Puentes de Concreto Armado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil Sección de Post-grado 

DISEÑO DE ESTRUCTURAS VIALES

PUENTES DE CONCRETO ARMADO ARMADO DOCENTE: Dr. Dr. Ing. In g. JOSÉ CARLOS MATÍAS LEÓN INTEGRANTES:

BUSTIOS GALVAN, José Antonio GARAY FLORES, Eric LAZARO VIVAS, Roger RECUAY ZAMUDIO, Gustavo Adolfo Huancayo,, 01 de Diciembre Huancayo Diciembre del 2012

I. GENERALIDADES 1.1 CONCEPTO DE PUENTE:

Un puente es una construcción que permite salvar un accidente geográfico o cualquier otro obstáculo físico como un río, un cañón, un valle, un camino, una vía férrea, un cuerpo de agua o cualquier otro obstáculo. 1.2 HISTORIA

Posiblemente el primer puente de la historia fue un árbol que usó un hombre prehistórico para conectar las dos orillas de un río. También utilizaron losas de piedra para arroyos pequeños cuando no había árboles cerca. El arco fue usado por primera vez por el Imperio Romano para puentes y acueductos. Los puentes de cuerdas, un tipo sencillo de puentes suspendidos, fueron usados por la civilización Inca en los Andes de Sudamérica, justo antes de la colonización europea en el siglo XVI.

1.3 CLASIFICACIÓN DE LOS PUENTES Según su Diseño •

PUENTE VIGA: Trabaja a tracción en la zona inferior y a compresión en la zona superior, es decir soporta esfuerzos a flexión.

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PUENTE EN MÉNSULA: Trabaja a tracción en la zona superior de la estructura y compresión en la inferior. Los puentes atirantados son de este tipo.

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PUENTE EN ARCO: Trabaja a compresión en la mayor parte de la estructura.

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PUENTE COLGANTE: Trabaja a tracción en la mayor parte de la estructura.

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ATIRANTADO: Su tablero está suspendido de uno o varios pilotes centrales mediante cables de acero. PUENTES MOVILES:Puente levadizo, Puente basculante, Puente plegable, Puente rodante, Puente sumergible, Puente transbordador.

Según el Tipo de Material •

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PUENTE DE MADERA: La madera es el material que utilizó el hombre para hacer sus primeras construcciones. PUENTES DE MAMPOSTERÍA. Mayormente de piedra aunque se ha utilizado también materiales como el ladrillo o el concreto en masa. PUENTES METÁLICOS: Puentes de Fundición: L a fundición es un material frágil con una débil resistencia a tracción, el cual bajo el efecto de esfuerzos complejos ofrecía una resistencia mínima al colapso. Puentes de Hierro : El hierro era más caro que la fundición, al exigir más trabajo de elaboración, pero poseía una resistencia a la tracción muy superior al de fundición. Puentes de Acero. Fue hasta 1867 cuando empezó la fabricación comercial del acero, que permitió su empleo en los puentes. Gracias a sus características y, sobre todo su resistencia, iba a sustituir totalmente a la fundición y al hierro. PUENTES DE CONCRETO REFORZADO: Gracias al uso de Cemento y el acero se consiguió gran resistencia de compresión y tracción.  –

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1.4 ELEMENTOS DE UN PUENTE •

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LA SUPERESTRUCTURA o conjunto de tramos que salvan los vanos situados entre los soportes. Cada tramo de la superestructura está formado por un tablero o piso, una o varias armaduras de apoyo. El tablero soporta directamente las cargas dinámicas y por medio de la armadura transmite las tensiones a los pilotes y estribos. LA INFRAESTRUCTURA formada por: Los pilotes: Son los apoyos intermedios de los puentes de dos o más tramos. Deben soportar la carga permanentemente y sobrecargas sin asientos. Los estribos: Situados en los extremos del puente sostienen los terraplenes que conducen al puente. A veces son reemplazados por pilares hincados que permiten el desplazamiento del suelo en su derredor. Los cimientos o apoyos de estribos y pilas encargados de transmitir al terreno todos los esfuerzos. Están formados por las rocas, terreno o pilotes que soportan el peso de estribos y pilas.  –

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ELEMENTOS DE UN PUENTE

II. DISEÑO DE PUENTES 2.1 ¿QUE ASPECTOS SE DEBE CONSIDERAR? •

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CORREGIR NUESTROS PROPIOS ERRORES EVALUACION DE ALTERNATIVAS EVALUACION DE COSTOS Y PROCESO

2.2 EVALUACION DE ALTERNATIVAS •

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COMPORTAMIENTO DE OBRAS EXISTENTES Y SIMILARES EN LA ZONA MATERIALES DE LA ZONA Y COSTO DE TRANSPORTE CONDICIONES DEL LUGAR (GEODINAMICA, SUELOS, HIDROLOGIA,…) CARGAS DE SERVICIO PLAZOS Y COSTOS MANO DE OBRA

DISEÑO DE PUENTES 2.3 ESTUDIOS NO ESTRUCTURALES NECESARIOS 2.3.1 ESTUDIO TOPOGRAFICO Los Estudios Topográficos deberán mostrar la topografía actual del sitio de construcción del puente mediante planos de curvas de nivel, secciones transversale s aguas arriba y aguas abajo del puente.

2.3.2. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Se debe llevar a cabo un Estudio de Mecánica de Suelos que incluya sondeos o perforaciones y ensayos del suelo, a fin de obtener información pertinente y suficiente para el diseño de las fundaciones de la subestructura.

