PUENTES I N S P E C C I ÓN V IS UA L D E U N P U E N T E V E H IC U L A R ELABORO: L U I S A N G E L A L VA R E Z F L O R E S ALEJANDRO BARRUETA ORTEGA REVISÓ: I N G. J E S U S VA L D E S G O N Z A L E S OBJETIVO El objetivo principal de este trabajo es realizar una inspección visual in situ (o bien, con apoyo de la herramienta Google Earth) del puente vehicular localizado en el Blvd. Sta. Cruz Atizapán, Edo. Méx, para posteriormente realizar una descripción de los elementos (superestructura y subestructura) que lo conforman UBICACIÓN Blvd. Prof. Carlos Hank González, Santa Cruz Atizapán, Estado de México. Latitud: 19°10'53.9"N (19.181639) Longitud: 99°28'44.8"W (-99.479100) 2 TERMINOLOGÍA Y CONCEPTOS DE LA INSPECCIÓN DE PUENTES Clasificación del puente por su propósito y ubicación De acuerdo a la norma N·PRY·CAR·6·01·001/01 según su propósito y ubicación la estructura del puente en revisión se clasifica como sigue a continuación: Paso inferior vehicular: siendo una estructura que se construye en un cruce de la carretera de referencia por abajo de otra vialidad y cuyas dimensiones quedan definidas por las características geométricas y rasantes de ambas vialidades. Clasificación por su geometría en planta (trazo horizontal) Esviajado: se dice que una estructura tiene esviaje o que está construido en esviaje, cuando la forma en planta del tablero no es rectangular. Esto quiere decir que el eje de los apoyos forma un ángulo distinto a 90°, con el eje longitudinal de la estructura. A continuación muestra el esviaje que presenta el puente en revisión. 3 Clasificación por su geometría en perfil (trazo vertical) Tangente horizontal: se denomina estructuras en tangente horizontal aquella en donde la pendiente longitudinal es de 0%, esto quiere decir, que no existe desnivel entre el punto inicial y el punto final de la estructura. Clasificación por la movilidad e inmovilidad de la superestructura Fijo: debido a que la estructura en donde la superestructura se mantiene fija a lo largo de la vida útil de la misma a excepción de que se realicen algún trabajo de mantenimiento (cambio de apoyos). 4 Clasificación por su vida útil Definitivo: es un puente diseñado para una vida en servicio de 75 años. Este periodo es una propuesta dado que no se tiene establecida la vida útil en la normativa vigente. SUPERESTRUCTURA. Tipología de puente Puente viga losa: los puentes viga losa son estructuras sencillas y eficiente: consiste de varios elementos paralelos que soportan un tablero de menor peralte que un puente losa. En campo se midió un ancho de losa aproximado de 14 metros. Estos elementos vigas son de concreto reforzado, concreto postensado o concreto pretensado, y pueden variar su sección transversal, como: vigas rectangulares, vigas T, Vigas I, Vigas cajón, vigas tipo canal, etc. Para el puente en inspección se contabilizaron 6 vigas cajón cubriendo un claro de aproximadamente 28 metros. Existen diferentes sistemas estructurales para los puentes viga losa, del puente inspeccionado se identifica corresponde a: 5 Viga simplemente apoyada: se trata del sistema más simple donde las vigas únicamente van apoyadas en sus extremos de manera articulada. Materiales de su construcción Esta estructura es unas de las más comunes y está compuesta por una combinación de cemento Pórtland, agregados pétreos, agua y aditivos para formar una mezcla moldeable que al fraguar forma un elemento rígido y resistente. Esta puede estar reforzadas con varillas de acero (concreto reforzado) o con torones o cables de acero a los cuales se les induce una carga de tensión (concreto presforzado) antes (pretensados) o después (postensados) de colocar el elemento. Naturaleza de las cargas que soporta Carretero: se le denomina de esta manera por ser una estructura cuya función principal es dar paso a vehículos automotores. Las cargas actuantes en el puente se enlistan a continuación: Cargas vivas: 1.- Cargas sobre parapeto vehicular 2.- Carga viva lateral sobre guarnición 3.- Carga viva en banqueta 4.