Puentes Tipo Arco
“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN ”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
PUENTES TIPO ARCO PUENTES
GRUPO
:
“BRIDGE BUILDERS” INTEGRANTES
:
ALIAGA GASPAR
, Jesús
DIAZ PALOMINO
, Percy Eduardo
GONZALES QUISPE , Juan Gabriel
IZARRA LUDEÑA
, Axel
SANCHEZ NUÑEZ
, Jhon Hugo
YANCE ROMERO
, Salvatore
DOCENTE : ING. HUAMÁN BALDEÖN, Herless Jacob Huancayo- Perú 2015 – I
Puentes Tipo Arco
TABLA DE CONTENIDOS INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 1 I. MARCO TEÓRICO ..................................................................................... 1 a) Definición ............................................................................................ 1 b) Partes Generales .................................................................................. 1 c) Clasificación ......................................................................................... 4 d) Métodos de construcción ....................................................................... 5 II. DISTRIBUCIÓN DE CARGAS Y COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL .............. 7 a) Puentes tímpano de celosía.................................................................... 7 b) Puentes tipo bóveda ............................................................................. 8 III. INFORME TÉCNICO .............................................................................. 10 1. GENERALIDADES ................................................................................. 10 1.1. Ubicación: .................................................................................... 10 2. MEMORIA DESCRIPTIVA ....................................................................... 11 3. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS .......................................................... 11 3.1. Superestructura ............................................................................ 11 3.2. Subestructura ............................................................................... 11 3.3. Materiales ....................................................................................11 4. SISTEMA DE CARGAS .......................................................................... 12 5. MANTENIMIENTO ................................................................................ 14 5.1. Mantenimiento de tránsito y seguridad vial .......................................14 5.2. Mantenimiento de la estructura ....................................................... 14 6. TECNOLOGÍA ...................................................................................... 15 6.1. Equipos y Maquinarias ................................................................... 15 6.2. Software ...................................................................................... 15 7. PRINCIPALES PROBLEMAS ....................................................................16 7.1. Exceso de precipitación pluvial. ....................................................... 16 7.2. Acción erosionadora del agua. ......................................................... 16 8. CONCLUSIONES .................................................................................. 16 9. RECOMENDACIONES ............................................................................ 17 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................. 17
Puentes Tipo Arco
PUENTES TIPO ARCO
INTRODUCCIÓN En este trabajo se pretende estudiar los puentes tipo arco en rasgos generales, desde su definición, partes generales, clasificación y los procesos o métodos constructivos, analizando sus ventajas e inconvenientes. También se evaluará la distribución de cargas para los puentes tipo arco, para utilizarlo como concepto básico y así lograr una mejor comprensión de los esfuerzos, momentos y reacciones en los elementos estructurales de este tipo de puentes, así como el comportamiento de estos elementos frente a dichos esfuerzos generados. Por último se analizará el puente tipo arco “La Eternidad” , ubicado en Huancayo, donde se dará a conocer, a manera de informe técnico, las características, detalles y principales problemas ocurridos durante su construcción, para lo cual se logró conseguir el expediente técnico de la obra en cuestión.
I.
MARCO TEÓRICO a) Definición
Un puente de arco es un puente con apoyos a los extremos del vano, entre los cuales se hace una estructura con forma de arco con la que se transmiten las cargas. Pueden ser de acero, concreto armado o pretensado y a veces de madera. La forma de arco permite al puente transferir el peso propio del puente y las sobrecargas hacia los apoyos mediante la compresión del arco, donde se transforma en un empuje horizontal y una carga vertical. Normalmente la esbeltez del arco (relación entre la flecha máxima y la luz) es alta, haciendo que los esfuerzos horizontales sean mucho mayores que los verticales. Por esta razón, son adecuados en sitios capaces de proporcionar una buena resistencia al empuje horizontal. El arco es una estructura que reparte las tensiones de manera que se producen compresiones en todas las partes del arco. Las tracciones y flexiones se evitan o reducen al mínimo, con lo cual se consigue que materiales que no resisten tracciones pueden ser usados para la construcción de este tipo de puentes. b) Partes Generales
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Puentes Tipo Arco
Tablero : Plataforma suspendida soportada por la calzada del puente, es la estructura por donde recorren vehículos, trenes, personas o demás elementos para el cual ha sido diseñado el puente.
