ESTRUCTURAS DE ACERO CORRUGADO MP152 ® ESPECIFICACIONES TECNICAS GENERALES ALCANCES DEL SUMINISTRO Y ASESORIA DE MONTAJE
REVISIÓN
DESCRIPCIÓN
PREPARÓ
A
PARA INFORMACION
G. CORTES A.
REVISÓ
APROBO
FECHA
M. ANTONIO A. M. ANTONIO A. 01/06/ 10
ÍNDICE GENERAL Pág.
1.
INTRODUCCION ................................................................. 2
2.
DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO ................................................ 2 2.1 Planchas de acero corrugado ........................................... 2 2.2 Pernos y tuercas.......................................................... 3
3.
DURABILIDAD Y PROTECCIÓN ................................................. 3
4.
INSTALACIÓN.................................................................... 4 4.1 Preparación de la base .................................................. 4 4.2 Procedimiento de ensamble ............................................ 4 4.3 Procedimiento de compactación y material de relleno ............ 6
5.
ALCANCE DEL SUMINISTRO Y ASESORÍA DE MONTAJE ..................... 8
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1.
INTRODUCCION Las presentes Especificaciones Técnicas contienen los requerimientos básicos
para el buen comportamiento de las estructuras de acero corrugado suministrados por Cintac S.A. Estos antecedentes deberán respetarse a cabalidad con excepción de aquellos puntos que sean modificados posteriormente por requerimientos del proyecto, en cuyo caso deberá consultarse expresamente al Departamento de Ingeniería y Desarrollo de Productos de Acero Corrugado, quien emitirá el detalle de las modificaciones aceptadas, previo análisis y evaluación de los mismos. Se deja constancia que las especificaciones aquí citadas indican los requerimientos mínimos para el buen funcionamiento de las estructuras de acero corrugado, sin perjuicio de lo cual el cliente podrá modificarlas si sus requerimientos de uso de la estructura son más restrictivos que los exigidos por Cintac S.A. Los requerimientos aquí estipulados obedecen al cumplimiento de la Norma AASHTO y a los análisis de diseño desarrollados por nuestro Departamento de Ingeniería, de acuerdo a las cargas, alturas, etc. proporcionadas por el cliente que están detalladas para cada estructura. Estos parámetros deben contar con la aprobación del cliente o su asesor estructural y se asumirán válidos en caso de no tener objeciones o comentarios escritos de los mismos durante las coordinaciones o revisiones que el cliente haga de la información entregada para su revisión (memorias de cálculo, planos de diseño, especificaciones técnicas).
2.
DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO Planchas de acero corrugado
La calidad del acero galvanizado en caliente utilizado en las planchas de estas estructuras cumple con los requerimientos mínimos según Norma AASHTO (M167 o similar). El tipo de corrugación es MP 152®, así denominada por existir una distancia de 152mm entre dos crestas consecutivas.
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Pernos y tuercas
Para el montaje de las planchas estructurales se utilizan pernos y tuercas galvanizadas de 3/4” de diámetro, suministrados en largos diferentes para las uniones de dos y tres planchas, dependiendo del espesor del tubo. Los pernos satisfacen las exigencias de la norma ASTM A-449 (pernos de alta resistencia) Tipo 1 Los pernos y tuercas son galvanizados en caliente y cumplen con la norma ASTM A-153. Las tuercas poseen calidad SAE 1045 (Gr. 5, equivalente a ASTM A-449). Tanto la tuerca como la cabeza del perno son hexagonales, teniendo esférico el borde en contacto con la plancha para obtener una mayor superficie de contacto, lo que permite costuras más ajustadas. Dado esta característica no se hace necesaria la utilización de golillas para su montaje. Cuando la estructura de acero corrugado queda embebida, en alguno de sus extremos o en ambos, en elementos como anillos o brocales de hormigón, se suministran pernos tipo “J” con doble tuerca para el anclaje a estos muros cabecera, de acuerdo al detalle indicado en plano correspondiente. El hormigonado de los muros de boca debe hacerse sólo una vez que la estructura esté completamente armada y torqueada, aplicando un torque de 35 + 5 (Kg-m).
3.
