trabajo de investigacion puentes

5/28/2018 Trabajo de Investigacion PUENTES

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ANCASH

SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

UNASAM

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TRABAJO DE INVESTIGACION.

ESTUDIO DE PUENTES ATIRANTADOS.

PRESENTADO POR:

DANIEL W. RONDOO CHAVEZ

Estudiante

REVISADO POR:

ING. CLAUDIO VALVERDE RAMREZ

Docente FIC

HUARAZANCASHPERU

Abril del 2014


SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLOHUARAZ - ANCASH


TRABAJO DE INVESTIGACIN DEL CURSO DE PUENTES -FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM


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DEDICATORIA

Este trabajo de investigacin lo dedico a mispadres y a mi hermanas por todo su apoyo

incondicional y su comprensin, durate todaesta etapa de mi vida universitaria.

Daniel R.


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INDICE

Contenido

INTRODUCCION................................................................................................................................... 4CAPITULO I: GENERALIDADES....................................................................................................... 6

1.1. DATOS GENERALES........................................................................................... 61.1.1. Ttulo del Proyecto....................................................................................... 61.1.2. Investigador responsable............................................................................ 6

1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA................................................................... 61.2.1. Problema general.......................................................................................... 6

1.3. OBJETIVOS........................................................................................................... 61.3.1 Objetivo General........................................................................................... 61.3.2 Objetivos especficos.................................................................................... 6

1.4. JUSTIFICACIN................................................................................................... 71.5. LMITACIONES DE LA INVESTIGACIN....................................................... 8

CAPITULO II: MARCO TERICO...................................................................................................... 92.1 RESEA HISTORICA........................................................................................... 92.2. PUENTES ATIRANTADOS................................................................................ 13

2.2.1 Definicin.......................................................................................................... 132.2.2 Elementos Estructurales de Puentes Atirantados............................ 14

CAPITULO III: MARCO METODOLOGICO................................................................................... 213.1 TIPIFICACIN DE LA INVESTIGACIN.................................................... 213.2 POBLACIN Y MUESTRA............................................................................ 21


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3.3 FUENTES DE INFORMACION.................................................................... 223.4 FORMA DE ANLISIS DE LAS INFORMACIONES................................. 22

CAPITULO IV: DESARROLLO DEL ESTUDIO DE PUENTES ATIRANTADOS..................... 23

4.1 ESTADO ACTUAL EN EL PER..................................................................... 234.1.1 Puente Atirantado Bellavista....................................................................... 234.1.2 Puente Atirantado Atumpampa................................................................. 244.1.3 Puente Comuneros........................................................................................ 27

4.2 MODELOS DE ATIRANTAMIENTO Y VINCULACIONES ENTRE PILA YTABLERO......................................................................................................................... 30

4.2.1 Modelos de Atirantamiento.......................................................................... 304.2.2 Vinculaciones entre Pila y Tablero............................................................. 33

4.3 COMPORTAMIENTO DE PUENTES ATIRANTADOS................................. 344.4 ANALISIS DE FALLAS EN PUENTES ATIRANTADOS............................... 35

4.4.1 Falla por problemas de diseo................................................................ 354.4.2 Fallas en el material constitutivo.......................................................... 364.4.3 Fallas en el proceso constructivo........................................................... 36

4.4.4 Fallas por condiciones de operacin no consideradas...................... 36CONCLUSIONES........................................................................................................... 37BIBLIOGRAFIA............................................................................................................... 38


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INTRODUCCION

El estudio de puentes atirantados es muy poco conocido en nuestro pas, por

ello el presente trabajo trata de contribuir al conocimiento sobre dicho tema.

En el campo de la Ingeniera Civil es importante el conocimiento de puentes

atirantados que se vienen desarrollando en el mundo para superar grandes

luces, ya sea de ros, depresiones o cualquier obstculo, las cuales constituyen

innovaciones dentro del campo de la ingeniera. En nuestro pas estas formas

de construccin se vienen adoptando y actualmente ya se cuenta con 02

puentes atirantados construidos en la regin San Martin, dando as el inicio

de un gran avance en la construccin de puentes.

Presentamos aqu una breve investigacin meramente terica, sobre los

puentes atirantados, sus caractersticas, y comportamiento, con algunos

ejemplos que se consideraron importantes, por lo novedoso de sus diseos,

desde el punto de vista ingenieril, tambin se presentan una lista de los

puentes atirantados ms largos del mundo, as como los puentes construidos

en nuestro pas; cabe sealar que en esta investigacin, no nos extendemos

hacia la parte matemtica de la modelacin de puentes.

La ingeniera vino avanzando en este campo desde los antiguos puentes de

arco romanos, puentes de viga, puentes de prticos, puentes colgantes, hasta

los puentes atirantados, cuya aparicin se da solapada con la construccin de

puentes colgantes, demostrando que se podan salvar mayores luces con un

gasto menor de acero, reduciendo as costos y cargas por peso propio, tambin

tienen la ventaja de mayor capacidad de carga y rigidez que la de los puentes

colgantes.