Flecha : Distancia desde el centro del arco al centro de la cuerda.1 Este concepto se emplea a menudo en arquitectura para obtener el arco necesario para cubrir un vano y en óptica en donde se emplea para hallar la profundidad de un espejo esférico o una lente.
Intradós : El intradós o sofito es un término arquitectónico que designa a la superficie interior, cóncava e inferior de un arco, bóveda o dovela. O la cara de una dovela, que corresponde a esta superficie.
Imagen: Puente arco de hormigón armado donde se aprecia el intradós y extradós.
Extradós : Término arquitectónico que designa el plano superior externo convexo de un arco o bóveda. A veces se denomina trasdós o espalda.
Tímpano : Elementos verticales que se disponen lateralmente y que aportan una rigidización adicional, siempre y cuando se pueda asegurar la conexión entre los elementos que conecta. Esta unión es uno de los puntos más débiles de este tipo de puentes, dada la diferente rigidez del tablero y/o bóveda con el tímpano, los cambios en las condiciones de explotación (cargas, velocidad) y lo delicado de la propia unión hacen que sólo bajo cargas de servicio se pueda contar con esta rigidización adicional y únicamente si se comprobado previamente el estado de la unión.
Imagen. Alineación en elevación y planta de tímpanos apoyados sobre bóvedas.
Arranque
: Principio de un arco o bóveda.
Cimentación : Elemento resistente peor conocido y más débil de los elementos anteriormente mencionados, el menos conocido por la poca documentación que posee, además de ser un elemento oculto y poco 2
Puentes Tipo Arco accesible, es considerado el elemento más débil dado el escaso avance en la investigación geotécnica de nuestro país, lo cual conlleva muchas veces en cimentaciones poco adecuadas que provocan daños e incluso ruina en las estructuras. Tipos de cimentación
Cimentación superficial. Transmite directamente la carga de la pila al estrato supuestamente competente mediante una zapata o losa de cimentación. En el caso de la zapata, la relación entre sus dimensiones hacen que ésta se comporte como zapata rígida. La elección de una cimentación superficial, debido a las lagunas existentes en el conocimiento geotécnico, se hace cuando el estrato inmediato es teóricamente adecuado, es decir, roca.
Imagen. Cimentación superficial por medio de zapata de sillería con relleno de mampuesto rígido.
El otro tipo de cimentación superficial es la losa de cimentación, mucho menos común pero que aparece para tratar el grave problema de socavación.
Cimentación profunda. Este tipo de cimentación es mucho más utilizada dado el mejor rendimiento y grado de confiabilidad. El primer tipo de cimentación profunda que se conoce es la cimentación mediante pilotes. Imagen. (Izquierda) Cimentación profunda por medio de pilotes.
También se conoce la cimentación mediante cajones huecos, estos cajones son construidos en la orilla y llevados hasta su lugar de emplazamiento donde eran hundidos creando un recinto seco. Posteriormente, se vertía hasta el estrato de suelo competente una amplia cama de hormigón. Finalmente tras un pequeño zócalo se levantaba la pila. Más tarde, surgiría la técnica de cimentación por medio de cajones de aire comprimido.
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Puentes Tipo Arco
Imagen. (Superior) cimentación profunda por medio de pilotes y recinto de tablestacas relleno de hormigón (Derecha) cimentación por medio de cajón relleno de hormigón.
c) Clasificación 1. De acuerdo a la ubicación del tablero
Tablero superior. Las cargas se transmiten al arco con elementos a compresión, llamados “montantes”.
__________________________________________________________ Tablero inferior. Las cargas se transmiten al arco con elementos
a tensión, tensores”.
llamados
“tirantes
o
__________________________________________________________
Tablero intermedio. Combina los esfuerzos de compresión y tensión para el diseño del puente.
