Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

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Proyecto apoyado por: DESARROLLO DE BASES PARA LA IMPLEMENTACI DESARROLLO DE BASES PARA LA IMPLEMENTACI Ó Ó N N DE ALTERNATIVAS DE CONSTRUCCI DE ALTERNATIVAS DE CONSTRUCCI Ó Ó N Y REPARACI N Y REPARACI Ó Ó N N DE PUENTES EN CAMINOS SECUNDARIOS, OCUPANDO DE PUENTES EN CAMINOS SECUNDARIOS, OCUPANDO MATERIAS PRIMAS ECOL MATERIAS PRIMAS ECOL Ó Ó GICAS Y SUSTENTABLES GICAS Y SUSTENTABLES I SEMINARIO I SEMINARIO PROYECTO: JULIO 2009 JULIO 2009

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DESARROLLO DE BASES PARA LA IMPLEMENTACIÓNDE ALTERNATIVAS DE CONSTRUCCIÓN Y REPARACIÓNDE PUENTES EN CAMINOS SECUNDARIOS, OCUPANDOMATERIAS PRIMAS ECOLÓGICAS Y SUSTENTABLES”

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Page 1: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Proyecto apoyado por:

““DESARROLLO DE BASES PARA LA IMPLEMENTACIDESARROLLO DE BASES PARA LA IMPLEMENTACIÓÓN N DE ALTERNATIVAS DE CONSTRUCCIDE ALTERNATIVAS DE CONSTRUCCIÓÓN Y REPARACIN Y REPARACIÓÓN N DE PUENTES EN CAMINOS SECUNDARIOS, OCUPANDO DE PUENTES EN CAMINOS SECUNDARIOS, OCUPANDO MATERIAS PRIMAS ECOLMATERIAS PRIMAS ECOLÓÓGICAS Y SUSTENTABLESGICAS Y SUSTENTABLES””

I SEMINARIOI SEMINARIOPROYECTO:

JULIO 2009JULIO 2009

Page 2: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

DISEDISEÑÑO Y CONSTRUCCIO Y CONSTRUCCIÓÓN DEL N DEL PRIMER TABLERO DE MADERA PRIMER TABLERO DE MADERA TENSADO TRANSVERSALMENTE TENSADO TRANSVERSALMENTE

EN CHILEEN CHILE

Prof. Peter Dechent A.

Grupo de InvestigaciónUso Estructural de la MaderaDepartamento de Ingeniería CivilUniversidad de Concepción

Page 3: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

•• InvestigaciInvestigacióón n –– Transferencia TecnolTransferencia Tecnolóógica. gica.

•• ConstrucciConstruccióón de Puentes de Prueba.n de Puentes de Prueba.

Propósitos del proyecto: Realizar una transferencia tecnológica, sobre

aspectos de diseño y sobre aspectos construc-

tivos de puentes de madera Tensada.

Proposición de Normativa de Diseño

Page 4: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

• Vida Vida úútil: til: -- trtrááficofico-- clima clima

• SituaciSituacióón comn comúún observada.n observada.

IntroducciIntroduccióónn

•• En Chile existen muchos puentes rurales.En Chile existen muchos puentes rurales.

•• Tablero tipo.Tablero tipo.

Page 5: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

¿¿TABLEROS TENSADOS DE MADERA?TABLEROS TENSADOS DE MADERA?

Comportamiento estructural: Comportamiento estructural: Efecto de placaEfecto de placa

Mayor Tensado

Menor TensadoEFECTO VIGA

EFECTO PLACA

Page 6: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Puente de 2 calzadas

y largo de 11 metros.

Aplicaciones reales:

Puente Cautín, ~ 100 mts, 1 calzada.

Page 7: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Tableros de puentes de madera Tensados Tableros de puentes de madera Tensados transversalmentetransversalmente

Tablones dispuestos de canto en la

dirección longitudinal del puente

Postensado en la dirección transversal por

medio de barras de acero de alta resistencia

Sistema de anclaje en los

bordes laterales del tablero

Uniones de tope

Page 8: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

• MÓDULOS DE ELASTICIDAD

• MÓDULOS DE CORTE

• MÓDULOS DE POISSON

LONGITUDINAL EX

TRANSVERSAL EY

EN EL PLANO GXY

LONGITUDINAL GXZ

TRANSVERSAL GYZ

υυυυXY

υυυυYX

NO SON LOS MÓDULOS DADOS

PARA MADERA MACIZA.

