Escuela Politécnica del Ejército Ingeniería Civil
Noveno Nivel
Puentes
Tema: Informe de la visita técnica al puente de Guayllabamba
Ing. Estuardo Peñaherrera
Alumno:
Jorge Cruz A.
Septiembre 2011 – Enero 2012
TITULO Puente sobre el Río Guayllabamba.
OBJETIVOS
Identificar todas las características del puente. Indicar todo el proceso de que ha realizado. Indicar en qué etapa de construcción se encuentra la obra.
ANTECEDENTES El nuevo puente de Guayllabamba es parte del proyecto de ampliación a 4 carriles CALDERÓN – GUAYLLABAMBA a cargo de la empresa PANAVIAL, esta vía conecta las provincias de Pichincha, Imbabura y Carchi convirtiéndose en el único acceso norte a la ciudad de Quito, la ampliación de la vía será una alternativa para conectar a la ciudad de Quito con su nuevo aeropuerto además de incrementar el comercio y la industria. El proyecto consta de una ampliación a 4 carriles del acceso norte a Quito con parterre central, desde la población de Calderón hasta el redondel norte del by pass de Guayllabamba con una longitud de 18.4kms además de la construcción del nuevo puente a 4 carriles sobre el río Guayllabamba y la ampliación del puente a 4 carriles sobre el río Coyago. Cabe señalar que en el sitio de construcción se encuentra el puente antiguo, el cual será reemplazado por el nuevo, ya que el antiguo fue construido hace 40 años aproximadamente por lo que se considera que ya cumplió su vida útil. Los daños más evidentes de la infraestructura se presentan en la base. En el centro se evidencian resquebrajamientos que generan fuertes vibraciones cuando atraviesa un vehículo.
Figura 1: Puente antiguo sobre el Río Guayllabamba
DESARROLLO Características Generales del Puente:
Ubicación: Provincia de Pichincha, vía Calderón - Guayllabamba.
Nuevo Puente
Figura 2: Esquema de la vía Calderón – Guayllabamba y ubicación del nuevo puente.
Número de Carriles: 3 carriles para cada sentido es decir un total de 6 carriles con
un parterre central.
Longitud del Puente: La longitud total del puente es de 120 metros y
está
conformada por tres segmentos (3 luces) de 30, 60 y 30 metros. Ancho del Puente: 23.60 metros Altura del Puente: aproximadamente 23 metros de la base al cabezal de la pila Tipo de Puente: Mixto, Tablero Metálico y estribos con pilas de Hormigón Armado. Costo del Puente: alrededor de 2.5 millones de dólares.
Subestructura del Puente: La súper estructura del puente se apoya sobre dos estribos uno al inicio y otro al final del puente además de dos pilas intermedias las cuales se asientan sobre sus respectivas zapatas. Se tiene un suelo bien consolidado casi cercano a roca por lo que la resistencia del suelo es aproximadamente de 40 T/m 2 La resistencia a la compresión del hormigón que se utilizo es de 280 kg/cm 2 y el tipo de encofrado que se uso para fundir fue metálico Vale la pena indicar que en el mes de mayo del presente año el rio tuvo una crecida de 3m lo que causo que el agua y el lodo ingresara en medio de las varillas de la pila por lo que se tuvo que bombear para retirar el lodo, la zapata ya se encontraba fundida, en uno de los estribos (el más bajo) se realizo un muro para proteger al mismo de las crecidas mientras que en el otro estribo no fue necesario debido a que se encuentra completamente fuera de alcance del cauce del río. En la Figura 3, en imagen de la izquierda se puede observar el estribo inicial yendo de sentido de Calderón a Guayllabamba, en la imagen del medio y de la derecha se observan las dos pilas y el estribo final del puente.
Figura 3: Sub estructura del puente
Se puede observar en la figura 4 una separación en el medio de la pila que tiene la función de independizar y formar dos cuerpos se podría decir que son dos puentes juntos, esto no afecta en nada a ninguna de las 2 estructuras
Figura 4: Separación de la pila del puente
Súper estructura del Puente: Las vigas metálicas son tipo I, las cuales son apoyadas sobre los estribos y pilas por lo que el puente es isostático, el material de las vigas es de acero A 588 el cual presta excelentes condiciones anticorrosivas, el material es importado desde Suecia. Los ensayos a los que son sometidos las vigas son los siguientes: Ensayo de radiografía, Ensayo de ultrasonido y Ensayos de electrodos. Para el ensayo de electrodos se usa la sonda 7018 ya que penetra más que la sonda 6011 y son realizados en la Politécnica Nacional. Las vigas presentan un camber o contra flecha de 30 cm que se asienta con la acción de las cargas a las que son sometidas y quedan a nivel.