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Puentes Tipo Arco
2. De acuerdo al tímpano
Tímpano de celosía diagonal. Cuya rigidez queda asegurada por miembros diagonales colocados entre el cuerpo del arco (intradós) y el tablero.
_____________________________________________________________ Tímpano de celosía vertical. Pueden estar unidos a los estribos de forma rígida, en cuyo caso componen un arco fijo no reticulado. Las articulaciones tienen por objeto permitir los pequeños desplazamientos causados por las variaciones de carga y temperatura. _____________________________________________________________
Arco de arcadas macizas o de viga de alma llena. La rigidez de las nervaduras aseguran la del arco.
d) Métodos de construcción 1. Construcción por voladizos sucesivos Es el más frecuente, se avanza desde los pilares o estribos. Presenta 2 variantes: Atirantados con torre provisional.
Con diagonales temporales. Este método crea una estructura triangulada avanzando en ménsula desde los arranques del arco, poseen la ventaja de mayor rigidez interna al emplear tirantes de menor longitud. Sin embargo tiene tiempos muertos en el proceso de construcción de las dovelas del arco, debido a la necesidad de disponer u concretar nuevos tramos del tablero.
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Puentes Tipo Arco 2. Construcción sobre cimbras. Sistema clásico, donde las dovelas se apoyan en una estructura auxiliar hasta cerrar el arco. Fue dejado a un lado pues el costo de la cimbra equivalía al del propio puente, lo cual lo hacía inviablemente imposible, a pesar de que la propia construcción del arco sobre cimbra sea un método sencillo y cómodo una vez construida la cimbra. 3. Construcción por auto-cimbra. Construcción con armadura rígida, el método consiste en construir primero un arco metálico más ligero, que se utiliza como cimbra auto-portante y armadura del arco definitivo a la vez, concretando sus secciones sobre la estructura metálica. Este método logra que la estructura parcial y final coincidan en su comportamiento, aunque no resuelve los problemas económicos, dado que la cantidad de acero que requiere el arco metálico inicial, muy superior a la armadura precisa para resistir las tracciones debidas a la flexión, por esta razón puede considerarse un método caro. 4. Abatimiento de los semiarcos. Consiste en construir los dos semiarcos en la vertical de los estribos y una vez concluidos abatirlos mediante un giro hasta cerrarlos en la clave. Entre las fases de construcción, cabe destacar por su peculiaridad, el montaje de 2 arcos en posición vertical y posterior abatimiento hasta su cierre en clave. Hasta el momento se trata del arco de mayor luz construido en el mundo. 5. Construcción mediante cable colgado.
Se construyen torres provisionales en los estribos y se cuelgan cables de los cuales penden las dovelas que se empalman hasta cerrar el arco.
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Puentes Tipo Arco 6. Traslación horizontal o vertical. Se utiliza para arcos de tablero inferior habitualmente.
II.
DISTRIBUCIÓN DE ESTRUCTURAL
CARGAS Y
COMPORTAMIENTO
En el funcionamiento de un puente de arco, el arco trabaja a la compresión por lo que es necesario una fuerza horizontal hacia adentro en los apoyos que compense dicha fuerza horizontal hacia fuera que hace el arco. El uso del acero, en la actualidad, ha posibilitado este concepto, usándose secciones tubulares, lo que aumenta la eficiencia a la compresión, controlando la tendencia al pandeo. Existen básicamente dos tipos de puentes de arco, de acuerdo a su ubicación: 1. Tablero superior, donde las cargas se transmiten al arco con elementos a compresión, llamados
“montantes”. (Imagen
superior)
2. Tablero inferior, donde las cargas son transmitidas al arco con elementos a tensión, llamados “tirantes o tensores”. .(Imagen inferior)
a) Puentes tímpano de celosía 1. Tímpano de celosía vertical En estos puentes se trata de salvar la luz mediante el uso del arco. El arco tendrá forma anti-funicular, de manera que, ante una carga uniforme, trabaje sólo a compresión. La carga del tablero es transmitida al arco mediante las barras que cuelgan del arco hasta el mismo. En sus extremos las componentes verticales del arco son transmitidas a los apoyos y las componentes horizontales se transmiten al tirante horizontal ubicado entre los dos apoyos, tal y como se puede apreciar en la imagen. Imagen. Distribución de cargas de un puente de tímpano de celosía vertical.
