puente pativilca

CONSORCIO RED VIAL 5

CRV5

PUENTE PATIVILCA

UBICACION:

La autopista cruza al ro Pativilca aproximadamente a 500 m aguas arriba de la ubicacin actual del puente en servicio.

Las caractersticas del cauce en la ubicacin correspondiente a la autopista, es sensiblemente igual a la que se presenta aguas arriba y aguas abajo, es decir un cauce muy amplio y plano sin mrgenes definidas.

CARACTERISTICAS DEL LECHO DEL RIO:

El suelo que constituye el cauce est conformado por bolonera de tamao variable con tamao mximo de 600 mm en una matriz areno arcillosa correspondiente a los primeros 25.00 m segn el alcance del proyecto base de AYESA-ALPHA CONSULT S.A. Siendo bajos los accesos la altura de la rasante se ha fijado en razn de la altura de las vigas de la superestructura y del borde libre entre el fondo de vigas y el nivel de aguas mximas determinados por el Estudio Hidrulico. El nivel as fijado es el 58.90 msnm con un borde libre de 2.85 m.

DESVO DEL RO PATIVILCA:La cimentacin de un puente es una de las etapas ms duras del proyecto debido a que se tiene que lidiar permanentemente con el agua.Para ejecutar las cimentaciones se consider desviar el ro Pativilca hacia la parte posterior del estribo izquierdo.

Ello fue posible gracias a un canal que se realiz con una excavadora como se muestra a continuacin:

DESVO DEL RO PATIVILCA:

CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURA: La estructura esta constituida de tres etapas bien definidas. Estas son:

Cimentacin o InfraestructuraElevaciones (estribos y pilares), ySuperestructura

A continuacin se describen cada una de ellas:

4.1.- Cimentaciones:La cimentacin del puente esta conformado de cajones de cimentacin, que no es sino una zapata la cual soporta a los pilares y estribos.Cajn de Cimentacin de Pilares: Para la cimentacin de pilares se usaron cajones de 5.50 m de dimetro en la parte inferior y 8.00 m de altura. En total se usaron 8 cajones de cimentacin dado que son 8 pilares los que sostienen el puente.

Cajn de Cimentacin de Estribos: Los cajones de cimentacin de los estribos son 4 por cada estribo, uno en cada vrtice de los estribos. Como se sabe un puente esta conformado de dos estribos (uno en cada extremo del mismo); por consiguiente se tiene en total 8 cajones de cimentacin.

Las dimensiones de estos cajones de cimentacin son las siguientes: 3.50 m de dimetro en la parte inferior, y 5.00 m de altura.

Procedimiento Constructivo:

Procedimiento Constructivo: 4.1.1.-Cajn de Cimentacin de EstribosLos cajones de cimentacin de los estribos se construirn directamente en una excavacin a cielo abierto (masiva), desde la cota 48.50 msnm, hasta la cota 52.90 msnm. El nivel promedio del lecho del ro: 52.90 msnm; se considera que la napa fretica est en la cota 51.50 msnm; entonces altura de excavacin en seco ser h1= 1.40m.; La diferencia h2= 3.00m corresponde a excavacin bajo agua. Este dato debe verificarse en campo durante la ejecucin de esta partida.

Cajn de Cimentacin de Estribos

Solado de Concreto

Colocacin de Fierro

Encofrado

Fierro y Encofrado

Concreto

Relleno de Cajones de Cimentacin de EstribosDebido a que los cajones de cimentacin no se iban a hincar, puesto que se lleg hasta el nivel de cimentacin (cota 48.50 msnm.), el procedimiento que seguimos fue el ejecutar los cajones en tres niveles. Un primer nivel de 1.00 m de alto, seguido de dos niveles de 2.00 m cada uno.

Una vez terminado el primer nivel se rellen con material integral (hormign proveniente de la excavacin) hasta la cota 49.50 msnm. Y se compact con un tractor D6.

Concreto de Cajones de Cimentacin de EstribosEl concreto de estos cajones es de fc = 210 kg /cm2. Debido a que no se realiz el hincado, no se llev a cabo la partida de sellado con concreto fc = 100 kg/cm2 + 40% PG.

