Fallas en Elementos EstructuralesDescripción completa
Datos de Puentes colapsadosDescripción completa
Fallas en edificaiones en Cajamarca
Analsiis estructural 2, analisis de fallas de las estructuras que sufren con sismos y sin sismo.. tipicas fallas estructurales en las construcciones
Descripción: fallas estructurales
Descripción: Analsiis estructural 2, analisis de fallas de las estructuras que sufren con sismos y sin sismo.. tipicas fallas estructurales en las construcciones
fallasDescripción completa
Descripción: analisis de fallas puentes
analisis de fallas puentesFull description
Descripción: Fallas y Grietas en estructuras de concreto de la ciudad de Cajamarca.
Información sobre elementos estructurales en edificacionesDescripción completa
Descripción: Manual para la aplicación de modelos de ecuaciones estructurales en el programa Amos de SPSS (IBM). El documento cuenta con una extraordinaria introducción sobre los conceptos generales de esta pod...
La resonancia es una característica muy significativa del movimiento oscilatorioFull description
juntas constructivas en puentes
puentes
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
PUENTES Y OBRAS DE ARTE TEMA: “FALLAS ESTRUCTURALES EN PUENTES” ALUMNO: PONCE ALIAGA DAVID JUNIOR DOCENTE: ING. J. HUGO SILVA IPANAQUE X CICLO
LIMA, FEBRERO DEL !"#
D$%&'()*+&( A Dios por permitirme tener la fuerza para terminar mi carrea. A mis padres por su esfuerzo en concederme La oportunidad de estudiar y por su constante Apoyo a lo largo de mi vida.
ÍNDICE CONTENIDO I. II.
III.
I<. <.
INT"OD#CCI$N &A"CO TE$"ICO (.) *ALLA+ EN P#ENTE+ , *#NCI$N E+T"#CT#"AL (.( TIPO+ DE *ALLA+ EN P#ENTE+ (./ CLA+I*ICACI$N DE P#ENTE+ 0/ E1E&PLO+ NACIONALE+ O INTE"NACIONALE+ /.) P#ENTE ENT"E CA2ETE 3 C4INC4A5TOPA" 6PE"#7 /.( P#ENTE +#N+4INE +839A3 , 6*LO"IDA: EE.##.7 /./ P#ENTE DE PLATA , 6EE.##.7 CONCL#+IONE+ "ECO&ENDACIONE+
FALLAS ESTRUCTURALES EN PUENTES I.
INTRODUCCIN
P!. % ' )) )% )% )); ) )=
En la construcci>n de una carretera o de una v?a f@rrea se presentan ciertos ostBculos ue an de ser salvados por una estructura segura y econ>mica denominado puente: el cual dee soportar el trBnsito de ve?culos o de otro tipo sore el cruce. Estas deen disearse est@ticamente: se modo ue armonicen y enriuezcan la elleza de sus alrededores. Los ostBculos pueden ser variados y presenta condiciones ue oligan a usar diferentes tipos de estructuras. El mBs fuerte ostBculo lo constituyen las corrientes de agua ue atraviesan el trazado de una v?a: en donde se necesita una estructura tal: ue la aertura ue ella deFa sea suficiente para permitir el cruce del agua en una crecida: sin ue afecte la propia estructura ni sorepase la altura de la rasante ostruyendo la circulaci>n por la v?a. A lo largo de este cap?tulo aremos un @nfasis en los aspectos para determinar el tipo de puente: los procesos de construcci>n y los aspectos generales para la elecci>n y diseo de puentes. La presencia de fallas estructurales en la ingenier?a civil data de ace miles de aos: seguramente desde las primeras oras ecas por el omre y antes de ue se pudiera definir una rama especializada para el estudio de @stas. Es muy frecuente encontrar una infinidad de estas fallas ue por ser de muy poco impacto visual o estructural no se les analiza y profundiza en su estudio. AdemBs: uno de los mayores inconvenientes ue eGisten para el desarrollo de este tipo de actividad 6elaoraci>n de peritaFes estructurales7 es la muy escasa informaci>n y la poca iliograf?a ue eGiste para el eFercicio de la misma: as? como la acentuada escasez de eGpertos estructurales deidamente capacitados para efectuar los peritaFes.
II.
MARCO TERICO
Conocimientos previos.
F-$+(: +e denomina fuerza a cada una de las acciones mecBnicas ue se producen entre los cuerpos. #na fuerza se caracteriza porH
•
+u punto de aplicaci>n sore el cuerpo. +u direcci>n o l?nea de acci>n. +u sentido: ue puede ser cualuiera de los dos opuestos ue define de
•
acci>n. +u magnitud ue indica la intensidad de las mismas.
