UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL YARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILMONOGRAFACONSTRUCCION Y DISEO DEPUENTESWILBER RAMOS CARTAPUNO-PER2015PRESENTACIN INTRODUCCINPordondefuesequevayamosnosencontramosconpuentesobrasquedea!una forma aman nuestra atenc"#n$ ya sea por a part"cuar"dad que t"ene ypor e usoquedamosaeo$ ynoesparamenosyaqueenese"nstanteestamos frente a una obra de arte%E ob&et"vo de este documento es ayudar a tener cr"ter"o en a ocas"#n en quese nos presentan observar puentes$ e'p"c(ndoo$ en en!ua&e s"mpe$ a!unasde as caracter)st"cas de su d"se*o y su construcc"#n%+os aspectos t,cn"cos ser(n tratados suavemente y apenas "ncu"r( conten"dosmatem(t"cos$ s"nembar!oenarea"dadcas" todaapan"f"cac"#nestar(fundamentada con as matem(t"cas$ pero a ra-#n de no "ncu"ros en nuestroconten"do es a que eector trate de evar a cabo un an("s"s mas profundo$ten"endo como !ran ar!umento aeste documento%Def"n"das as caracter)st"cas !eom,tr"cas pre"m"nares se pasa a proceso de pre d"mens"onam"ento de os eementos estructuraes. d"mens"ones de as v"!asy coumnas$ caracter)st"cas de a c"mentac"#n$ def"n"c"#n de escaeras$ muros de contenc"#n$ pos"c"#n de ductos de a"re acond"c"onado% +ue!o se eva/a as car!as que soportara a ed"f"cac"#n. car!as muertas que son car!as que no var)an dentro de a estructura n" a o ar!o de t"empo0 car!as v"vas que var)an en espac"o o en e t"empo$ por e e&empo$ e peso de os ocupantes y os muebes% E "n!en"ero a car!o debe ana"-ar as fuer-as de reacc"#n y deformac"ones que de esqueeto res"stente deb"do a as car!as% Para esto muc1os "n!en"eros%2aymuc1as cosas "nteresantes paraobservar$espec"amente cuando sabesa!o sobre eos% Desde cuaqu"er punto de v"sta$ a observac"#n de puentes esuna af"c"#n atract"va a o ar!o de todo emundo$ y eo es o que queremosmostrar a trav,s de este med"o%3% E+E4ENTO DE +OS PUENTES3%35 CONCEPTO 6 CARACTER7STICAS+os puentes son estructuras creadas por os seres 1umanos desaf"ando as barreras naturaes con e f"n de transportarse y transportar mercanc)a de un u!ar aotro 2ay var"edad de puentescas"f"cados se!/n su uso$ como os acueductos que transforman a!ua$ v"aductospara e paso de carreteras y v)as f,rreas y pasareas para a c"rcuac"#n de personas%+os puentes t"enen d"st"ntascaracter)st"cas se!/n e mater"a con que se rea"cen% Pueden ser de madera r(p"dos de constru"r y baratos pero poco res"stentes y requ"eren d manten"m"ento cont"nuo$ os pr"meros puentes fueron constru"dos enmadera% De p"edra$ muy res"stentes compactos y duraderos pero costosos% 4et("cos son vers(t"es y se construyen con rap"de- pero son caros para constru"r y mantener% De 1orm"!#n que son r(p"dos paraconstru"r y res"stentes y requ"eren poco manten"m"ento E'"sten var"os t"pos de puentes3%85 DATOS NECESARIOS PARA E+ PRO6ECTO DE PUENTES1.2.1- LA SUPERESTRUCTURA:Es el conjunto de elementos que forman la parte superor del puente! " #eneralmente est$ compuestapor:a% Lasuperfciederodamiento:sueleserdeconcreto refor&adodealta resstenca"enpocasocasonesde elementosprefa'rcados!tam'(npuede ser met$lca como en el caso de puentes de cu'ertaortotr)pca.'