Ponte de tirantes

Uma ponte de tirantes suspende o tabuleiro em cabos retos, os tirantes, que vão de altas torres a pontos repartidos ao longo do tabuleiro. Cada tirante levanta uma parte do tabuleiro e empurra-o para a torre, que fica apenas comprimida quando os dois lados se equilibram. Carl Imanuel Löscher publicou um projeto deste tipo em madeira em 1784, ruíram pontes de tirantes em Dryburgh em 1818 e em Nienburg em 1825, e o tipo regressou em aço com a ponte de Strömsund, na Suécia, em meados dos anos 1950.

O que é

Uma ponte de tirantes sustenta o tabuleiro em cabos retos, os tirantes, que descem de uma ou mais torres, os pilares, diretamente até pontos repartidos ao longo do tabuleiro. Uma ponte suspensa funciona de outra maneira: o tabuleiro pende de pendurais verticais presos a dois grandes cabos principais que passam por cima das torres e estão ancorados no terreno em cada extremo. Numa ponte de tirantes, cada tirante é uma linha reta independente do pilar ao tabuleiro, e tabuleiro, pilares e tirantes formam em conjunto uma estrutura única que se aguenta por si.

O tipo serve tanto para pontes pedonais de algumas dezenas de metros como para pontes rodoviárias com um vão principal de mais de um quilómetro. Os pilares são de aço ou de betão armado, os tirantes de feixes de fios ou cordões de aço de alta resistência, e o tabuleiro é uma viga de aço ou de betão.

Como funciona

As quatro disposições básicas dos tirantes: radial, em harpa, em leque e em estrela.

O peso do tabuleiro e do trânsito puxa os tirantes e põe-nos em tração. Como cada tirante é inclinado, a sua tração tem duas partes. A parte vertical levanta o tabuleiro no ponto de ancoragem, de modo que o tabuleiro se comporta como uma viga assente em muitos apoios elásticos em vez de vencer sozinho todo o vão. A parte horizontal empurra o tabuleiro ao comprido em direção ao pilar, de modo que o tabuleiro fica comprimido, sobretudo junto ao pilar. No topo do pilar, os tirantes do lado do rio e os do vão lateral puxam em sentidos opostos; quando se equilibram, o pilar fica apenas apertado contra a fundação. Os tirantes de retenção, ancorados perto dos encontros, impedem o pilar de se inclinar para o vão central quando uma carga pesada o atravessa, e os encontros seguram o tabuleiro contra o puxão para cima.

Os tirantes só trabalham se estiverem esticados. Walter Podolny, na sua história do tipo publicada em 1974, observa que os primeiros construtores não sabiam calcular as forças nos tirantes e usavam madeira, barras redondas ou correntes que não se podiam esticar por completo; tirantes frouxos deixavam o tabuleiro descer muito antes de começarem a receber carga. Os tirantes modernos são tensionados na colocação. Em alçado seguem quatro disposições básicas, radial, em harpa, em leque ou em estrela, e ficam num só plano ao longo do meio do tabuleiro ou em dois planos ao longo das bordas.

Um tabuleiro de tirantes moderno constrói-se geralmente a avançar a partir de cada pilar de forma equilibrada. Coloca-se uma aduela de tabuleiro de um lado e outra do outro, cada uma é suspensa do seu novo tirante, os tirantes são tensionados e o ciclo repete-se até os dois braços de pilares vizinhos se unirem a meio. Não são precisos apoios provisórios na água.

Como fazer

Uma maqueta com um pilar: três tirantes sustentam o tabuleiro de cartolina e um tirante de retenção mantém o pilar direito.

Uma maqueta de mesa mostra como os tirantes sustentam um tabuleiro e porque é que o pilar precisa de tirantes de retenção. São precisos uma ripa de madeira quadrada com cerca de 30 centímetros para o pilar, um bloco de madeira pesado, uma tira de cartolina fina de 50 por 8 centímetros, linha forte ou cordel fino, cola branca de madeira, fita adesiva, uma pilha de livros da altura do bloco, um copinho de papel e um punhado de moedas.