DURABILIDAD Y PROTECCIÓN Las planchas de acero corrugado se someten a un proceso de galvanizado
por inmersión en caliente, realizado según la norma AASHTO M167, con lo que se obtiene una adherencia química entre el acero basal y la protección de zinc. Para el buen comportamiento del galvanizado deberá garantizarse un medio inerte, libre de ambientes ácidos, según se detalla más adelante en la calidad del material de relleno. Si la tubería está en contacto directo con medios ácidos, se debe incorporar un sistema de protección adicional al galvanizado en caliente, basado en un esquema de protección epóxica propuesto por especialistas. Debido a las características del proceso de galvanizado no se requerirán mantenciones periódicas durante el funcionamiento normal de la estructura.
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4.
INSTALACIÓN Las tuberías de acero corrugado MP-152® son estructuras flexibles que basan su
gran resistencia en la interacción suelo-acero. Por esta razón, el suelo es un elemento estructural clave en este sistema y su elección, colocación y compactación apropiada es de vital importancia. Preparación de la base
Las tuberías de acero corrugado, excepto arcos, deben instalarse sobre una base firme, que distribuya uniformemente las cargas. Esto se logra colocando una capa de material granular de buena calidad, cuyas características y espesor dependen del tipo de suelo bajo la base. Especial cuidado deberá tenerse con el material utilizado en las esquinas de las tuberías abovedadas, pues es allí donde se desarrollan las máximas tensiones sobre el suelo. Para preparar la base deberá materializarse un relleno compactado al 95% Próctor Modificado tipo AASHTO M145 tipo A1 o A3 (ver punto IV.3) que debe ser preformado con la ayuda de una plantilla que tenga la misma curvatura de las planchas del fondo del túnel. Sobre esta superficie deberán colocarse 7cm de material suelto, cuyas partículas permitan un perfecto contacto y acomodo de las planchas de fondo, evitando que se generen intersticios entre ellas y la base preformada. El tamaño máximo de las partículas debe limitarse a 1’’ para proteger de este modo las corrugaciones ante apoyos puntuales. Procedimiento de ensamble
El armado de la estructura debe hacerse preferentemente in situ, plancha a plancha según lo indicado en el plano de montaje. Si por razones inherentes al proyecto se requiere prearmar, se deberá disponer de un sistema de izaje y transporte que evite el deterioro geométrico que podría sufrir la estructura al transportarse. El sistema de izaje deberá ser propuesto por el contratista de instalación, siendo revisado y validado por el cliente con asesoría de Cintac S.A.
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El armado de la estructura se debe iniciar con la colocación de las chapas del fondo, por lo que previamente deberá prepararse la base de apoyo, dándole una curvatura idéntica a la de la estructura, permitiendo así un apoyo uniforme. Las chapas deberán instalarse desde aguas abajo hacia aguas arriba, ensamblando completamente el sector inicial, en una longitud pequeña, colocando tres a cuatro pernos en cada junta longitudinal, los que se aprietan suavemente, de modo de ajustar adecuadamente el cierre de la estructura. Cuando esto ocurre se colocan los restantes pernos. Este primer ensamble otorga estabilidad y sirve como referencia para el resto del trabajo. Las chapas deben colocarse simétricamente a ambos lados de modo de no producir giros en la estructura. Una vez finalizado el ensamble se deben apretar los pernos, trabajo que se hace desde un extremo de la tubería al otro, comprobando que se llegue al torque requerido, el cual debe variar entre un mínimo de 30Kg-m y un máximo de 40Kg-m. La inspección de los pernos por terreno debe contemplar la revisión de al menos el 5% de ellos en cada unión longitudinal y perimetral. De este 5% se exigirá que el 90% cumpla con el torque requerido (entre 30 y 40 Kg-m) con una fracción defectuosa máxima de un 10% que deberá tener un torque entre 25 y 45 Kg-m como mínimo y máximo respectivamente. Si ello no ocurriere se deberá retorquear los pernos que estén bajo 25 Kg-m hasta un valor entre 30 y 40 Kg-m. Los pernos que excedan 45 Kg-m deberán ser reemplazados por otros nuevos. Si en forma reiterativa se detecta incumplimiento de los torqueos solicitados, deberá aumentarse el porcentaje de muestreo, según lo especifique el proveedor, en este caso Cintac S.A, para lo cual deberá mantenerse al tanto de los resultados de la inspección de los pernos por terreno. Para facilitar el armado es recomendable, sobretodo en estructuras mayores, utilizar tensores horizontales, de modo de mantener la forma de la sección y permitir el correcto calce de las chapas superiores. La empresa contratista deberá asegurar la correcta compactación del relleno estructural de confinamiento de la estructura hasta las alturas indicadas en los planos de Fabricación y montaje. El control de calidad tanto del material acopiado a ser utilizado como relleno estructural como del suelo tipo A1 o A3 (de acuerdo a la norma AASHTO M145) deberá realizarse efectuando como mínimo 1 muestreo por cada Obra de Arte o
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por cada 1000 m3 de material de relleno colocado (lo que resulte más restrictivo entre ambos criterios) y cada vez que se detecte un cambio en la composición del material. No obstante lo anterior, el agente o en su representación Cintac S.A podrá solicitar al contratista ensayos e informes adicionales de las características y propiedades del suelo de confinamiento. Cada muestreo consiste en: •
Clasificación completa que considere al menos granulometría, límite de Atemberg, contenido de humedad, gravedad específica de sólidos.
