Normalización de secciones de vigas premoldeadas de hormigó hor migón n prete pr etensado nsado para puentes puentes Ing. Gustavo A. Soprano, Ing. Pedro M. Lozada, Ing. Bibiana A. Legnani, Ing. Claudio F. Pernice, Ing. Héctor I. Allegretti, Arq. Gustavo J. Bandel, Arq. Patricia R. Bigurrarena, Nahuel Fernández, Fernando Bolgeri, Diego J. Cernuschi, Federico Di Génova, Diego M. Skok e Inés H. León* Dirección de Vialidad de la Provincia de Buenos Aires – Gerencia Técnica – Subgerencia de Estudios y Proyectos - Departamento Obras de Arte Avda. 122 N° 825 – C.P. C .P. 1900 – La Plata – Buenos Aires – Argentina Teléfono: 54-221-421-1161 interno 285 Correo electrónico:
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Resumen Se han proyectado cinco secciones de vigas prefabricadas postesadas, para ser utilizadas en puentes carreteros. Dichas secciones han sido diseñadas y calculadas para cinco luces diferentes: 12, 15, 20, 25 y 30 metros. Para su optimización se han tenido en cuenta diferentes factores: experiencia acumulada sobre problemas de prefabricación y montaje, utilización de hormigones de la mejor calidad compatible con la tecnología disponible en nuestro medio, simplicidad constructiva, ahorro de materiales, incidencia de la altura de la viga en otras obras (accesos, muros de contención, colectoras, etc.), incidencia de dicha altura en los costos operativos del tránsito y criterios de cálculo de última generación. Se ha realizado el cálculo completo y los planos tipo para cada una de estas vigas, habiendo comenzado a ser utilizadas en los últimos proyectos de la Repartición. La intención sin embargo es ir más allá. Se han iniciado contactos con otros organismos, tendientes a que, incorporando eventualmente las modificaciones o propuestas que éstos formularen, se establezcan como secciones normalizadas. Esto serviría para que las empresas cuenten con moldes estandarizados que puedan ser reutilizados en distintas obras. Las ventajas de ello serían múltiples: Ahorro de costos producto de la propia optimización del diseño, ahorro de costos y tiempos por reutilización de moldes en distintas obras y simplificación simplificación de las tareas de proyecto.
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En el presente trabajo ha participado, en mayor o menor medida y en diferentes tareas, la totalidad del personal perteneciente al Departamento Obras de Arte al momento de su elaboración. La actuación de cada uno de los autores se discrimina de la siguiente forma: Ing. Gustavo A. Soprano: idea, dirección general y redacción, Ing. Pedro M. Lozada: asesoramiento, Ing. Bibiana A. Legnani: supervisión y revisión del cálculo estructural, Ing. Claudio F. Pernice: evaluación de costos, Ing. Héctor I. Allegretti: colaboración en cálculos, Arq. Gustavo J. Bandel: supervisión de planos, Arq. Patricia R. Bigurrarena: confección de planos, Nahuel Fernández: diseño de planilla electrónica, cálculo estructural y cómputos métricos, Fernando Bolgeri: diseño de planilla electrónica, cálculo estructural y cómputos métricos, Diego J. Cernuschi: apoyo informático, Federico Di Génova: colaboración en cálculos, Diego M. Skok: diseño de planillas electrónicas, Inés H. León: apoyo administrativo. administrativo.
