Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos … · cimentaciones de las columnas son de 1,60m por...
12
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales ________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected] Página 1 de 12 Oficio No: LM-UP-74-2013 San José, 19 de setiembre de 2013 Ing. Pedro Castro Fernández, Ph.D. Ministro Ministerio de Obras Públicas y Transportes Presente Asunto: Inspección estructural realizada al puente sobre la quebrada Fierro en la Ruta Nacional 02. Estimado señor Ministro, La Unidad de Puentes del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LanammeUCR) realiza periódicamente inspecciones estructurales de puentes las cuales culminan con la preparación de un informe formal. Este trabajo se realiza para cumplir con las responsabilidades asignadas al LanammeUCR en la Ley N° 8114 y su reforma mediante la Ley Nº 8603 al LanammeUCR. En el caso de puentes que exhiben daños significativos que ameriten una reparación inmediata debido a la gravedad del daño observado, la Unidad de Puentes tiene la política de informar rápidamente sobre la situación previo a la preparación del informe de inspección. El pasado 12 de setiembre del 2013 la ingeniera Silvia Vargas y el ingeniero Esteban Villalobos realizaron la inspección estructural del puente sobre la quebrada Fierro. Este puente se ubica en el sentido Cartago-San José de la Ruta Nacional 02, según se muestra en la ubicación geográfica del puente en la hoja cartográfica TRES RÍOS 1:10 000 de la figura 1. Las coordenadas de ubicación del puente son 09°54'21,6"N de latitud y
Transcript of Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos … · cimentaciones de las columnas son de 1,60m por...
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 1 de 12
Oficio No: LM-UP-74-2013
San José, 19 de setiembre de 2013
Ing. Pedro Castro Fernández, Ph.D. Ministro Ministerio de Obras Públicas y Transportes Presente Asunto: Inspección estructural realizada al puente sobre la quebrada Fierro en la Ruta Nacional 02. Estimado señor Ministro,
La Unidad de Puentes del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de
la Universidad de Costa Rica (LanammeUCR) realiza periódicamente inspecciones
estructurales de puentes las cuales culminan con la preparación de un informe formal.
Este trabajo se realiza para cumplir con las responsabilidades asignadas al
LanammeUCR en la Ley N° 8114 y su reforma mediante la Ley Nº 8603 al LanammeUCR.
En el caso de puentes que exhiben daños significativos que ameriten una reparación
inmediata debido a la gravedad del daño observado, la Unidad de Puentes tiene la política
de informar rápidamente sobre la situación previo a la preparación del informe de
inspección.
El pasado 12 de setiembre del 2013 la ingeniera Silvia Vargas y el ingeniero Esteban
Villalobos realizaron la inspección estructural del puente sobre la quebrada Fierro. Este
puente se ubica en el sentido Cartago-San José de la Ruta Nacional 02, según se
muestra en la ubicación geográfica del puente en la hoja cartográfica TRES RÍOS 1:10
000 de la figura 1. Las coordenadas de ubicación del puente son 09°54'21,6"N de latitud y
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 2 de 12
83°57'39,4"O de longitud. La figura 2 muestra una vista de línea de centro y la figura 3 la
vista lateral del puente. El puente fue construido durante la administración de José
Figueres Ferrer de 1953-1958.
Durante la inspección se observaron varios daños entre los cuales destaca la socavación
severa de las cimentaciones de una pila y de un bastión. El daño observado es
considerable y podría causar el daño parcial o colapso total del puente si no se toman
medidas inmediatas para resolver esta situación.
A pesar de que no se cuenta con los planos constructivos, durante la visita al sitio se
determinó que el puente cuenta con 1 superestructura compuesta por una losa de
concreto continua de 3 tramos. La subestructura consta de 2 bastiones y 2 pilas. Ambas
pilas son tipo marco, compuestas cada una por tres columnas de 0,41m por 0,41m de
sección transversal, con una viga intermedia de 0,61 de peralte y 0,19m de ancho. Las
cimentaciones de las columnas son de 1,60m por 1,60m en planta y un peralte de 0,60m,
unidas en el sentido transversal del puente por medio de una losa de amarre. Se observó
además a nivel de cimentación una viga de amarre o tensor en el sentido longitudinal del
puente de 0,5m de peralte y 0,38m de ancho uniendo las cimentaciones de ambas pilas.
Los dos bastiones son también tipo marco con un muro pantalla de diferente altura en
ambos casos que se encarga de retener el relleno de aproximación. En la figura 4 se
puede observar la nomenclatura utilizada para describir tanto los componentes como el
daño observado en la subestructura del puente.
A continuación se detalla el daño observado y en el Anexo se presentan las fotografías
descriptivas que complementan lo descrito:
La sección del cauce bajo el puente ubicada entre la pila 2 y el bastión 2 muestra una
marcada diferencia con respecto a las otras secciones, exhibiendo daños de socavación
severos (Ver figura 5).
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 3 de 12
En el caso de la pila 2, las cimentaciones de sus tres columnas muestran un avanzado
estado de socavación, que si bien es cierto varía en los tres casos en profundidad entre
0,5m y hasta 1,1m (Ver figura 6), es del 50% del área en planta de la placa de
cimentación, sin tomar en cuenta la losa de amarre que las une en el sentido transversal.
En el caso del bastión 2, no se encontró ningún tipo de talud conformado enfrente del
bastión (Ver figura 7). A raíz de lo anterior, ambas cimentaciones del bastión se
encuentran parcialmente expuestas y con socavación severa en su base.
La viga de amarre o tensor entre las cimentaciones de las pilas en el sentido longitudinal
del puente, presentaba daño severo, pérdida considerable de sección y acero de refuerzo
expuesto y corroído (Ver figura 8).No se logró identificar que existieran más elementos
como este uniendo las cimentaciones de las pilas.
