslocamento, o que significa que este material estava sujeito ao envelhecimento sob a pressão da estrutura."

Trabalhos adicionais também tiveram que levar em conta os efeitos de deformação causados por flutuações de temperatura e radiação solar. Isso foi especialmente importante porque dois pilares centrais estavam firmemente conectados à superestrutura e, portanto, particularmente sensíveis à deformação irregular.

Apesar desses desafios, a mudança ocorreu exatamente como planejado, sem problemas não planejados.

Precisão digital

Uma das principais inovações foi um novo sistema de controle digital desenvolvido pela Strabag para movimento hidráulico sincronizado. "Ele leva em consideração influências ambientais, como vento e deformação estrutural, em tempo real durante a manobra, graças à tecnologia integrada de monitoramento e medição", disse Schlensorg.

Embora não seja uma reinvenção do método de deslocamento transversal, a tecnologia representa um refinamento e ampliação de uma prática estabelecida. "Desenvolvemos ainda mais a tecnologia comprovada e... implementamos o deslocamento completo nesta dimensão significativamente maior", disse Strabag.

Strabag confirmou que o mesmo sistema de controle digital será aplicado em projetos futuros de complexidade semelhante.

Aprendizados para o setor

A experiência da Strabag em Rinsdorf aponta para uma tendência mais ampla nos programas de renovação de infraestrutura da Europa: a necessidade de equilibrar métodos de construção modernos com o mínimo de interrupção nos fluxos de transporte existentes. Sequenciamento inovador, ferramentas de planejamento digital e maior confiança em manobras complexas, como mudanças de subestrutura, ajudam as empreiteiras a reduzir os riscos dessas operações complexas.

A equipe de Rinsdorf se orgulha do que foi alcançado. "Todos os envolvidos estão muito orgulhosos do bom andamento e do fato de que as previsões para a manobra se concretizaram. É um ótimo resultado, possível graças a um forte trabalho em equipe", disse Schlensorg.

O restante do projeto deverá ser concluído até o final deste ano.