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INDICE DEDICAT DEDIC ATORIA ORIA INTRODUCCION I.- CAPITULO I I) OBJETIVOS…………………………………………………… OBJETIVOS…………………………………………………………… ……… Pag. 7 I-I) Objetivo e!e"a# ………………………………. Pag.7 I-II) Objetivo$ E$%e&'(i&o$ ……………………………….. Pag. II.- CAPITULO II II) *ETODOLOIA *ETODOLOIA ……………………………………………… …………………………………………………… …… Pag.+, III.- CAPITULO III III) *ARCO TERICO ……………………………………………… ……………………… ……………………………. ……. Pag.++ III -I) Pe!te ……………………………………… Pag.+/ III-II) A"0a1"a ………………………………… Pag.+ III -III) Ti%o$ 1e Pe!te$ ……………………………….. Pag.+2 III-III-I) Pe!te$ *et3#i&o$ III-III-I-I) III-III-I-I) Ca"a&te"'$ti&a$ 1e #o$ Pe!te$ *et3#i&o$ III-III-I-I) III-III-I-I) Ti%o$ 1e Pe!te$ *et3#i&o$ III-III-I-I-I) Pe!te$ &o! a"0a1"a$ %o#igo!a#e$ o %a"ab4#i&a$ III-III-I-I-II) Pe!te$ &o! a"0a1"a$ "e&ta!g#a"e$ III-III-I-I-III) Pe!te$ &o! a"0a1"a 1e tab#e"o $%e"io" III-III-I-I-IV) Pe!te$ &o! a"0a1"a 1e tab#e"o $%e"io"
III-III-I-I-V) Pe!te$ &o! a"0a1"a 1e tab#e"o i!(e"io" III-III-I-I-VI) Pe!te$ 1e a"0a54! #ate"a# III-III-I-I-VII) Pe!te$ 1e a"0a1"a 1e 6N6$6 III-III-I-I-VIII) Pe!te$ 1e a"0a1"a$ 61ob#e N6$6 III-III-I-I-IX) Pe!te$ 1e a"0a1"a 1e 68$6
RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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INDICE DEDICAT DEDIC ATORIA ORIA INTRODUCCION I.- CAPITULO I I) OBJETIVOS…………………………………………………… OBJETIVOS…………………………………………………………… ……… Pag. 7 I-I) Objetivo e!e"a# ………………………………. Pag.7 I-II) Objetivo$ E$%e&'(i&o$ ……………………………….. Pag. II.- CAPITULO II II) *ETODOLOIA *ETODOLOIA ……………………………………………… …………………………………………………… …… Pag.+, III.- CAPITULO III III) *ARCO TERICO ……………………………………………… ……………………… ……………………………. ……. Pag.++ III -I) Pe!te ……………………………………… Pag.+/ III-II) A"0a1"a ………………………………… Pag.+ III -III) Ti%o$ 1e Pe!te$ ……………………………….. Pag.+2 III-III-I) Pe!te$ *et3#i&o$ III-III-I-I) III-III-I-I) Ca"a&te"'$ti&a$ 1e #o$ Pe!te$ *et3#i&o$ III-III-I-I) III-III-I-I) Ti%o$ 1e Pe!te$ *et3#i&o$ III-III-I-I-I) Pe!te$ &o! a"0a1"a$ %o#igo!a#e$ o %a"ab4#i&a$ III-III-I-I-II) Pe!te$ &o! a"0a1"a$ "e&ta!g#a"e$ III-III-I-I-III) Pe!te$ &o! a"0a1"a 1e tab#e"o $%e"io" III-III-I-I-IV) Pe!te$ &o! a"0a1"a 1e tab#e"o $%e"io"
III-III-I-I-V) Pe!te$ &o! a"0a1"a 1e tab#e"o i!(e"io" III-III-I-I-VI) Pe!te$ 1e a"0a54! #ate"a# III-III-I-I-VII) Pe!te$ 1e a"0a1"a 1e 6N6$6 III-III-I-I-VIII) Pe!te$ 1e a"0a1"a$ 61ob#e N6$6 III-III-I-I-IX) Pe!te$ 1e a"0a1"a 1e 68$6
RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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III-III-I-I-X) Pe!te$ 1e a"0a1"a "'gi1a III-III-I-I-XI) Pe!te$ 1e a"0a1"a $e!&i##a III-III-I-I-XII) Pe!te$ 1e viga$ #ate"a#e$
III-III-II) Pe!te &o! &e#o$'a$ 0et3#i&a$ III-IV) 9o"0a$ 1e *a$a A&tiva…………………….. A&tiva……………………..
