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A construção do conglomerado industrial siderúrgico-portuário, erguido às margens da Baía de Sepetiba, está localizada no distrito de Santa Cruz, zona oeste do Rio de Janeiro e se chama Porto Centro Atlântico do Complexo Industrial da Companhia Siderúrgica do Atlântico – CSA. Construído numa área de 9 km2, equivale em tamanho aos bairros de Ipanema e Leblon, da mesma cidade.

Trata-se de um megaprojeto, que terá capacidade de produzir 5,5 milhões de toneladas de semi-acabados (placas) de aço/ano – para suprimento de instalações produtoras de chapas de alta qualidade localizadas na Europa (Alemanha) e nos Estados Unidos.

A construção da ThyssenKrupp CSA, associada à Vale, faz parte da estratégia de crescimento da alemã ThyssenKrupp, para reforçar a sua presença internacional.
O Complexo Industrial CSA, além da Usina Siderúrgica, é complementado por uma termoelétrica própria com capacidade de geração de 490 MW de energia e por seu Terminal Portuário composto por um píer com dois berços de atracação numa extensão total de 700m e uma ponte de acesso com 3825m de extensão.

O projeto executivo das estruturas do Terminal Portuário bem como sua fiscalização, foi desenvolvido pela RAM ENGENHARIA LTDA, no período de janeiro de 2007 a março de 2009, acompanhando o andamento da construção.

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Ponte de Acesso aos Píeres

A ponte de acesso aos píeres foi projetada com extensão total de 3.825 m (três mil, oitocentos e vinte e cinco metros) iniciando na margem direita da Baía de Sepetiba e terminando na profundidade mínima de 6,0 m na ligação com o píer de graneis sólidos e produtos siderúrgicos.

Possui largura total de 17,62 m e tem pista dupla de rolamento com 4,0 m cada uma, dois acostamentos laterais de um metro cada, dois guarda rodas de 0,40 m, um espaço do lado direito, de 4,87 m para acomodar dois transportadores de correia dispostos verticalmente e ainda uma canaleta com largura de 1,83 m para escoamento de correntes aquosas pluviais ou provenientes de limpeza das áreas do píer e da ponte com eventual presença de óleos e sólidos de carvão em suspensão.

A ponte foi projetada considerando, além do trem tipo rodoviário classe 45 conforme definido na NBR 7188, o trem tipo para transporte de produtos siderúrgicos constituindo de dois veículos carregados, dispostos paralelamente nas posições mais desfavoráveis para o dimensionamento, juntamente com a atuação de carga uniforme distribuída de 5 kN/m2 avante e à ré dos veículos.

Cada veículo carregado tem peso total de 1.585 kN sendo 4 eixos de 350 kN cada, 2 eixos de 75 kN e um eixo de 35 kN.

O dimensionamento da obra foi feito considerando para efeito de fadiga 8.000.000 (oito milhões) de ciclos de passagem do veículo, para atender a demanda da siderúrgica ao longo de sua vida útil.

A extensão total da ponte de 3.825 m foi dividida por juntas em 31 módulos de estrutura contínua de 119,0 m com 7 (sete) vãos de 17,0 m e 1 modulo de 136 m com 8 (oito) vãos de 17,0 m.

O tabuleiro da ponte é de concreto armado, constituído de 6 (seis) vigas longitudinais pré-fabricadas, justapostas em forma de “T” e a canaleta de drenagem pré-fabricada em forma de “H”. As vigas se ligam entre si e com a canaleta transversalmente através de concretagem “in situ” dos trechos extremos adjacentes dos afinamentos das lajes. A monolitização dos vãos se realizou por concretagem “in situ” com ligação da travessa de apoio.

Foram executados 952,0 m de extensão da ponte em vigas longitudinais protendidas e 2.873,0 m de extensão em vigas de concreto armado.

Para os primeiros 2.618 m correspondentes a 22 módulos de 119,0 m a infra-estrutura é constituída de pórticos espaçados a cada 17,0 m formados por uma travessa de 19,72 m apoiada sobre 3 (três) estacas verticais.

Para cada módulo restante de 119,0 m a infra-estrutura é formada por 8 (oito) pórticos espaçados de 17,0 m sendo 7 (sete) constituídos de uma travessa de 19,72 m apoiada sobre uma estaca vertical central alinhada e duas estacas inclinadas de 1H: 6V formando um cavalete transversal e 1 (um) pórtico com uma travessa de 19,72 m apoiada sobre 4 estacas alinhadas, inclinadas longitudinalmente 1H:4V formando 2 cavaletes, para absorver os esforços longitudinais e posicionado próximo ao centro do módulo.