1
Introducción La idea de contar con secciones normalizadas para vigas de hormigón pretensado es una aspiración que que reiteradamente viene viene planteándose desde desde las diferentes partes partes involucradas en el proyecto y construcción de puentes: organismos públicos, proyectistas, empresas constructoras y entidades civiles afines. La principal ventaja que esto reporta es la reutilización de moldes, ya que los mismos (generalmente metálicos) representan un costo significativo si se usan para pocas vigas, pero disminuyen notablemente su incidencia al aumentar el número de éstas. La normalización de secciones disminuiría los costos, facilitando el empleo de un mismo encofrado para distintas obras. Otra ventaja sería la disminución de los tiempos de ejecución, ya que al disponerse de moldes de obras anteriores anteriores se ganaría el tiempo de construcción construcción de los mismos. En cuanto al proyecto, podría dedicarse un mayor esfuerzo en la optimización del diseño, dado que se realiza por única vez (precisamente lo hecho en ocasión de este trabajo). Su aplicación a los proyectos particulares también se simplifica, ensamblando a través de CAD las componentes estructurales prediseñadas, hasta conformar la estructura a proyectar. Sin embargo esta idea no es nueva. En el año 1973, la Subsecretaría de Obras Públicas de la Nación propuso un conjunto de cuatro secciones normalizadas [1] (Figs. 1 y 2). En el texto de la Resolución se expresa: “El objeto de esta norma es establecer un número limitado de secciones de vigas, útiles para la construcción de puentes carreteros, aplicables para todas las condiciones de cargas que establece el Reglamento de la D.N.V. y dentro de los límites de luces indicados en cada caso. “Su finalidad es simplificar y uniformar el uso de moldes, agilizando los métodos de producción y disminuyendo costos. “La tipificación de estas vigas no implica desechar el uso de otras vigas con secciones transversales y dimensione diferentes que, fabricadas en el mercado, cumplan con los requisitos generales de esta Norma y los requerimientos geométricos y estructurales del proyecto de obra.”
No obstante ello, el paso del tiempo ha determinado su obsolescencia. obsolescencia. Como se mostrará más adelante, existen criterios de diseño más actuales, sumados a la posibilidad de obtener hormigones de mayor resistencia, lo que conduce a secciones mucho más eficientes y económicas. Ya se han utilizado algunas de las vigas diseñadas para los últimos proyectos realizados en la Repartición 1. Por otra parte, se ha tenido una serie de reuniones con la Asociación Argentina del Hormigón Pretensado e Industrializado, quienes han sido uno de los más activos impulsores de la idea de la normalización de secciones. Han visto con gran interés nuestro trabajo, y en este momento está siendo estudiado por sus especialistas. La intención es que se establezcan (eventualmente con alguna mejora o modificación) como secciones normalizadas, recomendándose su adopción general en el ámbito nacional. La serie de contactos continuaría con la Dirección Provincial de Hidráulica, la Dirección Nacional de Vialidad y otras reparticiones reparticiones nacionales y provinciales. La normalización serviría principalmente para que las empresas cuenten con moldes estandarizados que puedan ser reutilizados en distintas obras, a la vez de facilitar las tareas de proyecto. 1
Altonivel en intersección de R.P. 6 y R.N. 8, Altonivel en intersección de R.P. 6 y R.P. 210 y Ensanche de altonivel en Cno. 063-01 (Av. Juan D. Perón, Lomas de Zamora) sobre F.C.G. Belgrano
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Debe aclararse que, los costos indicados en el presente trabajo se refieren a los vigentes en Junio de 2004, los que podrían sufrir variaciones significativas a lo largo del tiempo, no obstante lo cual, las conclusiones generales obtenidas no se ven alteradas. Los costos de los principales ítem puestos en juego son los siguientes: Hormigón armado H-40, excluida la armadura: 744 $/m 3 Hormigón armado H-30, excluida la armadura: 703 $/m 3 Acero para pretensado colocado con anclajes: 5101 $/t Acero ADN 420 para hormigón armado colocado: 2901 $/t Terraplén con provisión de suelo y transporte: 18 $/m 3
Criterios Criterios de diseño Se enuncian a continuación una serie de criterios adoptados para proyectar las vigas. Éstos no tienen demostración, e incluso podrían no ser del todo ciertos, pero se consideran puntos de partida razonables, basados en la experiencia de varios años y la incorporación de nuevas tecnologías y criterios de cálculo y diseño. 1-
Aparecen como ideales las vigas con losa losa incorporada, incorporada, siendo preferible la sección sección Π para luces de 10 a 15 m, y T para 15,50 a 30 m.