% La superfcie betuminosa: es una capa asf$ltca que sr*e como recu'rmento protector a la super+ce derodamento.c% La acera: es una secc)n que sr*e para la crculac)n peatonalque #eneralmente est$ en los e,tremos lon#tudnales delpuente.d% Barandales: son elementos nstalados para #arant&ar la se#urdad delos peatones! " al msmo tempo sr*en para e*tar accdentes de ca-das de los *e.-culos al *ac-o.e% Vigas longitudinales y transversales: cuando los puentes son de claros cortos el elemento prncpal son *#as lon#tudnales! que se apo"an enlos e,tremos del puente. Cuando el puente tene un claro mu" corto /menor ) #ual a 0 metros%nosepro*een*#aslon#tudnales!sno!deunalosam$s#ruesala cual resulta muc.o m$secon)mca.f% Diafragmas: son elementos que sr*en de arrostre lateral a laestructura! capaces de transmtr las fuer&as s-smcas ) fuer&asde *ento .acala su'estructura.Enla1#ura1.2semuestra unpuentequeconteneeste tpode elementos deacero.Ilustracin 1Puente San Cristbal con marcos transversales de acero TipoX.1.2.2- LA SU3ESTRUCTURA:La su'estructura de los puentes est$ compuesta de los estr'os " plas!la cmentac)n " los aparatos de apo"o. La su'estructura soporta lascar#as or#nadas en la superestructura " las transmte al estratoresstente.Los estr'os /1#ura 1.4% son '$scamente plares con muros en los e,tremos. Estos muros contenen el relleno del acceso " de'en tener la lon#tud adecuadaparae*tarlaeros)n"quese desple#ueelrelleno5(stosde'en prote#ersecontrael*olteo! desl&amento!despla&amentoslaterales!fracturas del su'suelo " ladescar#a de los plotes cuando estose,stan.Ilustracin 2Estribo formado por el muro frontalmuros de ala oaletones.Los estr'os pueden ser a'ertos ) cerrados! los estr'os cerrados pueden ser.uecos)s)ldos.Losestr'oss)ldosson #eneralmentedemamposter-a ela'orados por 'olones por su facldad de .allarlas en las orllas de los r-os. Los estr'os.uecos son llamados as- por su forma estructural! pero cas sempre se llenande suelo6 cemento paraproporconarpeso" darle ma"or se#urdadala estructura.Los tpos de plas m$s utl&adas en el apo"o de puentesson:a% Las plas Tpo Ca'allete: Las plas tpo ca'allete conssten en dos om$s columnasdesecconestrans*ersalesmac&as separadastrans*ersalmente. Estasplassedse7an consderandoacc)ndep)rtcoparalas fuer&as que act8an respectodelejeresstente.En#eneralestasplasest$n empotradasen la'ase"nosonnte#ralesnconla superestructuranconunca'e&alenla parte superor. Las columnas pueden estar soportadas por una&apata ensanc.adaouna&apataso'replotes5tam'(npuedenser prolon#aconesde los plotes por encma del n*el delterreno.'% Las plas de una sola columna: Las plas de una sola columna! tam'(n conocdas como plas 9T9 o plas 9tpo martllo9! #eneralmente son soportadas en su 'ase por una &apata ensanc.ada!una &apata so're plotes perforados o una &apata so're plotes .ncados! " puede ser nte#ral con la superestructura o 'en pro*eerle a la estructura un apo"o ndependente. c% Las plas tpo muro mac&o: Las plas tpo muromac&ose dse7an como s se tratara de columnas para las fuer&as " momentosqueact8an respecto del eje d('l " como s se tratara de plares para las fuer&as" solctaconesqueact8an respectodelejeresstente.Estasplaspuedentener su e,tremo superor artculado! empotrado o l're! pero .a'tualmente est$n empotradasenla 'ase.Snem'ar#o! muc.as*eceslasplascortas"ro'ustas se artculan en la 'ase para elmnar los ele*ados momentos que se desarrollar-an por causa del empotramento. Anterormente losdse7os m$s mac&os eran consderados plas