Proyecto: PR 37-14 Proyecto de Reforzamiento Estructural de Puente vehicular Arica Expediente Tcnico11/08/2014Rev. A

PROYECTO DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL

DE VIGA DE PUENTE VEHICULAR ARICA

EXPEDIENTE TCNICO DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DE PUENTE VEHICULAR ARICA

Rev. A

APROBADO POR:

Jefe de DisciplinaIngeniero Jorge Luis Bazn Serrano

Jefe de ProyectoIngeniero William Baca Escobar

ClienteRutas de Lima

RevisinHecho PorDescripcinFechaRevisadoAprobado

AJ. BaznEmitido para coordinacin interna11/08/14W. BacaL.Flores

COMENTARIOS DEL CLIENTE:

NDICE GENERAL

PROYECTO DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DE VIGA DE PUENTE VEHICULAR ARICA PANAMERICANA SUR

EXPEDIENTE TCNICO DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DE PUENTE VEHICULAR ARICA

MEMORIA DESCRIPTIVAESPECIFICACIONES TCNICASMETRADOSPRESUPUESTOPANEL FOTOGRFICOPLANOS

MEMORIA DESCRIPTIVA

MEMORIA DESCRIPTIVAEXPEDIENTE TCNICO DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DE PUENTE VEHICULAR ARICA I. GENERALIDADES:Alcance:El presente Informe describe los trabajos realizados para proyectar el sistema de refuerzo FRP para la viga de concreto armado del puente peatonal Arica, ubicado en la carretera panamericana Sur. El proyecto de Reforzamiento Estructural del Puente en mencin tiene como objetivo recuperar la capacidad estructural actual de la viga afectada, por medio de la reparacin y reforzamiento estructural.El proyecto de reforzamiento en mencin ha sido elaborado por TOP CONSULT INGENIERA SAC a solicitud de CONSTRUCTORA RIVERA FEIJO, y en conformidad a los requerimientos alcanzados por la empresa concesionaria RUTAS DE LIMA.Antecedentes:El peralte de la viga de concreto del puente vehicular ha sido impacto en reiteradas ocasiones por camiones pesados, lo cual ha ocasionado que el acero de refuerzo quede expuesto, se ha perdido en muchas secciones el concreto, sobretodo de la parte inferior del cajn. Esta exposicin ha ocasionado corrosiones superficiales del refuerzo existente.Se ha recibido el informe de INSPECCION VISUAL Y EVALUACION ESTRUCTURAL DE LOS PUENTES QUE FORMAN PARTE DELPROYECTO VIAS NUEVAS DE LIMA elaborado por la empresa TY LIN INTERNATIONAL, donde se describen a detalle todos los daos que presenta el puente vehicular, indican que el estado de conservacin del puente, caractersticas estructurales y geomtricas del mismo.

Fotografa 01: Dao de la seccin transversal, sin dao del refuerzo postensado.Ubicacin del proyecto:Se encuentra ubicado al sur de Lurn, sobre la Ruta de la Panamericana Sur, en una interseccin con la antigua Panamericana, en las siguientes coordenadas UTM:Este: 299,341 mSur: 8639,375 m

Figura 01: Ubicacin del Puente Arica NorteLatitud: 12 18 06 SurLongitud: 76 50 42 OesteResumen de las caractersticas del Puente:La superestructura del puente Arica Norte, presenta las siguientes caractersticas: Se tratan de un puente de dos carriles, la estructura est formada por 04 vigas de concreto armado, cerradas en tipo cajn, con un peralte de aproximadamente 1.25 m. Las vigas cuentan con acero de refuerzo no postensado y postensado. La los superior es de concreto armado de 160 mm Cuenta con vereda de concreto y pasamanos metlico para el acceso peatonal. Las vigas descansan en pilares de concreto armado.

II. OBJETIVOS:Se ha realizado el presente documento con la finalidad de conseguir los siguientes objetivos: Rehabilitar el puente vehicular Arica por medio de una reparacin y reforzamiento estructural que permita aumentar la capacidad actual restringida que posee el puente.

Implementar procedimientos que permitan lograr el primer objetivo, que contemplen los aspectos de funcionalidad, seguridad y economa.