Al resistir el tirante, las componentes horizontales no transmiten fuerzas horizontales al terreno, lo cual es muy importante cuando el terreno no sea capaz de soportar grandes cargas. El problema principal que surge en los puentes tipo arco es la aparición de momentos flectores en el arco debido a que, en la realidad, la carga transmitida al arco no es uniforme. 7
Puentes Tipo Arco Debido a este efecto, los esfuerzos flectores que aparecen en el arco por las cargas asimétricas no son compatibles con el comportamiento esperado de un elemento estructural tipo arco. Imagen. Comportamiento esperado de un puente de tímpano de celosía vertical.
2. Tímpano de celosía diagonal Estos puentes permiten una distribución más homogénea de las cargas al arco, debido a la inclinación de las barras y a la poca separación de las mismas. Por lo que, tanto el arco como el tirante, trabajan prácticamente a esfuerzo axial, considerando el resto de los esfuerzos casi despreciables, lo cual permite la optimización de la sección del arco y el tirante. Imagen. Distribución de cargas de un puente de tímpano de celosía diagonal.
En cuanto a su comportamiento estructural, la deformación a flexión en el tirante se reduce en gran medida debido a la poca separación entre las barras. Además esto permite que la sección de las barras, que trabajan únicamente a tracción, sea muy reducida. Imagen. Comportamiento esperado de un puente de tímpano de celosía vertical.
b) Puentes tipo bóveda Los puentes arco tipo bóveda son sometidos a la acción de su peso propio y de la carga muerta con una sobrecarga uniforme aplicada en toda su longitud y una sobrecarga (tres cargas puntuales P, separadas una longitud L1 entre ellas) . La carga permanente (peso propio + carga muerta) gravita directamente sobre la bóveda y las sobrecargas aplicadas se transmiten desde la superficie de rodadura hasta la bóveda a través del relleno. El reparto de cargas transforma la sobrecarga (puntual o uniforme) aplicada en superficie en una carga repartida sobre el trasdós de la bóveda. Una vez las cargas alcanzan la bóveda, ésta se encarga de recogerlas y conducirlas hasta la cimentación. Además, el relleno suelto que se encuentra entre la bóveda, tímpanos y superficie de rodadura, no sólo gravita sobre la bóveda, sino que también ejerce una acción horizontal no despreciable sobre la bóveda y los tímpanos. Por lo tanto, estos 8
Puentes Tipo Arco elementos actúan a modo de estructuras de contención de tierras (longitudinalmente − bóveda − y transversalmente − tímpanos) . Los tímpanos son los elementos laterales que, además de conten er lateralmente el relleno, pueden aportar una gran rigidez adicional trabajando como vigas laterales de gran canto. Pero, es precisamente esta gran diferencia de rigidez entre bóveda y tímpanos, junto con los empujes del relleno sobre estos últimos, los que provocan que, normalmente, tímpanos y bóveda estén separados, funcionando como elementos independientes. La bóveda es la encargada de recoger las cargas que le transmite el relleno y conducirlas hasta la cimentación. Existen dos perspectivas dentro del análisis plano que permiten interpretar esta “conducción”.
Una primera manera de entender esta transmisión de cargas hasta la cimentación está basada simplemente en las ecuaciones de la estática. Se trata de encontrar el lugar geométrico de los puntos de paso de la resultante en cada una de las secciones de la bóveda que está en equilibrio con las cargas exteriores, es decir, se trata de obtener la línea de presiones.
La segunda opción es estudiar el comportamiento de la bóveda bajo la teoría clásica de Estructuras, es decir haciendo uso de las ecuaciones de equilibrio, constitutivas del material y de compatibilidad. En este caso, la solución sí es única. Además la información que de ella se desprende comprende tanto los esfuerzos actuantes, como el régimen tensional, y las deformaciones y movimientos en la bóveda. Esta opción es, por tanto, más respetuosa con el material y además no necesita de la ayuda de ninguna otra hipótesis o teorema para obtener una única solución.