DEBEN DETERMINARSE A

PARTIR DE ENSAYOS.

NO EXISTEN DATOS DE ELLOS

EN CHILE.

ESPECIE MADERERA PINO RADIATA

COMPORTAMIENTO DE PLACACOMPORTAMIENTO DE PLACACOMPONENTES DE LA MATRIZ CONSTITUTIVACOMPONENTES DE LA MATRIZ CONSTITUTIVA

Page 9: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Ex: MANUAL DE CÁLCULO DE CONSTRUCCIONES DE MADERA, NORMAS, CLASIFICACION DE EMPRESAS PRODUCTORAS DE MADERA ESTRUCTURAL.

xut kEE =N

Nk

)1( −=

REDUCEN LA RESISTENCIA Y LA RIGIDEZ LONGITUDINAL

LONGITUDINAL EX

EFECTO UNIONES DE TOPEEFECTO UNIONES DE TOPE

• MÓDULOS DE ELASTICIDAD

Page 10: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL

Page 11: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

InvestigaciInvestigacióón Ten Teóórica: MODELACIrica: MODELACIÓÓN NUMN NUMÉÉRICARICA

MATRIZ CONSTITUTIVA MATERIAL ORTMATRIZ CONSTITUTIVA MATERIAL ORTÓÓTROPOTROPO

⋅−⋅−

=

XYYXXY

YXYX

YXYX

YXXY

f

G

EE

EE

D

)1(00

0

0

1

1

υυ

υ

υ

υυ

=

YZ

XZ

cG

GD

2

1

0

0

α

α

Page 12: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

ESTADO DE CARGA DOMINANTE: CARGA VIVAESTADO DE CARGA DOMINANTE: CARGA VIVA

5m

20 x 50 cm

VERIFICACIONES DEL ANVERIFICACIONES DEL ANÁÁLISISLISIS

a TENSIÓN INTERLAMINAR PRODUCTO DEL

POSTENSADO DEBE IMPEDIR ABERTURA Y DESLI-

ZAMIENTO ENTRE LAMINACIONES:

a TENSIONES DE TRABAJO BAJO LAS TENSIONES

ADMISIBLES (FLEXIÓN, CIZALLE, COMPRESIÓN

NORMAL)

a MÁXIMA DEFLEXIÓN: L/360

2

6

h

Mp

y=

ABERTURA

µh

Qp

y5.1=

DESLIZAMIENTO

Page 13: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

ANÁLISIS DEL TABLERO CON DOS VÍAS DE CIRCULACIÓN

5m

7.25 m

Bidireccional

∆z =1.34 cm

∆z =1.34 cm

Μ y= 4.74 KNm/m

Μ y= 4.83 KNm/m

Efecto local cercano a las

ruedas

Resultados similares

Page 14: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Tablas de diseño

Ejemplo: Se requiere salvar una luz de 5m, el vehículo de diseño es HS 20-44. La

restricción de deflexión por carga viva de L/360 utilizando madera pino radiata, tal que

sus propiedades de diseño son: E’=0,79x106 T/m2 y F’=1678T/m2

Page 15: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

E' para L/360 v/s espesor HS 20-44

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4

t (m)

E' p

ara

L/3

60 (

x10^

6 T

/m2)

DETERMINACDETERMINACÍÍON DEL ESPESOR DE TABLEROON DEL ESPESOR DE TABLERO

DISEÑO

Page 16: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

PPéérdidas de tensadordidas de tensado

% i

nic

ial

de

ten

sad

o

rete

nsa

do

rete

nsa

do

rete

nsa

do

Solo un tensado

Secuencia de tensado:0, 2, 5 días- 8 semanas

Secuencia de tensado:0, 3 días- 8 semanas

1 s

em

ana

1 m

es

4.5

mes

Tiempo (min)

LatifoliadaBlack Cherry

ConíferaDouglas fir

Vasos

Page 17: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

MEDICIONES EXPERIMENTALES

Page 18: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Comportamiento en el tiempo

Deformación v/s TiempoAcortamiento de la madera

0.0000

0.0005

0.0010

0.0015

0.0020

0.0025

0.0030

0.0035

0.0040

0.0045

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Tiempo (dias)

De

form

ació

n

Pino 1 Pino 2 Lenga 2

Page 19: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Comportamiento en el tiempoFuerza v/s Tiempo

Fuerza en la barra

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Tiempo (dias)

kg

Pino 1 Pino 2 Lenga 2

Alta pérdida de tensado durante los primeros días de tensada.