2-
Se proyectaron las siguientes vigas tipo: DESIGNACIÓN
ALTURA TOTAL DE VIGA
LUZ ENTRE JUNTAS
Π-45
0,45
12
Π-55
0,55
15
T-80
0,80
20
T-100
1,00
25
T-130
1,30
30
3-
En los puentes a proyectar, proyectar, se tratará en lo posible posible de utilizar las las luces normalizadas, normalizadas, para permitir el uso repetido de moldes en diferentes obras. Si razones de proyecto lo hicieran inviable, se adoptará la sección correspondiente a la viga tipo de luz inmediatamente mayor, disminuyendo la armadura y la fuerza de pretensado (en vigas T también podría aumentarse la distancia entre vigas). Esto permitiría la fácil adaptación de moldes existentes.
4-
Se adoptó un espesor de losa de tablero de 0,15 m, ya que espesores menores no son convenientes para puentes, dada la magnitud de las cargas concentradas, y espesores mayores serían antieconómicos.
5-
Dicho espesor espesor admite separaciones separaciones entre vigas T del orden de 2,50 2,50 m y aún mayores. El acartelamiento que tienen estas vigas resulta beneficioso para ello, aumentando la resistencia al corte y a la flexión de la losa. Resulta económicamente conveniente acercarse a estas separaciones máximas. Las vigas tipo se proyectaron para 2,40 m de separación, aunque deberá preverse el ajuste de esta medida para cada puente en particular. Por su parte, las vigas Π se colocan en contacto unas con otras (con una pequeña junta hormigonada in situ), habiéndose diseñado con un ancho de 1,60 m. El ajuste del ancho del tablero puede realizarse en este caso construyendo parte de las veredas en voladizo.
3
6-
Los criterios criterios más modernos modernos para la verificación verificación de los los estados estados límites límites de servicio, particularmente la discretización de la seguridad tomando diferentes combinaciones probables de cargas, hacen que las dimensiones de la sección de la viga no estén condicionadas por ellos, sino por el estado límite último y razones constructivas. Actualmente prevalece el criterio de considerar inconveniente inconveniente utilizar un alto grado de pretensado (“pretensado total” o “limitado”), prefiriéndose tesados menores, efectuando el control de fisuración con armadura pasiva [2].
7-
La relación relación actual actual de precios entre aceros aceros y hormigones, hormigones, sumado sumado al valor de los acceaccesos y los costos operativos de vehículos, hacen que sea conveniente una altura de vigas lo más reducida posible. Frecuentemente no se tiene en cuenta que, 10 cm de aumento en la altura de la superestructura, provocan incrementos de la longitud de accesos del orden de 4 a 8 m, y de terraplenes de 1000 a 4000 m 3. Si los accesos llevan muros de contención laterales, la longitud de estos aumenta alrededor de 8 a 16 m, además de aumentar en promedio sus alturas, espesores y bases. Aparte de estas incidencias en el costo inicial de la obra, está el incremento del costo operativo de los vehículos durante toda la vida útil del puente, al tener que trepar una altura mayor. Se han hecho estimaciones sobre este factor, obteniéndose valores realmente significativos, hallándose que esta diferencia podía superar varias veces el valor de todo el puente, en rutas con importante tránsito de camiones pesados. Todo esto hace que deba tratar de diseñarse luces lo más reducidas posible, y una vez determinadas éstas, secciones con la menor altura compatible con dicha luz.
8-
Esto último se logra haciendo que, para para el estado límite límite último, el total de la losa, actuando como cabeza de compresión de la viga, se encuentre trabajando al límite de su resistencia. También hace necesario adoptar resistencias altas para el hormigón. Se ha adoptado un valor característico de 40 MPa, que parece razonable para la tecnología actual.