Imagen. Esquema resistente longitudinal de un puente tipo arco en bóveda
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Puentes Tipo Arco
Imagen. Esquema resistente transversal de un puente arco tipo bóveda
III.
INFORME TÉCNICO “Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación ”
INFORME TÉCNICO Nº 001 /HYO/2014 A
:
DE
:
Ing. Huamán Baldeón, Herless Jacob
Aliga Gaspar, Jesús Diaz Palomino, Percy Eduardo Gonzales Quispe, Juan Gabriel Izarra Ludeña , Axel Sanchez Nuñez, Jhon Hugo Yance Romero, Salvatore Estudiantes de Ingeniería Civil Universidad Continental VIII- IX Semestre REFERENCIA : “Construcción del Puente La Eternidad-Chupaca-Huancayo” ASUNTO : INFORME TÉCNICO FECHA : Huancayo, 02 de Abril de 2015. Me es grato dirigirme a Usted para saludarlo muy cordialmente y a la vez presentarle el Informe Técnico correspondiente al “” , cuyo trabajo consistió en describir y especificar las principales características del puente “La Eternidad” . También se detalla la tecnología utilizada durante su construcción, los principales problemas ocurridos durante su construcción y el mantenimiento posterior a su ejecución. 1. GENERALIDADES 1.1. Ubicación:
1.1.1. Coordenadas UTM 8667100 Norte 470400 Este
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Puentes Tipo Arco 1.1.2. Ubicación Geográfica Región : Junín Provincia : Chupaca Distrito : Pilcomayo Localidad : Barrio La Perla – La Liberta 2. MEMORIA DESCRIPTIVA El presente trabajo consiste en describir y especificar las principales características del puente “La Eternidad”, obtenidas directamente del expediente técnico utilizado para su ejecución. También se detalla la tecnología utilizada durante su construcción, y el mantenimiento posterior a su ejecución. Junto a ello, se incluirá los principales problemas que tuvo durante su construcción, culminando con las conclusiones y recomendaciones que se obtuvieron luego de revisar el expediente técnico. 3. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS 3.1. Superestructura
Longitud Esviamiento Número de tramos Tipo Nº de Vías Ancho Total de tablero Ancho de Rodadura Veredas
: : : : : : : :
75.0 m 30° 1 Arco Atirantado con arreglo de péndolas 2 9 600 mm 7 200 mm 2 de 1200 mm
3.2. Subestructura
Estribos : Tipo muro con viga cabezal con voladizos de espesor variable de 10.0 m de altura, con parapetos y muros laterales adheridos al muro frontal, con cimentación directa y elevación de concreto reforzado
3.3. Materiales
Acero Estructural Arco y Tirante : ASTM A709 Grado 345 Fy = 345 MPa Diagonales : ASTM A709 Grado 250 Fy = 250 MPa Vigas : ASTM A709 Grado 345 Fy = 345 MPa Arriostre Superior : ASTM A709 Grado 250 Fy = 250 MPa Conectores de Corte : ASTM A108 Grado 345 Fy = 345 MPa
Soldadura de Vigas Pernos de conexión Pintura de protección
: Electrodos AWS E7018. : ASTM A325 : Anticorrosivo zinc inorgánico + anticorrosivo Epoxico + esmalte poliuretano
Concreto Losa Veredas Cimentación Elevaciones Viga Cabezal
: f’c = 28 MPa : f’c = 20 MPa : f’c = 20 MPa (210 Kg/cm2) : f´c = 20 MPa (210 Kg/cm2) : f´c = 28 MPa (280 Kg/cm2)
Acero de Refuerzo
: fy = 420 MPa
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Puentes Tipo Arco 4. SISTEMA DE CARGAS Las cargas permanentes que actúan sobre la superestructura son las siguientes: Peso Propio (DC1) Esta carga corresponde al peso de la estructura reticulada, se ha estimado un peso inicial de 1 864 KN (190 t), incluido las placas de conexión y elementos adicionales a los elementos principales. Losa (DC2) Se ha considerado un espesor de losa de 210 mm, lo que significa un peso de 45.13KN/m/puente (considerando un peso unitario de 24.52 KN/m3), el cual se ha distribuido en todas las