•
Contenido de sales solubles para verificar 3% máximo.
•
Ensayo de Proctor Modificado para verificar 95% P.M. La densidad de sellos de fundación y rellenos estructurales se chequeará en a lo menos 1 punto por capa, por cada 500m² compactado como máximo.
Procedimiento de compactación y material de relleno
La colocación del material de relleno de confinamiento sólo puede iniciarse una vez que la estructura está completamente armada y todos sus pernos torqueados. Las estructuras de grandes luces pueden sufrir deformaciones importantes debidas a su peso propio en la etapa de montaje y durante el procedimiento de relleno situación que se evita colocando puntales en el centro. Para detectar estas deformaciones se exigirá la colocación de una plomada en a lo menos tres secciones de la estructura, boca de entrada, boca de salida y un punto intermedio. Durante el proceso de relleno deberá registrarse las desangulaciones, ascensos o descensos de la plomada, para descartar rotaciones o deformaciones sobre un 1% de la Luz o Flecha. Si en la etapa constructiva se sobrepasa este valor, inmediatamente deberá informarse a Cintac S.A para estudiar si los procedimientos de compactación son los adecuados. En todo caso, para la estructura terminada en condición de servicio para las máximas solicitaciones de diseño, la norma AASHTO permite una deformación máxima del 3% de la Luz o Flecha. Es importante asegurarse que tanto los tensores como los puntales no impidan la
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deformación de la tubería durante la etapa de relleno, con el fin de no inducir esfuerzos locales importantes, por lo que estos elementos deben ser autosoportantes y en ningún caso solidarios a la estructura. El material de relleno deberá seleccionarse según se indica más adelante (suelos tipo A1 o A3) y se colocará en capas horizontales de espesor suelto no superior a 20cm, debiendo cuidar que en todo momento se mantenga el mismo nivel de relleno a ambos costados de la estructura. Para mayor detalle de la secuencia de compactación ver planos de Fabricación y montaje provistos por Cintac S.A. La Norma AASHTO 1992 recomienda utilizar como material de relleno un material granular bien graduado, de baja plasticidad, libre de materias orgánicas, inerte sin contenido de ácidos y con un porcentaje mínimo de sales solubles, según la clasificación AASHTO M145 tipo A1 ó A3. La compactación mínima especificada será el 95% del Ensayo Próctor Modificado. El tamaño máximo de las partículas no deberá ser mayor que 2” en la zona que se identifique en torno del tubo y su composición, como ya fue mencionada, debe ser tal que no afecte la durabilidad de las planchas de acero. El equipo de compactación utilizado deberá ser manual o mecánico liviano y deberá avanzar longitudinalmente a ambos costados de la estructura hasta que el relleno alcance el nivel mínimo de compactación requerido. Este procedimiento se realizará hasta alcanzar el nivel superior de la tubería (para mayor detalle ver planos de fabricación y montaje provistos por Cintac S.A en sus versiones finales. Desde ese momento el equipo de compactación podrá desplazarse perpendicular a la estructura. Para la compactación del relleno se deberá usar equipo manual en el entorno de la estructura (placa vibratoria peso máximo 200kg.).