Existe una relación directa entre el acortamiento de la probeta después de

tensada y las pérdidas de fuerza en la barra.

21%21%47%47%71%71%LengaLenga 22

31%31%50%50%63%63%Pino 2Pino 2

36%36%47%47%60%60%Pino 1Pino 1

DDíía 160a 160DDíía 75a 75DDíía 30a 30Porcentaje de tensado:

Page 20: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

InvestigaciInvestigacióón Ten Teóóricorico--Experimental:Experimental:COMPORTAMIENTO REOLCOMPORTAMIENTO REOLÓÓGICOGICO

Deformación v /s TiempoPino 2

0,000

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0,009

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (dias)

De

form

ació

n

Total Medido

Total Simulado

Fuerza v/s Tiempo

0

1000

2000

3000

4000

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (dias)

kg

Medido

Simulado

Deformación v /s TiempoPino 2

0,000

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0,009

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (dias)

De

form

ació

n

Total Medido

Total Simulado

Fuerza v/s Tiempo

0

1000

2000

3000

4000

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (dias)

kg

Medido

Simulado

Deformación v/s Tiempo

0.003

0.004

0.004

0.005

0.005

0.006

0.006

0.007

0.007

0.008

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Tiempo (días)

De

form

ac

ión

Pino 6 Pino 7 Pino 8

Calibración Deformaciónes tolales v/s Tiempo

0.000

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Tiempo (días)

De

form

ac

ión

Calb def medida total Rec elást total Calib Creeo total Def total medida

Fuerza v/s Tiempo

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Tiempo (días)

Fuer

za (K

g)

Pino 6 Pino 7 Pino 8

Page 21: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Adherencia Transición Deslizamiento

Fuerza de fricción

Fuerza de fricción de deslizamiento.

Fuerza de adherencia por fricción.

Fuerza externa en la dirección de la fuerza de fricción.

µ=0.38-0.90

¿µ=0.20-0.60?

Fricción entre dos cuerpos de madera: Asperosidades de las superficies en contacto trabazón. > Dureza y Asperosidad de las superficies de los cuerpos en contacto

aumentan la fricción. Cuando ocurre deslizamiento, estas asperosidades se deforman inelásticamente, en algunos casos pueden dañarse y modificarse, dando lugar a nuevas posiciones que se pueden trabar.

FRICCION: Causas de la fricción entre láminas de madera

µh

Qp

y5.1=

SE DEBE EVITAR

DESLIZAMIENTO

Page 22: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

FR

FVmáx

FN

ρo

Carga Rueda:

Si la línea de acción de FR de todas las cargas resultantes cae al interior del cono de Fricción, cuyo ángulo de abertura es ρo, entonces existe adherencia. Por otro lado si la resultante cae en la superficie del cono de Fricción, se producirá deslizamiento con una fuerza en dirección contraria al movimiento y de magnitud igual a la fuerza de fricción por deslizamiento.

Cono de Fricción:

Resistencia a la Fricción entre láminas:

ρo≈0,38Láminas de madera

Page 23: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

DiseDiseññoo

El diseEl diseñño consta de diferentes etapas:o consta de diferentes etapas:•• CCáálculo del Tablerolculo del Tablero

•• VerificaciVerificacióón de vigas travesan de vigas travesañño, que reciben el tableroo, que reciben el tablero

•• DiseDiseñño de Elementos de sujecio de Elementos de sujecióón Tableron Tablero

•• DiseDiseñño pavimento asfo pavimento asfáálticoltico

•• DiseDiseñño de o de guardaruedasguardaruedas y barandas.y barandas.