de#ra*edad.d% Lasplasdeejesmpledesecc)nrectan#ular)crcular so're&apatas desuper+ce!puedenusarseparatransportar tra'esdecaja!condafra#mas construdos que act8en como *#astrans*ersales.e% Losmarcosdeportal:(stosseempleancomoplares'ajo tra'esde aceropesadas!conapo"oslocal&ados drectamenteso'relascolumnas del portal. :e preferenca las columnas del marco del portal de'en descansar so're unaplaca'asecom8n.Senlu#arde(stasseusan&apatas asladas!de'en utl&arse'arrasdeamarreadecuadaspara e*tarqueseseparen)sea;ojen /1#ura 1.S :E AP>?>S:Los apo"os " las artculacones para puentes puedenclas+carse en cuatro tpos:a% Apo"os +jos.'% Apo"os artculados.c% Apo"os desl&antes ) de e,pans)n.d% @untas artculadas! esla'onadas " con rodllos artculados.e% napoyo f!o como semuestra en la 1#ura1.1Ade'ede estaranclado +rmementeparampedrlosmo*mentos .or&ontales"*ertcales!peropueden permtr el #ro de los e,tremos del mem'ro soportado en un plano *ertcal.Ilustracin "#poo de e$pansin met%lico &'o de unpuente.f% Losapoyosdee"pansi#ncomosemuestraenla1#ura 1.11sonde trestpos:derodllos!deslletas'asculantes) placasdesl&antes.Lasplacas desl&antes se permten para puentes cu"o claro es menor ) #ual a BA pes " se permte que dc.o apo"o no este pre*sto de un mecansmo que tome en cuenta la rotac)n.Para puentes de claros medos " claros lar#os se usan rodllos )slletas'asculantes.Porlo#eneralsepre+erenlasslletas'asculantesalosrodllosporlamenorpro'a'ldad dequedar+josa causadela'asura)lacorros)n.Sn em'ar#o!losrodllossonlaalternat*a cuando la pres)nen la slleta requere que ten#an un medo demasado #rande para mantener los esfuer&os de contacto dentro de loadms'le.Lasuper+cesuperordeunaslletade'etener unpasador) unsoporte cl-ndrco"lasuper+cenferorde'esercl-ndrcaconcentroderotac)nenel centro de rotac)n de la super+ce superor deapo"o.#% $poyos con almo%adillas elastom&ricas: Son apo"os .ec.os total ) parcalmentedeestemateral/1#ura1.12%!seusanparatransmtrlascar#as de un mem'ro estructural a un apo"o permt(ndole mo*mentos entre el puente "el apo"o.E,stenalmo.adllasquenoson.ec.asensu totaldaddedc.o1.2.'-ELECEDT>SSECUD:AR=>S:Estos son elementos que no ca'en dentrodelaclas+cac)n anteror! pero jue#an un papel mu" mportante en la funconaldad delmsmo.:entrodeestosest$n:losmurosderetenc)nqueseencuentran enlos e,tremosdelosestr'os!"sr*enparaencau&arela#ua!demaneraque(sta pase por el puente con una adecuada drecc)n! a estos elementos seles denomna normalmente como aletones /nom're *$ldo para estr'os de mamposter-a%. Las o'ras de protecc)n! que #eneralmente se u'cana#uas arr'ade las plas! paraprote#erlas defuertesmpactospro*ocados porlos elementos que arrastra la corrente. Estos elementos se u'can cuando e,ste la pos'ldaddequelacorrentepuedaarrastrar o'jetosconsdera'lemente #randes/$r'oles%.Las o'ras de protecc)n del fondo del cauce! tales como los enrocamento )los&ampeadossonpartedelae+cente funconaldaddelpuente!aunqueno corresponden al n#enero estructural! sno al n#enero .dr$ulco! normalmente nos tomamos lal'ertad de utl&arlos cuando creemos que escon*enente.La losa de acceso es un tema dscutdo! de'do a que no sepuede clas+carenunodelosprmerostreselementosprncpalesque consttu"enun puente! pero (sta sr*e para encau&ar " dsmnur el #olpe quepro*ocael *e.