viguetas longitudinales. Veredas y Barandas (DC3) Se ha considerado un espesor de vereda de 225 mm, lo que significa un peso de 62.16 KN/m/puente (considerando un peso unitario de 24.52 KN/m3), el cual se ha distribuido en todas las viguetas longitudinales. Asfalto (DW) Se ha considerado un espesor de asfalto de 50 mm y 7 200 mm de ancho, lo que significa un peso de 7.42 KN/m/puente (0.76 t/m/puente), el cual se ha distribuido en todas las viguetas longitudinales. Carga Viva (L) El análisis por carga viva ha sido realizado aplicando la carga HL93 del artículo de la norma AASHTO LRFD la cual consiste en una combinación del camión de diseño con la carga distribuida de diseño de 9.3 kN/m. La carga viva es resistida por la sección compuesta total. Las características del camión de diseño se muestran en la siguiente figura:
Figura: Camión de Diseño
Al camión de diseño se le ha considerado un incremento de carga de IM=33% debido a las cargas dinámicas que éste genera, tal y como se especifica en el artículo 3.6.2.1 de la norma AASHTO LRFD. La carga distribuida de diseño consiste en una carga de 9.3 KN/m uniformemente distribuida en la dirección longitudinal del puente. Esta carga no presenta un incremento debido a cargas dinámicas. (IM=0). EN EL CASO REAL PUENTE LA ETERNIDAD CHUPACA: El análisis por carga viva ha sido realizado aplicando la carga HL93 del artículo 3.6.1.2 de la norma AASHTO LRFD la cual consiste en una combinación del camión de diseño con la carga distribuida de diseño de 9.3 N/mm. La carga viva es resistida por la sección compuesta total.
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Puentes Tipo Arco Al camión de diseño se le ha considerado un incremento de carga de IM=33% debido a las cargas dinámicas que éste genera, tal y como se especifica en el artículo 3.6.2.1 de la norma AASHTO LRFD. La carga distribuida de diseño consiste en una carga de 9.3 KN/m uniformemente distribuida en la dirección longitudinal del puente. Esta carga no presenta un incremento debido a cargas dinámicas. (IM=0). Para obtener el máximo efecto sobre cada viga reticulada se ha considerado en el análisis estructural la excentricidad que pueden tener los vehículos respecto al ancho de calzada disponible en el tablero los cuales son afectados por el factor de presencia. Se muestra a continuación una vista del modelo empleado para el análisis de la estructura
Imagen: Modelo tridimensional de la estructura
Según las cargas aplicadas se obtienen los siguientes efectos.
Imagen: Efectos por cargas axiales
Imagen: efectos por momentos generados
APLICACIÓN DE LA CARGA VIVA PARA DETERMINAR LOS PUNTOS CRITICOS. En cuanto a las deformaciones producidas por la carga vehicular, la estructura se deforma lo siguiente:
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Puentes Tipo Arco Deflexión producida por el vehículo HS20 más el impacto de 33% (15.5 mm)
Deflexión producida por el 25% del vehículo HS20 (16.1 mm) incluyendo el impacto más la sobrecarga repartida de 9.7 KN/m. Como se observa en las figuras las deformaciones impuestas por la carga viva HL93 son menores que los límites establecidos en la especificación de diseño. 5. MANTENIMIENTO A continuación se detalla todo lo concerniente al mantenimiento el Puente La Eternidad: 5.1. Mantenimiento de tránsito y seguridad vial
Esta sección abarca lo concerniente al mantenimiento del tránsito durante los trabajos de conservación del puente. Los trabajos incluyen:
La colocación de señales de prevención. La disposición de personal para la realización de labores de prevención durante el paso de vehículos. Colocación de conos de seguridad. Iluminación a través de linternas o mecheros, etc.