•• Detalles constructivosDetalles constructivos

Page 24: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Ej. Puente Cautín

Las características geométricas y datos principales de diseño del tablero son:

Largo puente = 97 m Largo vanos = 2,53 m (centro a centro de los apoyos)Ancho = 4,51 mCarga de diseño = Camión HS 20-44 Lugar de construcción = TemucoAncho de apoyo = 20 cmCarpeta de rodado = Pavimento asfálticoUniones de tope = mínima (una cada 4 laminaciones en el sentido transversal),

distanciadas cada 1m longitudinalmentePasillo = 40 cm

Page 25: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

624.3612171193Tensiones de diseño (T/m2)

--1,3KC

--1Khfl

1,02161,04641,0464KT

--1,15KD

0,9260,86650,8975KH

Factores de modificación

660.000240850

EfFcnFf

Propiedades admisibles (T/m2)

Obtención de los tensiones de diseño:

Page 26: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

D

t

TABLERO: Procedimientos de diseTABLERO: Procedimientos de diseññoo

• El procedimiento de diseño, se basó en una adaptación de la norma AASHTO, en

particular sobre la “Guía de Especificaciones para el Diseño de Tableros de

Madera de Laminaciones Tensadas”.

• El procedimiento de

diseño involucra 2 partes:

Diseño de las laminaciones de madera

Diseño del sistema de Tensado

• El procedimiento de diseño, se basó en una adaptación de la norma AASHTO, en

particular sobre la “Guía de Especificaciones para el Diseño de Tableros de

Madera de Laminaciones Tensadas”.

Page 27: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

DiseDiseñño de las laminaciones de maderao de las laminaciones de maderaLas propiedades de diseño son:

FF’’f f = F= Ff f KKH H KKD D KKC C KKhflhfl

EE’’ff = E= Ef f KKHH

FF’’cncn= F= Fcn cn KKHH

Determinación del ancho “D”:

Chequeo bajo esfuerzo flector:

'

f

T

f FF ≤

D=(b+2t) x Cbj

Page 28: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

bjC)t2b(D ⋅+=

DEFLEXIÓN EN TABLEROS DE 1, 2 Y 3 VANOS

0.300

0.425

0.550

0.675

0.800

2 3 4 5 6

Longitud del Vano (m)

C b

j

1 vano 2 vanos 3 vanos AASHTO

TABLEROS DE 3 VANOS

y = 0.3237Ln(x) + 0.1497

y = 0.0436Ln(x) + 1.0263

y = 0.5804Ln(x) - 0.8581

0.300

0.550

0.800

1.050

1.300

6 9 12 15 18

Longitud Total del Tablero (m)

C b

j

Flexión Positiva Flexión Negativa

Deflexión AASHTO

Logarítmica (Flexión Positiva) Logarítmica (Flexión Negativa)

Logarítmica (Deflexión)

Simulación numérica para obtener coeficientes de anchos efectivos:

Pb 025,0=

1+=

j

jCbj

Page 29: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Ej.: Cálculo ancho de distribución de carga.

D= ancho de distribución de carga.b= ancho de contacto entre el neumático y la superficie. P= carga máxima de la rueda en libras.P= 16000 lb = 7,258 T, para HS20-44. Cbj= factor de modificación por uniones de tope.j= número de laminaciones continuas entre 2 uniones de tope.

16000025,0 ⋅=b = 20 in.=0,508m

Así, para un HS20-44, se tiene:

Número de laminaciones continuas entre 2 uniones de tope para una configuración de uniones de tope 1:4 es j=3. Así:

75,013

3

1=

+=

+=

j

jCbj

( ) bjCtbD ⋅⋅+= 2 ( ) m711,075,0220,02508,0 =⋅⋅+=

Luego el ancho de distribución de carga "D", es:

Page 30: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Cálculo de momentos de diseño

Momento por carga muerta:Peso tablero = 0,8 (T/m3)Peso baranda-guardarruedas = 0,048 (T/m2)Peso carpeta asfáltica = 0,185 (T/m2)

Momento Positivo Momento negativo

( )2/409,0233,0220,08,0185,0048,08,0 mTtPDL =+⋅=++⋅=

( ) ( ) ( )mTmTmPDw DLDL /291,0/409,0711,0 2 =⋅=⋅=

( ) ( )( )mT

mmTLwM DL

DL −=⋅

=⋅

= 23,08

53,2/291,0

8

222

Carga lineal equivalente sobre el ancho de distribución D:

Momento positivo por carga muerta:

Page 31: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Momento por carga viva:

Momento Positivo Momento negativo

( ) ( )( )mT

mTLPM LL −=

⋅=

⋅= 59,4

4

53,2257,7

4

( ) ( )( )mT

mTLPM LL −=

⋅⋅=

⋅=− 44,3

16

53,2257,73

16

3

LLDL MMM +=

)(82,4)(59,4)(23,0 mTmTmTM −=−+−=+

)(67,3)(44,3)(23,0 mTmTmTM −=−+−=−

Momento Positivo:

Momento Negativo:

Page 32: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Verificación de tensiones:

( ) ( ) ( )3222

00574,06

220,0711,0

6m

mmtDW =

⋅=

⋅=

Módulo resistente:

( ) ( )( )

( )2

3/840

00574,0

23,059,4mT

m

mTmT

W

MMF DLLLT

f =−+−

=+

=

Tensión de flexión:

( ) ( )2'2 /1193/840 mTFmTF f

T

f =<= O.K.

