Puentes by caro-chavez

P u e n t e s

CAROLINA CHAVEZ E. SANTIAGO, 29 DE MAYO DE 2013

TEMARIO 4. NOTICIAS Agenda CDT y nuevas tecnologías 5. PUENTES ATIRANTADOS

Descripción 6. PUENTES MÁS LARGOS DEL MUNDO Pte. Isla Russki, pte Sutong, pte. Stonecutters 8. PUENTES MÁS ALTOS DEL MUNDO Pte. Baluarte, Viaducto de Millau, pte. Isla Russki

10. PUENTE CANAL DE CHACAO Ubicación y antecedentes previos

11. PUENTE CANAL DE CHACAO Visita técnica China-Corea 2012

13. PROTECCIÓN SÍSMICA PARA PUENTES

15. FALLAS EN UN PUENTE METÁLICO

CARTAS AL EDITOR

a construcción y diseño de los puentes con el tiempo han ido evolucionando. Los puentes que hoy en día se están construyendo son más largos y más altos que los que se construían hace varios años atrás. Es por esto, que el conocer la magnitud de estas nuevas megaestructuras es un tema muy interesante, más aún cuando sabemos que en nuestro país se desea construir, uno de los puentes más largos de Sudamérica.

tección sísmica. En esta edición, podrán encontrar todos los datos y características que se mencionaron anteriormente. En Chile falta mucho aún para tener puentes de tal envergadura, pero algo importante es que ya se está comenzando con el puente en el canal de Chacao.

El puente en el canal de Chacao, lleva varios años en la duda, apoyando y cancelando su construcción. Finalmente en el año 2012 el presidente Sebastián Piñera aprobó su construcción y licitación, incluso a nivel internacional, esperando que se encuentre construido para el año 2019. Principalmente, los puentes con las características que antes se mencionaron, se trata de puentes atirantados, los cuales a nivel mundial, se encuentran dentro de los diez puentes más altos y largos del mundo. Los puentes atirantados, comúnmente, para los no conocedores del tema, se pueden confundir con los puentes colgantes, que en diseño quizás lo puedan ser, pero el trabajo que cada diseño aplica al puente es totalmente distinto. Muy importante el momento de construir un puente de tal envergadura, son las condiciones climáticas y terrestres en las cuáles se llevará a cabo el proyecto. Adicionalmente, cabe mencionar que son muy susceptibles a los movimientos telúricos, por lo que es importante reforzarlos con sistemas de pro3

NOTICIAS AGENDA CDT

NUEVAS TECNOLOGÏAS

junio 2013 do

lun

Puentes de Madera

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La construcción de Puentes de Madera Tensada lleva años de desarrollo en países como Canadá, Estados Unidos y numerosas localidades en Europa. Por ello, la Universidad de Concepción, a través del proyecto “Puentes de Madera Tensada”, patrocinado por el Ministerio de Obras Públicas, ha desarrollado el tema avalado con resultados experimentales y analíticos efectuados en su Departamento de Ingeniería Civil, que permiten que esta tecnología sea aplicada exitosamente en Chile. Para mayor información visitar el link: http://www.emb.cl/construccion/articulo.mvc? xid=2147&edi=102&xit=nuevas-tecnologias-puentes-de-madera-tensada

29-05-2013 | Conferencia Tecnológica: Proyecto Paseo Bulnes

10-06-2013 | Inicio Curso Normativas y regulaciones nacionales en energía y construcción sustentable

10-06-2013 | Inicio Curso Inspección Técnica de Obras Santiago V9

12-06-2013 | Asamblea CD T

SABÏAS QUE…? En China se encuentra el puente construido sobre el mar más largo del mundo? Se trata del Qingdao Haiwan; a lo largo de 42.5 kilómetros de extensión, atraviesa la Bahía Jiaozhou y une el centro de la provincia deQingdao con el suburbio de Huangdao, y es un nuevo destino imperdible

18-06-2013 | Encuentro Técnico Sika: Durabilidad en el hormigón

PUENTES ATIRANTADOS

os puentes atirantados consisten de un tablero soportado por cables rectos e inclinados (tirantes) fijados en los mástiles. Son estructuras altamente hiperestáticas y a su vez muy flexibles, sobre todo durante el proceso constructivo, debido a las grandes luces a las que están asociados, sin embargo debido a la flexibilidad del tablero, este acepta una gama considerable de fuerzas de instalación de los tirantes. Las cargas a introducir en los tirantes durante el proceso constructivo son una variable fundamental para controlar los esfuerzos existentes en tablero, pilas y en los mismo tirantes. Los puentes atirantados se han tornado en los más comunes debido a su economía y estabilidad para vanos grandes (200 y 1000m), pero principalmente por la apariencia atractiva.

