Pontificia Universidad Católica de Chile Facultad de Ingeniería Escuela de Construcción Civil Curso: Materiales Metálicos en la construcción
TRAA!" #E I$%E&TI'ACI($ PUENTES METÁLICOS
Integrantes: Paula Garay Sebastián Jiménez Enzo Olate
Profesor: Ana María Carvajal G.
Mar)o* +,-. &antiago* Chile I$TR"#UCCI($
Los uentes !ueron i"ea"os ara satis!a#er una ne#esi"a" rimaria$ la %ue tiene "ire#ta rela#i&n #on la #omuni#a#i&n entre "os lu'ares !ísi#os %ue están seara"os "ebi"o a al'(n a##i"ente too'rá!i#o y)o *i"ro'rá!i#o. A su vez$ el in#remento "e la #ali"a" "el a#ero "e #onstru##i&n *a #on"u#i"o a un #re#iente arove#*amiento "el mismo en el #urso "e la breve *istoria "e la #onstru##i&n #on este material +,itt!o*t$ -/01. Es "e esta manera$ %ue se "ebe tener #lari"a" en las ventajas y "esventajas %ue resenta el a#ero$ versus otros tios "e materiales$ #omo el *ormi'&n$ la ma"era e in#luso "i!erentes metales utiliza"os en la #onstru##i&n. 2enien"o en #uenta lo anterior$ una "e las rin#iales "esventajas %ue resenta la utiliza#i&n "el a#ero estru#tural$ más a(n en el #aso "e uentes ubi#a"os en zonas a'resivas$ es la osibili"a" "e #orrosi&n %ue ue"a lle'ar a a!e#tar sus roie"a"es me#áni#as y$ "e esta !orma$ oner en ries'o su #orre#to !un#ionamiento. 3e esta !orma$ un roye#to ara la #onstru##i&n "e uentes metáli#os "ebe "e!inir #on to"o "etalle las rote##iones #ontra la o4i"a#i&n "e los elementos metáli#os$ se'(n sea su ubi#a#i&n o la etaa "e la vi"a "e la obra %ue se trate. Se "ebe "istin'uir enton#es entre elementos e4uestos a la intemerie$ a##esibles o no$ elementos en ambientes rote'i"os$ et#. +Carreteras$ -51 Es así$ %ue a #ontinua#i&n se resenta a mo"o 'eneral$ la #omosi#i&n "e un uente metáli#o +Lira$ -6-1$ ara %ue$ en #aso "e ser ne#esario i"enti!i#ar los untos #on!li#tivos %ue ue"an verse a!e#ta"os or el !en&meno "e la #orrosi&n7 8 9i'as rin#iales7 3os o más$ #ons tituyen &r'ano #ara#terísti#o "e un uente$ el eje está situa"o en el lano verti#al. 3es#ansan sobre estribos y ma#*ones %ue #uan"o son "e altura #onsi"erable re#iben el nombre "e ilas. 8 El tablero7 Parte "el uente "estina"a a sostener la vía$ y a transortar #ar'as "e las vi'as rin#iales. 8 Las barras "e arriostramiento y #ontraviento7 :orman una estru#tura in"e!ormable bajo la a##i&n "el viento. ; otras !uerzas *orizontales$ !orman"o vi'as *orizontales o mar#os trian'ula"os. Lue'o "e lo anterior$ en el resente in!orme se bus#ará analizar un #aso real "e un uente "e a#ero
ez? %ue resente atolo'ías #orrosivas$ i"enti!i#an"o las osibles #ausa$ tratamientos y meto"olo'ías %ue ermitan revenir la aari#i&n "e "i#*a atolo'ía en un !uturo.
"!ETI%"& "/0etivo 'eneral
Elaborar un material a#a"émi#o en!o#a"o en abor"ar y bus#ar solu#iones a atolo'ías %ue a!e#tan a estru#turas "e uentes "e a#ero$ ara "e este mo"o a"%uirir el #ono#imiento #ausal %ue ermita revenirlas.