Dentro de la ingeniera civil, se denomina puente atirantado a aquel cuyo

tablero se encuentra suspendido de uno o varios pilones centrales mediante

un sistema de cables (tirantes). Estos puentes

Los elementos estructurales bsicos de los puentes atirantados son: los

tirantes, las torres (el piln) y el tablero; los tirantes son cables rectos queatirantan el tablero, proporcionndoles una serie de apoyos intermedios ms o


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menos rgidos. Las torres (piln) nos sirven para elevar el anclaje fijo de los

tirantes, de forma que introduzcan fuerzas verticales en el tablero para crear

los pseudo-apoyos; tambin el tablero interviene en el esquema resistente,

porque los tirantes, al ser inclinados, introducen fuerzas horizontales que se

deben equilibrar a travs de l. Por todo ello, los tres elementos, tirantes,

tablero y torres, constituyen la estructura resistente bsica del puente

atirantado.


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CAPITULO I: GENERALIDADES

1.1. DATOS GENERALES1.1.1.Ttulo del Proyecto.

ESTUDIO DE PUENTES ATIRANTADOS

1.1.2.Investigador responsableEl Trabajo de Investigacin recae sobre mi persona en condicin

de alumno del dcimo ciclo de la Facultad de Ingeniera Civil de la

Universidad Nacional Santiguo Antnez de Myalo.

RONDOO CHAVEZ, Daniel Wilmer.1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA

1.2.1.Problema generalCules son los Modelos de Atirantamiento y como es el

comportamiento de los Puentes Atirantados?

1.3. OBJETIVOS1.3.1 Objetivo General

Conocer el comportamiento de los elementos resistentes (tablero,

pila y tirantes) de puentes atirantados.

1.3.2 Objetivos especficos

Conocer los sistemas tradicionales de atirantamiento, en arpa o enabanico.

Estudiar los distintos modelos de vinculaciones entre pilas ytablero.

Conocer los sistemas de atirantamiento no convencionales. Conocer los puentes atirantados existentes en el Per.


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1.4. JUSTIFICACINEl puente es una estructura que forma parte de caminos, carreteras y

lneas frreas y canalizaciones, construida sobre una depresin, ro, u

obstculo cualquiera. Los puentes constan fundamentalmente de dos

partes, la superestructura, o conjunto de tramos que salvan los vanos

situados entre los soportes, y la infraestructura (apoyos o soportes),

formada por las pilas, que soportan directamente los tramos citados, los

estribos o pilas situadas en los extremos del puente, que conectan con

el terrapln, y los cimientos, o apoyos de estribos y pilas encargados de

transmitir al terreno todos los esfuerzos.

Es as que la mayora de los puentes atirantados que se han construido

hasta la actualidad tienen en comn el hecho de que los pilones, que

sustentan el vano o vanos principales por medio de los tirantes, estn, a

su vez, unidos a puntos fijos, generalmente los estribos, por medio de

cables de compensacin que limitan su deformacin y por tanto hacen

eficaz el sistema de trabajo de los tirantes para soportar las sobrecargas

que puedan actuar en el vano principal del puente.

Sin embargo, en ocasiones, surge la necesidad de superar longitudes

importantes con una estructura de grandes luces, que obligan a

recurrir al empleo de puentes de ms de 3 vanos. Este condicionante

vendr marcado por distintos tipos de accidentes topogrficos como son

la existencia de grandes cauces fluviales o martimos donde los glibos

de navegacin impongan estas luces, o bien por el cruce de amplios

valles con alturas considerables del tablero sobre el fondo del valle, lo

que conduce a pilas de gran altura. Es en estos casos donde el puenteatirantado puede presentar ventajas con respecto a otros tipos de

puentes.


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1.5. LMITACIONES DE LA INVESTIGACINLas limitaciones de este proyecto de investigacin, es que se tom

en cuenta solo la parte descriptiva, es decir que nos limitamos a

desarrollar una investigacin descriptiva. Por ello buscamos

informacin acerca del tema de diferentes partes del mundo,

desarrollando tambin los puentes atirantados construidos en

nuestro Pas.

Por otra parte el proyecto solo se limita a describir, mostrar los

modelos de vinculaciones entre pilas y tablero.

Tambin se muestra sistemas tradicionales y no convencionales de

atirantamiento; y no se desarrolla el anlisis del comportamiento

de los puentes atirantados en su totalidad, salvo en algunos casos

que se obtuvieron de referencias bibliogrficas.


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CAPITULO II: MARCO TERICO

2.1 RESEA HISTORICA

Los puentes atirantados pueden datar desde 1595, de los que se han

encontrado diseo en un libro encontrado llamado Machinae Novae

escrito por Fausto Veranzio. Muchos puentes colgantes primitivos

fueron en un principio hbridos de puentes colgantes y atirantados,

incluyendo el puente peatonal Dryburgh Bridge construido en 1817.

James Dredge patentara el Puente Victoria en Bath (Reino Unido, 1836)

y ms tarde el Albert Bridge en Londres en 1872. Los diseadores depuentes descubrieron que la combinacin de ambas tecnologas

permita construir puentes ms rgidos, un ejemplo de esto es el puente

de las cataratas del Nigara construido por John Augustus Roebling.