III. JUSTIFICACIN DEL PROYECTO:El puente vehicular debido a su bajo glibo (4.50 m), ha sido impactado en reiteradas ocasiones por buses y camiones de diversa ndole, ocasionndole serios daos, que comprometen la seguridad del puente. Estos daos restringen la capacidad del puente para el uso de camiones de carga. Ante la inseguridad que esto representa para los vehculos que diariamente transitan por la carretera adyacente, la concesionaria Rutas de Lima, en su misin de mantener vas de comunicacin seguras solicit a sus consultoras alternativas de solucin para el problema descrito, siendo la alternativa de reforzamiento la ms adecuada para este incidente.La metodologa de reforzamiento seleccionada como adecuada para este proyecto es la de restitucin de la seccin transversal original, aprovechando que el refuerzo pos-tensado que se encuentra en buen estado a la fecha. De esta manera se aumentar la capacidad restringida actual del puente peatonal.IV. TRABAJOS A REALIZARSE:

Los trabajos proyectados para rehabilitar y reforzar las estructuras daadas del puente vehicular afectado son las que se describen a continuacin:

1.00OBRAS PRELIMINARES1.01Movilizacin y desmovilizacin de equipos1.02Movilizacin de Gra P- Montaje de Vigas de Puente 1.03Campamento (Almacn, Vestuario, Comedor, Oficina)1.04Trazo y replanteo1.05Energa para la obra1.06Agua y desage para la obra1.07Guardiana de Obra1.08Limpieza de obra2.00TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE CONCRETO.2.01Amolado de las superficies del concreto2.02Delimitacin de zona daada con disco de corte de concreto Profundidad a 2cm2.03Demolicin de concreto armado (hasta llegar al refuerzo y dejando espacio 30mm detrs de la armaduras)2.04Limpieza mecnica de armaduras (eliminacin de capa del xido) (expresada en funcin al rea de concreto a reparar)2.05Suministro y colocacin de barras y/o estribos adicionales de acero corrugado2.06Puntos de soldadura utilizando electrodos tipo 1101/8" 2.07Proteccin catdica de armaduras con in recubrimiento epxico tipo Zinc Clad2.08Suministro y colocacin de puente de adherencia tipo Euco 452 LV o similar2.09Colocacin de formaletas de encofrado impermeables con paneles de fenlicos 2.10Suministro y colocacin de concreto rheoplstico f'c=350Kg/cm2, con aditivos especiales superplastificante e impermeabilizante y relacin a/c=0.45)2.11Curado de la superficie con agua o curador qumico de acuerdo a la norma ASTM C3093.00INSTALACIN DE REFUERZO DE FIBRA DE CARBONO.3.01Refuerzo con Fibra de carbono Tyfo SCH-41 - Fyfe en Vigas - por flexin3.02Refuerzo con Fibra de carbono Tyfo SHE-51 - Fyfe en Vigas - por corte3.03Pintura de poliuretano contra rayos UV - para proteccion de fibra de carbono3.04Refuerzo de Anclaje 3/4 Tyfo SCH-41 - Fyfe, L=50 cm.4.00PROTECCIN DE REFUERZO CONTRA EL IMPACTO.4.01Perforacin para Anclajes de 5/8"4.02Suministro y Colocacin de Plancha Metlica espesor de 1/4", en zona de Reparacin.5.00PROYECTO DE INGENIERA DEL REFORZAMIENTO.5.01Elaboracin de Proyecto de Reforzamiento Estructural.5.02Elaboracin de Informe tcnico sustentando la Reparacin.6.00VARIOS.6.01Armado y desarmado de andamio Tipo Uni.6.02Eliminacin de Desmonte

V. PRESUPUESTO DEL PROYECTO:

El presupuesto para la ejecucin de los trabajos de reforzamiento y rehabilitacin descritos en el tem anterior para poner en marcha el puente ARICA es:COSTO DIRECTO$42,827.94

GASTOS GENERALES$10,706.98

UTILIDAD DE OBRA$2,141.40

SUB TOTAL DE OBRA$55,676.32

IGV$10,021.74

COSTO TOTAL$65,698.06

Con precios vigentes al mes de Agosto del 2014.

VI. PLAZOS DE EJECUCIN:

El plazo de ejecucin estimado para la ejecucin de los trabajos de reforzamiento es de 15 das tiles.

