fallas estructurales en puentes
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8/18/2019 Fallas Estructurales en Puentes
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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 !"#
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D$%&'()*+&(
A Dios por permitirme tener la fuerza para terminar mi carrea.
A mis padres por su esfuerzo en concederme
La oportunidad de estudiar y por su constante
Apoyo a lo largo de mi vida.
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ÍNDICE
CONTENIDO P!.
I. INT"OD#CCI$N %II. &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+ ))
III. 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 );I
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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 yenriuezcan 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.
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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: lacompresi>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:
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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>nperpendicular 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
https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_internohttps://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_internohttps://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa
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Puente en arco
Puente viga
. TIPOS DE FALLAS EN PUENTES
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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:
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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
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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$19(1)$ %$ 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
http://www.eymproductostecnicos.com/juntas_de_dilatacion_de_caucho_y_de_expansionhttp://www.eymproductostecnicos.com/juntas_de_dilatacion_de_caucho_y_de_expansion
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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 muyien 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.
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#acueductohttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#viaductohttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#pasarelahttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#maderahttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#maderahttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#piedrahttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#acueductohttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#viaductohttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#pasarelahttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#maderahttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#piedra
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• L*1 0-$3)$1 /$)
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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 6arco 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 6arco 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 '*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
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#arcosobrehttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#arcobajohttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#colgantehttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#arcosobrehttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#arcobajohttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0053-02/contenido/9_clasificacion_puentes.htm#colgante
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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
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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.
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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++
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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:)0pulgada7. 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
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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>lidosconocimientos 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
http://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/estetica/estetica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/juti/juti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/gaita/gaita.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/deficitsuperavit/deficitsuperavit.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/valoracion/valoracion.shtml#TEORICAhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/estetica/estetica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/juti/juti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/gaita/gaita.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/deficitsuperavit/deficitsuperavit.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/valoracion/valoracion.shtml#TEORICA
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V. RECOMENDACIONES
•
Tener siempre o la mayor?a de veces un control y una supervisi>n: es decirllevar 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
http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtml
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