"/0etivos Es1ecíficos -. @ealizar la evalua#i&n "e un uente metáli#o$ ese#í!i#amente el uente Presi"ente =bá>ez$ ara estu"iar su estru#tura$ materiali"a" y #omortamiento #on el me"io ambiente "e manera "e instruir los ro#esos #onstru#tivos$ "e manten#i&n y #onserva#i&n "e estas estru#turas en roblemas "e #orrosi&n. . @ealizar una b(s%ue"a biblio'rá!i#a en!o#a"a en atolo'ías #orrosivas %ue a!e#tan a estru#turas "e uentes "e a#ero. B. @ealizar un anál isis "e #amo en base a la bibl io'ra!ía re#oila "iri'i"as a "es#ubrir rela#iones e intera##iones entre variables %ue ermitan la i"enti!i#a#i&n$ #lasi!i#a#i&n y "es#ri#i&n "e las "i!erentes atolo'ías en#ontra"as. 6. En base a lo anter ior "esarrollar una meto "olo'ía %ue "é solu#i &n a los roblemas men#iona"os #on un !ormato "e asesoría
MARC" TE(RIC" I2 Corrosión seg3n el a4/iente La #orrosi&n "e metales trans#urre en un ro#eso "e naturaleza ele#tro%uími#a
"on"e los metales tien"en a bus#ar su !orma "e mayor estabili"a" y en el #ual intera#t(an B variables el o4í'eno$ la ieza a o4i"arse y un me"io a#uoso llama"o ele#trolito. Este (ltimo ue"e estar #onstitui"o simlemente or una elí#ula "e *ume"a" e4trema"amente "el'a"a o una elí#ula a#uosa %ue se *aya "eosita"o en la ieza y a través "el #ual los metales e4uestos a la atm&s!era +resen#ia "e o4í'eno1 se #orroen or me"io "el ro#eso #at&"i#o "e &4i"o8re"u##i&n. 3e esta !orma las re#iita#iones a#uosas +lluvia$ nieve o niebla1 y la #on"ensa#i&n "e *ume"a" or #ambios "e temeratura son$ sin "u"a$ los rin#iales romotores "e la #orrosi&n toman"o un lu'ar imortante "entro "e estos me#anismos #orrosivos. 3e esta manera es osible #ate'orizar la in#i"en#ia "el ambiente en la #orrosi&n los #uales ue"en ser #lasi!i#a"os #omo7 #orrosi&n en ambiente a#uoso +D1$ o4i"a#i&n y #orrosi&n or #alor +F1$ #orrosi&n en ambientes or'áni#os +-.F1$ #orrosi&n or metales lí%ui"os +D.1. +="enti!i#a#i&n y análisis "e atolo'ías en uentes "e #arreteras urbanas y rurales$ D--1. =ma'en -7 @esumen arámetros #limáti#os Puerto Aysén y Santia'o
:uente7 *tts7))es.#limate8"ata.or') Es así %ue$ "e esta manera$ se *a "emostra"o %ue la *ume"a" relativa +@1 ejer#e un ael imortante en la #orrosi&n atmos!éri#a ya %ue or "ebajo "e un "etermina"o nivel "e @ no es robable la #orrosi&n$ ues no e4iste elí#ula are#iable "e ele#trolito sobre el metal. Generalmente la #orrosi&n "e *ierro y otros metales es insi'ni!i#ante a *ume"a"es relativas or "ebajo "el 5D8FD +J.
Siman#as y M. Mor#illo$ DD01$ #osa %ue no o#urre en la zona "e estu"io se'(n muestra la ima'en -. Como una observa#i&n imortante aun #uan"o la @ e4#e"a "e este nivel$ ara %ue la velo#i"a" "e #orrosi&n sea realmente imortante$ la atm&s!era "ebe estar$ a"emás #ontamina"a. Otro unto imortante a #onsi"erar es la temeratura "el ambiente el #ual a!e#ta in"ire#tamente a la #orrosi&n "e un metal e4uesto a la atm&s!era ya %ue$ or un la"o$ al subir la temeratura$ aumenta la velo#i"a" "e las rea##iones ele#tro%uími#as ero %ue$ al mismo tiemo$ a#elera la evaora#i&n "e la *ume"a" "eosita"a sobre el metal$ "isminuyen"o "e este mo"o el ele#trolito junto #on la #on#entra#i&n "e o4í'eno y otros 'ases #orrosivos "isueltos. Es or ello %ue$ en el #aso "e la #orrosi&n atmos!éri#a$ se ten"rá %ue tener en #uenta el tiemo "e *ume#ta#i&n "e la suer!i#ie metáli#a ya %ue esta #ambia asimismo #on la temeratura$ or lo %ue el resulta"o !inal "een"erá no s&lo "e la #inéti#a "e las rea##iones ele#tro%uími#as sino "e la "ura#i&n "el #onta#to ele#trolito8metal. Es así #omo$ la #orrosi&n en obla#iones o re'iones "e temeraturas relativamente bajas #omo es el #aso "e Puerto Aysén +ima'en-1 ue"e suerar$ a ve#es$ la "e otros lu'ares más #áli"os$ "on"e la elí#ula "e *ume"a" se evaora rái"amente. 3e esta manera "i#*a situa#i&n "e ten"en#ias ouestas intro"u#e un !a#tor "e in#erti"umbre rese#to a la variable temeratura.