Como se aprecia aqu hubo un ahorro importante en tiempo de ejecucin, pues el proceso de hincado es un procedimiento complicado debido a que no se tiene la certeza del material con el que nos podamos encontrar (bolonera de ms de 600 mm como especifica el estudio), y esto es un factor muy importante a tener en cuenta cuando se ejecuta dicho procedimiento.

Relleno de Cajones de Cimentacin de Estribos

Relleno de Cajones de Cimentacin de Estribos:

Una vez relleno los espacios adyacentes a los cajones de cimentacin se prosigue igual al paso anterior (fierro + encofrado + concreto).

Terminado los tres niveles de los 4 cajones de cimentacin, y una vez rellenos y compactados los espacios entre ellos se prepara un solado (concreto fc = 100 kg /cm2) para la siguiente etapa que es la elevacin de estribos. Dicho solado se muestra continuacin:

Solado para Elevacin de Estribo

4.1.2.- Cajn de Cimentacin de Pilares:Para la construccin de los cajones de cimentacin de los pilares, se considera un sistema mixto: Primero, excavacin a cielo abierto y luego el hincado propiamente dicho del cajn:Excavacin a cielo abierto (masiva): Bajar la plataforma de trabajo hasta la cota 45.50 msnm; es decir h= 7.40 m desde el nivel promedio del cauce del ro. Se baja hasta este nivel porque sta es la cota hasta donde deben sellarse interiormente los cajones con C fc=140 + 40% P.G.

Una vez llegado a este nivel, se procede a realizar un solado con concreto fc = 100 kg/cm2. Seguidamente se procede al encofrado + fierro + concreto.

Terminado el primer nivel procedemos al hincado propiamente dicho. Para lo cual se emple una excavadora que iba extrayendo el material integral del interior, como se aprecia en las siguientes fotos:

PROCEDIMEINTO DE HICADO

Terminado el hincado se procedi a la construccin del 2 y 3 nivel de igual forma que en el caso de cajones de cimentacin de estribos; es decir se emple un encofrado interior y exterior, para luego proceder al sellado del centro hueco del cajn con concreto fc = 140 kg/cm2 + 40% PG.

El ltimo nivel, del cajn (h= 2.5m) se ejecut slo con encofrado circular exterior, y todo se llen con concreto estructural fc = 210 kg/cm2.

A continuacin mostramos este procedimiento:

CAJON DE CIMENTACION DE PILAR

4.2.- ELEVACION DE PILARES Y ESTRIBOS:Esta etapa corresponde a la construccin de pilares y estribos, es decir los soportes del puente. A continuacin describiremos cada una de ellos:

4.2.1.- PILARES:Los pilares o columnas del puente son en su totalidad 8. Cada uno de ellos espaciados 40.00 m. Cada pilar es de 1.80 m de dimetro y tiene una altura libre de 3.17 m. Los pilares se construyeron en dos fases. Una primara de 2.00 m de alto; y otra de 1.17 m (esto debido a la altura del encofrado).

PILARES

El concreto de los pilares es de mayor resistencia que el de los cajones de cimentacin. Este es un concreto estructural de fc = 280 kg/cm2. El refuerzo de cada pilar esta constituido por 40 barras de acero corrugado de 1 de dimetro (fy = 4200 kg/cm2).

Terminado los 2 niveles del pilar se contina con la viga de seccin variable. Esta viga, en el proyecto, se le conoce como viga cabezal. La parte superior est dotada de 3 barras de acero slido que se le conoce como dispositivos de control ssmicos.

La particularidad de esta viga cabezal es que se trata de un concreto postensado. La fuerza postensora es de 140 ton repartida en 10 tendones.

ACERO EN VIGA CABEZAL

ENCOFRADO DE VIGA CABEZAL

CONCRETO EN VIGA CABEZAL

Una vez vaceado el concreto, y obtenido la resistencia mnima (80% del fc) se procede al tensado como se muestra a continuacin:

TENSADO DE VIGA CABEZAL

4.2.2.- ELEVACIN DE ESTRIBO:Los estribos son dos, uno en cada extremo del puente. Es el lugar donde se empalma el puente con ala carretera por medio de la llamada losa de aproximacin.