9-
Los criterios criterios anteriores anteriores hacen que la fuerza de de compresión compresión por unidad unidad de ancho ancho sea independiente de la luz, y por consiguiente también lo será la de tracción. Por otro lado, resulta económicamente conveniente absorber el total de esta fuerza con la armadura tesa. Esto requiere una armadura de un cable de 24 φ 7 por cada 0,40 m de ancho de tablero, lo que conduce a 4 cables para las vigas Π y 6 cables para las T.
10- El talón inferior se se diseñó para contener, con la menor sección posible, posible, los cables. cables. 11- El ancho del alma está condicionado por el esfuerzo de corte, con un mínimo igual a 3 veces el diámetro exterior de las vainas. 12- La altura de la viga viga se determinó determinó basándose en en la resistencia necesaria a rotura. rotura. 13- La fuerza de pretensado pretensado resulta inferior inferior a la que puede puede soportar la armadura armadura tesa (ne(necesaria por condición de rotura), dado que si esta armadura se tesara al máximo, la sección de hormigón no lo resistiría. Se tesará entonces tanto como la sección lo admita. Deberá indicarse claramente en los planos, tanto la fuerza de pretensado como la fuerza que los cables deben soportar en fluencia, ya que esta última condición, y no la primera, será la que determine la sección de los mismos.
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Incidencia Incidencia del costo de los accesos Dado que en la mayor parte de los casos, la cota inferior de viga está fijada por razones de gálibo en altoniveles y por razones hidráulicas en puentes sobre cursos de agua, la altura de la viga determina, sobre todo en los primeros, la cota de rasante de la vía superior. Un aumento en la altura altura de la viga frente a un diseño alternativo, alternativo, produciría produciría entonces la elevación de la rasante lo cual, para mantener las pendientes de los accesos y taludes, provocaría una incremento de los terraplenes en altura, longitud y ancho. En lugares con espacio comprometido, como las zonas urbanas, esto trae complicaciones adicionales frente a las colectoras, frentistas, calles transversales, etc. En estos casos además suele ser necesaria la contención lateral del suelo con muros o terraplén armado, cuyo volumen también se ve afectado por el incremento de altura de las vigas. Se han hecho evaluaciones del efecto de algunos de estos factores. El caso de menor incidencia sería el que sólo compromete el volumen de terraplén. Como caso típico tómese un puente para altonivel, con un ancho de coronamiento de terraplén de 12 m, una pendiente longitudinal máxima de 2,5% (media de 1,75%), taludes 1:1,5 y una sobreelevación de la rasante sobre el puente de 6,50 m respecto del inicio de la curva vertical. De esto resulta un incremento de 160 m 3 de terraplén por cada cm de aumento en la cota de rasante en el puente, lo cual representa un costo de $ 2.900 por cada cm de incremento en la altura de la viga. Téngase en cuenta que este es un orden mínimo, ya que de producirse la escasez de espacio mencionada en el párrafo preanterior, los valores crecen significativamente. Por ejemplo, si debe recurrirse a muros de contención en la totalidad de la longitud de los dos accesos y a ambos lados, se obtiene una variación de $ 14.000 por cada centímetro de aumento en la altura. altura .
