Ponte Tacoma Narrows, Seattle, Washington, EUA

Nunca é fácil colmatar lacunas, especialmente quando você assume a gigantesca tarefa de construir uma das maiores pontes suspensas dos EUA. 

Construir uma ponte sobre o amplo canal de Puget Sound tinha se tornado de suma importância, pois estava se tornando difícil para a estrutura atual sustentar o tráfego intenso. Inicialmente planejada para um fluxo de 60.000 veículos por dia, a ponte Tacoma Narrows já recebia mais de 90.000 veículos por dia. A necessidade do momento era construir uma ponte nova, mais forte e maior, ligando Washington Continental e a Península Olímpica.
 

O Desafio

• É um fato conhecido que o sul de Seattle é uma área de atividade sísmica. Os ventos fortes, as oscilações das marés de 4 metros e as correntes de sete nós aumentam os desafios, dificultando a construção.
   
• Embora a construção da ponte fosse de suma importância, as preocupações ambientais eram igualmente importantes com relação ao vazamento de concreto na água.

A ponte Tacoma Narrows concluída em Seattle

A Solução

A localização ao sul de Seattle, Washington, apresenta desafios significativos, pois o estreito de Tacoma está localizado em uma área de atividade sísmica, complicada por ventos fortes, oscilações de marés de 4 metros e correntes de sete nós.

A primeira ponte suspensa por cabos foi construída no local antes da Segunda Guerra Mundial. No entanto, ela foi um fracasso e foi apelidada de “Gertie Galopante”, pela maneira como balançava ao vento. Por fim, a ponte caiu cerca de quatro meses após sua inauguração em 1940.

Como resultado, ela foi substituída por uma ponte de aço aerodinamicamente mais sólida e hoje é a quinta maior ponte suspensa nos Estados Unidos. No entanto, desde a abertura da ponte em 1950, o volume de tráfego aumentou para mais de 90.000 veículos por dia — 30.000 a mais do que o máximo planejado. Portanto, era primordial construir outra ponte para reduzir o congestionamento de veículos.

A nova ponte Tacoma Narrows de 2007 tem 1.645 metros de comprimento total e 853 metros no vão principal. Construída diretamente paralela à atual Ponte Narrows, ela fornece hoje três pistas de trânsito no sentido leste, acostamento dos dois lados e uma via separada para bicicletas/pedestres. Enquanto isso, a ponte atual foi reconfigurada para ter três pistas de trânsito no sentido oeste.

Embora as pistas centrais das duas pontes estejam a apenas 60 metros de distância, as duas estruturas não são parecidas. As torres da ponte existente são verdes e feitas de aço.

As torres da ponte nova são pintadas de cinza com vedantes pigmentados e construídas com concreto reforçado. Isso porque a tecnologia de hoje torna o concreto muito mais prático do que o aço e um meio mais econômico e com manutenção significativamente menor.

Depois de concluir o projeto, a primeira grande tarefa foi construir duas das maiores ensecadeiras já construídas, formando a base para os pilares de 155 metros de altura.

Cada ensecadeira — equivalente a um edifício de 20 andares embaixo d’água — contém 29.000 metros cúbicos de concreto e pode acomodar o peso de um segundo tabuleiro (estrada ou trilho de trem) no futuro.

Propostas de como concretar as ensecadeiras de forma eficiente foram apresentadas à empresa Tacoma Narrows Constructors, uma joint venture entre a Bechtel e a Kiewit Pacific.

Os especialistas em produtos da Putzmeister America e da Putzmeister na Alemanha desenvolveram um plano estratégico para o projeto.

Primeiro, o plano técnico permitia bombear o concreto da terra em vez de transportar o concreto em uma barcaça. Portanto, os caminhões de mistura pronta puderam ser descarregados diretamente em uma tremonha da bomba de concreto a partir da costa.

O concreto percorreu uma linha de entrega de treze centímetros ao longo da ponte atual até ter sido necessário atravessar 50 metros e chegar a uma barcaça de bombeamento.

Nesse ponto, uma rampa seguraria o sistema de distribuição, que tinha duas mangueiras Putzmeister trançadas de aço de treze centímetros para acomodar a maré.

Segundo, o uso da avançada tubulação ZX da Putzmeister aliviou as preocupações ambientais com o derrame de concreto na água. A linha de entrega ZX e os acoplamentos são à prova de vazamentos e classificados para pressões extremamente altas.