Puente peatonal Dryburgh Bridge construido en 1817

El ejemplo ms antiguo y conocido de un verdadero puente atirantado

es el puente de acero de Bluff Dale, situado en Bluff Dale, (Texas,

Estados Unidos.) construido en 1890 por E.E. Ruyon. En pleno siglo

XX los ejemplos ms pioneros incluyen a A. Gisclard, con el puente de

Cassagnes (1899), en el que la componente horizontal de la fuerza de

los cables es compensada por un cable puntal horizontal, previniendo

as la compresin significativa del tablero. Eduardo Torroja, un

ingeniero espaol diseo un puente atirantado para el acueducto del

Tempul en la provincia de Cdiz, Espaa en 1926.

Posteriormente, en varias partes de Europa, fueron construidos algunos

puentes con barras de hierro forjado, cadenas, cables o incluso madera,

todos con tirantes soportando pisos de metal o de madera desde lastorres, pero muchos de ellos se colapsaron debido a los fuertes vientos;


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estos puentes no podan ser atirantados durante su construccin, por lo

que solamente eran eficaces despus de que la plataforma sufra una

considerable deflexin.

Los cables atirantados fueron exitosamente adoptados en los Estados

Unidos, por John Roebling, para proporcionar decisivamente la rigidez

extra y la estabilidad dinmica necesitada por sus grandes puentes

colgantes; el primero de ellos fue el Puente Trunk que atraviesa el

Niagara, abierto en 1885; luego el puente de Ohio en Cincinnati,

inaugurado en 1867; y el ms impresionante, el Puente de Brooklyn, en

Nueva York, puesto en circulacin en 1883. El Puente Franz Joseph, en

Praga y el Puente Albert, en Londres, diseados por Ordish fueronabiertos en 1868 y 1873, respectivamente, tienen una combinacin de

puente colgante y puente atirantado, donde el cable suspendido, fue

usado slo para sujetar el centro de la plataforma, como se aprecia en

la figura.

Puente Albert, cruza el ro Thames en Inglaterra


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Vista lateral del Puente de las Cataratas del Nigara

Otros pioneros claves en esta poca son Fabrizio de Miranda, Riccardo

Morandi y Fritz Leonhardt. En este perodo se usaban muy pocos cables

como en el caso del puente de Theodor Heuss en Dsseldorf de 1958.

Sin embargo el utilizar pocos cables aumentaba enormemente el costode construccin por lo que las modernas estructuras llevan muchos

ms cables. El tiempo ha hecho que los puentes atirantados se hagan

un lugar en el diseo de puentes y desplacen a los puentes mnsula.

En nuestro pas, uno de los ms notables fue el puente sobre el ro

Apurmac, en la vecindad de Curahuasi, que form parte del camino

Imperial al Chinchaysuyo.

Este puente fue descrito por el periodista y arquelogoE. George Squier que lo recorri en la dcada de 1860

durante sus viajes por elPer, prepar el dibujo que se adjunta y lo

public en un libro el ao1877. Squier dice que este puente tena una

luz del orden de 45 000 mm y se hallaba a unos 35 000 mm sobre

el cauce del ro con su parte central a unos 4 000 mm por debajo de

los extremos.

Su estructura portante estaba formada por cinco cables de fibra de

maguey de unos 120 mm de dimetro, sobre los que se hallaba la


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plataforma formada por pequeas varas de caa atadas transversal

mente con tiras de cuero sin curtir. Estos cables se reemplazaban

cada ao. Este puente colgante fue usado por cerca de 500 aos,

por desuso y falta de mantenimiento colaps en la dcada de 1890.

Puente colgante inca sobre el rio Apurmac (Squier 1877).

Vista del puente inca sobre el rio Apurmac (Squier 1877).


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2.2. PUENTES ATIRANTADOS.

2.2.1 Definicin.

Los puentes atirantados son bsicamente un desarrollo

estructural para salvar grandes luces de manera prctica,

ingeniosa, y econmica, estructuralmente un puente atirantado

es aquel cuyo tablero est suspendido de uno o varios pilones

centrales mediante cables o tirantes. Se distingue de los puentes

colgantes porque en stos los cables principales se disponen de

pila a pila, sosteniendo el tablero mediante cables secundarios

verticales, y porque los puentes colgantes trabajan principalmentea traccin, y los atirantados tienen partes que trabajan a traccin

y otras a compresin.

Uno de los motivos que han retrasado el desarrollo de los puentes

atirantados, es su dificultad de clculo as como de

construccin. Las tcnicas constructivas son bastantes similares

a las de concreto pretensado, en lo que respecta a transmitir

cargas a los tirantes, por ello el desarrollo de los puentes

atirantados ha sido algo posterior a el desarrollo de las teoras

sobre el concreto pretensado. Pues bsicamente exista la

dificultad de entender el comportamiento de las cargas a travs del

tablero y de los tirantes que se vean modificados, con la

transmisin de cargas a cada tirante.