Page 33: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

t

•• DiseDiseñño de las placas de apoyo:o de las placas de apoyo:

•• Barras y su espaciamiento:Barras y su espaciamiento:–– Se utilizarSe utilizaráán barras de acero de alta resistencia A722 de 5/8n barras de acero de alta resistencia A722 de 5/8”” de dide diáámetrometro

–– Espaciamiento entre barras de 50 Espaciamiento entre barras de 50 cmcm

s

s s –– Fuerza en las barras:Fuerza en las barras: tspF ips ⋅⋅=

max

psps FF ≤

–– Las placas de apoyo deben asegurar que el esfuerzo de compresiLas placas de apoyo deben asegurar que el esfuerzo de compresióón aplicado en las n aplicado en las laminaciones no exceda la tensilaminaciones no exceda la tensióón de disen de diseñño de compresio de compresióónn

p

psTPcn

A

FF =

cnF '≤

Fuerza en la barrade tensado

Area de la placa

: Dise: Diseñño del sistema de tensadoo del sistema de tensadoCCáálculo Tablerolculo Tablero

Page 34: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

t

Vp T

⋅=

µ

5,1

•• Momento transversal:Momento transversal:

–– Preesfuerzo para evitar la abertura excesiva Preesfuerzo para evitar la abertura excesiva entre lentre lááminasminas

2

6

t

Mp t⋅

=

•• Esfuerzo de corte:Esfuerzo de corte:

Momento transversal

Espesor del tablero

–– Preesfuerzo necesario para igualar la tensiPreesfuerzo necesario para igualar la tensióón n de corte con la friccide corte con la friccióón entre las ln entre las lááminasminas

Corte Transversal

Espesor del tablero

• MMíínimo valor del preesfuerzo de compresinimo valor del preesfuerzo de compresióón:n: ip p⋅= 0,2

Coef. De fricción

DiseDiseñño del sistema de tensado:o del sistema de tensado:

Page 35: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Cálculo del sistema de tensado - Determinación del nivel de tensado

( )

=

L

b

c

MM

bj

x

T4

1

1000

6063,0

( )

( )cm

cmkgM

L

b

C

MM

T

bj

XT

−=

⋅=

⋅=

269

253

5,225

75,01000

4630006063,0

1000

6063,0

41

41

( )( )

( )2

222/33,3

22

26966cmkg

cm

cmcmkg

t

Mp T =

−⋅=

⋅=

−=

L

bPVT 4,10

1000

3937,0

( )cmkgV

L

bPV

T

T

/17,27

253

5,2254,10

1000

72573937,04,10

1000

3937,0

=

−⋅

⋅=

−⋅=

( )( )

( )2/29,52235,0

/17,275,15,1cmkg

cm

cmkg

t

Vp T =

⋅=

⋅=

µ

( ) ( )22 /58,10/29,50,20,2 cmkgcmkgppi ≈⋅=⋅=

Medidas para compensar la pérdida de compresión interlaminar en el tiempo:

Page 36: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Tamaño de barras de tensado y su espaciamiento

0016,0≤⋅ ts

As

Condición de rigidez para las barras (limita pérdidas de tensado):

Espaciamiento entre barras: 50cmBarras de 5/8'' (diámetro nominal de 15mm)

( )

s

imin

sf

tspA

⋅= tspF ips ⋅⋅=

( ) ( ) ( )( )

( )24

2

2min 1061,1

/1035007,0

22,05,0/106

7,0m

mT

mmmT

f

tspA

pu

is

−⋅=⋅

⋅⋅=

⋅⋅=

( )( ) ( )

0016,00016,0225,05,0

1081,1 24

≤=⋅

⋅=

mm

m

ts

As

( ) ( ) ( ) ( )TmmmTtspF ips 7,1122,05,0/106 2 ≈⋅⋅=⋅⋅=Fuerza de tensado en las barras:

( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )TFTmmTAfF psspups 7,111,131081,1/1035007,07,0 242max =>=⋅⋅⋅=⋅⋅= −

Page 37: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Dimensionamiento de placa de apoyo

Area mínima para placas de apoyo:cn

psmin

pF

FA

'=

( )( )

( ) ( )222

2

min 5391039,5/217

7,11

'cmm

mT

T

F

FA

cn

ps

p =⋅=== −

0,20,1 ≤≤p

p

W

L

cmW p 21=

( )( )

( ) ( )cmcmcm

cm

W

AL

p

p

p 267,2521

539 2

≈===

El ancho de la placa de apoyo (Wp) se elige según la altura del tablero, luego se determina el largo (L

p) de la placa según:

Espesor tablero 22 cm, se elegirá un ancho de placa de apoyo de:

Luego el largo de la placa Lp

será:( )( )

( ) ( )22

2/217'/214

0546,0

7,11mTFmT

m

T

A

FF cn

p

psTp

cn =<===

Page 38: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Mínimo espesor de la placa de apoyo:

5,023

⋅⋅=

s

Tp

cnmin

pF

kFt

2

Ap WWk

−=

2

Ap LLk

−=

k se elige como el mayor valor entre:

Para acero A-36: ( ) ( )22 /13915/2530055,055,0 mTmTfF ys =⋅=⋅=

Se usará una placa de anclaje de 13x8x2 cm, luego:( ) ( )

( )( ) ( )cmm

mT

mmTt p 5,1014,0

/13915

065,0/21432

222min ≈=

⋅⋅=

Page 39: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Control de tensiones de aplastamiento en los apoyos:Control de tensiones de aplastamiento en los apoyos:

Máxima reacción por carga viva: TRLL 257,7=

Máxima reacción por carga muerta: TLw

R DLDL 29,0

2=

⋅=

b

LLDLTa

cnlD

RRF

+=

Tensión de trabajo de compresión normal a la fibra bajo el apoyo:

22 /217'/6,54)(20,0)(711,0

)(233,0)(257,7mTFmT

mm

TTF cn

Ta

cn =<=⋅

+=

Ta

cnF cnF '≤

Page 40: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

DiseDiseñño de elementos de sujecio de elementos de sujecióón n

•• El objetivo es restringir el movimiento del tablero tanto longiEl objetivo es restringir el movimiento del tablero tanto longitudinaltudinal

•• La configuraciLa configuracióón de la unin de la unióónn depende de las cargas producidas por la depende de las cargas producidas por la acciaccióón sn síísmicasmica

comocomotransversalmentetransversalmente

Page 41: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

•• La acciLa accióón de un sismon de un sismoppCs ⋅= 15,0

Peso tablero

•• Cargas de diseCargas de diseñño:o:disP uSTQUHDad KKKKKKP ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=

Carga admisibleFactores de modificación

DiseDiseñño de elementos de sujecio de elementos de sujecióón n

•• Cargas admisibles:Cargas admisibles:

–– CaracteristicasCaracteristicas del elemento de unidel elemento de unióónn

–– La densidad anhidra de la maderaLa densidad anhidra de la madera

–– DirecciDireccióón de solicitaciones con respecto a la direccin de solicitaciones con respecto a la direccióón de la fibran de la fibra

Page 42: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Diseño de elementos de sujeción Tablero-Vigas:

Restringir movimientos del tablero por frenado brusco y/o sismo:

Page 43: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Verificación de deflexión por carga viva

12

3tD

I⋅

= ( )15,148 '

3

⋅⋅⋅

⋅=∆

IE

LP

f

LL

( ) ( )[ ] ( )44

33

10309,612

220,0711,0

12m

mmtDI

−⋅=⋅

=⋅

=

( ) ( )( ) ( )

( )mmmT

mT

IE

LP

f

LL 0054,015,110309,6/62436148

53,2257,7

15,148 442

33

'

3

=⋅⋅⋅⋅

⋅=

⋅⋅⋅

⋅=∆

( )mmLL 4,5=∆ < L/360=7,0mm O.K.