Figura 5: Viga con contra flecha
Para las vigas de los tramos de 30 metros de luz se tiene una altura de viga de 1.25m mientras que para las vigas del tramo de 60m de luz se tiene una altura de vigas de 2.50m. El espesor del alma de las vigas es de 8mm y el espesor de las alas de 3cm, los rigidizadores laterales están colocados cada 1.50 m de separación.
Figura 6: Viga con rigidizadores a 1.50m
En las alas no se hace coincidir a propósito el corte de ala superior con el ala inferior para no generar una zona de falla (Figura 7 izquierda). Las vigas tiene una sección variable en el ala, esta se ensancha a medida que avanza a el centro de la viga y se lo hace con el objetivo de absorber los momentos ya que al aumentar el momento toca aumentar la sección (mayor inercia) (Figura 7 derecha) .
Figura 7: Corte desigual de alas y ensanchamiento del ala
En los rigidizadores laterales se realizan perforaciones para colocar los arriostramientos verticales (diafragmas), estos primero se empernan y cuando ya están montados se sueldan, una vez que la suelda esta firme el perno ya no trabaja (Figura 8).
Se debe tratar en lo posible que coincidan los rigidizadores laterales con lo arriostramientos verticales.
Figura 8: Perforaciones en rigidizadores
Se puede observar el refuerzo exterior en las alas de las vigas que se ensancha mas en el medio con el mismo objetivo anterior de absorber mayor momento, también se observan los arriostramientos horizontales (Figura 9 izquierda). Existen recomendaciones de donde se debe colocar los refuerzos, estas recomendaciones están en función de la sección, y toca dividir en 20 partes a la viga para luego calcular y diseñar cada una de las 20 partes. Las placas de neopreno para el tramo de 30m serán de un espesor de 3cm y serán colocadas sobre las vigas. El neopreno debe ser diseñado en función de las cargas y de la luz, es decir que si para la luz de 30m se requiere una placa de neopreno de 3cm, puede q para la de 60 m se requiera un espesor mayor, teniendo en cuenta que no es aconsejable tener mucho espesor ya que se desplaza mucho por lo que se hace un sanduche de goma y placa metálica y así reducir el espesor (Figura 9 derecha) .
Figura 9: Refuerzo variable, arriostramiento horizontal y neopreno
Existen elementos soldados en las alas superiores de las vigas que tienen la función de impedir que la losa se desprenda de la viga de acero de esa manera trabaja como un solo cuerpo, ya que se diseña una sección mixta de acero y hormigón, optimizando la inercia adicional que me da la losa (Figura 10 izquierda) . La acera no es una losa maciza como el resto del tablero sino una losa alivianada con bloque, esta será fundida dos días después de haber fundido el resto de la losa, cabe señalar que no se usara ningún acelerante en la fundición de la losa. La vereda tiene su comportamiento estructural pero no es colaborante para el diseño de la losa. Existe una zona de transición que es una especie de chaflán entre la losa y la viga que rellena de hormigón. En las vigas existen una especie de orejas o ganchos que sirve para que la grúa pueda sujetarse de estas y poder colocar las vigas en posición (Figura 10 izquierda). También existen tuberías de 4 pulgadas para desaguar al río el agua que viene al puente. Una vez que se haya fundido todo y alcance su resistencia se realiza una prueba de cargas
Figura 10: Gancho para levantar vigas, elemento para sujetar losa-viga y vista general del tablero
CONCLUSIONES
El suelo sobre el que se encuentra el puente es muy bueno ya que tiene un esfuerzo de 40 T/m2.
La resistencia del hormigón a la compresión que se utilizo en toda la estructura del puente fue de 280 Kg/cm2
Se cuenta con alrededor de 25 trabajadores en obra, resaltando que existe una mala seguridad industrial por parte de los mismos
Los perfiles de aceros son sometido a ensayos antes de ser colocados lo que previene al proyecto de imperfecciones o contratiempos.
El puente cuenta con dos aceras a cada extremo a más de un parterre central y sus respectivas protecciones, la sección transversal cuenta con las pendientes adecuadas.