Bill Carbeau, gerente do Telebelt® e do setor de produtos especiais da Putzmeister America, disse: “A tubulação e os acoplamentos da ZX foram originalmente projetados pela Putzmeister para uso em estações de tratamento de esgoto, onde é essencial evitar vazamentos. No entanto, a tecnologia foi aplicada com sucesso neste caso, provando ser absolutamente livre de vazamentos e problemas”.

Um terceiro fator na escolha do plano foi o design do equipamento de bombeamento. As bombas de reboque de concreto Putzmeister BSA 14000 HP E propostas foram as únicas unidades a oferecer a combinação de alto volume e alta pressão necessária para o bombeamento de concreto durante a obra. As unidades têm acionamentos de motor duplo elétrico e são capazes de produzir até 99 metros cúbicos por hora, com pressão máxima de 220 bar.

Por fim, não foi necessário colocar um contrapeso nos mastros de distribuição, mesmo com os modelos de tamanhos maiores selecionados para ampliar o alcance. A falta de contrapeso foi um fator significativo para manter o centro de gravidade o mais baixo possível na barcaça.

Portanto, com 38 metros de alcance horizontal, foram escolhidos os mastros de distribuição MXG 38-4 da Putzmeister. Eles foram considerados longos o suficiente para a colocação eficiente do concreto e altos o suficiente para passar pela barra de reforço acima da descarga.
 

Construção de Ensecadeiras

Quando a estratégia da Putzmeister foi escolhida, foi iniciado o desenvolvimento das duas ensecadeiras necessárias. No Porto de Tacoma, localizado próximo à obra, foram construídas fôrmas de aço de 19 m de altura sobre uma aresta de corte, que é a base de uma ensecadeira. As arestas inferiores dessa estrutura são afuniladas para perfurar o fundo do mar quando uma ensecadeira é colocada no local.

Por fim, a BSA 14000 HP E bombeou o concreto para dentro das paredes, através das quais foi criada uma ensecadeira. Por causa do peso, a estrutura caiu 9 metros abaixo da superfície da água, como planejado. As duas ensecadeiras foram inicialmente preparadas dessa maneira.

Em julho de 2004, três rebocadores rebocaram a primeira ensecadeira para o canteiro de obras a 18 quilômetros de distância. A teoria era fazer com que a maré de entrada trouxesse a ensecadeira do porto e a maré de saída ajudasse nas manobras finais.

Entretanto, nada é simples quando uma estrutura de 15.240 toneladas é rebocada. Neste ponto de seu estágio de construção, a ensecadeira era essencialmente uma caixa alta de sete andares, com 40 metros de comprimento, 24 de largura e 24 de altura — e parcialmente submersa.

Nos dias a seguir, a estrutura foi manobrada com precisão até o local. Com apenas uma pequena margem de erro permitida, os mergulhadores usaram GPS para localizar e, assim, ajudar a fixar a ensecadeira com cabos nas âncoras pré-posicionadas embutidas no solo do estreito de Tacoma. Mais tarde, em agosto, a segunda ensecadeira chegou ao seu destino final e foi manuseada da mesma maneira.

Ao longo dos meses seguintes, as duas estruturas — quase que totalmente ocas e cada uma flutuando sobre 15 cúpulas de ar feitas de aço — afundaram gradualmente à medida que uma série de paredes de concreto armado de 3 metros foram adicionadas sobre cada ensecadeira. Dois mastros de distribuição de MXG 38-4 foram responsáveis pela colocação simultânea do concreto, sendo que cada um deles tinha a capacidade de cobrir a área do outro, como uma medida de precaução — embora isso tenha se mostrado desnecessário, já que não foram encontrados problemas técnicos. A vazão média foi de 46 metros cúbicos por hora, com pressões de linha de até 138 bar.

Os mastros de distribuição maiores precisaram de versões maiores das torres com design modular padrão da empresa. Bill Carbeau observou: “Duas torres autônomas de 12 metros foram aparafusadas a uma única barcaça flutuante, onde foi necessário inundar as câmaras para alcançar uma elevação de zero grau com uma variação de não mais que três graus para mais ou para menos. Isso foi para compensar as cargas impostas pelas duas lanças, que foram montadas uma ao lado da outra no mesmo lado da barcaça”.

Da terra, o concreto foi bombeado por duas bombas de concreto fixas BSA 14000 HP E, cada uma usando 457 metros da linha de entrega ZX para chegar a uma ensecadeira. Enquanto isso, os mastros de distribuição colocavam uma média de 917 metros cúbicos de concreto em um dia.