2.3.3. ESTUDIO GEOLÓGICO LOCAL Se requerirá la realización de un Estudio Geológico Local. Si el Estudio confirma la existencia de una Falla Geológica Activa, en la zona de cruce propuesta para el Puente, se deberán de estudiar otras alternativas de ubicación de dicho puente, incluyendo la posibilidad de desplazar el cauce, a fin de que el cruce quede ubicado en una zona libre de Fallas Geológicas.

DISEÑO DE PUENTES 2.3.4. ESTUDIO HIDROLOGICO Por medio de la Hidrología se analiza la cuenca vertiente y se cuantifican los regímenes de Caudales, Niveles y Sedimentos del río o del cauce pluvial, en el tramo de influencia del Puente.

2.3.5. ESTUDIO HIDRAULICO Los objetivos de los estudios hidráulicos son el dimensionamiento del puente en lo referente a altura y luces, el encauzamiento de la corriente y la protección de estribos y pilares contra socavación y ataques de la corriente. La determinación de las variables Hidráulicas se basa en el análisis de la información Hidrológica, estudios de Geotecnia y de Geomorfología.

2.3.6. ESTUDIO DE SOCAVACION Se debe de realizar un Estudio de Socavación, que incluya tanto la socavación localizada en los estribos, pilares o en cualquier otra obstrucción del flujo en el cruce de un Puente. Es muy importante conocer la profundidad de socavación en los estribos y pilares de un Puente, para realizar el diseño estructural de las fundaciones de los estribos y pilares del puente.

DISEÑO DE PUENTES 2.4. DISEÑO ESTRUCTURAL DE PUENTES 2.4.1 CARGAS •

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NORMADAS : DE ACUERDO AL REGLAMENTO DE PESOS Y MEDIDAS DE DISEÑO : DEBE CONSIDERARSE LAS CONDICIONES Y COMBINACIONES MAS DESFAVORABLES REALES : SON VARIADAS Y CIRCULAN POR EL PUENTE (PROBLEMA CON TRANSPORTISTAS)

DISEÑO DE PUENTES 2.4.2. LUZ DEL PUENTE ES MUY IMPORTANTE DEFINIR LA LUZ DEL PUENTE EL CAMBIO DE LUZ GENERA UN INCREMENTO DE FLEXION (DE 10 A 15M UN 80%, DE 20 A 30M UN 97%) •

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DISEÑO DE PUENTES 2.4.3. INTEGRACION MEDIO AMBIENTAL •

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LAS EVALUACIONES DE IMPACTO AMBIENTAL NO RESPONDEN A LAS EXIGENCIAS AMBIENTALES Y PAISAJISTICAS LA LEGISLACION MEDIO AMBIENTAL ES LIMITADA

2.4.4. EVALUACION DEL IMPACTO AMBIENTAL •

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PROPUESTA DE SOLUCIONES PARA MITIGAR LOS IMPACTOS AMBIENTALES Y DECLARACION DE LOS IMPACTOS NO MITIGABLES ESTIMACION DEL ESTADO FUTURO DEL ECOSISTEMA INCLUIR PROYECTO DE RESTAURACION PAISAJISTICA DE LA OBRA

III. CONSTRUCCION DE PUENTES  – Trabajos Preliminares, Topografía +

ACONDICIONAMIENTO DE ACCESOS

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SEÑALIZACION DE OBRA

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SEGURIDAD

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INSTALACION ES TEMPORALES

+

+

CAMPAMENTO

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PATIO DE MAQUINAS

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SS,HH.

TOPOGRAFIA

CONSTRUCCION DE PUENTES – INFRAESTRUCTURA

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LIMPIEZA DEL TERRENO

+

EXCAVACION, PERFORACIONES

+

ENCOFRADOS

+

ARMADO Y COLOCACION DE ACERO

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COLOCACION DEL CONCRETO, CURADO, DESENCOFRADO.

CONSTRUCCION DE PUENTES – SUPERESTRUCTURA +

FALSO PUENTE

+

ENCOFRADOS

CONSTRUCCION DE PUENTES – SUPERESTRUCTURA + + + +

ARMADO Y COLOCACION DE ACERO COLOCACION DEL CONCRETO APOYOS JUNTAS

CONSTRUCCION DE PUENTES – OBRAS COMPLENTARIAS

+ + +

SUPERFICIE DE RODADURA BARRERA DE SEGURIDAD BARANDAS ACABADOS, SEÑALIZACION

IV. PRINCIPALES FALLAS EN PUENTES DE CONCRETO ARMADO 4.1 DESARROLLO DE LA INSPECCIÓN

INSPECCIÓN PERIMETRAL INFERIOR.

INSPECCIÓN EN «ZIG-ZAG» INFERIOR.

4.2 PRINCIPALES FALLAS EN PUENTES DE CONCRETO ARMADO Cimentaciones: en la mayor parte de los casos no serán accesibles, lo que hace que las

posibles fallas que en ellas se produzcan sólo puedan ser detectados indirectamente a través de signos externos visibles en el resto de elementos del puente, en forma de movimientos excesivos, deformaciones, fisuración, etc. •

SOCAVACIONES

4.2 PRINCIPALES FALLAS EN PUENTES DE CONCRETO ARMADO Subestructura •

Estribos (incluyendo terraplenes, muros laterales, aletas, etc.), pilas y otros apoyos.

4.2 PRINCIPALES FALLAS EN PUENTES DE CONCRETO ARMADO Superestructura • •

Elementos portantes principales y secundarios. Losa de compresión del tablero.

4.2 PRINCIPALES FALLAS EN PUENTES DE CONCRETO ARMADO Superestructura •

Losa de compresión del tablero y elementos de apoyo