La mayor parte de los puentes atirantados construidos hasta la

fecha consisten en uno, dos o tres vanos atirantados. En el caso

de tener el puente un solo vano, existe un pilono que recoge los

tirantes que sostienen dicho vano y desde el cual parten los

tirantes de compensacin que unen el pilono con un punto fijo en

el terreno. Cuando existen dos vanos, puede ser uno de ellos el

principal y funcionar como el puente atirantado de un solo vano o

bien ser dos vanos simtricos con un pilono central que se ancla a

los estribos fijos por medio de tirantes. El caso ms habitual es el

del puente de tres vanos, de los cuales el central es el vanoprincipal con mayor luz que los dos vanos laterales, y dos pilnos


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situados uno a cada lado del vano principal. En estos dos pilnos

se anclan todos los tirantes del vano central y a su vez de ellos

parten nuevos tirantes que unen los pilnos a puntos fijos en los

estribos del puente o en pilas intermedias que pueden estar

situadas dividiendo los vanos laterales en luces menores.

El puente atirantado puede presentar ventajas con respecto a

otros tipos de puentes: ahorro de material en los cables con

respecto a un puente colgante de igual luz, disminucin del coste

de las cimentaciones frente a un puente contino de menor luz,

reduccin del coste del tablero para uno de igual luz, etc.

2.2.2 Elementos Estructurales de Puentes Atirantados

Los elementos fundamentales de la estructura resistente del

puente atirantado son los tirantes, las torres (el piln) y el tablero.

Los Tirantes (Cables)

Existen Dos sistemas de cables los cuales son:

Los cables de atirantamiento. Los cables de retencin.

Los cables de atirantamientoson los que van conectados desde

las torres o el piln hacia el tablero; estos cumplen la funcin

principal de la estructura la cual es sostener al tablero donde

sern repartidas las cargas segn sea la funcin que este cumpla.

Los cables de atirantamiento se pueden organizar de diversas

formas dentro de cada uno de los haces ya sea al borde del

tablero, o un solo plano situado en su eje.


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Puente con dos planos de atirantamiento

Atirantamiento situado en su eje.

Los cables de retencin que trabajan como sistema de

atirantamiento son los que han de ser colocados para evitar losmovimientos en la cabeza del piln. Estos tirantes irn anclados a

puntos fijos, que pueden ir al tablero y/o a su vez, segn sea el

caso, irn anclados a un sistema de contrapeso (muertos) que

estn en el suelo para de esta manera dar una buena estabilidad a

la estructura.

Al momento de trabajar con los cables, es necesario definir el

nmero de tirantes de cada haz, o lo que es lo mismo, la distancia

entre los puntos de anclaje de los tirantes en el tablero. El


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nmero de tirantes es una de las cuestiones que ms ha

evolucionado en los puentes atirantados ya que los primeros

puentes de este tipo tenan muy pocos tirantes con una separacin

entre anclajes que lleg a pasar de los 50m; se trataba de crear

una serie de apoyos intermedios para as convertir un puente de

luces grandes en uno de luces medias.

En los puentes atirantados actuales el nmero de tirantes ha

aumentado en gran porcentaje; ahora se utilizan distancias entre

anclajes mucho menores, de forma que la flexin que podemos

llamar local, que es la debida a la distancia entre los apoyos

generados por los tirantes, es insignificante respecto a la flexinque se produce por la deformacin general de la estructura.

Las Torres (Piln)

Las torres, son la parte ms importante dentro de la estructura de

los puentes atirantados, ya que estos son los que van a soportar

toda la carga que se ha de distribuir del tablero a los cables y estos

al piln o torres. Generalmente la altura de estas torres est en

funcin de la luz libre que tendr el tablero entre sus puntos de

apoyo.

Longitudinalmente pueden tener dos torres y ser simtricos, o una

sola torre desde donde se atiranta todo el vano principal.


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Las torres se pueden iniciar en los cimientos, o se pueden iniciar a

partir del tablero, de forma que el conjunto tablero-torres-tirantes

se apoya sobre pilas convencionales.

Las torres pueden tener diversas formas; pueden estar formadas

por dos pilas, por una sola, pueden tener forma de A, forma de A

prolongada verticalmente, entre otras formas.

A continuacin se presentan algunos tipos de torres dadas segn

su geometra:

La A prolongada superiormente con un pilar vertical, que es latorre Y invertida; esta solucin se ha utilizado en varios

grandes puentes.

La A cerrada bajo el tablero para reducir el ancho total de labase, forma que se ha llamado un diamante


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La A invertida.

La Pila Aporticada que como su nombre lo dice forma unprtico simple.


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Pilas Gemelas

Piln tipo Diamante que se asemeja a la unin de una Acerrada con una A invertida

Entre otras incontables formas que existen en el medio, pero estas

son las ms conocidas y las ms utilizadas.

El Tablero

El tablero es muy importante dentro del esquema resistente bsico

de la estructura del puente atirantado ya que va a resistir las

componentes horizontales que le transmiten los tirantes. Estas

componentes generalmente se equilibran en el propio tablero

porque su resultante, igual que en la torre, debe ser nula.