Incidencia Incidencia del cost o ope op erativo de vehículos vehículos Se evaluó el efecto de la variación de la altura de viga en el costo operativo para distintas composiciones de tránsito, según datos de rutas de la Provincia de Buenos Aires. Se tomó como aumento de costo provocado por una pendiente del 3%, en camiones pesados a 60 km/h y en otros vehículos a 80 km/h, los siguientes valores [4]: Autos: Ómnibus: Camiones livianos: Camiones pesados:
0,039 $/km 0,47 $/km 0,15 $/km 1,50 $/km
Estos valores son costos de la comunidad, es decir sin impuestos y para ascenso, considerándose considerándose que en el descenso no existe variación respecto del recorrido horizontal. Por cada metro de sobreelevación, el vehículo debe recorrer 33,33 m más en ascenso, de donde resultan entonces los siguientes costos: Autos: Ómnibus: Camiones livianos: Camiones pesados:
0,0014 $ por metro de altura 0,0172 $ por metro de altura 0,0053 $ por metro de altura 0,0542 $ por metro de altura
A modo de ejemplo, tomemos el tránsito de la R.P. 4, tramo Puente 12 (Av. Riccieri – Av. Juan XXIII) que es de 58564 vehículos diarios, con un 66% de autos, 3% de ómnibus, 12% de camiones livianos y 19% de camiones pesados:
5
Tipo de vehículo veh/día Autos 38652 Ómnibus 1757 Camiones livianos 7028 Camiones pesados 11127 Suma 58564
$/veh $/veh
0,0014 0,0172 0,0053 0.0542
$/día 54 30 37 603 724
Por cada centímetro de incremento de altura de viga resulta entonces un aumento diario de costos operativos operativos de $7,24. A lo largo largo de los primeros 50 años, años, que puede estimarse como vida útil de un puente, suponiendo una tasa de crecimiento del tránsito del 2%, y una tasa interna de retorno del 10%, se obtiene un valor presente neto de $ 35571. Resumiendo, un solo centímetro de variación de la altura de viga, viga , en un puente con un tránsito como el del presente ejemplo, produce un gasto adicional en operación de vehículo s del or den de $3542 $35420 0. Como puede apreciarse, la incidencia de los camiones pesados es netamente preponderante, con lo que puede estimarse el costo para otro volumen de tránsito, en forma directamente proporcional proporcional a la cantidad de estos vehículos. Para citar otro ejemplo, en la R.P. 6, tramo VII (R.N. 8 – R.N. 9), en el que acaban de construirse (aunque aún no fueron habilitados), por cada calzada, dos altoniveles sobre vías ferroviarias, encontrándose en proyecto además un altonivel sobre el acceso a Los Cardales, (sin contar los altoniveles en cada intersección de los extremos), el TMDA es de 15.316 vehículos, con un 32,9% de camiones pesados. De ello resulta un valor presente neto de $ 16109 por cada centímetro de altura, valor que aumentaría a $ 20772, al suponer una tasa de crecimiento del 10% en los 4 primeros años, debido al tránsito captado por la construcción de las obras de doble calzada.
Cálcul Cálculo o estructural estruc tural Los criterios de cálculo adoptados son los siguientes: Cargas: Bases para el Cálculo de Puentes de Hormigón Armado de la Dirección Nacional de Vialidad, tren de cálculo A-30 [5]. Dimensionamiento y verificación de estados límites: Código Modelo CEB-FIP 1990 [6]. 2
Factores de carga para estados límites de servicio: Propuesta de Bases de Cálculo de Puentes de Hormigón Pretensado para la Autopista Buenos Aires – La Plata , formulado por COVIARES y aprobado por la DNV y la DVBA [7]. En particular, resultan los siguientes criterios para estados límites de servicio: •
No deben deben existir tracciones en las secciones normales para la combinación semipermanente de las cargas (G+0,3Q).
•
El ancho de fisuras no será superior a 0,2 mm para la combinación frecuente de las cargas (G+0,5Q). 2
El criterio resulta no obstante compatible con el Proyecto de Reglamento CIRSOC 201, que expresa en su art. 18.4.3: “Se podrán exceder las tensiones admisibles del hormigón indicadas en 18.4.1 y 18.4.2, si se demuestra, mediante ensayos o análisis, un correcto comportamiento de las secciones.” Se entiende que un documento de la jerarquía del Código Modelo CEB-FIP 1990, garantiza dicho requisito.