Pag.:,
III-V) Viga$ III-VI) Di$e;o III-VII) No"0ativa III-VIII) Co!$i1e"a&io!e$ &o!$t"&tiva$
IV.- CAPITULO IV IV) CONCLUSIONES < RECO*ENDACIONES……… RECO*ENDACIONES…………………………… …………………… Pag.:/ V.- CAPITULO V V) RE9ERENCIAS BIBLIORA9ICAS BIBLIORA9IC AS ……………………………………. …………………… ………………. Pag.: VI.- CAPITULO VI VI) ANE=OS 9OTORA9ICOS…………………………………… 9OTORA9ICOS………………………………………………. …………. Pag./,
RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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DEDICATORIA
E# %"e$e!te t"abajo 1e i!ve$tiga&i4! RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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va 1e1i&a1o a 0i$ %a1"e$ > ?e"0a!o$@ ie!e$ &o! $ i!te"0i!ab#e e i!&o!1i&io!a# a%o>o 0e e0%ja! a &o!$egi" #og"o$ > e$(o"5a"0e 0&?o 03$ %o" ##ega" a &o!&"eta" &o! ito 0i 0eta t"a5a1a e e$ &o!$egi" 0i t't#o %"o(e$io!a#.
INTRODUCCION RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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Los puentes metálicos son estructuras imponentes que se construyen con rapidez. Sin embargo, tiene un alto costo y además se encuentran sometidos a la acción corrosiva de los agentes atmosféricos, gases y humos de las ciudades y fábricas. Por ello, su mantenimiento es caro.
l acero es el material más importante desde finales del siglo !"! para la construcción de puentes metálicos. n un principio su uso fue escaso por su alto costo. #$os después el material ba%o drásticamente su precio. &ealizándose impresionantes monumentos de acero.
Son numerosos los puentes metálicos de cercha e'istentes en el pa(s tanto para veh(culos como para ferrocarril, dise$ados en el e'tran%ero y ensamblados en el sitio, hasta la década de los )* del siglo pasado. Posteriormente, los puentes de concreto postensado de vigas +, reemplazaron los metálicos de cercha, con beneficio para la ingenier(a nacional, pues el proceso de dise$o y construcción se realizaba por ingenieros colombianos.
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na de las mayores venta%as del acero son- su construcción en el taller y la facilidad de traslado al sitio para su armado esto le permite competir con los puentes de concreto preesforzado, en sitios inhóspitos de la geograf(a nacional, o cuando el factor tiempo de construcción es una variable fundamental para la obra.
La evolución de los puentes a lo largo de la historia ha sido notable, mediante las progresivas investigaciones se dio lugar a la invención de la celos(a siendo utilizado para dar rigidez a fle'ión de sus elementos estructurales. Posterior a la Segunda /uerra 0undial el desarrollo de la tecnolog(a ha permitido que los puentes metálicos sean una e'celente opción a la hora de construir un puente logrando una mayor capacidad resistente, disminuir el peso propio y material moldeable. ste desarrollo se produce principalmente en #lemania y consiste en los siguientes puntos-
1. 'tensión de la utilización de la viga de alma llena, tanto en su versión de viga doble +, como viga ca%ón. n 123* se construye un primer puente como viga ca%ón de grandes proporciones 4L 5 16* m7 realizado por Stephenson. Posteriormente esta tipolog(a se utiliza en muchos puentes, sin llegar a competir para las grandes obras con la estructura celos(a, pero el costo de fabricación más reducido de la estructura de alma llena y el menor n8mero de uniones a realizar, determinó su imposición.
9. 0e%oramiento de los métodos de unión 4tornillos de alta resistencia, desde 126*7 y la e'tensión del uso de la soldadura eléctrica y luego la automática, la cual tuvo un gran desarrollo en la construcción naval durante la Segunda /uerra 0undial. #s( el remache desaparece como método de unión. RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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:. l desarrollo o imposición de la losa ortótropa como tablero de puente metálico, la cual se solidariza con el elemento de fle'ión longitudinal y traba%a monol(ticamente, optimizando la utilización del acero. La soldadura automática tuvo gran importancia para introducir esta innovación.
6. La me%or calidad de los aceros, lo cual permite reducir el peso de la estructura.
La sección transversal más usada es el ca%ón con una o dos células y la esbeltez económica es algo mayor que en los puentes pre;tensados, la relación peralte
l encarecimiento de los puentes metálicos, ha dado origen a los puentes mi'tos, que sustituye al tablero metálico 4parte más costosa del puente7 por una losa de hormigón, sin embargo las luces son menores.
l puente arco metálico ha seguido su camino en las dos morfolog(as conocidas del material, utilizando el alma llena o la celos(a. l mayor arco metálico RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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construido fue terminado hace pocos a$os utilizando una estructura en celos(a tanto para el arco como para el tablero. =ltimamente se están construyendo arcos metálicos con sección tubular.
