Propuesta IDU - Foro Técnico sobre la Troncal Caracas del Sistema Transmilenio-ST
El relleno fluido no fue el único culpable - Foro Técnico sobre la Troncal Caracas del Sistema...
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FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
LECCIONES A APRENDEREL RELLENO FLUIDO NO FUE EL ÚNICO CULPABE
ESTUDIO – DISEÑOS E INTERVENCIONES
CAROL ANDREA MURILLO FEOUNIVERSIDAD NACIONAL
BOGOTA
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
DISEÑO ESTRUCTURAS RIGIDAS
K COMBINADO
MODULO ROTURA
MATERIAL DE SOPORTE
TRANSFERENCA
CONFINAMIENTO
FACTOR SEGURIDAD-
CARGAS
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
LA LOSA ABSORBE MÁS DEL 85% DEL DISEÑO
DISEÑO ESTRUCTURAS RIGIDAS
LA BASE IDEAL
Homogéneo?Isotrópico?
Lineal?
K
Suelo natural
Base de soporte
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
FATIGA
• Agrietamiento
• Bajos tráficos
• Mayor incidencia ejes simples
• Independiente del confinamiento
EROSION
• Escalonamiento
• Tráficos medios y altos
• Mayor incidencia ejes tándem
• Pasadores
• Depende del confinamiento
DISEÑO ESTRUCTURAS RIGIDAS
Fuente (www.eltiempo.com)
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
RESUMEN
Fuente (Ronderos, 2005)
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
EERORES - DISEÑO ESTRUCTURAS RIGIDAS
•Cada carril tenia una estructura de soporte diferente
• Limitados ensayos de exploración del suelo soporte
• Se debió reparar las estructuras existentes- calcado de grietas
•No había heterogeneidad en el diseño
K combinado
•Ausencia de confinamiento
• Influye en la determinación de los espesores ( hasta 5 cm ) ESPESORES INSUFICIENTES
CONFINAMIENTO
•El diseño tenia factor de seguridad sin embargo las cargas de fueron superiores –
•Velocidades de operación diferentes para cada carrilFS
• Falta de conocimiento del material en términos mecánicos e hidráulicos
•No se tenia especificación clara de los materiales : se cambió las resistencias (60 a 30 kg/cm2)
•Error conceptual : no se tuvo en cuenta la erosión del material
•Error conceptual :material de re nivelación = material de base
MATERIAL BASE
•Ausencia de drenaje
•No se concibió un diseño integral – falta de planeación proyecto DRENAJE
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
Agua + material
1. Cargas Altas2. Presencia de Agua3. Material erosionable
EXPULSION DE AGUA
BOMBEO EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
BOMBEO EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Fuente UniAndes – Caicedo 2001
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
BOMBEO EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Fuente UniAndes – Caicedo 2001
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
• EL fenómeno de bombeo debe estudiarse con teorías completas de la hidráulica bajo losas de pavimento
rígido (Nguyen Cong Phu (1979) Cong Phu y Ray en (1979) y Ray (1985)
• El flujo del agua bajo las losas de concreto tiene un comportamiento fundamentalmente diferente en
función de la profundidad de la cavidad que existe por debajo de las losas (Tabla 2, Ray 1985).
Viscoso
Laminar
Transitorio
Cavidad
Peso vehículo
Presión agua
Hydraulique du pompage des chaussees en beton et erodabilite des materiaux de couche de fondation et de couche de forme, Nguyen Cong Phu (1979)
EXPULSIÓN DE AGUA
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
EFECTO DEL PESO DE LOS VEHICULOS
EXPULSIÓN DE AGUA
ENTEDER EL COMPORTAMIENTO
HIDRAULICO DEL FLUJO
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
VALORES DE FRECUENCIAS
≠
≠
EFECTO DE VELOCIDADES DE OPERACIÓN
EXPULSIÓN DE AGUA
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
Velocidad Frecuencia
(km/h) (Hz)
5 1
10 2
30 5
60 10
80 13
100 17
120 20
(Coffman, B.S. – 1967)(PIT- Universidad Nacional, 2012)
EFECTO DE VELOCIDADES DE OPERACIÓN
EXPULSIÓN DE AGUA
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
EFECTO DE VELOCIDADES DE OPERACIÓN
EXPULSIÓN DE AGUA
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
FASE 1
• 0-30 Seg
FASSE 2
• 30 seg y 1 min
Valores de referencia :Nivel 1 : 0,2 mmNivel 2 : 0,2 – 0,5 mmNivel 3 : > 0,5 mm
Erodabilité des fondations et comportement des chausseés (Christory, 1985)
METODO DEL CEPILLADO
ENSAYOS ERODABILIDAD
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
Erodabilité des fondations et comportement des chausseés (Christory, 1985)
Verificación visual en 6 punto de control de las núcleos extraídosDiámetro aproximado 10- 15cm
METODO EXTRACCION DE NUCLEOS
ENSAYOS ERODABILIDAD
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
Erodabilité des fondations et comportement des chausseés
(Christory, 1985)
PARAMETROS DE ENSAYOFrecuencia : 160 HzAceleración : 13 gTiempo : 20 min
MESA VIBRATORIA
ENSAYOS ERODABILIDAD
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
APLICACIÓN EN EL DISEÑO DE ESTRUCTURAS RIGIDASEl fenómeno de erosión es la principal causa de los daños en estructuras rígidas