-culo en la entrada de lospuentes3%95 CORROSIN EN ESTRUCTURAS 6 PUENTESLa corros)n es un proceso electroqu-mco natural en el cual la ener#-a #anada en la con*ers)n del .erro en acero es l'erada en forma de corrente drecta. La com'nac)n de los ones de .erro con el electrolto en el $nodo produce la corros)n de los productos que pueden lle#ar a ocupar 2 *eces m$s *olumen que el acero or#nal. Enestructuras de concreto refor&ado! el electrolto es cloruro en a#ua " los $nodos del acero refor&ado corroen.1.E.1- 1ACT>RES FUE =D1LU?ED ED LA C>RR>C=>DLas condcones en donde un metalpuede estar e,puesto a la corros)n pueden *arar e,tensamente. En resumen podemos menconar los s#uentes tpos :1% E,posc)n a la atm)sfera e,teror. La cantdad de corros)n puededepender prncpalmente en el tpo de metal o me&cla de metales! a la corrente de llu*a! la temperatura! el #rado de poluc)n " el $n#ulo! " la e,tens)n de e,posc)n a los *entos " llu*as.2% E,posc)n a atm)sfera nteror. La atm)sfera nteror de un ed+co puede *arar! la e,posc)n es m$s se*era en el 'a7o " cocnadonde es m$s c$ldo " .8medo que en el l*n# donde es m$s seco.E% Contacto con otros materales como concreto! cal! madera! etc.G% Contacto con a#ua! o con a#ua que contene $cdo dsuelto! alcalno /alHals% o sales.B% Contacto entre dstntos metales. Acc)n #al*$nca puede ocurrr entre dos metales dferentes en contacto1.E.2- C>RR>C=>D ED ACER> RE1>RIA:>La corros)n de acero refor&ado en concreto .a lle#ado a ser uno de los pro'lemas m$s costosos en la nfraestructura de la nac)n. C$s del BAJ de los B2B.AAA puentes de los Estados Undos est$n afectados por la corros)n! " apro,madamente el 2AJ .an sdo clas+cados como estructuras de+centes.La estrate#as comunes para controlar la corros)n en puentes nclu"en:des#nar la estructura pre*nendo la corros)n! selecconando materales resstentes a la corros)n durante la construcc)n " la restaurac)n de puentes5la aplcac)n de mem'ranas protectoras! " selladores protectores al puente que puede ser*r como 'arreras para la corros)n del medo am'ente5 "el uso de corrente el(ctrca drecta " materales sacr+cales para mt#ar la corros)n en concreto refor&ado " cu'ertas de puentes. Esto puede ser mu" efect*a pero requere de un lar#o per-odo de mantenmento " un contnuo a'astecmento de electrcdad o $nodos sacr+cales! dependendo de un modo select*o1.E.E- FUE P>:EC>S KACERPrmero! las personas responsa'les de la des#nac)n! mantenmento" re.a'ltac)n de pueden de'enestar enterados de la tecnolo#-a e,stente para pre*enr la corros)n " sus 'ene+cos. Estas personas de'er-an tener la oportundad de rec'r entrenamento especal&ado o ser pro*stos de soporte necesaro para o'tener a"uda de especalstas. Se#undo! los sectores p8'lcos " pr*ados de'er-an nctar " promo*er la nclus)n de mantenmento " re.a'ltac)n paracualquer pro"ecto de construcc)n de un puente nue*o. Reparac)n "mantenmento de estas estructuras usando tecnolo#-a para el controlde corros)n pueden e,tender su *da 8tl " pueden ser muc.o menoscostosos que el reempla&o. 1nalmente! un aumento de compromsos es fundamental " aplcac)n de n*est#acones para el control de corros)n en estructuras tal como puentes es necesaro.8% C+ASI:ICACIN DE +OS PUENTES8%35 TIPOS DE PUENTES8%85 TIPOS DE PUENTES E;ISTENTES8%8%35 PUENTES DE ARCO8%8%85 PUENTES DE ARCO8%8%95 PUENTES DE 5 PUENTES ATIRANTADOS8%8%?5 PUENTES EN 4@NSU+A8%8%A5 PUENTES +ECED:AC=>DES9% DID+IO=RA:7AS