• •
Las fuerzas ue pueden actuar sore un cuerpo se clasifican en fuerzas de volumen y fuerzas de superficie.
C*/0+$1&23: Las deformaci>n provocadas por la compresi>n son de sentido contrario a las producidas por tracci>n: ay un acortamiento en al direcci>n de las aplicaci>n de la carga y un ensancamiento perpendicular a esta direcci>n: esto deido a ue la cantidad de masa del cuerpo no var?a. Las solicitaciones normales son auellas fuerzas ue actan de forma perpendicular a la secci>nH por lo tanto: la compresi>n es una solicitaci>n normal a la secci>n ya ue en las estructuras de compresi>n dominante la forma de la estructura coincide con el camino de las cargas acia los apoyos. De esta forma: las solicitaciones actan de forma perpendicular provocando ue las secciones tiendan a acercarse y apretarse.
T+(''&23 * )$31&23:
En el cBlculo de estructuras e ingenier?a se denomina tracci>n al esfuerzo interno a ue estB sometido un cuerpo por la aplicaci>n de dos fuerzas ue actan en sentido opuesto: y tienden a estirarlo. L>gicamente: se considera ue las tensiones ue tiene cualuier secci>n perpendicular a dicas fuerzas son normales a esa secci>n: y poseen sentidos opuestos a las fuerzas ue intentan alargar el cuerpo.
." FALLAS EN PUENTES 4 FUNCIN ESTRUCTURAL Las fallas en puentes se presentan por diferentes eventos y la gravedad de la falla depende de la tipolog?a estructural ue presente: segn el ostBculo a sortear por el mismo: de los materiales: el destino 6vial: ferroviario: peatonal o canal7: etc. Como diFimos los puentes se construyen para sortear ostBculos: como ser valles: r?os: ueradas: etc. Las fallas en puentes pueden ser deido a eventos s?smicos: crecidas en r?os: eGplosiones: coues deido a trafico vial o arcos: etc. La funci>n estructural de un puente se puede dividir de / manerasJ puentes colgantes resisten a tracci>n: los puentes en viga resisten a fleGi>n y los puentes en arco resisten a compresi>n. Tami@n se puede ampliar la topolog?a de puentes realizando una cominaci>n de estas funciones estructurales. La funci>n estructural de cada puente presenta diferentes particularidades los cuales resultan ser puntos vulnerales ue pueden transformarse en fallas en puentes. Por eFemplo: un puente en arco ue traaFa a compresi>n: los puntos vulnerales son los estrios: los puntos de apoyos de la estructura de arco.
*unci>n estructural
Puente en arco
Puente viga
. TIPOS DE FALLAS EN PUENTES
El uso continuo de los puentes: los factores climBticos: los movimientos de asentamiento o s?smicos y la antigKedad de las estructuras: son algunas de las causas de las fallas en estas construcciones: las cuales reuieren de un mantenimiento peri>dico y programado. G+&$)(1 5 6&1-+(1: Estas fallas se pueden presentar por incremento de las cargas: el uso de materiales de mala calidad: inestailidad elBstica o pandeo: ormig>n mal virado y mal curado: ormigonado durante temperaturas amiente eGtremas: deslizamiento del terreno: fallas en las cimentaciones: temperaturas eGtremas o enraizamiento de Broles y arustos.
7 D$)$+&*+*1 $3 8*+/&923 5 6;+&'(1:
Estas fallas pueden aparecer en forma de coueras: desprendimientos y nidos de grava. Pueden ser causadas por ausencia o p@rdida de recurimiento en las armaduras: impermeailizaci>n incorrecta o faltante: eFecuci>n de ormigonado con temperaturas amiente eGtremas: virado insuficiente del ormig>n: lavado de Funtas entre ladrillos por filtraciones: contaminaci>n de Bridos: dep>sitos de sales de desielos y efectos por presencias de microorganismos.
7 M-+*1 5 $1)+&;*1 '*3 %$1<&(/&$3)*1: Este tipo de fallas pueden ser originadas por soluciones estructurales mal eFecutadas: como Funtas: empotramientos y apoyos: incremento notale de cargas: enraizamiento de Broles: terreno mal compactado y deslizamiento de tierra.
7 D$19(1)$ $3 <*1 (0*5*1 0(+( 0-$3)$1H
Los apoyos de neopreno pueden verse afectados por un mal dimensionamiento de los mismos o por un eGceso o falta de reacci>n vertical.
