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Árvores estruturais
Pilares de concreto armado são substituídos por colunas metálicas em forma de árvore na obra da futura estação Uruguai do metrô do Rio de Janeiro.
O túnel de manobras e estacionamento conhecido como "Rabicho da Tijuca" vai dar lugar à estação Uruguai, 36a do sistema metroviário da cidade do Rio de Janeiro. Com aproximadamente 12.500 m², o local terá dois níveis: o mezanino, destinado aos acessos, salas operacionais e o sistema de ventilação, e a plataforma, destinada à área de embarque e às salas técnicas.

A estação Uruguai é um antigo projeto do metrô carioca e estava prevista para ser inaugurada em 1979, mas suas obras foram paralisadas e o local passou a ser usado como estacionamento, no pavimento superior, e pátio de manobras dos trens, no inferior. A ideia inicial, inclusive, era de que a estação fosse localizada na própria rua Uruguai, porém a escavação da continuação do túnel teria um grande impacto para a comunidade. Com isso, aproveitou-se a área já existente do Rabicho da Tijuca, abaixo da rua Conde de Bonfim, entre as ruas Dona Delfina e José Higino.

O trabalho de remodelação começou com a análise do espaço e da estrutura sob o ponto de vista da arquitetura. "Constatamos que a distribuição dos pilares no nível inferior era inadequada para a plataforma, que requer espaços de circulação sem obstáculos", analisa João Batista Martinez Corrêa, arquiteto do escritório JBMC Arquitetura e Urbanismo. Outros pontos limitadores, segundo ele, eram o pé-direito baixo e a exiguidade de espaço na superfície para os acessos à estação.
Para minimizar os problemas de altura do pé-direito, optou-se por deixar a laje de concreto aparente, restaurando-a e associando-a a um forro metálico vazado em pontos estratégicos, que vão abrigar o sistema de iluminação e o sistema complementar de ventilação. "Esta estratégia dá ao usuário uma maior sensação de amplitude, chamando atenção para as paredes laterais, coloridas, com um plano ao fundo que é configurado pela parede diafragma existente", justifica o arquiteto. Com isso, também é possível deixar claro ao usuário a diferença entre a estrutura já existente e a intervenção atual na estação.

Os pilares de concreto, espaçados entre si a cada 2 m e dispostos no entorno da futura plataforma, precisariam ser removidos para viabilizar o embarque e desembarque de passageiros na plataforma. A solução encontrada pelos projetistas foi substituir esses apoios por uma única linha de pilares de aço em forma de árvore, cujas hastes radiais transmitiriam a carga estrutural da laje superior para o seu eixo central. Para isso, porém, seria necessário efetuar procedimentos de transferência de cargas das colunas em concreto armado para os novos pilares metálicos.

A falta de espaço na plataforma e o seu pé-direito reduzido exigiram a integração da árvore metálica de apoio e dos sistemas de iluminação, sonorização e iluminação de emergência - solução considerada pouco convencional para este tipo de projeto.

Como a laje de fundo já foi calculada para resistir às cargas do túnel, as árvores metálicas não precisaram de nenhuma fundação, só o engaste simples na estrutura
Pilares existentes foram cortados logo após a conclusão da transferência de carga
A plataforma da estação Uruguai terá 964 m² de área, com largura entre 6,8 m e 7,5 m. Haverá quatro acessos à estação: um na esquina da rua Itacuruçá, outros dois na rua Conde de Bonfim e um na esquina da Rua Dona Delfina.

Quando for inaugurada, a estação Uruguai será o terminal da Linha 1 - que hoje vai até a estação Saens Peña. Estima-se que, inicialmente, ela atenderá 20 mil usuários por dia, mas o local foi dimensionado para comportar até 50 mil usuários por dia. O investimento bruto estimado na obra é de R$ 220 milhões.

RESUMO

Estação Uruguai - Metrô Rio
Localização: Rua Conde de Bonfim, entre os números 560 e 666
Construtora: Construtora OAS
Área do terreno: 13.763,74 m²
Área construída: 12.498,9 m²
Pavimentos: superfície, mezanino e plataforma
Elevadores: seis
Volume de concreto: 3.504,96 m³
Aço: 241.294,03 kg
Estrutura metálica: 299.540,00 kg
Início da obra: janeiro de 2011
Entrega da estação: 2014 (previsão)

Árvore de sustentação

O projeto original previa a instalação de pilares-árvore com quatro braços cada um, em forma de "X". Seria necessário escorar a estrutura e demolir os pilares de concreto existentes para que só então os novos pilares fossem executados, o que exigiria transferências de carga em dois momentos. Na nova proposta, foram especificados menos pilares-árvore, que teriam, porém, seis hastes cada um. A distância entre os eixos passou de cinco para seis metros, e as pontas dos braços foram posicionados entre as colunas existentes. A solução demandava apenas uma transferência de carga, e ainda reduzia o prazo de execução da obra. A menor quantidade de obstáculos na plataforma também contribui para melhorar a circulação no embarque e desembarque dos usuários.

Com a tecnologia escolhida, no entanto, apareceu outro problema em relação à confiabilidade dos dados existentes. "O projeto do túnel é de 1970, época em que não existiam as ferramentas de cálculo que temos hoje. Então, no início do projeto, começamos a perceber que nem todos os cálculos batiam com aquilo que nos era dado", conta João Luis Casagrande, sócio-diretor da Casagrande Engenharia & Consultoria.


O calculista não sabia, por exemplo, quais seriam os efeitos da remoção de uma camada de enchimento de cerca de 80 cm de bica corrida sobre a laje do mezanino, necessária para que se chegasse à altura planejada para o pé-direito do espaço. Como o lençol freático da região é muito alto e o túnel do metrô funciona como uma "caixa fechada dentro da água", havia o receio de que, quando o enchimento fosse suprimido, o peso do conjunto diminuísse e ele passasse a "flutuar", causando problemas estruturais na rua Conde de Bonfim.

O projetista decidiu fazer uma comparação de esforços entre a estrutura original (com os pilares) e a nova estrutura (com as árvores) para saber se havia a necessidade de execução de reforços. Os estudos consideraram as diferentes situações de carregamento que poderiam causar a torção em torno dos novos pilares. Os casos foram compilados em uma matriz, que resultou em 30 combinações diferentes para análise da estrutura.

"O único lugar em que já sabíamos que haveria uma diferença de momento era no piso, porque trocamos duas linhas de pilares por uma única central", lembra Casagrande. O projetista descobriu que no local onde as árvores estavam posicionadas havia um momento bastante alto, mas, verificando tanto os esforços de punção quanto de flexão, concluiu-se que isso não colocava em risco a segurança da estrutura. A retirada do enchimento, por sua vez, também não causaria transtornos. "Descobrimos que dentro dessas 30 combinações não havia perigo de se fazer a transferência de carga", conclui.
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