A pesar de que no presentaban un estado tan severo como el caso de la pila 1 y bastión
1, la pila 2 y el bastión 2 también presentaban evidencias de socavación (Ver figura 9). En
el caso de la pila 1, era posible observar al menos una sección expuesta en todas las
cimentaciones, y en el caso que se muestra en la figura 9, era posible identificar los inicios
de la socavación aguas abajo de la cimentación. En el caso del bastión 1, la cimentación
de aguas abajo se encontraba expuesta hasta el nivel de desplante y ya se evidenciaba
socavación por debajo de la pantalla de retención (Ver figura 9).
En la sección del cauce bajo del puente ubicada entre las pilas había una gran cantidad
de escombros y piedras, ambos de dimensiones importantes, que se han acumulado
durante las crecientes (Ver figura 10), que evidencian el tamaño de elementos que
transporta la quebrada durante las avenidas, y que además obstruyen el paso y agrava el
flujo del agua sobre las zonas socavadas de la pila 2 y bastión 2.
Lo anterior es evidente también en la gran cantidad de daños observados en apariencia
por impactos en los distintos elementos de las pilas (columnas y vigas intermedias),
perdiendo en algunos casos secciones de concreto importantes, disminuyendo la sección
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 4 de 12
transversal y dejando expuesto el acero de refuerzo. En la figura 11 tan sólo se expone
uno de los tantos daños de este tipo encontrados, en este caso en una columna de la pila
1.
Debido a lo anteriormente expuesto, se brindan las siguientes recomendaciones
enfocadas a resolver el problema de socavación en las cimentaciones de la subestructura:
1. Realizar un estudio hidrológico-hidráulico de la quebrada Fierro para las condiciones
actuales, con el objetivo de definir las posibles obras definitivas de reparación y
protección de las cimentaciones.
2. Realizar el diseño de las obras de reparación y protección de las cimentaciones. El
diseño de la reparación debería considerar la necesidad o no de readecuar las
cimentaciones de acuerdo a los criterios de diseño actuales.
3. Realizar una reparación inmediata de carácter temporal para resolver los problemas
generados por la socavación, mientras se diseña la solución permanente
recomendada en los puntos 1 y 2, con el fin de corregir el daño observado y evitar la
falla parcial o colapso total del puente. Se debe tener el cuidado de que esta
intervención temporal no afecte de manera negativa las características hidráulicas de
la quebrada aguas arriba y aguas abajo del puente.
A la espera que se tomen en consideración las recomendaciones brindadas me despido
de usted.
Muy atentamente
Ing. Rolando Castillo Barahona, Ph.D Coordinador Unidad de Puentes PITRA-LanammeUCR
Ing. Esteban Villalobos Vega Ingeniero de puentes Unidad de Puentes PITRA-LanammeUCR
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 5 de 12
cc:
Sr. Luis Fernando Mendoza Jiménez, Presidente, Asamblea Legislativa Lic. Carlos Ricardo Benavides Jiménez, Ministro, Ministerio de la Presidencia Máster Marta Acosta Zuñiga, Contralora, Contraloría General de la República Ing. Cristian Vargas Calvo, Director Ejecutivo, CONAVI Ing. Edgar May Cantillano, Gerente, Conservación de Vías y Puentes, CONAVI Ing. Johnny Barth Ramírez, Gerente, Contratación de Vías y Puentes, CONAVI Ing. Mario Loria Galagarza, Director, Direccion de Puentes, MOPT Ing. Luis Guillermo Loría Salazar, Coordinador general, PITRA, LanammeUCR Ing. Alejandro Navas Carro, Director, LanammeUCR
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 6 de 12
ANEXO: FOTOGRAFÍAS DESCRIPTIVAS QUE COMPLEMENTAN EL DOCUMENTO.
Figura 1. Ubicación del puente en la hoja cartográfica TRES RÍOS 1:10 000.
Puente sobre la quebrada Fierro
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 7 de 12
Figura 2: Vista a lo largo de la línea de centro del puente sobre la quebrada Fierro, sentido Cartago-San José.
Figura 3: Vista lateral norte del puente sobre la quebrada Fierro.
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 8 de 12
Figura 4. Nomenclatura de los elementos de la subestructura del puente sobre la quebrada Fierro.
Bastión 2
Pila 2
Pila 1
Bastión 1
Hacia San José
Cartago
Longitud del puente = 18,6m
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 9 de 12
Figura 5. Comparación del estado entre secciones del cauce bajo el puente y socavación en pila 2. Las cotas indican el grado de socavación.
Figura 6. Socavación en las cimentaciones de las columnas de la pila 2.
Pila 2
0,90m
1,1m
Columna 1
Columna 2
Columna 3
1,1m
0,8m 0,5m
Sección del cauce entre pilas
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 10 de 12
Figura 7. Socavación avanzada de las cimentaciones del bastión 2.
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 11 de 12
Figura 8. Daño generalizado en viga de amarre o tensor entre cimentaciones de pilas.
Figura 9. Indicios de socavación en pila 1 y bastión 1.
Placa de cimentación de pila
1 con inicios de socavación. Cimentación del bastión 1 expuesta y
con indicios de socavación.
Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales
________________________________________________________________________________________ Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Código Postal 11501-2060, Universidad de
Costa Rica, Costa Rica - Tel. (506) 2511-2500 - Fax (506) 2511-4440 - E-mail:[email protected]
Página 12 de 12
Figura 10. Acumulación de escombros de gran tamaño en sección del cauce bajo el puente ubicada entre las dos pilas.
Figura 11. Pérdida de sección en dos esquinas de columna de la pila 1.
Acero longitudinal expuesto