La celos(a en puentes rectos ha seguido su camino desde el siglo en que apareció, pero su frecuencia actual es peque$a y se la ve todav(a en la tecnolog(a de .. y >apón.
CAPITULO I
RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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I)
OBJETIVOS
I-I) Objetivo e!e"a# La presente investigación tiene como ob%etivo dar a conocer a los estudiantes y profesionales en ingenier(a y construcción a cerca de los procesos constructivos realizados en la construcción de los puentes, asi como los tipos de puentes y comportamiento estructural.
Se analizarán los tipos de fallas que se producen en los puentes con el fin de identificar los problemas estructurales que presentan y tener un entendimiento más claro de su comportamiento. #nalizar cuál de los sistemas estructurales en estudio ofrece un adecuado comportamiento estructural frente a la amenaza s(smica y el comportamiento ante el esfuerzo cortante en la construcción de puentes.
I-II) Objetivo$ E$%e&'(i&o$
RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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a7 #nalizar las venta%as y desventa%as en función de los costos y los tiempos de e%ecución en la construcción de un puente por los sistemas estructurales planteados. b7 valuar el impacto socioeconómico y ambiental que genera la construcción de puentes como v(as de comunicación.
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CAPITULO II
II)
*ETODOLOIA
La metodolog(a utilizada en la monograf(a constó de los siguientes pasos&ealizar una parte introductoria con respecto al tema desarrollado. •
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?ompilación de información obtenida.
@escripción de los procesos constructivos de puentes. ; ?onstrucción de las vigas de cimentación. ; ?onstrucción de plataformas. ; laboración de probetas de concreto. ;?onstrucción de la viga de transferencia. @efinición de los diferentes tipos de puentes como estructuras viales de comunicación. "nterpretación y análisis de venta%as y desventa%as socioeconómicas que ofrecen la construcción de los tipos de puentes en diferentes materiales.
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&ealización de conclusiones y recomendaciones en función a la información compilada en la monografia. laboración del informe.
CAPITULO III
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III)
*ARCO TEORICO
III-I) PUENTE Puente es una estructura reticular que facilita las actividades aquellas que pudieran encontrar dificultad en sortear un obstáculo natural o una v(a de circulación terrestre o mar(tima.
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Las funciones principales de un puente son-
Soportar el tránsito de veh(culo o de otro tipo sobre un cruce, que puede ser un rio, una barranca o bien otra l(nea de transito.
RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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Servir de forma segura.
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Ser económico. @ebe dise$arse estéticamente de modo que armonice y enriquezca la belleza de sus alrededores. Aormalmente se colocan dos cerchas paralelas que se arriostran entre s( la transmisión de las cargas de los veh(culos se hace en dos tipos- de tablero inferior 4la forma más com8n7 y de tablero superior, seg8n el gálibo sobre el cauce lo permita.
III-II) AR*ADURA
La armadura es una viga compuesta por elementos relativamente cortos y esbeltos conectados por sus e'tremos. La carga fi%a del peso del pavimento y la carga móvil que atraviesa el puente se transmiten por medio de las viguetas transversales del tablero directamente a las cone'iones de los elementos de la armadura.
n las diversas configuraciones triangulares creadas por el ingeniero dise$ador, cada elemento queda o en tensión o en compresión, seg8n el patrón de cargos, pero nunca están sometidos a cargos que tiendan a fle'ionarlos. RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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ste sistema permite realizar a un costo razonable y con un gasto m(nimo de material estructuras de metal que salvan desde treinta hasta más de cien metros, distancias que resultan económicamente imposibles para estructuras que funcionen a base de fle'ión, como las vigas simples. 'isten m8ltiples maneras de colocar efectivamente los elementos de las armaduras.
III-III) TIPOS DE PUENTES
III-III-I) Pe!te$ *et3#i&o$ RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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n estos puentes además de las cerchas paralelas se usa un con%unto de vigas transversales que trasladan las cargas de peso propio y de los veh(culos a los nudos inferiores de la cercha. Para alimentar las vigas transversales se usan también vigas longitudinales sobre las cuales se apoya directamente la placa de concreto reforzado que sirve de tablero al puente.
