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Proyecto de Norma de Puentes Tensados
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Proyecto de Norma de Puentes Tensados

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  • 1. “ DESARROLLO DE BASES PARA LA IMPLEMENTACION DE ALTERNATIVAS DE CONSTRUCCION Y REPARACION DE PUENTES EN CAMINOS SECUNDARIOS, OCUPANDO MATERIAS PRIMAS ECOLOGICAS Y SUSTENTABLES” NOMBRE ENTIDAD BENEFICIARIA RESPONSABLE: Universidad de Concepción Universidad de Concepción Mario Giuliano, Peter Dechent, Fernando Cerda, Luís Vasquez Universidad de Washington Investigador Asociado: Daniel Dolan
  • 2. FINANCIAMIENTO
    • CORMA
    • COMITÉ INNOVA CHILE-CORFO
    • UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN
    • MINISTERIO DE OBRAS PUBLICAS
  • 3. IMPACTO DEL PROYECTO
    • CIENTIFICO TECNOLOGICO
      • Norma chilena para diseño, fabricación, montaje, mantención, etc.
    • ECONOMICO SOCIAL
      • Puentes seguros, durables, costo bajo.
      • Alternativa de puentes para la conexión de localidades mas aisladas, dado su rapidez de traslado y montaje.
    • AMBIENTAL
      • Recurso renovable de bajo costo energético, etc.
    • PRIVADO
      • Fomento al uso de la madera, lo cual se traduce en mayor producción.
  • 4. ETAPAS DE PROYECTO
    • REVISION DE NORMATIVAS Y AVANCE DE PROPUESTA DE DISEÑO PARA PUENTES SECUNDARIOS
    • PUESTA EN MARCHA DE TABLEROS DE ENSAYOS Y ANALISIS DE FACTORES DE DISEÑO
    • TRANSFERENCIA Y DIFUSION DE LOS RESULTADOS DEL DISEÑO DE PUENTES DE MADERA TENSADA
  • 5. METAS
    • CONSTRUCCIÓN DE 3 PUENTES DE MADERA TENSADA
      • IX y XI Regiones
    • INVESTIGACIÓN - DESARROLLO DE MEMORIAS DE TITULO
      • Alrededor de 30 temas de memorias de titulo para ingenieros civiles.
    • GENERACION DE PROPOSICION DE NORMA DE PUENTES DE MADERA TENSADA. MANUAL DE CARRETERAS.
      • Metodología de diseño, montaje, etc.
  • 6. AVANCE DE INVESTIGACIÓN
    • Temas de investigación en proceso :
      • Estado del arte en el diseño de puentes de Madera
      • Estudio y comparación de normas de diseño de tableros tensados de madera para puentes.
      • Estudio de la influencia de temperatura y humedad en el cambio volumétrico en puentes de madera tensada.
      • Tablero de madera Tensada basado en Vigas Enrejadas Tensadas.
      • Estudio de disposiciones para el diseño de barandas, pasillos y guarda rueda en puentes de madera.
      • Estudio comparativo de Costos para diferentes alternativas.
  • 7. REALIDAD EN PAISES DESARROLLADOS
    • Europa, Norteamérica, etc.
      • Alternativa de reparación de puentes en mal estado y puentes en caminos secundarios.
      • Poseen normativas que regulan el diseño de puentes ( AASHTO, Eurocódigo, etc. )
  • 8. REALIDAD NACIONAL:
    • En Chile existen sobre 3000 puentes rurales.
    • Tablero tipo.
  • 9.
    • Vida útil: - tráfico
    • - clima
    • Situación común observada.
    REALIDAD NACIONAL:
  • 10. Proyecto de Transferencia Tecnológica ¿Tableros de madera tensada? Placa Tablón independiente
  • 11. TIPOS DE TABLEROS TENSADOS 1. Tablero Sólido Tensado (lámina simple). Uniones de Tope Laminaciones de madera Placa de apoyo Barra de tensión
  • 12. TABLERO VIGA-CAJÓN.  Tablero Vigas longitudinales Tablero Barras y sistema de anclaje
  • 13. VIGAS ENREJADAS TENSADAS BARANDAS
  • 14. EXPERIENCIA EN CHILE CON TABLEROS TENSADOS
    • Puente Cautín
      • Región: IX Araucanía
      • Largo: 100m aprox.