A infra-estrutura do módulo de 136,0 m foi projetado com a mesma configuração da infra-estrutura do módulo de 119,0 m apenas com mais 1 (um) pórtico.

Em apenas uma extremidade de cada módulo foram utilizados para apoio das vigas e canaletas aparelhos de apoio tipo neoprene com teflon.

Foram utilizadas estacas de concreto armado protendidas com seção reta anelar, de diâmetro externo 80 cm e interno 50 cm, e capacidade de carga nominal máxima de 3.150 kN.

Todos os elementos da obra foram executados com concreto de alto desempenho com fck > 40 MPa.

Devido a existência de camada de argila mole a muito mole no inicio da ponte, com cerca de 20 m de espessura, foi elaborado um projeto geotécnico do Encontro da Ponte, constituído de uma estrutura em tijolos de concreto leve com amarração através de geogrelhas; concreto armado e utilização de bermas de equilíbrio para vencer o desnível entre o terreno natural e o nível da ponte e evitar instabilidade do solo e também empuxos longitudinais críticos ao dimensionamento das estacas de fundação da ponte.

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Píer para operação de Granéis Sólidos e Produtos Siderúrgicos

O píer de graneis sólidos e produtos siderúrgicos possui uma plataforma única com uma face acostável de 413,0 m, largura de 39,0 m e um trecho inicial a noroeste de 62,65 m de comprimento, com largura de 89,50 m dando uma configuração final da plataforma em “L”. Esta área do píer estabelece a ligação com a ponte, transportadores de correia, canaleta de drenagem, e é também o local onde foi implantada subestação SE-02.

O píer foi projetado com cabeços de amarração de navios de 1500 kN de capacidade e defensas marítimas fixas de borracha com painel frontal para atender a navios de até 220.000 TPB e apresenta profundidade mínima de 17,0 m. É prevista a operação de dois descarregadores de navios com capacidade nominal de 2.600 t/h para importação de carvão, sobre trilhos duplos, com bitola de 20,0 m, descarregando sobre correias transportadoras ao longo da face acostável. O píer também é destinado a movimentação de produtos siderúrgicos e eventualmente carga geral em contêineres ou unitizadas através de três guindastes portuários tipo pórtico – Porteiner, sobre trilhos, também com 20,0 m de bitola e alcance de carga de 650 kN a 35,0 m, nas operações de carregamento e descarregamento.

Além dos carregamentos verticais do guindastes, veículo para transporte de produtos siderúrgicos com 1.585 kN de peso foi considerada a sobrecarga uniforme de 100 kN/m2 no projeto da obra.

A filosofia básica do projeto da superestrutura toda em concreto armado considerou a máxima utilização da pré-moldagem dos elementos da estrutura do píer evitando-se ao máximo escoramentos.

Basicamente, a estrutura é composta de 6 vigas longitudinais, executadas em duas etapas, a primeira com altura de 0,60 m para servir de apoio as vigas “T” transversais pré-moldadas e dispostas lado a lado e que servem de formas a concretagem do complemento das vigas longitudinais e da laje da plataforma. Apoiada na viga longitudinal frontal, foi projetada a canaleta de utilidades ao longo do píer e na viga de retaguarda a canaleta de drenagem da plataforma do píer. Os paramentos das defensas marítimas e as bases dos cabeços de amarração foram dispostos a cada 27,0 m.

Os trilhos utilizados para caminhamento dos guindastes foram do tipo A 100 assentes sobre manta de elastômero sintético vulcanizado reforçado, sobre placa de aço e presos com castanhas dotadas de dispositivos elásticos. Esse tipo de fixação do trilho proporciona melhor desempenho e maior vida útil para o trilho e rodas dos guindastes.

A cota de coroamento do píer foi prevista na elevação + 5,0 m acima o NR da DHN.

O nível máximo da maré no local é de 1,80 m referido ao NR da DHN.

A obra foi projetada em plataforma única nas dimensões já mencionadas, com infra-estrutura em estacas cravadas do mesmo tipo, diâmetro e carga nominal das utilizadas na ponte de acesso. O comprimento médio prevista para as estacas foi de 42,0 m.

O estaqueamento da obra foi projetado com 656 estacas sendo 32 inclinadas e 624 verticais. As estacas foram dispostas ao longo do píer em seis fileiras longitudinais e no trecho de alargamento em 13 fileiras, com espaçamento longitudinal de 4,50 m. Nas duas extremidades do píer foram projetados “STRONG POINTS” transversais materializados por 6 cavaletes de estacas, com inclinação de 1H:4V e em local determinado do píer, um “STRONG POINT”, longitudinal materializado por 4 cavaletes com inclinação de 1H:4V.