III-III-I-I) Ca"a&te"'$ti&a$ 1e %e!te$ 0et3#i&o$
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niformidad.; Las propiedades del acero no cambian considerablemente con el tiempo. #lta resistencia.; La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de grandes claros. @urabilidad.; Las estructuras durarán de forma definitiva si tienen un adecuado mantenimiento. @uctilidad.; s la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar ba%o altos esfuerzos de tensión. La naturaleza d8ctil permite fluir localmente evitando fallas prematuras. +enacidad.; Poseen resistencia y ductilidad, siendo la propiedad de un material para absorber energ(a en grandes cantidades. lasticidad.; Se acerca más a la hipótesis de dise$o debido que sigue la ley de BooCe.
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?osto de recuperación.; Se los puede reutilizar como chatarra. +ipos de apoyos-
Las pilas corresponden a la parte de la subestructura que soporta el tablero de la superestructura, las cuales tienen cimentación superficial o profunda a través de pilotes o caissons. La mayor(a son en concreto reforzado y de tipo muro, columnas con viga cabezal y torre metálica.
Se presenta el tipo de apoyos fi%os y móviles identificados en los estribos, encontrando que la mayor(a son placas de neopreno, apoyos de rodillos y apoyos tipo balanc(n.
III-III-I-I) Ti%o$ 1e Pe!te$ *et3#i&o$ La armadura funciona de forma análoga a la viga. La hilera superior de elementos, llamado cordón superior, queda en compresión, al igual que el ala superior de la viga. Los elementos que forman el cordón inferior, como el ala inferior de la viga, quedan en tensión.
Los elementos verticales y diagonales que van de uno a otro cordón quedan en tensión o en compresión seg8n la configuración y seg8n cambia la posición de la carga móvil. Los elementos su%etos sólo a tensión ba%o cualquier RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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patrón de carga posible son esbeltos. Los demás elementos son más masivos pueden ser piezas que de%en el centro hueco y que a su vez estén formadas por peque$os elementos triangulares.
III-III-I-I-I) Puentes con armaduras poligonales o parabólicas
l cordón superior es de forma poligonal con su punto de mayor peralte en el centro. l cordón inferior es generalmente horizontal.
III-III-I-I-II) Puentes con armaduras rectangulares
l cordón poligonal es el cordón horizontal.
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III-III-I-I-III) Puentes con armadura de tablero superior
Dueda totalmente deba%o del tablero, el cual se apoya sobre las placas de los cordones superiores.
III-III-I-I-IV) Puentes con armadura de tablero superior
Sostiene al tablero por medio de las placas o pasadores de sus cordones inferiores.
III-III-I-I-V) Puentes con armadura de tablero inferior
?uyas vigas armadas están unidas por encima del nivel del tablero por elementos de arriostramiento.
III-III-I-I-VI) Puentes de armazón lateral
Ao tiene arriostramiento uniendo a sus cordones superiores.
III-III-I-I-VII) Puentes de armadura de "N"s"
Eue patentizada por los estadounidenses hermanos Pratt en 1F66. sta configuración se distingue por tener sus diagonales siempre ba%ando RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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en dirección al centro del tramo, de forma que sólo están su%etas a tensión. Puede variar seg8n su silueta sea rectangular o poligonal. Las armaduras poligonales de GAHsG de tramos del orden de los cien metros pueden tener diagonales adicionales que no alcancen de cordón a cordón, denominadas subdiagonales.
III-III-I-I-VIII) Puentes de armaduras "doble N"s"
n 1F6I se patentizó, en la cual los postes verticales quedan más cercanos unos a otros y las diagonales los atraviesan por sus puntos medios hasta terminar en el pró'imo panel.
III-III-I-I-I=) Puentes de armadura de "W's"
Eue patentizada en 1F6F por dos ingenieros británicos. sta configuración tiene sus diagonales en direcciones alternadas y generalmente combinadas con elementos verticales o postes. na variación de ésta tiene dos sistemas de diagonales en direcciones opuestas, la armadura de G!HsG, también conocida como Gsistema iffelG. La armadura Gde celos(aG tiene tres sistemas de diagonales tipo GJG superpuestos.
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III-III-I-I-=) Puentes de armadura rígida
?ombinan las planchas y estribos de los puentes de placas con las vigas y estribos de los de viga esta combinación forma unidades sencillas sin articulaciones de unión entre las piezas. Son armaduras de acero rodeadas de hormigón. @e origen muy reciente, resultan sumamente 8tiles para separar en niveles los cruces de carreteras y ferrocarriles. n estos cruces suele ser conveniente que la diferencia de niveles sea m(nima y los puentes de la clase que nos ocupa son susceptibles de recibir menor altura en un mismo tramo que los otros tipos.