Cuando sea necesario restringir el tránsito, se habilitará un carril de circulación con un ancho mínimo de 3 m, que será delineado y resaltado con el uso de barricadas, conos o barriles para separar dicho carril de las áreas en que se ejecutan trabajos de construcción. En los carriles de circulación durante la ejecución de las obras, no se permitirá la acumulación de suelos, etc. En caso que ocurra acumulaciones de nieve u otro material extraño serán removidas de inmediato, para dar acceso y circulación a las vías y desvíos utilizados. Las áreas de estacionamiento del equipo y vehículos en obra deben ubicarse en un sitio seguro y debidamente señalizado. 5.2. Mantenimiento de la estructura
Esta sección abarca el proceso de mantenimiento de la estructura metálica, con pinturas protectoras utilizando el sistema denominado Zinc – Epoxi – Poliuretano, donde el proceso se detalla a continuación: 1. Arenado casi al metal blanco tipo SSPC-SP10. La limpieza deberá dejar la superficie con un perfil de rugosidad de 1 a 3 mils. Una vez terminado el arenado se procederá al pintado el mismo día en que se realizó la limpieza. 2. Para el proceso de pintura se utilizarán sistemas Airless y/o equipo convencional a presión. Solamente se podrá utilizar brocha o rodillo para el pintado de retoques, repasos y resanes. 3. Previa limpieza final con aire, se inicia con la aplicación de la primera capa de pintura de un espesor de la película protectora seca igual a 2.0/3.0 mils. Para el caso de elementos cerrados (tubos cuadrados, rectangulares o circulares) o de difícil acceso interior, solamente se requerirá la aplicación 14
Puentes Tipo Arco de pintura anticorrosiva con un espesor de película protectora seca igual a 1.0/3.0 mils según las condiciones ambientales hacia donde se destine la estructura. 4. Para cada elemento que recibió la primera capa y dentro de las 24 horas posteriores como mínimo, se aplicará la segunda capa de pintura de un espesor de la película protectora seca igual a 4.0/5.0 mils. 5. Para cada elemento que recibió la segunda capa y dentro de las 18 a 24 horas posteriores como mínimo, se aplicará la tercera capa de pintura superficial con un espesor de la película protectora seca igual a 2.0/3.0 mils. 6. Posteriormente a la colocación de cada capa de pintura, el Contratista deberá controlar y verificar conjuntamente con el Supervisor el espesor de pintura colocado con instrumentos adecuados (calibrador de espesores). 6. TECNOLOGÍA Se hará un listado de los equipos y maquinarias utilizadas para la ejecución del puente “La Eternidad”.
6.1. Equipos y Maquinarias
Mezcladora de concreto tipo trompo Motobomba Volquetes Zaranda estática Camión cisterna 4x2 (agua) Equipo de pintura Airless Tolva para arenado Tirfor 5 ton Compresora neumática Compresora neumática Compresora neumática Compactador vibrador tipo plancha Rodillo Liso Vibrador Autop. Rodillo Tándem Estático Autop. Rodillo Neumático Autop. Tractor de Orugas Excavadora sobre orugas Pavimentadora sobre orugas Mini cargador Vibrador de Concreto Moto soldadora Camión Imprimador 6x2 Grúa Hidráulica Autop.
11 p3 34 HP 10 m3 y 4 m3 2000 gal
600 – 690 PCM 196 HP 600 – 690 PCM 196 HP 600 – 690 PCM 196 HP 5.8 HP 81 – 100 HP 8 – 10 ton 70 – 100 HP 7 – 9 ton 81 – 100 HP 5.5 – 20 ton 190 – 240 HP 115 – 165 HP 69 HP 70 HP 4 HP 1.50”
300 Amp 178 – 210 HP 255 HP 50 Ton
6.2. Software
Microsoft Excel
: Bases de datos propios para el cálculo
SAP 2010 : Programa utilizado para determinar los efectos de la sobrecarga, esfuerzos de corte y momento sobre la estructura del puente, y así conocer el comportamiento estructural de cada uno de sus componentes.