La seccin transversal del tablero depende en gran medida de la

disposicin de los tirantes. En los puentes atirantados en el eje,generalmente es un tablero tipo cajn cerrado con voladizos


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laterales (dovelas), y en los puentes atirantados en los bordes,

generalmente est formada por dos vigas longitudinales situadas

en los bordes del tablero, enlazadas entre s por vigas

transversales; no obstante, tanto en uno como en el otro sistema

de atirantamiento caben diferentes variantes de la seccin

transversal.

Dependiendo de las dimensiones y del uso que se le va a dar al

puente, se puede definir diversas formas de realizar el tablero, ya

que este puede ser de tipo cajn realizado en hormign, se puede

trabajar con estructuras metlicas, etc. El tablero cumplir la

funcin de transmitir todas las cargas que vayan a este hacia a los

cables y estos a su vez hacia el piln.


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CAPITULO III: MARCO METODOLOGICO

El desarrollo de este proyecto, se hizo mediante la investigacin

descriptiva, que implica la investigacin documental; con el fin de obtener

la informacin necesaria para lograr cumplir con los objetivos establecidos

para este proyecto.

La informacin de carcter documental, que se realiz (tal como su nombre

lo indica), apoyndose en fuentes de carcter documental, esto es, en

documentos de cualquier especie, como la consulta de libros, artculos o

ensayos de revistas, etc.

3.1 TIPIFICACIN DE LA INVESTIGACIN

En el presente trabajo de investigacin se emple el mtodo de

investigacin Descriptiva debido a que se realizaron distintas

actividades que estn basadas en:

Se consultaron y se desarrollaron con las diferentes fuentesbibliogrficas relacionadas a los puentes atirantados.

3.2 POBLACIN Y MUESTRA

La poblacin para este estudio lo constituyen todos los puentes

atirantados desarrollados a nivel mundial.

La muestra para este estudio lo constituyen los puentes

atirantados desarrollados en nuestro pas.


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3.3 FUENTES DE INFORMACION.

3.3.1 Fuentes Primarias.

Para efectos de esta investigacin no se utilizaron las fuente de

informacin primaria ya que esto incluye las entrevistas,

cuestionarios y observaciones, que se realizan a los actores

directos en del proyecto de investigacin.

3.3.2 Fuentes Secundarias.

Correspondieron a aquellas fuentes que brindaban informacin ya

elaborada, o existente, y no necesariamente del mismo tema que

se est investigando.

Algunas de las fuentes usadas para la elaboracin de este proyecto

son: libros de tesis sobre puentes atirantados y colgantes, entre

otros.

3.4 FORMA DE ANLISIS DE LAS INFORMACIONES

El procedimiento que se sigui para lograr los objetivos del presente

trabajo fue el siguiente:

Se realiz la bsqueda de informacin y el anlisis de referenciasbibliografas tericas y prcticas sobre puentes atirantados.

Se evalu la situacin actual de nuestro pas en cuanto aconstrucciones de puentes atirantados.

Se analizaron los problemas que ocurren en puentes atirantados. Se realiz un anlisis descriptivo del diseo de puentes atirantados.


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CAPITULO IV: DESARROLLO DEL ESTUDIO DE PUENTESATIRANTADOS

4.1 ESTADO ACTUAL EN EL PER

En los ltimos aos el pas ha mejorado su infraestructura y su

desarrollo vial, es por eso que se han aplicado nuevas tcnicas de

construccin que han sido ya utilizadas en otros pases alrededor del

mundo.

Una de las tcnicas de construccin con mayor desarrollo a nivel

mundial es la de Puentes Atirantados, cada vez ms deslumbrantes e

inimaginables.

Tambin en el Per, como medio de solucin vial se ha decidido realizar

la construccin de Puentes Atirantados. El primero es el Puente sobre

el ro Huallaga, y el segundo el Puente Atirantado Sobre el ro Cumbaza

en la ciudad de Tarapoto, ambos en la regin San Martn.

4.1.1 Puente Atirantado Bellavista

Inaugurado en octubre del 2010, cruza el ro Huallaga, en el

departamento de San Martn. Permite la interconexin de las

provincias de Bellavista y Mariscal Cceres con la carretera

Marginal de la Selva o Fernando Belande Terry.

Con sus 320 000 mm de un extremo al otro, es el ms largo

puente atirantado del pas. Su atirantado es de tipo simtrico. La

estructura de su plataforma es de metal, y est sostenida por dos

grandes torres de concreto de 58 000 mm de altura en forma dediamante, situadas a 190 000 mm entre s. Desde ellas se

descuelgan tirantes tipo semi-arpa. Su losa de concreto, de

12400 mm de ancho, posee dos carriles vehiculares.

Su cimentacin es profunda, y est basada en pilotes de 1

200 mm de dimetro y longitudes que van de 14 500 a 17 000

mm.


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La estructura metlica de este puente, la ms larga fabricada en

el pas, es obra del Servicio Industrial de la Marina (SIMA).