ESPECIFICACIONES TCNICAS

ESPECIFICACIONES TCNICASEXPEDIENTE TCNICO DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DE PUENTE VEHICULAR ARICA GENERALIDADESForman parte de estas especificaciones, todas las notas y detalles que aparecen en los planos, as como las recomendaciones y exigencias indicadas en las siguientes normas:

Reglamento Nacional de Edificaciones.ltima Edicin. Requisitos de construccin ACI ACI 318-08 Guas para inspeccin, diseo de PuentesMTCltima Edicin Normas sobre consideraciones de mitigacin de riesgo ante cualquier desastre en trminos de organizacin, funcin y estructura. Norma tcnica de Reglamento de Metrados. AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials). REHABILITACIN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

1. PROCEDIMIENTO PRELIMINAR GENERALSe realizar una limpieza manual con escobillones en las caras de las estructuras para poder visualizar los daos y/o fisuras que se encuentran no visibles por la acumulacin de polvo en las mismas. Asimismo de ser el caso, se realizar la limpieza con chorro de agua, la cual se deber aplicar bajo presin para poder eliminar el polvo adherido a la estructura.Luego se podr realizar una Inspeccin con impacto de martillo para detectar reas con concreto desconchado; en zonas con agrietamientos se identificar el tipo y el origen del dao para determinar el mtodo de reparacin.En caso de encontrar concreto desconchado, definir el rea de influencia, retirar el concreto y proseguir con la Reparacin de Superficies Agrietadas con concreto desprendido y refuerzo con corrosin, segn el siguiente procedimiento.

2. RECUPERACIN DEL CONCRETO DE RECUBRIMIENTO EN ARMADURAS EXPUESTAS POR REMOCIN DEL RECUBRIMIENTO

DESCRIPCIONComprende los tratamientos de las estructuras que presentan perdida del recubrimiento del refuerzo y en las armaduras expuestas por remocin del recubrimiento

EJECUCION

1. Identificacin del rea afectada donde se encuentre concreto separado de la estructura o no exista concreto.2. Picar el Concreto y si existe dao por corrosin, hasta llegar al refuerzo y descubrirlo totalmente dejando un espacio de 30mm. Detrs de la armadura. El picado se continuar lateralmente hasta encontrar barras sanas, sin corrosin en una longitud de 20 cm.3. Delimitar el rea afectada cuadrar los bordes mediante corte con disco diamantado a una profundidad mnima de 10 mm., evitar cantos.4. Dejar superficies sanas, rugosas, con un perfil de sustrato mnimo de 6 mm y libres de material suelto o fisurado. 5. Limpiar la armadura con mtodos mecnicos (amoladoras rotativas y/o escobillas de acero), y calibrar las barras para determinar si la seccin transversal de esta ha sufrido prdida. Si dicha perdida excede el 10% se colocaran barras adicionales para compensar la prdida. 6. Aplicar en las barras de refuerzo el removedor de xido para la eliminacin de corrosin.7. Aplicar en las barras de refuerzo el recubrimiento protector catdica mediante pintura de zinc (ZINC CLAD 465 o similar)8. Aplicar el Puente de Adherencia (CONCRESIVE 1090 o EUCO 452) en toda la superficie de concreto a restituir.9. Colocar el Encofrado hermtico y no absorbente. 10. Colocar un concreto de reparacin de resistencia fc=350 kg/cm2. Este concreto deber prepararse con aditivos superplastificantes como (Euco 37) y aditivos para lograr concretos menos permeables como: (Euco Microsilica) de acuerdo al siguiente diseo:

DISEO DE CONCRETO CONCRETO FC=350 KG/CM2CON ADITIVOS SUPERPLASTIFICANTE Y DE BAJA PERMEABILIDAD DETALLEPARA TANDA DE 1 BOLSA CEMENTO

CEMENTO tipo I (42.5 KG)1 bolsa 1 p3

ARENA GRUESA1.5 p3

PIEDRA - AGREGADO USO (6mm 8 mm)1.5 p3

EUCO MICROSILICE (7% peso del cemento)3 kg

EUCO 37 (Superplastificante)Rango (0.5% a 2%) del Peso cementoDosis variable, incrementar dentro del rango hasta lograr slump del orden de 6 requerido para una buena trabajabilidad en obra.

Rango: (0.2 a 0.85 )kg

Equivalente a(240 a 1000) ml x bolsa de cemento

AGUA (Relacin A/C = 0.4)

17 litros mximo

11. Posteriormente realizar el curado con agua utilizar un curador de membrana que cumpla la norma ASTM C309 y pueda ser removido con facilidad, se debe tener cuidado de no usar curadores a base de parafina pues puede inhibir la adherencia posterior de la Fibra de Carbono.12. Se debe seguir estrictamente las especificaciones e indicaciones del fabricante para el empleo de los productos.

Figura 02: Situacin Patolgica y regin afectada

Figura 03: Corte y Recomposicin de Concreto

CONTROL DE CALIDADEl Supervisor dispondr de los controles necesarios que garanticen que los trabajos de reparacin se efecten en concordancia a las situaciones presentadas.