II2 Pro/le4as de corrosión 5 4anteni4iento de la e structura a lo largo del tie41o2 A lo lar'o "el tiemo$ el Puente Presi"ente =bá>ez$ *an si"o #onserva"o a través "e "os 'ran"es roye#tos "e #onserva#i&n. El rimero "e ellos !ue realizo "urante el a>o DD el #ual trat& temas #omo la limieza "e to"a la estru#tura metáli#a$ "emoli#iones y reosi#iones "e *ormi'ones$ mejoramiento "el sistema "e alumbra"o$ mo"i!i#a#i&n "e las barreras #amineras y reosi#i&n "e emotramientos elásti#os "e #ables rin#iales. Esto "ebi"o a %ue la estru#tura no resentaba buen ase#to visual$ las inturas se en#ontraban en mal esta"o y e4istían se#tores "on"e se visualizaba 'ran #anti"a" "e sarro y #orrosi&n. +Galle'os$ DD1. La se'un"a 'ran manten#i&n !ue realiza"a "urante el a>o D-- el #ual #onsisti& en la renova#i&n "e én"olas "eteriora"as or #orrosi&n y !ati'a ya %ue se *abía nota"o %ue las én"olas #entrales e4*ibían si'nos "e "eterioro or #orrosi&n. Por ello la 3ire##i&n @e'ional "e 9iali"a"$ @e'i&n "e Aysén$ soli#it& el roye#to. +Mon"or!$ D--1.
Conservación Puente Presidente I/á6e) a6o +,,72 8i41ie)a estructura 4etálica2 La limieza "e la estru#tura metáli#a se realiz& or un #*orro abrasivo "e arena #uarzosa$ #on 'ranulometría entre mallas -5 y 6D$ se#a"a reviamente en *orno "el tio SSPC8S5$ el #ual reara la suer!i#ie "e metal ara volver a intarla$
removien"o las #arillas "e lamina"o$ el &4i"o$ el a#eite$ la 'rasa$ su#ie"a" y la intura vieja. Lue'o "e limiar la suer!i#ie se le ali#& "os manos "e revestimiento e&4i#o autoimrimante #on F "e s&li"os$ #on un esesor total "e elí#ula se#a "e -0 mi#rones. Posterior a la intura anti#orrosiva se ali#aron "os manos "e intura oliuretano oliéster #on un esesor "e elí#ula se#a "e /0 mi#rones. Hn se'un"o méto"o utiliza"o !ue una limieza manual "e la estru#tura ara elementos #omo las én"olas y los #ables "e a#ero "ebi"o a %ue estos se en#ontraban en lu'ares estre#*os %ue se #onsi"eraron #omo ries'osos. La rimera !ue "esarrolla"a me"iante un esmeril an'ular también #ono#i"a #omo 'alleta$ el #ual oseía un a##esorio llama"o <#*as#&n? +Galle'os$ DD1$ en #ambio la limieza "e los #ables "e a#ero y los interiores "e las torres "e a##eso se realizaron me"iante *i"rolava"oras.
=ma'en B7 Pro#eso "e arena"o en ma#izos "e an#laje.
:uente7+Galle'os$ DD1
=ma'en 67 Limieza manual or me"io "e esmeril an'ular.
:uente7+Galle'os$ DD1
=ma'en 07 Moto#omresoras utiliza"as en la limieza "e #*orro #on arena ubi#a"as en el Puente resi"ente =bá>ez.
:uente7+Galle'os$ DD1
=ma'en 57 Pantallas "e rote##i&n #ontra la "isia#i&n "e olvo resi"ual "e la limieza #on arena.
:uente7+Galle'os$ DD1
Pintura ;a en el ro#eso "e inta"o se "ebieron limiar las suer!i#ies arena"as #on aire ae4istente resi&n ro"u#to limio y se#o$ ase'uran"o "e esta manera la total remo#i&n "el olvo "el ro#eso anterior. La intura !ue ali#a"a sobre suer!i#ie se#a$ siemre y #uan"o se #umlieran las si'uientes #on"i#iones ara evitar %ue la intura !res#a !uera "a>a"a or lluvia$ niebla o olvo. 2emeratura ambiente7
mínimo -D.D IC má4imo B/.FIC.
2emeratura "e suer!i#ie7
mínimo 6.D IC má4imo B/.FIC.
ume"a" ambiente7
F0 "e @ má4ima.