6
•
La tensión tensión en la armadura armadura pasiva no excederá excederá de 0,8 del valor de fluencia ca caracterísracterístico para la combinación combinación rara de las cargas (G+Q).
En cuanto al estado límite último, se tomaron factores de seguridad un 8,7% mayores que los determinados por el Código Modelo CEB-FIP 1990, para cubrir de ese modo los requisitos de seguridad establecidos establecidos en el reglamento CIRSOC 201, que resultan más conservadores. Para la repartición transversal de cargas entre las vigas del tablero se adoptó un criterio sencillo que cubre los casos más desfavorables. Se realizaron distintos anteproyectos para cada tipo de viga. En la Fig. 3 se muestran algunas de las tentativas realizadas realizadas para la viga de 25 m de luz, junto con la forma finalmente adoptada. Se aprecia claramente que la diferencia de costos no resulta muy significativa, sobre todo teniendo en cuenta lo expuesto en los dos puntos anteriores, por lo que termina resultando definitorio (dentro de los márgenes técnicamente razonables) el lograr la menor altura posible de viga.
Resultados Las secciones resultantes se muestran en la Fig. 4. Se diseñaron planillas electrónicas en Excel, que permiten el cálculo estructural de las vigas frente a las condiciones típicas, como así también prevén el cálculo inmediato para su adaptación a casos especiales. Sobre la base de los resultados del dimensionado, se confeccionaron en CAD los planos de los cinco tipos de viga (Figs. 6 a 13). Estos planos pueden utilizarse directamente para el legajo de obra, en los casos típicos (luces estandarizadas y cargas normales). Se han estudiado y calculado los detalles tales como la mejor forma de realizar las uniones entre las vigas premoldeadas y el hormigón in situ, las vigas de arriostramiento, los macizamientos macizamientos extremos para la bifurcación de cables y alojamiento de anclajes, etc. Para resolver casos especiales (luces distintas a las normalizadas, variantes en vigas de borde con voladizos y/o veredas u otras condiciones de cálculo específicas), a través de las planillas de cálculo diseñadas puede determinarse automáticamente la armadura y la fuerza de tesado. La confección de planos para estos casos, puede realizarse a partir de los planos tipo, con la facilidad para realizar modificaciones modificaciones que brindan los sistemas CAD. ga.
En la siguiente tabla se dan las características geométricas de los cinco tipos de viCARACTERISTICAS GEOMÉTRICAS Sección Sección Bruta Tipo
A (m2)
YG (m)
I x-x (m 4)
Wi (m3)
Ws (m3)
Π−45 Π−55
0,3120 0,3480 0,4998 0,4895 0,5306
0,3067 0,3730 0,5426 0,6818 0,8777
0,004396 0,008086 0,288009 0, 049653 0,049653 0, 098826 0,098826
0,01433 0,02168 0,05162 0,07283 0,11260
0,03068 0,04568 0,10881 0,15602 0,23401
T-80 T-100 T-130
7
Sección Neta (vigas Π con 4 vainas φ 52 mm, vigas T con 6 vainas φ 52 mm) Tipo
A (m2)
YG (m)
I x-x (m 4)
Wi (m3)
Ws (m3)
Π−45 Π−55
0,3003 0,3363 0,4523 0,4720 0,5131
0,3146 0,3820 0,5596 0,7032 0,9041
0,003897 0,007211 0,024505 0, 043582 0,043582 0, 087971 0,087971
0,01239 0,01886 0,04379 0,06197 0,09730
0,02878 0,04301 0,10193 0,14685 0,22222
T-80 T-100 T-130
Sección Homogeneizada (vigas Π con 4 cables 24 φ 7, vigas T con 6 cables 24 φ 7, n = 5,13) Tipo
A (m2)
YG (m)
I x-x (m 4)
Wi (m3)
Ws (m3)
Π−45 Π−55
0,3273 0,3633 0,4927 0,5124 0,5535
0,2973 0,3617 0,5222 0,6560 0,8457
0,004994 0,009144 0,032207 0, 056950 0,056950 0, 111959 0,111959
0,01680 0,02528 0,06167 0,08682 0,13239
0,03270 0,04856 0,11594 0,16553 0,24644