MEDICIN Y FORMA DE PAGOLos trabajos de recuperacin del concreto de recubrimiento se medirn en metros cuadrados (m2). Se medirn y pagarn exclusivamente las cantidades correspondientes a las obras y segn el avance presentado previamente aceptadas por el Supervisor y ejecutadas de acuerdo a sus instrucciones, los planos de construccin, disposiciones del proyecto y especificaciones. El precio unitario debe cubrir los costos de materiales, mano de obra, beneficios sociales, herramientas, maquinaria pesada, ofertados para el cumplimiento satisfactorio del contrato.

3. PROCEDIMIENTO PARA LA REPARACION DE COLUMNAS CON OXIDACION DEL REFUERZO PARA EMPALMES POR SOLDADura

1) Inspeccin de zonas afectadas: En base a los planos del proyecto se realizar una inspeccin de las zonas afectadas para ejecutar los trabajos.

2) Retirar Concreto suelto y/o deteriorado: Picar el Concreto hasta llegar al refuerzo y descubrirlo totalmente dejando un espacio de 30 mm detrs de la armadura.

3) El empalme se realizara mediante soldadura. El electrodo a Usar ser el tipo Tenacito y/o supercito 110. La longitud de empalme vara en funcin del dimetro de la barra a empalmar, en el cuadro adjunto se presentan las longitudes de empalme a emplear en funcin del dimetro de la varilla a empalmar.

4) Proceso de Soldadura.

Amperaje:100 a 120 AMPERIOS

Tensin:220 v

Electrodo Tenacito y/o supercito 110 1/8

Temperatura de precalentado: Se precalentarn las barras a ser soldadas a una temperatura del orden de 70C hasta 100C, estas temperaturas se controlarn con un termmetro y/o tiza trmica.

El Tipo de Empalme a puede ser el empalme usar ser de los Tipos I y/o II indicados en los Anexos.

Pases: Est en funcin al dimetro a empalmar. Para las varillas indicadas en el plano EB4-00 , se requiere realizar el procedimiento en dos pases: El primer pase es para relleno y penetracin la cual se realizar a 115 AMP. y el segundo pase se realizar a 120 AMP el cual ser para soldar y dar el acabado final al cordn.

Las longitudes de los cordones y espesores de soldadura sern de acuerdo al cuadro adjunto, (CUADRO DE EMPALMES).

Se han realizado ensayos de probetas y verificado que las longitudes de soldadura son las adecuadas. En consecuencia las longitudes de empalme y procedimiento de soldadura tomados del Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign- Reparacin Refuerzo y Proteccin- Constructin Chemical DEGUSSA, (Paulo Helene, Fernanda Pereira editores) y estn respaldados por los resultados de los ensayos obtenidos en el laboratorio de Ensayo de Materiales UNI. (Ver anexo)

4. INSTALACIN DE REFUERZO DE FIBRA DE CARBONO.

DESCRIPCINEl compuesto Tyfo SCH41 est constituido por el epxico Tyfo S y el tejido de refuerzo SCH41, el cual cuenta con la certificacin NSF. Tyfo SCH41 es un tejido exclusivo, unidireccional de fibra de carbn con tejido transversal de fibra de vidrio para obtener resistencia adicional y estabilidad del tejido durante la instalacin. El material de carbn se orienta en la direccin 00. El epxico Tyfo S es una matriz de dos componentes.

CARACTERSTICAS TPICAS DE LA FIBRA SECA

Resistencia a Tensin550,000 psi (3.79 GPa)

Mdulo de Tensin33.4 x 106 psi (230 GPa)

Elongamiento mximo1.7%

Densidad0.063 lbs/pulg3 (1.74 g/cm3)

Peso por yarda cuadrada19 onzas. /yd.2 (644 g/m2)

PROPIEDADES DEL COMPUESTO LAMINAR

CARACTERSTICA

MTODO ASTMVALOR TPICO DE PRUEBAVALOR DE DISEO

Resistencia a la tensin mxima en la direccin primaria de la fibra, psi

D3039143,000 psi (986 MPa)(5.7 kip/pulg. ancho)121,000 PSI ( 834 MPa)(4.8 kip/pulg. ancho)

Elongamiento en la rupturaD30391.0%0.85%

Mdulo de tensin, psiD303913.9 x 10 psi(95.8 GPa)

11.9 x 10 psi(82 GPa)

Espesor nominal del laminadoD17770.04 pulg. (1.0mm)0.04 pulg. (1.0mm)

* Las propiedades laminares del compuesto sugeridos el ACI 440 varan ligeramente. Contacte los ingenieros de Fyfe Co. LLC para confirmar los valores especficos del proyecto y la metodologa de diseo.