7 D$19(1)$ %$ <(1 =-3)(1 %$ $>0(31&23: Pueden originarse en su dimensionamiento incorrecto: impactos de las mBuinas uita nieve y desgaste o ausencia del material de la Funta.
.? CLASIFICACIN DE PUENTES
Los puentes son estructuras ue los seres umanos an ido construyendo a lo largo de los tiempos para superar las diferentes arreras naturales con las ue se an encontrado y poder transportar as? sus mercanc?as: permitir la circulaci>n de las gentes y trasladar sustancias de un sitio a otro. Dependiendo el uso ue se les d@: algunos de ellos recien nomres particulares: como acueductos: cuando se emplean para la conducci>n del agua: viaductos: si soportan el paso de carreteras y v?as f@rreas: y pasarelas: estBn destinados eGclusivamente a la circulaci>n de personas. Las caracter?sticas de los puentes estBn ligadas a las de los materiales con los ue se construyenH •
L*1 0-$3)$1 %$ /(%$+(:
aunue son rBpidos de construir y de aFo coste: son poco resistentes y duraderos: ya ue son muy sensiles a los agentes atmosf@ricos: como la lluvia y el viento: por lo ue reuieren un mantenimiento continuado y costoso. +u aFo coste 6deido a la aundancia de madera: sore todo en la antigKedad7 y la facilidad para larar la madera pueden eGplicar ue los primeros puentes construidos fueran de madera. •
L*1 0-$3)$1 %$ 0&$%+(:
de los ue los romanos fueron grandes constructores: son tremendamente resistentes: compactos y duraderos: aunue en la actualidad su construcci>n es muy costosa. Los cuidados necesarios para su mantenimiento son escasos: ya ue resisten muy ien los agentes climBticos. Desde el omre consigui> dominar la t@cnica del arco este tipo de puentes domin> durante siglos. +>lo la revoluci>n industrial con las nacientes t@cnicas de construcci>n con ierro pudo amortiguar este dominio.
•
L*1 0-$3)$1 /$)<&'*1
son muy versBtiles: permiten diseos de grandes luces: se construyen con rapidez: pero son caros de construir y ademBs estBn sometidos a la acci>n corrosiva: tanto de los agentes atmosf@ricos como de los gases y umos de las fBricas y ciudades: lo ue supone un mantenimiento caro. El primer puente metBlico fue construido en ierro en CoolrooMdale 6Inglaterra7. •
L*1 0-$3)$1 %$ 8*+/&923 (+/(%*
son de montaFe rBpido: ya ue admiten en mucas ocasiones elementos prefaricados: son resistentes: permiten superar luces mayores ue los puentes de piedra: aunue menores ue los de ierro: y tienen unos gastos de mantenimiento muy escasos: ya ue son muy resistentes a la acci>n de los agentes atmosf@ricos Bsicamente: las formas ue adoptan los puentes son tres: ue: por otra parte: estBn directamente relacionadas con los esfuerzos ue soportan sus elementos constructivos. Estas configuraciones sonH •
P-$3)$1 %$ @&9(.
EstBn formados fundamentalmente por elementos orizontales ue se apoyan en sus eGtremos sore soportes o pilares. &ientras ue la fuerza ue se transmite a trav@s de los pilares es vertical y acia aaFo y: por lo tanto: @stos se ven sometidos a esfuerzos de compresi>n: las vigas o elementos orizontales tienden a fleGionarse como consecuencia de las cargas ue soportan. El esfuerzo de fleGi>n supone una compresi>n en la zona superior de las vigas y una tracci>n en la inferior.
•
P-$3)$1 %$ (+'*.
EstBn constituidos Bsicamente por una secci>n curvada acia arria ue se apoya en unos soportes o estrios y ue aarca una luz o espacio vac?o. En ciertas ocasiones el arco es el ue soporta el talero 6 arco aFo talero7 del puente sore el ue se circula: mediante una serie de soportes auGiliares: mientras ue en otras de @l es del ue pende el talero 6 arco sore talero7 mediante la utilizaci>n de tirantes. La secci>n curvada del puente estB siempre sometida a esfuerzos de compresi>n: igual ue los soportes: tanto del arco como los auGiliares ue sustentan el talero. Los tirantes soportan esfuerzos de tracci>n. •
P-$3)$1 '*<9(3)$1.
EstBn formados por un talero por el ue se circula: ue pende: mediante un gran nmero de tirantes: de dos grandes cales ue forman sendas catenarias y ue estBn anclados en los eGtremos del puente y suFetos por grandes torres de ormig>n o acero. Con eGcepci>n de las torres o pilares ue soportan los grandes cales portantes y ue estBn sometidos a esfuerzos de compresi>n: los demBs elementos del puente: es decir: cales y tirantes: estBn sometidos a esfuerzos de tracci>n. Como cualuier clasificaci>n: @sta no pretende ser mBs ue una aproGimaci>n torpe de la comprensi>n umana a la diversidad: en este caso de los puentes.