Esses “STRONG POINTS” absorvem os esforços horizontais transversais e longitudinais atuantes na estrutura.

Todos os elementos estruturais da obra foram projetados em CAD – concreto de alto desempenho com fck > 40 MPa.

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Píer para Produtos Siderúrgicos

O píer de produtos siderúrgicos tem face acostável de 287,0 m e largura de 39,0 m e um trecho inicial a noroeste de 77,25 m de comprimento e largura de 56,90 m, configurando sua forma em “L”. Neste alargamento de 17,90 x 77,25 m foram implantadas as edificações do prédio operacional do porto em 2 níveis o prédio para abrigo e pequenos reparos de empilhadeiras e ainda um píer para lanchas no paramento de retaguarda.

O píer está no mesmo alinhamento e se liga horizontalmente ao píer para Operação de Graneis Sólidos e Produtos Siderúrgicos através de rótulas materializadas na extremidade das superestruturas dos dois píeres constituída de aparelhos de apoio de neoprene.

O píer dotado de cabeços de amarração de 1.500 kN de capacidade e defensas marítimas fixas de borracha com painel frontal foi projetado para atender a navios Panamax de até 75.000 TPB e apresenta profundidade mínima de 17,0 m. É prevista a operação de três guindastes portuários tipo pórticos – Portainer, sobre trilhos, com 20,0 m de bitola e alcance de carga de 650 kN a 35,0 m nas operações de carregamento e descarregamento de produtos siderúrgicos e eventualmente carga geral em contêineres ou unitizados.

A cota de coroamento do píer foi prevista na elevação + 5,0 m acima do NR da DHN.

A obra foi projetada em plataforma única nas dimensões já mencionadas com infra-estrutura em estacas cravadas, do mesmo tipo e diâmetro nominal das utilizadas na ponte de acesso.

O comprimento médio previsto para as estacas foi de 42,0 m.

O estaqueamento da obra foi projetado com 401 estacas sendo 32 inclinadas e 369 verticais. As estacas foram dispostas ao longo do píer em seis fileiras longitudinais, com espaçamento longitudinal de 4,5 m e mais três fileiras na área de alargamento com espaçamento longitudinal de 6,75 m. Nas duas extremidades do píer foram projetados “STRONG POINTS” transversais materializados por seis cavaletes de estacas cada com inclinação de 1H: 4V e em local determinado do píer um “STRONG POINT” longitudinal materializado por 4 cavaletes com inclinação de 1H: 4V.

Esses “STRONG POINTS” absorvem os esforços horizontais transversais e longitudinais atuantes na estrutura.

Todos os elementos estruturais da obra forma projetados em CAD – Concreto de alto desempenho com fck > 40 MPa.

Além dos carregamentos dos guindastes; veiculo para transporte de produtos siderúrgicos com 1.585 kN de peso, foi considerado a sobrecarga uniforme de 100 kN/m2 no projeto da obra.

A filosofia básica do projeto da superestrutura considerou a máxima utilização da pré-moldagem dos elementos da estrutura do píer, usando-se também ao máximo os mesmos pré-moldados utilizados no píer de graneis sólidos e produtos siderúrgicos.

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Estrutura

Basicamente, a estrutura é composta de 6 vigas longitudinais, executadas em duas etapas a primeira com altura de 0,60 m para servir de apoio às vigas “T” transversais pré-moldadas e dispostas lado a lado e que servem de formas à concretagem complementar das vigas longitudinais e da laje da plataforma. Apoiada na viga longitudinal frontal foi projetada a canaleta de utilidades ao longo do píer e na viga da retaguarda a canaleta de drenagem da plataforma do píer. Os paramentos das defensas marítimas e as bases dos cabeços de amarração foram dispostos a cada 27,0 m.

Os trilhos utilizados para caminhamento dos guindastes foram do tipo A 100 assentes sobre manta de elastômetro sintético vulcanizado reforçado, sobre placa de aço e presos com castanhas dotadas de dispositivos elástico. Esse tipo de fixação do trilho proporcionando melhor desempenho e maior vida útil para o trilho e as rodas dos guindastes.

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Ficha Técnica:

Equipe Técnica:
Responsáveis pelo projeto global do Terminal Portuário:
Eduardo de Souza Fernandes Pereira
Rogé Cury

Responsável pelo projeto estrutural do Terminal: Flavio de Lima Ferreira Alves

Equipe técnica do projeto estrutural:
Ingrid Ilg
Luciana Barbosa de Freitas
Márcio Santos Machado
Sergio Marques

Colaboração: Assessoria de Imprensa / ABECE – Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural

Fotos:
Divulgação
ThyssenKrupp
Ana Luzia Fuccia