Las primeras capas sobre la
tubería deberán compactarse cuidadosamente con un equipo manual o con un rodillo muy liviano (200Kg máx.) formando una bóveda sobre la corona. El espesor de cada capa no podrá superar los 20 cm. de espesor suelto. Una vez que se alcanza la altura mínima de relleno indicada en el plano de diseño, se podrá continuar la compactación con equipo convencional, en capas de 30cm de espesor suelto. Entiéndase por equipo convencional de compactación aquel hasta 2 toneladas como máximo. Se debe asegurar que el relleno siga alcanzando el 95% del Próctor Modificado.
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Las características granulométricas y de plasticidad de los suelos tipo A1 y A3 son las siguientes: Tabla 1. Propiedades de suelos tipo A1 y A3 (AASHTO M145)
5.
% que pasa malla Nº
A-1
A-3
10
-
-
40
50 máx.
51 máx.
200
25 máx.
10 máx.
Sales solubles (% en peso)
3 (máximo)
3 (máximo)
Índice de plasticidad (%)
6 máx.
No plástico
ALCANCE DEL SUMINISTRO Y ASESORÍA DE MONTAJE El alcance del suministro físico se indica en la nota de venta. Cintac S.A. aportará
los planos de diseño y fabricación para el correcto montaje de las estructuras suministradas. Como complemento se incluye esta Especificación Técnica y nuestra empresa asume que todos estos documentos estarán disponibles en terreno, en su revisión última, en poder de quienes hacen el montaje e inspección de las estructuras. Cintac S.A. establece un sistema de asesoría que incluye visitas a terreno cuyo número, duración y costo queda establecido en el acuerdo o contrato de compra. En cada visita a terreno el Inspector de Cintac S.A revisará, orientará y efectuará observaciones (si existiesen) a la empresa montajista sobre la instalación de la tubería. El personal técnico que efectúe la visita desarrollará un Informe dirigido al agente (cliente Cintac y/o empresa montajista) destacando aquellos puntos cuya ejecución debe ser revisada o corregida por parte del contratista de montaje. De igual forma si corresponde, se orientará la forma de resolver aquellos problemas que se encuentren fuera de lo indicado en las Especificaciones Técnicas o cuya ejecución fuera cuestionada por las buenas prácticas de la Ingeniería Las visitas a terreno por personal de Cintac S.A corresponden sólo a una asesoría técnica, lo que en ningún caso desligan de la responsabilidad de dar cumplimiento cabal a todas las especificaciones aquí detalladas, que deben ser resguardadas por una
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inspección efectiva en terreno sobre la empresa que haga el montaje. Cualquier modificación a las Especificaciones Técnicas o a los planos de diseño deberá contar con la aprobación escrita del Departamento de Ingeniería y Desarrollo de Productos de Cintac S.A. Se entenderá que el incumplimiento de estas especificaciones así como de las indicaciones de los planos de diseño si corresponde, sin la autorización de Cintac S.A, desliga a esta última de la responsabilidad por el comportamiento futuro de la estructura. Será responsabilidad del contratista de montaje cuidar que durante la construcción se respete la utilización de los equipos de compactación señalados en los planos y limitar por medio de señales, barreras u otros medios el tránsito de vehículos con material de relleno a una zona fuera de la influencia de los tubos. Las condiciones de diseño, solicitaciones, cargas de uso, mecánica de suelo, son datos que aporta el agente. Cintac S.A se limitará a efectuar el diseño de las estructuras de acuerdo a lo solicitado por el mandante, el cual deberá ser revisado, objetado o aprobado por este con el fin de asegurar que lo proyectado responde a lo solicitado. En adición a lo anterior, Cintac S.A efectuará visitas a terreno, cuyo número, duración y costo queda establecido en el contrato de compra. Cualquier modificación a nivel de diseño deberá solicitarse antes de comenzar la fabricación de la estructura, de lo contrario podrían haber costos involucrados que serán tratados de acuerdo a la nota de venta correspondiente. Finalmente, Cintac S.A pone a disposición del cliente toda su experiencia para una buena ejecución del proyecto.
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