III-III-I-I-=I) Puentes de armadura sencilla
Las armaduras de los puentes modernos adoptan muy variadas formas. Las armaduras Pratt y Jarren, de paso superior o inferior, son las más utilizadas en puentes de acero de tramos cortos. Para los puentes de tramos largos se emplea la armadura ParCer, de cordón superior curvo, también llamada armadura Pratt, y para los de vanos largos y viga de celos(a sencilla se utilizan estructuras con entrepa$os subdivididos. Las armaduras para vanos largos están subdivididas en forma que la longitud de los largueros no sea e'cesiva a medida que aumenta la anchura del vano, debe hacerlo la altura de la armadura tanto para evitar las fle'iones e'cesivas como por razones de econom(a. Los miembros metálicos de los puentes con viga de celos(a se construyen de muy diversas formas.
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III-III-I-I-=II) Puentes de igas laterales
Los primeros puentes establecidos por la humanidad fueron puentes de vigas- troncos atravesados sobre r(os u hondonadas. ?uando el hombre tuvo bestias de carga se vio obligado a colocar dos o más troncos %untos y tender sobre ellos una cubierta o piso plano para que éstas pudieran pasar. ?uando la distancia a salvarse resultaba mayor que la longitud práctica de las vigas de troncos, se recurrió a la colocación de tramos de maderos sobre una serie de soportes intermedios o pilas.
III-III-II) Pe!te &o! &e#o$'a$ 0et3#i&a$
Los puentes de acero construidos han permitido alcanzar luces importantes. Los puentes sobre vigas metálicas pueden vencer luces de hasta 63 m 4similar al preesforzado tradicional7, mientras que con puentes metálicos en celos(as se ha alcanzado los F* m, y con puentes metálicos en arco se ha llegado hasta 1** m, constituyendo luces importantes.
RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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III-IV) 9OR*AS DE *ASA ACTIVA
Los puentes metálicos están conformados por elementos longitudinales de sección transversal limitada, que resisten las cargas por la acción de fle'ión. La acción de las cargas es transversal a la longitud del elemento 4acción de viga7 se presentan en la sección transversal, simultáneamente, esfuerzos de tensión y compresión, complementados con los de corte, generalmente peque$os la transmisión de fuerzas a fle'ión es mucho menos eficiente que la transmisión a'ial.
Los emparrillados conformados con elementos rectos horizontales en ambas direcciones, unidos r(gidamente a través de nudos, conforman sistemas de masa activa que permiten aumentar la capacidad portante de las vigas y reducir las defle'iones. ?uando la masa se distribuye uniformemente y desaparecen las vigas individuales, se tienen las placas o losas, que permiten más cargas con menores defle'iones, dentro de ciertos rangos de relación entre las luces.
III-V) Viga$
Las vigas son elementos estructurales que pueden soportar cargas apreciables con alturas limitadas. Sin embargo, esta condición hace que las defle'iones sean grandes y requieran ser controladas, mediante alturas m(nimas. +ambién e'ige que los materiales usados puedan resistir esfuerzos de tensión y compresión de casi igual magnitud. Para optimizar su uso, la industria de la construcción ha desarrollado los denominados Kperfiles estructurales de ala ancha de acero estructural, los cuales, sin embargo, tienen limitaciones por la posibilidad de pandeo en la zona de compresión de la viga.
n vigas en Kcelos(a, como la sección no es continua, las fuerzas resultantes de compresión y tensión se concentran en los elementos de la parte RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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superior e inferior, y act8an en sus áreas transversales el brazo del par o momento resistente, caracter(stico de la fle'ión, es prácticamente constante, pues no e'iste la distribución triangular de esfuerzos. La capacidad a cortante de la viga es suministrada por los elementos diagonales, que en este caso act8an a compresión.
Miga en celos(a, momento resistente n materiales como el acero estructural se aprovecha el comportamiento inelástico del mismo y se traba%a con un diagrama rectangular como se muestra en la figura Ao. 9 en el cual el esfuerzo má'imo es el de fluencia del acero.
III-VI) Di$e;o +odo puente debe ser dise$ado para soportar con seguridad todos los veh(culos que puedan pasar sobre él, durante su vida 8til. Sin embargo, no es posible para el dise$ador conocer con e'actitud que veh(culos solicitarán la estructura o cuál será la vida 8til del mismo. Para garantizar la seguridad de la estructura, se deben mantener algunas medidas de control y hacerse algunas previsiones en cuanto a la resistencia para soportar cargas actuales y futuras.
RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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n cuador no e'iste un código de dise$o de puentes propio con normas espec(ficas para el análisis y dise$o, pero el 0NP ha adoptado el código de dise$o norteamericano ##S+BN, el mismo que fi%a las cargas que act8an sobre los elementos de los puentes.
ste reglamento si bien es cierto que ha sido muy bien probado en los stados nidos por más de 63 a$os, está desarrollado para caracter(sticas viales propias de ese medio, con geograf(a y vol8menes de tráfico diferentes entre otros parámetros de comparación. n vista de esto, es necesario tener en cuenta que al aplicar este código 4##S+BN7, para el dise$o de puentes en nuestro medio, se deben observar las diferencias antes anotadas, y en base a un criterio realista de las caracter(sticas viales de nuestro pa(s, efectuar los a%ustes correspondientes a éstas normas.
Seg8n el @epartamento structural del 0inisterio de transporte y Nbras P8blicas para el dise$o de puentes metálicos se utiliza el método L&E@, el mismo que sirve para los estados l(mite de resistencia de las estructuras mediante el cual ning8n estado l(mite aplicable es e'cedido cuando la estructura está su%eta a todas las combinaciones de carga factorizadas. ?onsiste en proporcionar la estructura de tal manera que la resistencia requerida sea menor o igual que la resistencia de dise$o de cada componente estructural.
III-VII) No"0ativa RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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!stados límite de sericio en puentes
n el caso de puentes o pasarelas resulta siempre necesario controlar el stado L(mite de deformaciones transversales en panales esbeltos y el stado L(mite de plastificaciones locales.
n el caso de puentes, o de elementos estructurales de especial relevancia, puede ser necesario considerar los efectos de los cambios de espesor de las chapas en la estimación de las acciones de peso propio y en las rigideces del modelo estructural.
!stado límite de deformaciones
l stado L(mite de deformaciones en una estructura metálica se satisface si los movimientos 4flechas o rotaciones7 en la estructura, o elementos estructurales son menores que unos valores l(mites má'imos. La comprobación del stado L(mite de deformaciones tendrá que realizarse en todos aquellos casos en los que las deformaciones puedan afectar a la estética, funcionalidad o durabilidad de la propia estructura o de los elementos por ella soportados.
Si la funcionalidad o el deterioro de la estructura, maquinaria, equipamientos o elementos no estructurales 4tabiques, cerramientos, barandillas, servicios, instalaciones, solados, por e%emplo7 pueden verse afectados por las deformaciones, su control se limitará a los efectos de las cargas permanentes o variables que se apliquen después de la puesta en obra del elemento afectado.
Si se considera la estética o apariencia de la estructura, se estudiará con la combinación cuasi;permanente de acciones. RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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Si se analiza el confort del usuario o el correcto funcionamiento de los equipos ba%o los efectos dinámicos derivados de las deformaciones 4maquinaria, peatones, veh(culos, trenes, etc.7, sólo se tendrán en cuenta los efectos de las sobrecargas que resulten pertinentes.
III-VIII) Co!$i1e"a&io!e$ &o!$t"&tiva$
*ate"ia#e$
•
•
•
?ertificados de calidad de posición qu(mica y resistencia.
origen
del
material
en
cuanto
a
nsayos de tensión, análisis qu(mico. Merificar la homogeneidad del material por medio de ultrasonido y medición de espesores de algunas láminas. ?alidad-
•
?umpliendo con las especificaciones, la calidad del producto 4control de cronogramas, materiales, fabricación, embala%e y monta%e7. nsambleRUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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•
?onsiste en el armado y soldadura de un elemento principal que se compone de platabandas, almas, atiesadores, cartelas, ángulos de cone'ión, etc. Pre;ensamble-
•
•
•
•
&ectificar longitud total y camber o contraflecha del puente ?orregir defectos e imprecisiones por el proceso de preparación y soldadura del material ?onfirmar el ensamble adecuado y a%uste de uniones de campo, estampe del soldador. &evisión detallada dimensional ?omo procedimiento adicional se elabora un plano indicativo donde se asigna la numeración de los e'tremos de los elementos principales que van a ser conectados en el pre;ensamble y en el monta%e, recomendable para que no e'ista confusión debido a que 8nicamente se ensamblarán los e'tremos que tengan la misma identificación.
RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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*o!taje
La operación de monta%e es la parte de mayor importancia de todo el proceso constructivo, se compone de- transporte, armado en s( de la estructura, soldadura, pulido, control e inspección. n el monta%e se realiza el ensamble de los distintos elementos, a fin de que la estructura se adapte a la forma prevista en los planos de taller con las tolerancias establecidas. Ao se comienza el atornillado definitivo o soldeo de las uniones de monta%e hasta haber comprobado que la posición de los elementos de cada unión coincida con la posición definitiva.