- Carga viva vehicular (que dependerá del tipo de carretera y modelo de carga viva vehicular para el análisis longitudinal) 6 Cargas muertas: 1.- Peso de la losa de concreto reforzado 2.- Peso de la capa de asfalto 3.- Peso propio de la trabe (de campo se identifica de tipo cajón) 4.- Peso de la guarnición de concreto 5.- Peso del parapeto metálico SBESTRUCTURA. Se le denomina subestructura a los elementos que integran un puente, que se encargan de soportar la carga de la superestructura y transmitirla a la cimentación. Apoyos extremos: con estribos de concreto reforzado desplantados por superficie. Estribos: los estribos son apoyos que soportan la carga vertical de la superestructura del puente en los extremos, además tienen la función de soportar conjuntamente con los aleros, los empujes horizontales (estáticos y dinámicos) producidos por el suelo de relleno. Al estar sometidos a fuerzas horizontales, pueden sufrir deslizamientos y/o volcamientos, se deben diseñar y dimensionar de tal forma que cumplan todos los requisitos de estabilidad. Estribos con Aleros en “U” 7 Los aleros de este tipo de estribos son perpendiculares al cuerpo del mismo, para darle soporte lateral al suelo de relleno del terraplén de acceso. En campo se midió un ancho de estribo de aproximadamente 14 metros con un alto de aproximadamente 5 metros. Cimentación: se le denomina cimentación a los elementos que tienen como función proporcionar el medio para que las cargas procedentes de la subestructura se transmitan al terreno produciendo en este un sistema de esfuerzos que puedan ser resistidos con seguridad sin producir asentamientos o con asentamientos tolerables. Para el presente puente no es visible el tipo de cimentación, más sin embargo se especula este constituida por zapatas. Dispositivos de apoyo: son los elementos encargados de transmitir en forma adecuada las cargas de la superestructura (vigas, armadura, etc.) a los componentes de la subestructura (Estribos, caballetes y pilas), permitiendo la expansión y rotación de la superestructura si fuera el caso. Apoyos de Neopreno: es un dispositivo estructural que transmite carga y permite la traslación y rotación compuesto de polychloropreno (neopreno). Dentro de esta categoría existen variantes entre los apoyos teniendo entre estos los apoyos elastoméricos que tienen espesores de 13 mm (1/2”) o menores y están compuestos únicamente por neopreno. Nota: 8 Mediante recorrido en campo fue muy evidente la presencia de humedad en elementos tales como cuerpo del estribo y vigas. De igual manera existe una presencia de “contaminación biológica” entre el alerón y el cuerpo del estribo. Ubicación Av. Paseo Tollocan 1034, Vicente Guerrero, 50110 Toluca de Lerdo, Méx. Latitud: 19°16´30´´ Longitud: 99°40´11´´ 9 Clasificación del Puente De acuerdo a la norma N·PRY·CAR·6·01·001/01 según su propósito y ubicación la estructura del puente en revisión se clasifica como sigue a continuación: 10 Paso inferior vehicular: siendo una estructura que se construye en un cruce de la carretera de referencia por abajo de otra vialidad y cuyas dimensiones quedan definidas por las características geométricas y rasantes de ambas vialidades. Clasificación por su geometría en planta (trazo horizontal) Normal: Este tipo de estructuras son aquellas en donde el eje de la estructura y el eje de los apoyos forma un ángulo de 90° y por consecuencia los tableros en planta son rectangulares. 11 Clasificación por su geometría en perfil (trazo vertical) Tangente con pendiente: Se denomina estructuras en tangente horizontal aquellas en donde la pendiente longitudinal es diferente de 0%, esto quiere decir, que existe desnivel entre el punto inicial y el punto final de la estructura. Dicha pendiente puede ser ascendente o descendente. 