Su construccin, efectuada por el gobierno regional de San

Martn (a travs del Proyecto Especial Huallaga Central y Bajo

Mayo) demand una inversin de US$ 17 millones.

Puente Atirantado Bellavista (Luz de 320 000mm)-San Martin-Per.

4.1.2 Puente Atirantado Atumpampa

El puente Atumpampa, ubicado sobre el ro Cumbaza, en

el distrito de Tarapoto, provincia de Tarapoto, departamento

de San Martn, pertenece al Proyecto Especial Huallaga

Central y Bajo Mayo (PEHCBM), y es uno de los primeros

puentes atirantados vehiculares que se han construido en el

Per.

Este puente atirantado vehicular de 84 000 mm de luz, est

conformado por dos torres inclinadas de concreto armado de


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27 000 mm de altitud, y por dos vigas de rigidez metlicas

longitudinales con peralte variable, que, en conjunto con las

vigas transversales y los largueros metlicos, forman el

emparrillado estructural que soporta el tablero de concreto

armado de 160 mm de espesor, el cual a su vez es soportado

por 24 pares de tirantes de barras Dywidag de 32mm de

dimetro, 12 por cada lado del tablero.

La empresa contratista que se encarg de la ejecucin de esta

obra fue el Servicio Industrial de la Marina S.A. (SIMA) en

conjunto con el PEHCBM. La empresa subcontratista

SAMAYCA Ingenieros S.A.C. se encarg de la Ingeniera de

Detalles del proceso de tensado de los tirantes, adems delsuministro, montaje, instalacin, tensado e inyeccin de los

mismos.

Descripcin del puente

El puente Atumpampa consta de tres tramos: dos tramos

exteriores de 12 400 mm de luz, y un tramo central de 59 200

mm de luz. El tramo central es el que debe ser sostenido por

un total de 24 tirantes (6 en cada columna de ambas torres),

cada uno de los cuales est conformado por dos barras

Dywidag de 32 mm de dimetro. Por otro lado, cada uno de los

16 tirantes adicionales (4 en cada columna de ambas torres),

que conectan a las dos torres con las cmaras de anclaje

ubicadas en los estribos, estn conformados por una barra

Dywidag de 36 mm de dimetro.

El tablero est conformado por dos vigas de rigidez metlicas

de seccin I, que recorren en forma de arco los 84 000 mm de

luz del puente Atumpampa, y cuyo peralte vara entre 800

mm y 1000 mm. La contra flecha del arco en el centro de luz

es de 1600 mm.


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Por otro lado, la losa de concreto de 160 mm de espesor se

apoya en seis largueros metlicos de seccin I, uniformemente

espaciados a lo largo de los 7200 mm que tiene el ancho del

tablero. Los largueros transmiten las cargas a las vigas

transversales metlicas, que a su vez, las transmiten a las

vigas de rigidez ubicadas en los extremos. Las vigas

transversales estn espaciadas cada 4000 mm, y su

interseccin con las vigas de rigidez coincide con los puntos de

anclaje de los tirantes.Se emple 8 apoyos de Neopreno de dureza, 60 Shore A de 25

X 400 X 600 mm con una plancha de refuerzo interno de 3

mm de espesor.


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El puente Atumpampa (Luz de 84 000 mm) -San Martin-Per.

4.1.3 Puente Comuneros

Al amparo del Convenio Marco de Cooperacin Interinstitucional

suscrito entre SIMA-PERU S.A. y el Gobierno Regional de

Junn se ha establecido la fabricacin de cinco puentes, entre

otros el Puente Comuneros.

El Puente Comuneros tendr 300 000 mm de longitud y ser

considerado el segundo ms largo del pas, siendo el primeroel puente Bellavista, de 320 000 mm de longitud, ubicado en

la regin San Martn, construido igualmente por SIMAPERU S.A.

Este puente ser de doble va, del tipo atirantado y estar ubicado

sobre el ro Mantaro, conectando los distritos de Chilca y Tres de

Diciembre, Provincia de Huancayo, Departamento de Junn.

Las torres o pilones se han configurado en forma de H y sern de

concreto reforzado, mientras que los tirantes estn conformados

por cables tipo strand de alta resistencia, anclados en la torre y

en la viga; adems contar con iluminacin nocturna.


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El puente Comuneros, se justifica ante la dificultad para el

traslado de la produccin agropecuaria y de las personas, de la

zona sur de Huancayo a los principales mercados de la regin,

teniendo como beneficiarios a los distritos de Chongos Bajo, San

Juan de Jarpa, Yanacancha y Tres de Diciembre en Chupaca,

precis Cerrn Rojas; tambin dinamizar la economa de los

poblados de la zona altina del Canipaco y los distritos de

Huancayo, El Tambo y Chilca.

El puente Comuneros beneficiar aproximadamente a 224 mil

habitantes de esa zona, permitindoles trasladar sus productos

agropecuarios hacia la ciudad de Huancayo y tambin como va de

acceso para los distritos de Chilca y 3 de Diciembre.Este proyecto valorizado en 41 millones de Nuevos Soles

aproximadamente, quedar concluido en el presente ao 2014.