T-80 T-100 T-130
Sección Homogeneizada compuesta (viga compuesta (viga + losa tablero) (vigas Π con 4 cables 24 φ 7, vigas T con 6 cables 24 φ 7,n = 5,13) Tipo
A (m2)
YG (m)
I x-x (m 4)
Wi (m3)
Ws (m3)
Π−45 Π−55
0,3513 0,3873 0,5971 0,6167 0,6579
0,3026 0,3687 0,5585 0,7023 0,9067
0,005174 0,009478 0,036116 0, 063652 0,063652 0, 125115 0,125115
0,01710 0,02570 0,06466 0,09063 0,13800
0,03510 0,05228 0,14956 0,21382 0,31808
T-80 T-100 T-130
Ventajas Ventajas de las vigas vi gas proyectadas pro yectadas En la Fig. 5 se muestra la comparación de la sección adoptada para la viga de 25 m de luz con la que recomienda la norma de la SSOP. Teniendo en cuenta que los costos de ambas son prácticamente coincidentes, mientras que la diferencia de altura es de 55 cm, en caso de adoptarse la viga propuesta en lugar de la anterior, con los valores expuestos en los ejemplos, se tendría un ahorro de $ 160.000 en terraplenes y de $ 2.000.000 en costo operativo de vehículos (tránsito de R.P. 4). Si se requiriera de muros de contención, el costo de éstos se reduciría en $ 750.000. Yendo a un ejemplo actual y concreto, como el de los tres altoniveles del tramo VII de la R.P. 6, mencionados anteriormente: Estos fueron proyectados por el Departamento Obras de Arte, utilizando vigas Π de 0,45 m de altura para tramos principales de 12 m de luz, con un diseño algo diferente al de las presentadas en el presente trabajo, de las cuales son su antecedente inmediato. De haberse usado la viga Tipo I de la SSOP, se tendría un incremento de altura de 40 cm. Entre los tres altoniveles y para ambas calzadas, puede es8
timarse entonces un ahorro debido a la reducción de altura, de $ 470.000 en terraplenes y de $ 2.500.000 en costo operativo de vehículos . Téngase en cuenta que el presupuesto total de los tres altoniveles es de $ 3.742.924 La reducción de altura lograda se debe a la utilización de hormigón de mejor calidad, a criterios de cálculo más modernos y al diseño de la sección, incorporando parte de la losa de tablero a la viga premoldeada. premoldeada. Las secciones Π presentan las mayores ventajas desde el punto de vista constructivo, ya que prácticamente todo el tablero resulta prefabricado. Estas vigas se colocan yuxtapuestas sin solución de continuidad, hormigonándose in situ sólo unas pequeñas llaves de unión en la parte superior, en las que se entrelazan los estribos de ambas vigas concurrentes con otros de unión, atravesados a su vez por armadura longitudinal. Esto le brinda un gran monolitismo, verificado ya en pruebas de carga. No obstante ello, cada viga es en sí autoportante, lo que brinda mayor seguridad durante el período constructivo, y es capaz de resistir aún en caso de que las uniones entre vigas fallen. La velocidad de montaje es otra característica a su favor. En cuanto a la estética, presentan un aspecto agradable desde la perspectiva inferior, debido a su forma y al hecho de que sólo se ofrecen a la vista superficies de partes premoldeadas, con su consecuente mejor terminación. Este tipo de secciones no requiere de vigas de arriostramiento. No obstante las ventajas antedichas, a medida que se incrementa la luz y en consecuencia la altura de las vigas, las secciones Π dejan de ser competitivas frente a las T, debido al volumen de hormigón requerido por los nervios, que resulta menor en estas últimas. En las secciones T se prevé realizar las uniones entre vigas a través de sectores de losa hormigonados in situ, con un ancho mínimo (del orden de 60 cm) necesario para