      • Ancho: 4,5m aprox.
      • Tiempo construc.: 30 dias
      • Costo : 57 M$ aprox
    • NO EXISTE NORMATIVA LEGAL
  • 15. INVESTIGACION ADELANTADA CON LA CONSTRUCCION DEL PUENTE CAUTIN
  • 16. ESTADOS DE CARGA ANALISIS ESTRUCTURAL - CARGA VIVA 5m 20 x 50 cm VERIFICACIONES DEL ANÁLISIS
    • T ENSIÓN INTERLAMINAR PRODUCTO DEL TENSADO EVITA ABERTURA Y DESLIZAMIENTO.:
    • TENSIONES DE TRABAJO BAJO LAS TENSIONES ADMISIBLES (FLEXIÓN, CIZALLE NORMAL, COMPRESIÓN NORMAL)
    • MÁXIMA DEFLEXIÓN : L/360
    ABERTURA DESLIZAMIENTO
  • 17. Investigación Teórica: MODELACIÓN NUMÉRICA MATRIZ CONSTITUTIVA MATERIAL ORTÓTROPO
  • 18. ANÁLISIS DEL TABLERO CON DOS VÍAS DE CIRCULACIÓN Efecto local cercano a las ruedas Resultados similares 5m 7.25 m Bidireccional  z =1.34 cm  z =1.34 cm   y = 4.74 KNm/m   y = 4.83 KNm/m
  • 19. INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL
  • 20. DESARROLLO DE CURVAS DE DISEÑO DETERMINACÍON DEL ESPESOR DE TABLERO
  • 21. Simulación numérica para obtener coeficientes de anchos efectivos:
  • 22. Investigación Teórico-Experimental: COMPORTAMIENTO REOLÓGICO
  • 23. EXPERIENCIA PUENTE CAUTIN Seguimiento Construcción
    • Estado inicial del puente
  • 24. Seguimiento Construcción
    • Desarme de rodado
    Instalación de soleras
  • 25. Seguimiento Construcción
    • Ensamble Tablero Tensado
  • 26. Seguimiento Construcción
    • Tablón a ensamblar
    : Secuencia de ensamble
    • Clavado de la pieza al tablero
    • Inserción del tablón
    • Alineación de las perforaciones
    • Tablero al cuarto dia de ensamble
  • 27. Seguimiento Construcción
    • Anclajes
    • Tensado de barras
    Placa de apoyo Placa de anclaje Tuerca de anclaje
  • 28. Seguimiento Construcción
    • Tablero de Madera Tensado
  • 29. Seguimiento Construcción
    • Ejecución concreto asfáltico
    • Colocación de pasillos y barandas
    • Colocación de tacos (sismo)
    :Obras complementarias
  • 30. Seguimiento Construcción
    • Estado final del puente
  • 31. Seguimiento del puente Cautín. Se controlaron 11 barras (194) espaciadas cada 20 , las cuales fueron pintadas para su identificación.
      • Pérdidas de tensado en las barras.
    Período de 15 días, pero varió en un rango de 11 a 18 días.
  • 32. Seguimiento del puente Cautín. La tensión de las barras se midió usando un gato hidráulico, mediante el método del enroscado.
      • Pérdidas de tensado en las barras.
    • Ubica la llave sobre la tuerca de anclaje y se aplica fuerza al gato hidráulico.
    • Durante la aplicación de la fuerza, la llave es empujada en dirección para aflojar la tuerca.
    • La lectura con el medidor en el punto en que la tuerca se afloja representa aproximadamente la fuerza en la barra.
  • 33. Seguimiento del puente Cautín. La temperatura de mide in situ con un termómetro ambiental con una sensibilidad de 1 grado Celsius.
      • Control de la temperatura.
      • Control de la humedad ambiental.