III.
!? EJEMPLOS NACIONALES O INTERNACIONALES
PUENTE ENTRE CAETE Y CHINCHATOPAR PERU *ue inaugurado en el (0)) por el eG presidente Alan !arc?a.
*OTO N)H *alla en puente entre caete y cinca5toparB
FOTO N
+i ien an no se an estalecido eficientemente las causas del colapso del puente ToparB: en el l?mite entre Caete y Cinca: todo apunta a ue se dei> a fallas estructurales. +ore todo luego de ue el &inisterio de Transportes y Comunicaciones 6&TC7 informara ue no se a?a registrado un eGceso de peso: pues las alanzas ue operan en esa red vial funcionan de manera regular.
PUENTE SUNSHINE SYAY 4 FLORIDA, EE.UU.
Las fallas en puentes ocasionadas en +unsine +Myay causo el colapso de la estructura el = de mayo de )=0. La falla en el puente fue causada por un arco carguero Q++
*OTO N/ H *allas en Puente sunsine sMyay
PUENTE DE PLATA 4 EE.UU.
El )' de diciemre de )=;;: el puente de plata se derrum> mientras se llen> con el trBfico de la ora pico: lo ue resulto en la muerte de %- personas. La investigaci>n de los restos sealo ue la fallas en puentes se dei> a un defecto o fisura de una cadena de suspensi>n con un anco de fisura de (:'% mm 60:)0 pulgada7. Tami@n se seal> ue la carga del puente era superior a la carga con ue se dise> el puente. El nuevo puente ue se construy> sustituyendo al anterior se nomr> QPuente de Plata conmemorativoR.
*OTO N% H *allas en Puentes 5 Puente de Plata
IV.
CONCLUSIONES
En conclusi>n el estudiante de ingenier?a civil dee tener curiosidad de detenerse en las oras de construcci>n para oservar los procesos constructivos para irse empapando en lo ue serB su eFercicio profesional. Todo uen profesional de la ingenier?a estructural dee poseer s>lidos conocimientos sore los materiales usados en las oras: esto unido al uen Fuicio y la virtud de poder alancear correctamente la est@tica: las formas estructurales: las t@cnicas constructivas. El reto futuro de la ingenier?a estructural consistirB en la determinaci>n de las propiedades Bsicas de los materiales de construcci>n tradicional y el desarrollo de nuevos materiales mBs econ>micos: mBs livianos y mBs duraderos. Esto se arB considerando la estructura molecular de los cuerpos y otros m@todos sofisticados de medici>n. El campo de la ingenier?a estructural estB estrecamente ligado a la comparaci>n sistemBtica de los resultados de los modelos anal?ticos con los eGperimentales sometidos a los efectos de los efectos naturales como eventos meteorol>gicos y sismol>gicos. La ingenier?a s?smica dee llamar nuestra atenci>n ya ue nuestro pa?s se encuentra dentro de la zona insular s?smica ue aarca todo el carie y Centroam@rica. La ingenier?a s?smica tiene entre otras las siguientes funcionesH •
Identificar las Breas en las cuales se considere mBs proale la ocurrencia
•
de un sismo importante: en un plazo corto de tiempoJ +eleccionar los parBmetros o indicadores ue resulten mBs confiales. Contar con los medios adecuados para medirlos u oservarlos
•
•
sistemBticamente durante lapsos de tiempo ue suelen ser de varios aos. Sue las estructuras no sufran daos aFo la acci>n de sismos menores. Sue las estructuras resistan sismos moderados: con algunos daos
•
econ>micamente reparales en elementos no estructurales Sue las estructuras resistan sismos intensos sin colapsar: aunue con
•
daos estructurales importantes
V. •
RECOMENDACIONES Tener siempre o la mayor?a de veces un control y una supervisi>n: es decir llevar un control semanal laoral en ue se especifiue ue actividades ay por realizar as? mismo minimizar la proailidad de ocurrencia de una falla estructural catastr>fica del puente: a trav@s de la implementaci>n de un sistema en l?nea de alertas y detecci>n de soreesfuerzos ue permitan
•
detener el euipo antes de un esfuerzo eGcesivo. El ingeniero encargado dee profundizar sus conocimientos sore el comportamiento de los materiales con los cuales se construyen las oras
•
como tenemos en puentes. No descuidar las acciones de seguridad y prevenci>n