Puente Comuneros (Maqueta del puente atirantado)-Junn-Per.


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Puente Comuneros (proceso constructivo de las torres)-Junn-Per.

Puente Comuneros (Luz de 300 000 mm)-Junn-Per.


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4.2 MODELOS DE ATIRANTAMIENTO Y VINCULACIONES ENTREPILA Y TABLERO

Un puente atirantado tiene una o ms torres, de las cuales cables

soportan el tablero del puente.

Hay dos modelos principales de atirantamiento: Arpa y Abanico; y con

dos variantes que son: semi-arpa y asimtrico.

4.2.1 Modelos de Atirantamiento

Modelo Tipo Arpa: los cables son casi paralelo, de modo que la

altura de su fijacin a la torre es similar a la distancia desde la

torre a su montaje en el tablero.

Modelo Tipo Abanico:los cables se conectan a todo o pasan por

encima de la parte superior de las torres. El diseo de tipo

abanico es estructuralmente superior con momento mnimo que

se aplica a las torres.

El modelo abanico se caracteriza porque todos sus cables de

atirantamiento nacen de la cabeza del piln (es decir desde un

mismo punto), el cual puede ofrecer muchas ventajas:

Las fuerzas horizontales introducidas por los cables en el tableroson bajas.

Las deflexiones longitudinales de los pilones son muymoderados.

Los movimientos del tablero debido a cambios de temperatura,pueden ser absorbidos por puntos de expansin convencional

ubicados en los estribos, aun si la conexin horizontal entre los

pilones y el tablero es libre.

La flexibilidad de la estructura es favorable cuando haymovimientos horizontales del tablero e incrementa la estabilidad

ante la accin ssmica.

La alta capacidad de los cables de retencin, anclados a travs delas primeras pilas o los estribos, reduce las deflexiones en los

pilones y en el tablero.


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A primera vista, los puentes de tipo abanico aparentan ser

menos atractivos que los puentes de tipo arpa, porque el efecto

ptico nos hace ver que los cables se cruzan dependiendo del

ngulo de observacin, sin embargo esta desventaja no parece

causar tanto efecto en los puentes de largos vanos

longitudinales.

Modelo Tipo Semi - Arpa: Una solucin intermedia entre los

puentes de tipo arpa y los puentes de tipo abanico es los puentes

semi - arpa en el cual se combinan las ventajas que ofrecen estos

dos sistemas de puentes atirantados. La configuracin de unpuente semi arpa ha sido una solucin para los puentes

actuales.

Al colocar los cables de atirantamiento en la parte superior del

piln, se puede obtener un buen diseo en la distribucin de los

mismos. Los cables situados as, tienen una pendiente con

mayor tendencia a la posicin vertical que los de tipo arpa, lo

cual hace posible reducir la rigidez en las conexiones

horizontales entre el piln y el tablero.Con el objetivo de simplificar el anclaje en el primer punto de

tensin del piln, y por razones estticas, el primer vano de

atirantamiento es generalmente ms largo que los otros vanos

del puente.

Modelo Asimtrico: por razones prcticas se prefiere el este

modelo especialmente cuando son necesarios muchos cables. En

la disposicin de atirantamiento asimtrico los cables terminan

cerca de la parte superior de la torre, pero estn separados el

uno del otro lo suficiente como para permitir una mejor

terminacin, la mejora de la proteccin del medio ambiente, y un

buen acceso a los cables individuales para el mantenimiento.


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Diseos de atirantamiento: a) arpa; b) abanico;

c) semi-arpa; d) asimtrico

Uno de los aspectos fundamentales que se debe analizar en el

diseo de un puente atirantado es la distribucin y el arreglo del

sistema de suspensin, ya que ste no slo afecta el

comportamiento y desempeo estructural del puente, sino

tambin sus dimensiones, los mtodos constructivos y, al final, el

costo total de construccin.

Los sistemas de suspensin pueden ser, en general, de tres

diferentes tipos. El primero, de suspensin central (figura a); el

segundo, de suspensin lateral (figura b); y el ltimo, de

suspensin en tres planos (figura c).


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Segn el nmero de planos de atirantamiento

4.2.2 Vinculaciones entre Pila y Tablero

Se conocen tres tipos de vinculaciones entre pilas y tablero

correspondientes a sistemas usados habitualmente en puentes

atirantados y que se describen a continuacin:Modelo 1:el tablero se apoya nicamente en los tirantes y en los

extremos inicial y final del puente, sin existir ningn apoyo en las

pilas que son continuas en toda su longitud.


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Modelo 2:la parte de la pila situada por encima del tablero, que

llamaremos pilono, se encuentra rgidamente empotrada en el

tablero. Este est apoyado en la parte de pila que queda por

debajo de l, que llamaremos simplemente pila

Modelo 3:el tablero se encuentra rgidamente empotrado tanto

en la parte superior de la pila, o pilono, como en la inferior

4.3 COMPORTAMIENTO DE PUENTES ATIRANTADOS

Los puentes atirantados consisten de un tablero soportado por cables

rectos e inclinados fijados a mstiles. Se han tornado ms

comunes debido a su economa y estabilidad para vanos grandes

(200 000 a 1 000 000 mm) pero principalmente por su apariencia

atractiva.