El concreto utilizado en los estribos fue de resistencia fc = 210 kg/cm2. La construccin del mismo se hizo en tres etapas como se muestra a continuacin:

ENCOFRADO Y FIERRO

VACEO DE CONCRETO

1 NIVEL DE ELEVACIN DE ESTRIBO

COMPACTACIN DE CELDAS DE ESTRIBO

4.3.- SUPERESTRUCTURA:La superestructura del puente est conformada de una viga tipo cajn de concreto postensado.

Existen dos tipos de estas vigas. Una es la viga denominada viga con doble voladizo, con una longitud de extremo a extremo de 56.70 m; y otra es la viga denominada viga simplemente apoyada con una longitud total de 24.00 m.

El puente est constituido por 4 vigas con doble voladizo y 5 vigas simplemente apoyada.

El concreto de la superestructura es de fc = 350 kg/cm2.

Para poder ejecutar la superestructura fue imprescindible la construccin de una Falso Puente mixto, pues este estuvo conformado por un relleno o terrapln de material integral + un alzaprimado o apuntalamiento de losa.

El terrapln era de aproximadamente 1.00 m de alto y el alzaprimado de 2.70 m, dando de esta manera una altura promedio de 3.70 m de altura libre.

El proveedor del alzaprimado es el mismo que del el encofrado: ULMA.

FALSO PUENTE

4.3.1.- VIGA CON DOBLE VOLADIZO:La viga con doble voladizo es el elemento estructural que soportan entre s a las vigas simplemente apoyadas.

Dicha viga consta de tres partes:- Losa inferior- Vigas- Losa SuperiorEstos tres elementos estn unidos ntimamente por medio de los cables de tensado; los mismos que describen una especie de parbola a lo largo de ellas.

ENCOFRADO Y FIERRO EN LOSA INFERIOR

ENCOFRADO DE VIGAS

CONCRETO EN VIGAS

ENCOFRADO EN LOSA SUPERIOR

ACERO Y CABLES DE POSTENSADO EN LOSA SUPERIOR

CONCRETO EN LOSA SUPERIOR

TENSADO DE VIGAS Y LOSA:Una vez terminado vaceado de concreto de la LOSA SUPERIOR debemos curarla por lo menos 7 das, que es lo que indica las especificaciones tcnicas del proyecto.

Para proceder con el tensado el concreto debe registrar una resistencia mnima del 80% de la resistencia de diseo, es decir 280 kg/cm2. Esto mayormente se da a los 7 das edad del concreto.

TENSADO DE VIGAS Y LOSA:Cada viga posee 6 tendones de postensado; y a su vez cada tendn posee 9 cables de acero de alta resistencia. El esfuerzo de estos cables a la fluencia es del orden de 18 000 kg/cm2.

La fuerza postensora final es de 800 ton. Los anclajes de estos elementos son mviles y se ubican en los extremos de cada viga.

Para tensar las vigas hay que primero tensar la losa superior, al menos en un 50%.A continuacin se muestra este procedimiento:

TENSADO DE VIGAS Y LOSA:

4.3.2.- VIGA SIMPLEMENTE APOYADA:

La viga simplemente apoyada es el elemento estructural que se sostiene en dos apoyos simples que son los extremos de las vigas con doble voladizo.

Este elemento est conformado por:- Vigas- Losa Superior

Como se aprecia este elemento no posee losa inferior, lo que hace que la estructura sea ms ligera.

Para que este apoyo se adecuado se dispone de 2 dispositivos de control ssmico; as como tambin de dos apoyos elastomeritos de 46 mm de espesor en cada extremo de las vigas con doble voladizo.

En este caso los cables de postensado tiene un anclaje fijo y uno mvil, el mismo que se ubica en la parte superior de la viga.

Las vigas de estos elementos poseen slo 4 tendones de postensado.

La losa superior de este elemento es similar al de las vigas con doble voladizo.

De igual forma para efectuar el tesado de vigas hay que primero tensar por lo menos el 50% de la losa.

Cabe mencionar que tanto las losas superiores con doble voladizo como las losas simplemente apoyadas poseen en sus extremos una junta de dilatacin metlica de 7.30 m de longitud.

VIGA SIMPLEMENTE APOYADA

GRACIAS

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