TRANSPORTE
l transporte de los elementos estructurales hacia su sitio final se lo efect8a por medio de grandes camiones, tráileres, en tanto que el transporte interno se lo efect8a con ayuda de gr8as, plumas o tecles, con las respectivas instrucciones de seguridad especificadas por la compa$(a a cargo del levantamiento de la estructura. l transporte deber(a realizarse fuera de horarios de traba%o de los soldadores con la finalidad de optimizar el desempe$o y tiempo efectivo de traba%o.
AR*ADO O *ONTAJE
n el armado se construyen los cordones de soldaduras provisionales como paso previo para la soldadura definitiva de las %untas.
RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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SOLDADURA
@entro de los procesos se$alados este sin duda es el más importante debido a que la soldadura es una forma de unión.
A$%e&to$ e&o!40i&o$ La eficiencia económica de un puente depende del sitio y tráfico, el radio de ahorros por tener el puente comparado con su costo. l costo de su vida está compuesto de materiales, mano de obra, maquinaria, ingenier(a, costo del dinero, seguro, mantenimiento, renovación, y finalmente, demolición y RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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eliminación de sus asociados, reciclado, y re;emplazamiento, menos el valor de chatarra y reutilización de sus componentes. n algunos casos la apariencia del puente puede ser más importante que su eficiencia de costo. Los puentes metálicos tienen dos tipos de limitantes- su costo por utilizar materiales importados, y la necesidad de un mantenimiento considerable.
Ve!taja$ > 1e$ve!taja$ 1e #o$ %e!te$ 0et3#i&o$
VENTAJAS
CONSTRUCTIVAS
Optima para enca$onados, altas pendientes, donde no permita instalar apoyos temporales. Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura. Eacilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches. &apidez de monta%e /ran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tama$os y formas. &esistencia a la fatiga.
A*BIENTALES
Ao contamina el medio ambiente RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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Ao requiere la utilización de los recursos naturales Se minimizan los residuos que afectan el entorno ecológico. l acero es 1** reciclable.
ECON*ICAS
@isminución de cargas muertas entre 6* a 3* reduciendo los costos en cimentación. Qeneficio económico para la región por el plazo reducido de la obra. 0enores costos para ampliación de capacidad.
DESVENTAJAS
COSTOS DE *ANTENI*IENTO
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La mayor parte de estructuras metálicas son susceptibles a la corrosión al estar e'puestos a agua, aire, agentes e'ternos, cambios climáticos por lo que requieren de pintado periódico.
CORROSION La e'posición al medio ambiente sufre la acción de agentes corrosivos por lo que deben recubrirse siempre con esmaltes primarios anticorrosivos.
COSTO DE PROTECCION CONTRA 9UEO @ebido a este aspecto su resistencia se reduce considerablemente durante incendios.
9RACTURA 9RIL puede perder ductilidad ba%o ciertas condiciones provocando la falla frágil en lugares de concentración de esfuerzos. Las cargas producen fatiga y las ba%as temperaturas contribuyen a agravar la situación. Susceptibilidad al pandeo por ser elementos esbeltos y delgados.
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CAPITULO IV
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IV)
CONCLUSIONES < RECO*ENDACIONES
CONCLUSIONES
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n principio básico para la consecución de una estructura durable consiste en lograr, en la medida de lo posible, el má'imo aislamiento respecto al agua. Por ello, todas las medidas que promuevan una evacuación rápida del agua, de manera que esté en contacto con la estructura lo m(nimo posible, redundan en su durabilidad. @e igual manera, es recomendable minimizar la e'tensión de las superficies de acero e'puesta a la corrosión, reduciendo el n8mero de irregularidades 4superposiciones, bordes, esquinas7, y disponiendo soldaduras continuas, en general 4deber(an emplearse soldaduras discontinuas y por puntos 8nicamente en caso de riesgo insignificante de corrosión7.
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Los componentes con mayores da$os, son las %untas de dilatación, los apoyos y los elementos de armadura. Las fallas predominantes en el componente de superficie del puente son el da$o estructural, impacto y descomposición relacionados directamente con el aumento de las cargas reales y los asentamientos en los terraplenes de acceso, a la vez las %untas de dilatación cuyos da$os más frecuentes son el impacto, la infiltración y la deficiencia estructural. n las pilas de los puentes con superestructura de acero las pilas son de concreto reforzado en los que se generan da$os provocados por la erosión y la socavación. n los apoyos se generan fallas por la falta de dispositivos en las %untas de dilatación para controlar el agua en el tablero. n las losas se produce da$os por la infiltración ya que se tiene drenes cortos Se debe realizar estudios de socavación en las pilas de los puentes.