Em seguida, a barcaça passou para a ensecadeira do outro lado de Puget Sound para bombear na semana seguinte. Para bombear a outra ensecadeira, duas bombas de reboque BSA foram instaladas do outro lado da ponte usando uma linha de entrega de 670 metros.

No geral, essa abordagem de alternância fez com que as ensecadeiras de 64 metros de altura pudessem ser construídas simultaneamente. Quando concluída, a aresta de corte foi vedada com concreto e, finalmente, passou por cerca de 46 metros de água e 18 metros de solo no fundo do mar para alcançar uma base sólida.

A equipe não se deparou com um único problema, por menor que fosse, com as bombas de reboque de alta pressão ou mastros de distribuição durante este trabalho extremamente técnico.

Construção do Pilar

A construção do pilar começou em setembro de 2004. Devido ao sucesso no bombeamento das ensecadeiras, o equipamento da Putzmeister também foi utilizado para bombear os pilares.

Portanto, antes de ser desmontada, a instalação do mastro de distribuição existente foi usada para colocar o concreto tão alto quanto as unidades pudessem alcançar — outros 21 metros acima das ensecadeiras.

As mesmas bombas de concreto fixas Putzmeister BSA 14000 foram montadas por baixo das duas extremidades da nova ponte, novamente usando um total de 1127 metros de tubo ZX para fornecer o concreto, mas desta vez para uma espécie de balde.

O balde, por sua vez, colocou o concreto nas fôrmas da torre, que só poderiam suportar um máximo de 18 metros cúbicos por hora.

Quando chegaram às escoras, uma bomba de concreto estacionária da BSA 14000 bombeou o concreto até o topo da altura de 42 metros da escora, enquanto um guindaste de torre ajudou a segurar a tubulação.

Um sistema de fôrmas de concreto chamado “gaiolas de pássaros” foi usado para construir cada perna das torres ocas em incrementos de 5 metros. Com cada ensecadeira e pilar quase tão altos quanto o Space Needle de Seattle, eles consumiram um total de 12.232 metros cúbicos de concreto.

A mistura de concreto dos pilares também merece ser mencionada. Ela é forte e densa, para evitar que a névoa salina e a chuva ácida penetrem no esqueleto de aço dos pilares, e contém plastificantes e cinzas volantes. Normalmente, as especificações da torre da ponte exigem 483 bar; no entanto, essa mistura está mais próxima de 758 bar.

Âncoras de Cabo

Os transportadores Telebelt colocaram concreto para ancorar os cabos de suspensão. “As correias transportadoras sobre o caminhão da Putzmeister são a solução ideal, porque são capazes de colocar agregados maiores de forma rápida e sem a possibilidade de entupimentos”, observou Carbeau. “Os dois cabos consumiram 19.878 metros cúbicos de concreto”.

A nova ponte Tacoma Narrows foi inaugurada em 2007. As renovações na ponte Tacoma Narrows existente foram concluídas em 2008. No total, o projeto custou cerca de US$ 849 milhões.

No total, o projeto consumiu mais de 194.962 metros cúbicos de concreto.
 

Foram usados equipamentos da Putzmeister na construção do pilar e nos cabos de âncora

Concreto em Destaque

• A ponte Tacoma Narrows é a quinta maior ponte suspensa dos Estados Unidos.
   
• A ponte Tacoma Narrows original, também conhecida como “Gertie Galopante”, desabou apenas quatro meses após a sua inauguração em 1940.
   
• Todo o projeto custou aproximadamente US $ 849 milhões e consumiu mais de 194.961 m³ de concreto.
   
• Os pilares foram construídos usando uma mistura de concreto especial, tão forte quanto densa. Isso evita a penetração de névoa salina e chuva ácida no esqueleto de aço dos pilares.

Parceiros do Projecto

Empreiteira geral: Tacoma Narrows Constructors — uma joint venture da Bechtel e Kiewit Pacific
Fornecedora de concreto: Glacier Sand and Gravel — Tacoma, WA
Revendedora autorizada: Northwest Concrete Pumps and Systems, Inc. — Seattle, WA
Empresa de bombeamento: Ralph’s Concrete Pumping — Seattle, WA
Equipamento de colocação de concreto para ensecadeiras e pilares: Mastros de distribuição fixos MXG 38-4 da Putzmeister (2), torres autônomas PM de 12 metros (2) e bombas de concreto fixas BSA 14000 HP E (3)
Equipamento de colocação de concreto para âncoras: Transportadores Telebelt TB 105 e TB 130 
Equipamento de colocação de concreto para muros de contenção e pontes: Bombas de lança de concreto Putzmeister — vários tamanhos