USOEl tejido Tyfo SCH41 se combina con el epxico Tyfo para aumentar la resistencia de puentes, edificios, y otras estructuras.

VENTAJAS Producto listado en el ICCES ESR2103 Componente enumerado en la UL, con clasificacin antifuego Listado bajo el estndar NSF/ANSI 61 para sistemas de agua potable Durabilidad mejorada a largo plazo Propiedades de alta calidad en altas y bajas temperaturas Permite largo perodo de aplicacin Alto mdulo y resistencia a tensin Curado al ambiente 100% libre de solventes Los rollos se puede cortar a las dimensiones deseadas antes del envo

1 Temperatura de pruebas: 70 F (21 C) Velocidad del bloque: 0.5 pulg (13mm)/min. Fricciones Instron 27160055 30 kips* Los valores de especificacin se entregan segn solicitado

DISEOEl sistema de Tyfo debe ser diseado para cumplir criterios de diseo especfico. Los criterios para cada proyecto son dictados por el ingeniero del proyecto y cdigos tcnicos de la edificacin y/o pautas relevantes. El diseo se debe basar en la tensin permisible para cada tipo de aplicacin y el mdulo de diseo del material. El personal de Ingeniera Fyfe Co. LLC proporcionar diseo preliminar sin compromiso.

INSTALACINEl sistema Tyfo ser instalado por personal entrenado y certificado por Fyfe Co. LLC. La instalacin deber realizarse en conformidad con el manual de control de calidad de Fyfe Co. LLC.

PREPARACIN DE LA SUPERFICIELa preparacin requerida de la superficie depende del tipo de elemento que se est reforzando.Como observacin general, la superficie debe estar limpia, seca y libre de protuberancias cavidades, que puedan causar vacos detrs del compuesto Tyfo. Las superficies de columna que recibirn recubrimiento continuo, tpicamente requieren solamente una limpieza con escoba. Las superficies que necesitan ser recubiertas de manera discontinua (paredes, vigas, losas, etc.) requieren, tpicamente, limpieza con un chorro de arena, devastado mecnico u otros mtodos aprobados de preparacin para la adherencia. Los Tyfo FibrAnchors se incorporan en algunos diseos. El personal de la ingeniera de Fyfe Co. LLC proporcionar las especificaciones y detalles necesarios basados en los requisitos del proyecto.

MEZCLAPara las unidades en envases de 5 galones, verter el contenido del componente B en el recipiente del componente A. Para los barriles, pre mezclar cada componente: 100.0 porciones del componente A a 42.0 porciones del componente B relacin por volumen (100 porciones del componente A a 34.5 porciones del componente B por peso). Mezclar completamente por 5 minutos con un mezclador de poca velocidad Tyfo a 400600 RPM hasta mezclar uniformemente.

APLICACINAlimentar el tejido a travs del saturador Tyfo y aplicar dicho tejido usando el aplicador Tyfo o mtodos manuales aprobados (vase la hoja de datos en este equipo). La saturacin manual es permisible, con tal que el epxico se aplique uniformemente y cumpla las especificaciones.

LIMITACIONESLa temperatura mnima de aplicacin del epxico es 40oF (4oC). NO DILUIR, los solventes prevendrn la curacin apropiada.

PRECAUCIONES:* COMPONENTE A Irritante: El contacto prolongado con la piel puede causar irritacin. Evitar el contacto con los ojos.* COMPONENTE B Irritante:El contacto con la piel puede causar quemaduras severas. Evitar el contacto con los ojos. El producto es un activador fuerte. Se recomienda el uso de anteojos de seguridad y guantes resistentes a qumicos. Remover la ropa contaminada. Evitar inhalar los vapores. Utilizar ventilacin adecuada. Se recomienda el uso de un respirador de vapor orgnico.

MEDIDAS DE SEGURIDADEl uso de una mscara de partculas aprobada se recomienda para las posibles partculas aerotransportadas. Se recomiendan guantes para evitar la irritacin de piel al manejar los tejidos. Se recomiendan las gafas de seguridad para prevenir la irritacin de ojo.

METRADOS

PRESUPUESTO

PANEL FOTOGRFICO: INSPECCIN

Inspeccin de daos y verificacin del estado del postensado.

PLANOS

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