PARA CADA MATERIAL PARA VARIOS MATERIALES
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
CARACTERIZACION DEL MATERIAL
Fuente UniAndes – Caicedo 2001
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
CARACTERIZACION DEL MATERIALDINAMICO
Fuente UniAndes – Caicedo 2001
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
ERODABILIDAD PARA LAS DIFERENTES
RESISTENCIAS DE RELLENO FLUIDO
020406080
100120
30 60 80 140
Relleno fluido (kg/cm2)
CARACTERIZACION DEL MATERIAL
Fuente UniAndes – Caicedo 2001
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
COMPARACION DE DESGASTE
PARA MUESTRAS SATURADAS Y NO
SATURADAS
0
50
100
150
200
250
Relleno fluido (30kg/cm2)
Desg
aste
(gr/m
in)
Saturada
No saturada
CARACTERIZACION DEL MATERIAL
Fuente UniAndes – Caicedo 2001
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
MUESTRA
RELLENO FLUIDO
CARACTERIZACION DEL MATERIAL
Fuente UniAndes – Caicedo 2001
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS RIGIDOS
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
EVOLUCIÓN DEL TRÁFICO
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
DATOS DEL SISTEMA TRANSMILENIO
Fuente: Formulación del PMM para Bogotá
DATOS DE OPERACIÓN Actividad 2006 2009
Longitud (km) 42.4 84.43
Estaciones en operación 94 116
Flota troncal disponible (buses) 747 1636
Velocidad promedio (km/h) 26.17 25.43
Fuente: Como avanza el distrito en movilidad 2009
Fuente: www.sitp.gov.co
PARQUE AUTOMOTOR EN 2015 - BOGOTA
Aumentó en 119%
Disminuyó en 2.8%
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
HISTORICO DEL PARQUE AUTOMOTOR BOGOTA
2009 – Implementación del servicio de Biarticulados
Capacidad 260 personas, L = 27.2 m, A = 2.60 m y 7 puertas, Peso = 40 Ton
Fuente: Movilidad en cifras 2012
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
DAÑO SOBRE LA ESTRUCTURA DEL BUS ARTICULADO
Fuente: Determinación del peso por eje de buses articulados y buses alimentadores de Transmilenio –Informe Final
TIPO 1 TIPO 2 TIPO 3 TIPO 4
LA TRANSMISIÓN DE LAS CARGAS, ASÍ COMO EL DAÑO GENERADO, NO
ES IGUAL PARA TODOS LOS ARTICULADOS
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
TIPOS DE CARGA
-50000
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
450000
500000
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14
Pre
sió
n (
Pa
)
tiempo (s)
TIPOS DE CARGA - SIMULACIÓN FWD
C-1
C-2
C-3
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
RELACIÓN ESFUERZO – PROFUNDIDAD
(Gomez, Murillo , 2015)
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
RELACIÓN DEFORMACIÓN – PROFUNDIDAD
(Gomez, Murillo , 2015)
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
INTERVENCIONES POSTERIORES
Fuente: http://www.noticiascolombianas.com.co/index.php/110072/reparacion-de-2-200-losas-de-transmilenio/ - El Espectador
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
www.laneros.com
www.elespectador.comwww.eltransporte.com
DISEÑO ESTRUCTURAS RIGIDAS
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
(AASHTO, 1993)NO SON EQUIVALENTES
TIPOS DE INTERVENCION
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
• De las 24.753 losas de la Autopista Norte se ha reparado 3.282 losas (13.3%) con un costo de 24.999 millones de pesos.
• De las 16.997 losas de la Avenida Caracas se ha reparado 3.518 losas (20,7%) con un costo de 27.019 millones de pesos.
• De las 41.750 losas de las 2 troncales se ha reparado 6.800 losas (16,3%) con costo de 51.319 millones de pesos.
TIPOS DE INTERVENCION
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
CONCEPTO ARMAGHANI
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
CONCEPTO ARMAGHANI
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
ASFALTO h: 21 cm, ai:0,22
CIV: 1001607Folio: 128Losa 2 - 17
CONCRETO HIDRÁULICO
22 cmCONCRETO HIDRÁULICO
24 cm
BASE ARMAGHANI h: 24 cm,
ai:0,14 mi:0,9
RELLENO FLUIDO h:5 cm, ai:0,14
“RECOMENDACIONES” para mejorar la condición de las losas falladas en la autopista Norte. : “ Stability and draining must be assured,
focusing on stability of slabs….”),
CONDICIONES:• Verificar la capacidad estructural del
conjunto de las capas inferiores a reemplazar
• El drenaje para cada losa a intervenir debería ser ajustada, ya que cada una de ellas está aislada y presenta condiciones particulares
DR. JAMSHID ARMAGHANI
CONCEPTO ARMAGHANI
NO SON EQUIVALENTES ESTRUCTURALMENTE
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
- Los diseños deben ser integrales- Cada proyecto es ÚNICO- Es necesario realizar la inversión en ensayos de campo
completos- Caracterización de materiales (un parámetro NO es
suficiente)- Comités técnicos- Lo barato sale caro- Del afán no queda sino el cansancio- Desconocimiento de experiencias anteriores
CONCLUSIONES
FORO TÉCNICO TRONCAL CARACAS - CAROL A. MURILLO
NO ES CUESTIÓN DE ROMPER LAS ESTRUCTURAS, SINO DE SABER QUÉ HACER CON LOS PEDAZOS
MAFALDA – QUINO