Page 44: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Ejemplo ConstrucciEjemplo Construccióón Puente Cautn Puente Cautíín:n:Carta Carta GanttGantt

ColocaciColocacióón de tacos antisn de tacos antisíísmicossmicos3.93.9

ColocaciColocacióón detalles inteligentesn detalles inteligentes3.83.8

EjecuciEjecucióón concreto n concreto asfalticoasfaltico3.73.7

ColocaciColocacióón de pasillos y guardarruedasn de pasillos y guardarruedas3.63.6

Montaje de barandasMontaje de barandas3.53.5

ColocaciColocacióón ln láámina asfmina asfáálticaltica3.43.4

OBRAS COMPLEMENTARIASOBRAS COMPLEMENTARIAS3.33.3

Tensado de barras en 3 fases (25, 50, y 100% del nivel de tensadTensado de barras en 3 fases (25, 50, y 100% del nivel de tensado)o)3.23.2

Engrasado de barras y colocaciEngrasado de barras y colocacióón de placasn de placas33

ColocaciColocacióón secuencial de laminaciones y barras que conforman el tableron secuencial de laminaciones y barras que conforman el tablero2.12.1

FijaciFijacióón de soleras a travesan de soleras a travesaññosos2.12.1

MONTAJE TABLERO DE MADERA TENSADOMONTAJE TABLERO DE MADERA TENSADO22

NivelaciNivelacióón de travesan de travesaññosos1.41.4

InspecciInspeccióón y/o reparacin y/o reparacióón de travesan de travesaññosos1.31.3

DemoliciDemolicióón de barandas existentes de hormign de barandas existentes de hormigóónn1.21.2

Desarme de tablero de madera existenteDesarme de tablero de madera existente1.11.1

TRABAJOS PRELIMINARESTRABAJOS PRELIMINARES11

ACTIVIDADACTIVIDADITEMITEM

3 semanas

2 semanas

5 semanas

Page 45: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

IntroducciIntroduccióónn

•• Puente CautPuente Cautíín.n.

•• EstEstáá conformado por 2 estribos y 3 cepas de hormigconformado por 2 estribos y 3 cepas de hormigóón armado distanciadasn armado distanciadasa 25m respectivamente. Posee 2 vigas longitudinales a 25m respectivamente. Posee 2 vigas longitudinales rigidizadasrigidizadas por vigaspor vigastravesatravesañño. Sobre estos elementos se apoya el tablero de madera.o. Sobre estos elementos se apoya el tablero de madera.

Page 46: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

�� DemoliciDemolicióón de barandas de hormign de barandas de hormigóónn

Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióón n

�� Desarme de rodadoDesarme de rodado

�� Catastro vigas travesaCatastro vigas travesaññoo

Page 47: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióón n

�� Retiro tablones de resistenciaRetiro tablones de resistencia

�� Piezas deterioradasPiezas deterioradas

Page 48: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióón n �� Levantamiento topogrLevantamiento topográáficofico

Page 49: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióón n

�� MoldajeMoldaje en travesaen travesaññosos

�� Hormigonado travesaHormigonado travesaññosos

Page 50: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióón n �� ColocaciColocacióón de solerasn de soleras

Page 51: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

�� Ensamble Tablero TensadoEnsamble Tablero Tensado

Page 52: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióón n

�� TablTablóón a ensamblarn a ensamblar

: Secuencia de ensamble : Secuencia de ensamble

�� Clavado de la pieza al tableroClavado de la pieza al tablero�� InserciInsercióón del tabln del tablóónn

�� AlineaciAlineacióón de las perforacionesn de las perforaciones

�� Tablero al cuarto Tablero al cuarto diadia de ensamblede ensamble

Page 53: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióón n �� AnclajesAnclajes

�� Tensado de barrasTensado de barras

Placa de apoyoPlaca de apoyoPlaca de anclajePlaca de anclaje

Tuerca de anclajeTuerca de anclaje

Page 54: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióón n �� Tablero de Madera TensadoTablero de Madera Tensado

Page 55: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióón n �� EjecuciEjecucióón concreto asfn concreto asfáálticoltico

�� ColocaciColocacióón de pasillos y barandasn de pasillos y barandas

�� ColocaciColocacióón de tacos (sismo)n de tacos (sismo)

:Obras complementarias:Obras complementarias

Page 56: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióón n

�� Estado final del puenteEstado final del puente

Page 57: Puente Cautín: Diseño, Construcción y Seguimiento

Muchas GraciasGrupo de InvestigaciónUso Estructural de la MaderaDepartamento de Ingeniería CivilUniversidad de Concepción