realizar los anclajes. Las armaduras inferiores de la losa están incluidas en las vigas premoldeadas, y quedan entrecruzadas al ser montadas. En cambio, la armadura superior no se entrecruza, realizándose el empalme a través de una armadura adicional. Con esto se minimizan las dificultades de montaje que han sido observadas con entrecruzamientos de armadura más complejos, como en el caso de bucles. La superficie de contacto entre viga prefabricada y hormigón in situ se ha diseñado inclinada a 45°, con lo que se logran las siguientes ventajas: se evita la rotura por corte, observada en vigas que presentaban esta superficie vertical, al incidir las cargas de tránsito en el tramo de losa; puede realizarse sin encofrado, ya que éste se dificulta por la armadura pasante, y al mismo tiempo puede dársele una mayor rugosidad, a efectos de mejorar la adherencia entre hormigones. Se prevén vigas de arriostramiento pretensadas solamente en los extremos, las que se incluyen en las vigas premoldeadas, salvo un pequeño sector de unión, y se tesan luego del fraguado del hormigón de dichas uniones.
Conclusiones A partir de este trabajo realizado, se dispone de vigas prediseñadas para utilizar en los proyectos de puentes de esta Repartición, lo que ya comenzó a llevarse a cabo. Se han realizado planos tipo, que pueden ser utilizados directamente, y se confeccionaron planillas electrónicas para el cálculo de variante especiales. Éstas se han optimizado desde diferentes puntos de vista, tales como rapidez y simplicidad constructiva, ahorro de materiales y fundamentalmente, ahorro en obras de acceso y costos operativos de vehículos a través de una menor altura de viga. Para ello se ha hecho uso, tanto de la experiencia de años acumulada en el Departamento Obras de Arte como del estudio de las últimas tecnologías de cálculo y construcción. Los contactos establecidos con la Asociación Argentina del Hormigón Pretensado e Industrializado, avanzándose hasta ahora con grandes coincidencias, permiten proyectar la 9
propuesta hacia una nueva norma para la normalización de estas vigas. Ello conduciría a la ventaja adicional de ahorrar tiempos y costos, al reutilizar los moldes en distintas obras.
Ag A g r adeci adec i m i ent en t o A la Ing. Dolores Ruiz, del Departamento Planeamiento y Programación, quien suministró los datos sobre tránsito y costos operativos.
Referencias bibliográficas [1] Norma para la tipificación de vigas de hormigón pretensado premoldeadas para puentes carreteros, aprobada por Resolución 85/73 de la Subsecretaría de Obras Públicas de la Nación, Asociación Argentina del Hormigón Pretensado, Buenos Aires, Diciembre de 1973. [2] Estructuras de Hormigón Armado. Tomo VI: Bases para la construcción de puentes monolíticos. Fritz Leonhardt, Librería “El Ateneo” Editorial, Buenos Aires, 1987. [3] Costo operativo de vehículos, Dirección de Vialidad de la Provincia de Buenos Aires, Depto. Planeamiento y Programación, La Plata, Mayo de 2001. [4] Ingeniería de carreteras. Calles, viaductos y pasos a desnivel. Hewes y Oglesby, Compañía Editorial Continental S.A., México, 1976. [5] Bases para el Cálculo de Puentes de Hormigón Armado. Dirección Nacional de Vialidad, Buenos Aires, Enero de 1952. [6] CEB-FIP Model Code 1990, Comité Euro-International du Béton, June 1991. [7] Propuesta de Bases de Cálculo de Puentes de Hormigón Pretensado para la Autopista Buenos Aires – La Plata, formulado por COVIARES y aprobado por la DNV y la DVBA
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