HEC – RAS : programa utilizado para el cálculo del perfil hidráulico del río y el caudal de diseño para un periodo de retorno de 100 años.
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Puentes Tipo Arco
Google Earth : Utilizado como sistema virtual de geo-referencia para el estudio de topografía y diseño vial.
AutoCAD
: Utilizado para la elaboración de los planos
Civil 3D
: Utilizado para el diseño del trazo del puente.
7. PRINCIPALES PROBLEMAS 7.1. Exceso de precipitación pluvial.
Debido a ello, hubo una significativa crecida en el cauce del río, por lo que el avance en los trabajos programados para esos días, dentro del cronograma de ejecución de obras, no se habían cumplido, sin embargo esos días fueron aprovechados para la ejecución de otras partidas, como por ejemplo, encofrado y desencofrado y elaboración del acero de refuerzo para estribos y zapatas, logrando hacer que dicha pérdida de tiempo no sea muy representativa y no tenga una gran influencia sobre el cronograma de ejecución. 7.2. Acción erosionadora del agua.
Debido al escurrimiento de las aguas, el flujo del río ejerce una fuerza de arrastre sobre la superficie de la subestructura del río, para ello se utilizó enrocados de protección para brindar protección y estabilidad a los estribos. 8. CONCLUSIONES
Se concluye que los puentes tipo arco son una buena alternativa para salvar grandes luces, puesto que dada su enorme variedad pueden trabajar a diferentes esfuerzo de comprensión y tracción, dependiendo de los requerimientos de la obra.
Se concluye que la posición del tablero del puente es importante para conocer el comportamiento estructural de éste, puesto que si el tablero es de tipo superior, las barras actuarán a comprensión y si el tablero es de tipo inferior las barras actuarán a tensión.
Se concluye que el comportamiento estructural en los puentes de celosía es muy diferente en los puentes tipo bóveda, pues el primero utiliza el sistema de armaduras, tímpanos y péndolas para la distribución de las cargas, mientras que en el de tipo bóveda la carga es transmitida a través de la bóveda y el relleno.
Se concluye que el método de construcción de voladizos sucesivos es el más frecuente para la construcción de este tipo de puentes, puesto que son más rápidos y más económicos que la mayoría de alternativas cuando el costo del proyecto no es muy elevado, sin embargo es proyectos de gran envergadura el método de cables colgados es la mejor alternativa.
Como conclusión del problema de la acción erosionadora de los ríos, se concluye que la utilización de enrocados de protección es mucho más económico que otro tipo de revestimiento, además de ser sencillo de reparar y poseer mucha mayor flexibilidad.
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Puentes Tipo Arco 9. RECOMENDACIONES
Se recomienda tener en consideración todos los estudios básicos de ingeniería y hacer la debida verificación de éstos, pues al momento de elegir el tipo de puente a realizar, dada la extensa variedad de los tipos de puente de arco, es preferible realizar un buen análisis para logara optimizar el tiempo y las características de la estructura.
Se recomienda que para la construcción de puentes donde se espere el crecimiento del tráfico a corto plazo, se construya puentes del tipo de tablero superior, pues este, debido a su forma estructural, permite el ensanchamiento de la sección de vía del puente.
BIBLIOGRAFÍA
COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE PUENTES ARCO. UN PANORAMA DEL ESTADO DEL CONOCIMIENTO, José de Jesús Álvarez Sereno y Ángel Carlos Aparicio Bengoechea (2003)
Puentes Arco, Elsa Carrera Cabrera, (2010)
Sistemas de Construcción de puentes arco, Yulia Demchenko 2011
Internet
http://haanconsulting.blogspot.com/p/comportamiento-estructuralpuentes-arco.html
http://www.jesustroyano.com/2013/09/11/sistema-pendolasnetwork-puentes-bowstring/
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080020/Lec ciones/Capitulo%204/EL%20ARCO.htm
Expediente Técnico “Construcció n del Puente La Eternidad – Pilcomayo Chupaca”
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