Como se men#iona más arriba antes "e la intura "e termina#i&n se ali#& una intura anti#orrosiva e&4i#a autoimrimante #on F "e s&li"o$ #on un esesor total "e la elí#ula se#a "e -0 mi#rones. ;a #on la intura anti#orrosiva se ali#aron "os manos "e intura Poliuretano oliéster #on 50 "e s&li"os en volumen$ #on un esesor "e elí#ula se#a "e /0 mi#rones en total.
=ma'en /7 Pintura "e rote##i&n ali#a"a en el uente.
:uente7+Galle'os$ DD1
Renovación Puente Presidente I/á6e) a6o +,--2 La renova#i&n %ue se realiz& en el Puente Presi"ente =bá>ez en el a>o D--$ #onsisti& en el #ambio "e #uatro én"ulas #entrale$ esto "ebi"o a %ue la én"olas tenían un #laro "eterioro$ o4i"a#i&n !uerte "e alambres$ aumento "e su volumen y roturas "e alambre en su zona "e an#laje in!erior. Primero se estable#i& un #amino alternativo "e baja"a "e la #ar'a "e #a"a én"ola me"iante una estru#tura au4iliar "e a#ero en "os artes$ las "os artes uni"as or #uatro barras "e a#ero "e ost8 tensa"o$ !ueron tensa"as lo su!i#ient e ara "es#ar'ar la én"ola. Lue'o se "esmontaronlas én"olas "es'asta"as$ se re#ueraron sus an#lajes$ se !ormaron las én"olas nuevas reutilizan"o los an#lajes e4istentes y !inalmente se montaron en el Puente$ ase'urán"oles la misma #ar'a en el uente va#ío %ue la "e la én"ola "esmonta"a. Ca"a én"ola está !orma"a or un #able tio #able #erra"o "e "iámetro 6Bmm$ "e !uerza "e rotura suerior a -./MK$ e%uia"o en su e4tremi"a" suerior "e un an#laje tio C@OS; <or%uilla? +Oen Selter So#et1 ara su !ija#i&n me"iante asa"or$ mientras en #erra"o. su e4tremi"a" in!erior$ el #able está e%uia"o "e un an#laje #lási#o "e%ue #able =ma'en F 7
:uente7 Mon"or!$ D--
III2 Presentación de caso real de estudio El uente Presi"ente =bá>ez se en#uentra ubi#a"o en sobre el @ío Aysén$ Ciu"a" Puerto Aysén$ "e la N= @e'i&n "e Aysén y "el General Carlos =bá>ez "el Camo. Se en#uentra en la @uta C86D y la Aveni"a Eusebio =bar$ a"emás une los se#tores "e @ibera Korte y @ibera Sur +51. :ue imulsa"o en la "é#a"a "el -0D or el Presi"ente Carlos =bá>ez "el Camo$ ero es en el 'obierno "e Arturo Alessan"ri @o"rí'uez %ue se ini#iaron los trabajos en el a>o -5-$ lue'o "e #in#o a>os "e obra !ue inau'ura"o or el Presi"ente E"uar"o :rei Montalva el a>o -55. 2uvo un imortante rol so#ial$ y e#on&mi#o$ ya %ue uni& vialmente lu'ares al interior "e la @e'i&n "e Aysén me"iante el Puerto C*a#abu#o$ a"emás !ue una solu#i&n al roblema %ue si'ni!i#& el emban#amiento "el río Aysén$ #onse#uen#ia "el ro#eso "e erosi&n %ue tiene la #uenta +51. Este es un uente #ol'ante #on un vano rin#ial "e -D m$ lleva una #arretera "e "os istas más asos ara eatones. La obra #onsta "e ilones en a#ero$ "os #ables orta"ores an#la"os en tierra y én"olas #a"a m$ to"os en #able #erra"o$ vi'a atiesa"ora en #elosía metáli#a y tablero en losa en *ormi'&n arma"o +Mon"or!1. Los #ables orta"ores están #onstitui"os #a"a uno or o#*o #ables #erra"os "e /5mm "e "iámetro y las én"olas #a"a una or un #able #erra"o "e 6B mm. La vi'a atiesa"ora es una vi'a metáli#a en #elosía +steel truss1 rema#*a"a. La #alza"a está #olo#a"a en una losa en *ormi'&n arma"o$ soorta"a or tres líneas "e lar'ueros metáli#os +Mon"or!1.
=ma'en 7 Puente Presi"ente =bá>ez
:uente7 *tt7))viveaysen.#l) =ma'en -D7 Plano Puente Presi"ente =bá>ez
:uente7 *tt7)).monumentos.#l)#atalo'o)50)arti#les8F6Flano."!