Tienen tres partes principales: tablero, pilares, y tirantes.

El tablero es soportado elsticamente en varios puntos a lo largo de

su extensin por cables inclinados, fijados al pilar las cargas

permanentes y mviles son transmitidas al pilar o torre; mediante los

tirantes con una estructura reticuladacon tirantes traccionados los

cuales transmiten las fuerzas de carga de tablero a inclinacin de

los tirantes comprime el tablero del puente rigidizndolo, y aportndolemayor resistencia, bajo el mismo principio del concreto preesforzado,


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sabemos que el mstil y el tablero quedan comprimidos, por lo que

aumenta su capacidad de carga y su resistencia a esfuerzos de

cargas cortantes y dinmicas, el mstil o torre de un puente

atirantado se construye con una esbeltez proporcional al alcance de los

tirantes y la luz a cubrir, el mstil es el que recibe y transmite las

cargas como acciones verticales al suelo de fundacin, adems de ser el

responsable por la estabilidad general de la estructura, pues leves

distorsiones de su posicin, generaran sobreesfuerzo en unos

tirantes, y relajamiento en otros, con posibles graves consecuencias,

como pandeo o rotacin alrededor del eje longitudinal del puente.

4.4 ANALISIS DE FALLAS EN PUENTES ATIRANTADOS

4.4.1 Falla por problemas de diseo

Las fallas por problemas de diseo tienen su origen en otras

causas secundarias, que se clasifican de la siguiente manera:

Errores en la seleccin del material constitutivo, Fallas en la especificacin de la capacidad estructural del

puente,

Indefiniciones en el proceso constructivo o errores en elmismo, y

Fallas geomtricas en el diseo estructural.Generalmente, las causas por problemas de diseo se catalogan

como poco probables, sin embargo, estos problemas pueden

calibrarse con el comportamiento estructural del puente, durante

su operacin. Es ms probable que los problemas se presenten en

algunas partes especficas del puente, como por ejemplo, la

capacidad estructural de los elementos de anclaje, para resistir

cargas dinmicas, ya que pueden tener poca resistencia o defectos

internos.


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4.4.2 Fallas en el material constitutivo

Las causas ms importantes identificadas para producir fallas en

los materiales son: Propiedades mecnicas deficientes del acero, Proceso de fabricacin inadecuado, Composicin qumica deficiente y Tratamiento trmico mal aplicado.

Este tipo de fallas, tiene una alta probabilidad de ocurrencia, esto

debe generalmente al mal control de calidad en el proceso de

fabricacin de piezas estructurales que no garantiza lahomogeneidad y especificaciones del material, lo que implica que

existan variaciones en el material con que es construido un

elemento, que puede afectar la integridad del puente.

4.4.3 Fallas en el proceso constructivo

Este tipo de fallas se caracteriza por tres problemas secundarios:

El maquinado, la soldadura y El relevado de esfuerzos,

Estas fallas son clasificadas como probabilidad media, su

consideracin es importante debido a que sus efectos se pueden

presentar en un mediano o largo plazo en combinacin con

algunos de los problemas que pueden existir en el material

constitutivo.

4.4.4 Fallas por condiciones de operacin no consideradas

A excepcin de las cargas laterales por efecto del viento, estas

causas se consideran de baja probabilidad por el comportamiento

global de un puente atirantado; sin embargo, no pueden

descartarse las condiciones de trfico, que pueden aumentar con

el paso del tiempo y rebasar a las consideraciones que se tomaron

en el diseo.


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CONCLUSIONES

Los cables de atirantamiento se pueden organizar de diversas formasdentro de cada uno de los haces ya sea el borde del tablero, o un solo

plano situado en su eje.

Los cables de retencin son los que evitan los movimientos en la cabezadel piln, adems de disminuir en gran porcentaje la deflexin que

puede presentarse en el tablero.

Las torres, son la parte ms importante dentro de la estructura de lospuentes atirantados, ya que estos son los que van a soportar toda la

carga que se ha de distribuir del tablero a los cables y estos al piln o

torres. La altura de las torres est en funcin de la luz libre que tendr el

tablero entre sus puntos de apoyo.

El tablero es muy importante dentro del esquema resistente bsico de laestructura del puente atirantado ya que va a resistir las componentes

horizontales que le transmiten los tirantes.

El tablero cumplir la funcin de transmitir todas las cargas que vayana este hacia a los cables y estos a su vez hacia el piln.

Debido a espacios muy grandes que existen entre cable y cable, eltablero debe tener el peso y la rigidez necesaria para que no existan

problemas de flexin.

El escoger un sistema de cables mltiples con espacios pequeos entreestos, facilita enormemente la ereccin del puente y permite disear

vanos con mayores luces.

Se debe tomar en cuenta que al colocar pilones delgados en el centrodel plano, inevitablemente deber aumentarse el espesor del tablero.


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BIBLIOGRAFIA

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obtener el grado de doctor en ciencias con especialidad en

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