RECO*ENDACIONES
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valuar la capacidad má'ima de carga del puente. Se recomiendan dimensiones m(nimas de 3**'I** mm 4ancho ' alto7 en los accesos rectangulares u ovales, y de diámetro m(nimo )** mm en los accesos de forma circular. #demás, deben e'istir orificios de ventilación adecuados al sistema de protección empleado en el mantenimiento. /arantizar un correcto dise$o de detalles que minimice el riesgo de corrosión de la estructura metálica, al mismo tiempo facilitar la inspección, mantenimiento y de ser el caso la sustitución de ciertos elementos como apoyos, %untas, cables, ancla%es, etc. Los tableros deben ser adecuadamente impermeabilizados para evitar la entrada de agua en la estructura. l sistema de drena%e debe ser en función de la superficie de plataforma y del volumen a evacuar, dependiendo de la pendiente del tablero y sistemas de desagRe.
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n secciones cerradas y no visitables, se debe garantizar su completo sellado, mediante soldaduras u otro sistema, protegiendo la parte interna de eventuales filtraciones de agua. #lgunas de las reparaciones recomendadas para los puentes metálicos en general son el refuerzo de la losa 4sobre losa o utilización de materiales compuestos, como fibras de acero de alta resistencia y otros7 o la reparación del concreto y mantenimiento general, la inyección de grietas, construcción o reparación de drenes 4prolongación, limpieza, etc.7 y el cambio del piso metálico.
CAPITULO V
V) RE9ERENCIAS BIBLIORA9ICAS
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M#L@&#.pdf . Seminario nacional de puentes metálicos. ?ámara colombiana de la construcción. 9**F RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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stados l(mite de servicios
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ingrural
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co
http-<
http-<., +esis V0antenimiento de puentes colgantes con estructura de aceroV, PA 9**F.
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CAPITULO VI
VI) ANE=OS 9OTORA9ICOS
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Eigura Ao. 1- Puente con celos(as metálicas
Eotograf(a Ao. 1- Mista inferior de las vigas transversales y longitudinales de un puente de cerchas de acero. Los miembros de la cercha se unen mediante platinas, soldadas o pernadas seg8n se muestra en la Eotograf(a Ao. 9.
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Eotograf(a Ao. 9- Mista de un nudo de cercha.
Eigura Ao. 9- Miga en celos(a, momento resistente n materiales como el acero estructural se aprovecha el comportamiento inelástico del mismo y se traba%a con un diagrama rectangular como se muestra en la figura Ao. 9 en el cual el esfuerzo má'imo es el de fluencia del acero.
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Eigura Ao. :- ?omportamiento elástico e inelástico de los perfiles de acero estructural a fle'ión
Eigura. Ao. 6- #lgunos tipos de apoyo en puentes 4a. Placas de neopreno, b. Ei%o de acero, c. Qalanc(n, d. &odillos7.
Eigura Ao. 3- #rmadura de tablero superior RUBEN ANTONIO BARAZORDA CARRILLO
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Eigura Ao. )- lementos de un puente de armadura de tablero inferior
Eotograf(a Ao. :- Puente Poligonal AXs o ParCer.
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Eigura Ao. I- +ipos de armazón usados en puentes
Eigura Ao. F- #rmadura lenticular del puente de Saltash 41F327
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Eigura Ao. 2- lementos de un puente de vigas laterales, usando como e%emplo una viga de celos(a.
Eigura Ao. 1*- lementos de un puente de vigas laterales, usando como e%emplo una viga de celos(a.
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Eigura Ao. 11- Prevención de la acumulación de agua y suciedad
Eigura Ao. 19- lementos &ealización de soldaduras
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Eigura Ao. 1:- liminación de imperfecciones en la superficie de las soldaduras
Eigura Ao. 16- @ise$o recomendado de esfuerzos para la protección frente a la corrosión
iagrama de Procesos de monta#e para estructuras met$licas%
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@iagrama Ao. 1
Principales etapas de la inspección
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@iagrama Ao. 9- tapas de inspección
%emplo- ?onsideraciones estructurales para puente #riari; ?olombia
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+abla Ao. 1- @ise$o Proceso constructivo y monta%e de estructura
A$%e&to$ e&o!40i&o$
Eigura Ao. 13- lementos de un puente de vigas laterales, usando como e%emplo una viga de celos(a.
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A!eo (otog"3(i&o
Construcción del Puente Ferrocarril Cuautla en México.
Construcción del Puente Barranca El Cañón en México.
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Losa sobre vigas metlicas puente !gua Blanca "#egional $orte de %antander Colombia &
!rmadura de paso a través. Puente Bodo'uero.
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