    La humedad ambiental se obtiene de los datos meteorológicos que registra la dirección meteorológica de chile , emplazada en el Aeropuerto Maquehue.
  • 34. Resultados del seguimiento
      • Fuerza en las barras.
    Otoño Otoño Invierno Primavera Verano Dentro del rango seguro.
  • 35. Resultados del seguimiento
      • Humedad Ambiental.
  • 36. Resultados del seguimiento
      • Temperatura
  • 37. Resultados del seguimiento
      • Deformación horizontal.
    Deformación máxima de 5 mm. en el taco 14
  • 38. No se apreciaron filtraciones de agua en la parte inferior del tablero.
      • Inspecciones visuales.
    Resultados del seguimiento
  • 39. Prueba de carga
    • Se ubica el vehículo de carga en posición, procurando que este en el eje de los relojes.
    • Se registran las lecturas de los relojes comparadores.
    • Se retira el camión y se procede a liberar el transito.
    • se midió 3 veces por punto para poder tener un promedio de las mediciones.
  • 40. Resultados de la prueba de carga
  • 41. Resultados de la prueba de carga
  • 42. Resultados de la prueba de carga La deformación por carga viva esperada por el diseño es de 5.4 mm., en promedio es 10 veces mayor al obtenido en la prueba de carga.
    • Posibles causas de las diferencias de deformación obtenidas:
    • Las dimensiones de la sección son mayores que las consideradas.
    • Las propiedades de los materiales son mayores a las consideradas.
    • Modelo simplemente apoyado.
    • ¡ Error de Interpretación de las Mediciones !
    • Determinación de anchos equivalentes de diseño en tableros tensados de madera
  • 43. Verificación Mediciones en Terreno: Puente Cautín
    • Modelo en SAP 2000
  • 44. Estado de conservación pavimento asfáltico Muchas fisuras Pocas fisuras ¡ ESPESOR MINIMO DE LA CARPETA ASFALTICA ! Bombeo
  • 45. Conclusiones
    • No requieren de mano de obra calificada
    • Métodos simples de diseño
    • Real alternativa para reemplazo de tableros tradicionales:
    • Rapidez de montaje
    • Materia prima abundante
    • Vida útil 6 veces mayor
    • Mayor estándar
    • Mayor capacidad carga
  • 46.
    • EL PROCESO DE SEGUIMIENTO INDICA MEJORAR:
    • Detalle de pasillos
    • Carpeta asfáltica
    • Tacos sísmicos
    • Acumulación de suciedad bajo los pasillos
    • Evitar perforar las piezas en obra.
  • 47. Tablero tradicional Tablero tensado Muchas gracias
  • 48.
    • Comparación de costos en la reposición de tableros
    • Alternativas:
    • Tablero de madera tensado
    • Tablero de madera tradicional
    • Dimensiones:
    • 97 m de largo
    • Ancho de calzada de 3,6 m
    Comparación de costos
  • 49. Comparación de costos : Tablero tensado $ 57.120.962 TOTAL 5.126.354 12.062 425,00 pulg Estructura pasillo, incluye ferreteria 4 4.723.100 13.494 350 m2 Pavimento Asfáltico 3 2.374.705 10.893 218,00 pulg Apoyos para tablero 2 44.896.803 462.853 97 ml Tablero Tensado 1 TOTAL PRECIO CANTIDAD UNIDAD DESIGNACION ITEM
  • 50. Comparación de costos : Tablero tradicional $ 32.312.000 TOTAL 4.016.000 8.000 502 pulg Pasillo, incluye ferreteria 2 28.296.000 8.000 3537 pulg Tablero tradicional, incluye ferreteria 1 TOTAL PRECIO CANTIDAD UNIDAD DESIGNACION ITEM
  • 51. Comparación de Costos $ 57.120.962 588.875 97 ml Tablero tensado 2 $ 32.312.000 333.313 97 ml Tablero tradicional 1 TOTAL PRECIO CANTIDAD UNIDAD DESIGNACION ITEM
  • 52. Algunas fotos
  • 53. Algunas fotos
  • 54.