I%2 M9todos de 1revención 5 de control de corrosión 1ara el caso de estudio Las tareas "e mantenimiento son to"as a%uellas a#tivi"a"es %ue se "eben realizar ara %ue el uente$ en este #aso$ #umla #on su !un#i&n rin#i al y manten'a un nivel "e servi#io a"e#ua"o. Para ello$ rimero$ es ne#esario 'enerar una inse##i&n visual "el esta"o en el %ue se en#uentra el uente$ esto$ ara realizar un in!orme "etalla"o sobre los *allaz'os en#ontra"os7 sus "e!i#ien#ias$ ries'os osibles %ue ue"en e4istir$ entre otros. En el #aso arti#ular "el Puente Presi"ente =bá>ez$ al ser un uente "e estru#tura metáli#a realiza"a en la "é#a"a "e los 5D$ es muy usual %ue #onten'a siemre un nivel "e #orrosi&n y o4i"a#i&n muy alto$ ara ello es ne#esario 'enerar limiezas "e suer!i#ie metáli#a. Estas #onsisten en limiar er!e#tamente *asta al#anzar el esta"o ese#i!i#a"o en las "isosi#iones 'enerales or me"io "e la elimina#i&n "e mo*o$ "e #ostras sueltas "el lamina"o$ es#oria "e sol"a"ura$ su#ie"a"$ a#eite$ entre otras. Se ue"en 'enerar "istintos tios "e limiezas or ejemlo7 Limieza a mano7 =mer!e##iones en las estru#turas metáli#as se las ue"e limiar a mano or #eilla"o$ rasa"o$ martilla"o a mano u otros méto"os. Preara#i&n "e la suer!i#ie7 la a!e#tivi"a" "e la intura "een"e "e la reara#i&n "e la suer!i#ie. Se "ebe remover to"o material e4tra> o ara ermitir la a"*esi&n a"e#ua"a "el revestimiento y)o intura. C*orro "e arena7 Consiste en *a#er #*o#ar #ontra la suer!i#ie numerosas artí#ulas "e arena o *ierro ara eliminar las sustan#ias e4tra>as sobre la suer!i#ie y "ar un a#aba"o "esea"o.
REFERE$CIA& I8I"'RFICA&
+-1 Carr eteras$ 3. G. +-51. Recomendaciones para el proyecto de puentes metálicos para carreteras. Esa>a 7 Centro "e ubli#a#iones$ Ministerio "e :omento. +1 Lira$ J. +-6-1. Puentes metálico, sección apuntes. Santia'o7 Centro "e =n'eniería "e la Hniversi"a" Cat&li#a "e C*ile. +B1 #onstru##iones$ =. t. +-F1. Sobre algunos errores comunes en el proyecto de puentes metálicos. =K2EMAC S.A. +61 Mon"or!$ P. Puente Presidente Ibáñez, Reparación 2011. Santia'o. +01 ,itt!o*t$ . +-/01. Puentes !"emplos internacionales. ar#elona7 Gustavo Gili$ S.A. +51 *tt7)).monumentos.#l)#atalo'o)50)B8arti#le85FF5.*tml
i/liografía Consejo "e Monumentos Ka#ionales "e C*ile. +s.!.1. ###.monumentos.cl. Obteni"o "e .monumentos.#l7 *tt7)).monumentos.#l)#atalo'o)50)B8arti#le85FF5.*tml Galle'os$ J. C. +DD1. Remodelación y conser$ación del puente Presidente Ibáñez Puerto %ys&n. Hniversi"a" "e Ma'allanes. ="enti!i#a#i&n y análisis "e atolo'ías en uentes "e #arreteras urbanas y rurales. +Abril "e D--1. Re$ista Ingenieria de 'onstrucción, 2( +-1$ -. Obteni"o "e *tt7)).s#ielo.#l)s#ielo.*Qs#ritRs#iartte4ti"RSD/-F8 0D/BD--DDD-DDDD-DPuentesDenDbrasil$D%ueDentre'an DunaDi"eaD"eD#omoDtratarDlasDatolo'CBA3as DenD#on#reto$Dma"eraDyDACE@O
J. Siman#as y M. Mor#illo$ . C. +DD01. CO@@OS=TK A2MOS:U@=CA 3E ME2ALES. E:EC2O 3E PA@VME2@OS ME2E@EOLTG=COS ; 3E COK2AM=KAC=TK. +A. ". SarriW$ E".1 'entro )acional de In$estigaciones *etal+rgicas. Mon"or!$ P. +D--1. Puente Presidente Ibáñez, reparación 2011. Santia'o .