Cole a ripa de pé contra uma face do bloco e prenda-a com fita enquanto a cola seca. Dobre para cima 1 centímetro ao longo de cada borda comprida da cartolina, de modo a formar uma calha pouco funda, e assente-a do topo do bloco até à pilha de livros, a 45 centímetros. Pendure o copinho no meio da cartolina com um laço de linha e junte moedas: a cartolina verga e dobra-se. Tire o copinho. Fure as bordas dobradas a 15, 30 e 40 centímetros do bloco e ate uma linha de cada par de furos ao topo do pilar, esticando cada uma só o necessário. Ate mais uma linha do topo do pilar para trás, até um objeto pesado pousado na mesa atrás do bloco. Volte a pendurar o copinho e junte as moedas uma a uma: a cartolina fica agora quase horizontal. Desate o tirante de retenção e veja o pilar inclinar-se para o vão e o tabuleiro descer; depois volte a atá-lo.

História e evolução

A ideia de segurar um tabuleiro com tirantes inclinados a partir de uma torre é antiga. Nas Machinae novae de Fausto Veranzio (Verantius), um livro de máquinas impresso em Veneza e datado, conforme as fontes, entre 1595 e 1616, uma ponte de ferro pende de correntes. Podolny conta-a entre as primeiras pontes de tirantes; outros historiadores leem o mesmo desenho como uma ponte suspensa de correntes.

Uma ponte de tirantes em madeira do género proposto por Löscher em 1784: tirantes de madeira retos a partir de uma torre de madeira sustentam o tabuleiro.

Em 1784, Carl Imanuel Löscher, de Freiberg, na Saxónia, publicou o projeto de uma ponte «com pouca madeira, e madeira fraca», capaz de atravessar um rio numa grande extensão sem arco e de suportar cargas pesadas, desenvolvido a partir de ensaios de carga com varetas de madeira e de maquetas. Podolny descreve-a como uma ponte de madeira com tirantes de madeira presos a uma torre de madeira, a técnica da estrutura de madeira aplicada a uma disposição nova. Outra proposta antiga, do arquiteto francês Poyet, usava barras de ferro penduradas de torres altas; o biógrafo de Löscher data-a de 1787, Podolny de 1821.

As pontes pedonais de tirantes surgiram na Escócia na década de 1810. Em 1816, Richard Lees, fabricante de panos de lã de Galashiels, lançou sobre o rio Gala uma ponte pedonal de arame para ligar as suas duas fiações, que o Historic American Engineering Record classifica como uma forma puramente atirantada. Em 1817, a ponte de King’s Meadow, dos ferrageiros de Edimburgo John Redpath e John Stevenson Brown, com um vão de cerca de 110 pés (34 m), suspendia o tabuleiro em tirantes de arame inclinados presos a uma torre de ferro fundido. Sobre o Tweed, perto da abadia de Dryburgh, John e William Smith construíram uma ponte pedonal de cerca de 260 pés (79 m) cujo tabuleiro era seguro por tirantes de corrente de ferro que irradiavam das torres; aberta em 1817, foi derrubada pelo vento em janeiro de 1818, quando as correntes partiram nas juntas enquanto o tabuleiro oscilava. Depois de uma ponte de tirantes sobre o Saale, em Nienburg, ter ruído sob uma multidão em 1825, o engenheiro francês Navier relatou estes fracassos, e os engenheiros voltaram-se para as pontes suspensas durante mais de um século.

Os tirantes regressaram quando o arame de aço ficou suficientemente resistente para ser esticado por completo e os engenheiros souberam calcular as forças. Em 1938, o engenheiro alemão Franz Dischinger juntou tirantes inclinados a um projeto de ponte suspensa ferroviária sobre o Elba para a tornar mais rígida. A ponte de Strömsund, na Suécia, com tabuleiro de aço, é a primeira grande ponte de tirantes moderna. Walter Podolny data a sua conclusão de 1955, e a Trafikverket, a administração sueca dos transportes, de setembro de 1956. Depois os vãos cresceram depressa. A ponte de Tatara, no Japão, chegou aos 890 metros em 1999, e a ponte da ilha Russki, em Vladivostok, concluída em 2012, tem um vão central de 1 104 metros.