12 Clasificación por la movilidad e inmovilidad de la superestructura Fijo Son aquellas estructuras en donde la superestructura se mantiene fija a largo de la vida útil de la misma a excepción de que se realicen algún trabajo de mantenimiento (cambio de apoyos). Clasificación por su vida útil Definitivo Son los puentes diseñados para una vida en servicio de 75 años. Este periodo es una propuesta dado que no se tiene establecida la vida útil en la normativa vigente. Superestructura Puente viga losa: los puentes viga losa son estructuras sencillas y eficiente: consiste de varios elementos paralelos que soportan un tablero de menor peralte que un puente losa. En campo se midió un ancho de losa aproximado de 28 metros. Estos elementos vigas son de concreto reforzado, concreto pos tensado o concreto pretensado, y pueden variar su sección transversal, como: vigas rectangulares, vigas T, Vigas I, Vigas cajón, vigas tipo canal, etc. Para el puente en inspección se contabilizaron 70 nervaduras 2 vigas cajón y 4 vigas rectangulares, cubriendo un claro de aproximadamente 60 metros. 13 Existen diferentes sistemas estructurales para los puentes viga losa, del puente inspeccionado se identifica corresponde a: I. Viga simplemente apoyada: se trata del sistema más simple donde las vigas únicamente van apoyadas en sus extremos de manera articulada. Materiales de su construcción Esta estructura es unas de las más comunes y está compuesta por una combinación de cemento Pórtland, agregados pétreos, agua y aditivos para formar una mezcla moldeable que al fraguar forma un elemento rígido y resistente. Esta puede estar reforzadas con varillas de acero (concreto reforzado) o con torones o cables de acero a los cuales se les induce una carga de tensión (concreto presforzado) antes (pretensados) o después (postensados) de colocar el elemento. Naturaleza de las cargas que soporta Carretero: se le denomina de esta manera por ser una estructura cuya función principal es dar paso a vehículos automotores. Las cargas actuantes en el puente se enlistan a continuación: Cargas vivas: 1.- Cargas sobre parapeto vehicular 2.- Carga viva lateral sobre guarnición 14 3.- Carga viva en banqueta 4.- Carga viva vehicular (que dependerá del tipo de carretera y modelo de carga viva vehicular para el análisis longitudinal) Cargas muertas: 1.- Peso de la losa de concreto reforzado 2.- Peso de la capa de asfalto 3.- Peso propio de la trabe (de campo se identifica de tipo cajón) 4.- Peso de la guarnición de concreto 5.- Peso del parapeto metálico Subestructura Se le denomina subestructura a los elementos que integran un puente, que se encargan de soportar la carga de la superestructura y transmitirla a la cimentación. Apoyos extremos: con estribos de concreto reforzado desplantados por superficie. Pila tipo marco rígido Este tipo de elementos está conformado por un cabezal, el cual forma un marco con las columnas, las cuales tienen la función de soportar las cargas y trasmitirlas a la cimentación, en ocasiones las columnas de la pila pueden utilizarse como cimentación profunda. 15 Dispositivos de apoyo Son los elementos encargados de transmitir en forma adecuada las cargas de la superestructura (vigas, armadura, etc.) a los componentes de la subestructura (Estribos, caballetes y pilas), permitiendo la expansión y rotación de la superestructura si fuera el caso. Existe una gran variedad de dispositivos a continuación se enunciarán los de uso más común en nuestro país. Apoyos de Neopreno Es un dispositivo estructural que transmite carga y permite la traslación y rotación compuesto de polychloropreno (neopreno). Dentro de esta categoría existen variantes entre los apoyos teniendo entre estos los apoyos elastoméricos que tienen espesores de 13 mm (1/2”) o menores y están compuestos únicamente por neopreno. Los apoyos de espesores mayores, deben ser compuestos por capas alternadas de elastómero y refuerzo de acero íntegramente unidas entre sí y se les conoce como Neoprenos integrales. Otra variante de estos son los apoyos elastoméricos deslizantes que consisten en una placa metálica superior y una superficie de contacto de acero inoxidable sobre una almohadilla rodeada de una capa de Polytetraflouroethyleno (Teflón). 16 17