Puente Baluarte, México

Elementos fundamentales Torres de sustentación Sirven para elevar el anclaje fijo de los tirantes, de forma que introduzcan fuerzas verticales en el tablero para crear los pseudo-apoyos. También intervienen en el esquema resistente, porque los tirantes, al ser inclinados, introducen fuerzas horizontales que se deben equilibrar a través de él. Tirantes

Puente Río-Antirio, Grecia

Básicamente son cables rectos que atirantan el tablero, proporcionándoles una serie de apoyos intermedios más o menos rígidos. Éstos están anclados y apoyados en diversos niveles de cada una de las torre de sustentación, y ubicados de manera simétrica con relación al eje de la vía y servirán de soporte para los elementos estructurales restantes. 5

LOS MÁS LARGOS

Puente de la Isla Russki, Rusia

ste puente atirantadao cruza el Estrecho del Bósforo Oriental hacia la isla Russki es el puente atirantado con mayor vano del mundo. Su inauguración fue realizada el 2 de julio de 2012. El puente además es el tercero más altos y los cables atirantados más largos del mundo. Los pilares principales tienen una altura de 324 metros, la máxima registrada hasta el momento y vanos de 579 metros que no tienen análogos en el planeta y una distancia récord entre los pilares de 1.104 metros.

Puente Sutong, China

sta mega-construcción esta ubicada sobre el río Yangtze en la provincia de Jiangsu, China. Es uno de los proyectos mas complicados en la historia de China y consiste en un puente atirantado con un gran vano para permitir el paso de embarcaciones

Puente Stonecutters, Hong Kong s un puente atirantado de aprox. 1,6 kilómetros de longitud que une en Hong Kong las islas de Tsing Yi yStonecutters. Su vano de mayor longitud tiene una longitud de casi 1 kilómetro.

El coste de la obra ascendió a 2.760 millones de dólares de Hong Kong. Stonecutters está situado justo en la entrada del Puerto de Contenedores más concurridos del mundo, Kwai Cheng. Se encuentra operativo desde el 20 de diciembre del 2009 y ha mejorado significativamente el transporte de mercancías de un punto a otro. Esta gigantesca obra de ingeniera que se asienta en dos altas torres, de 298 m de altura, situadas a ambos lados de la entrada del puerto, está expuesto a vientos y ráfagas muy fuertes.

Diferencias entre puentes atirantados y colgantes

En los puentes colgantes se encuentra un cable principal, que sostiene los tirantes secundarios verticales que se disponen de pila a pila, sosteniendo el tablero, así los cables secundarios transmiten las fuerzas a los cables primarios y estos a las torres o pilas. Otra diferencia es que los puentes colgantes trabajan principalmente a tracción, y los puentes atirantados tienen partes que trabajan a tracción y otras a compresión

Puente colgante

Puente atirantado

LOS MÁS ALTOS PUENTE BALUARTE, MÉXICO

n el poniente de la República Mexicana, se encuentra el puente atirantado más alto del mundo, con 403 metros de altura sobre una barranca. La estructura del puente es una mezcla de concreto y acero, que se extiende a lo largo de 1124 metros, con una vano atirantado de 520 metros, sostenida por 152 tirantes. Este, une las carreteras de la costa del Pacífico con las del Atlántico, convirtiéndose en un canal de Panamá terrestre. El inicio de la construcción fue el 21 de febrero de 2008, y fue inaugurado el 5 de enero del 2012 Su construcción supuso una serie de desafíos, por las peligrosas pendientes de la Sierra, que cada invierno en la temporada de lluvias están propensas a derrumbes y tormentas. Para terminar la obra se tuvieron que llevar 37 tramos de puente a las alturas, pesando cada uno 130 toneladas, por lo que también los vientos, se convirtieron en un gran enemigo.

Viaducto de Millau, Francia En el año 2001, comenzó la construcción del que en su entonces fue el más alto del mundo, pero que hoy ocupa el segundo lugar. El Viaducto de Millau, alcanza los 343 metros de altura, ubicado sobre el río Tarn, en la zona de Aveyron, en el sueste de Francia. Se emplearon 36 meses para su ejecución, con un coste de 400 millones de euros. Con una longitud de 2.460 metros, está formado por 7 pilares de hormigón, con un peso total de aproximadamente 206.000 toneladas de hormigón, y 36.000 toneladas en acero El viaducto fue inaugurado por el presidente Chirac el 14 de diciembre de 2004 y abierto al público dos días después.

El tercer, cuarto y quinto puesto dentro de los puentes atirantados más altos del mundo, lo ocupan el puente de la isla Russki (Rusia), el puente Sutong (China) y el puente Stonecutters (China), respectivamente.

Puente E’dong, (China) Es el sexto puente atirantado más alto del mundo, con una altura de 242,5 metros, pesto en servicio el año 2010

PUENTE CANAL DE CHACAO

urante la década del 2000 el proyecto se conocía como "Puente Bicentenario", con un largo total de 2.635 m y de construirse se convertirá en uno de los más largo en su tipo en América del Sur. Aún cuando el proyecto ya estaba licitado, el entonces ministro de Obras Públicas, Eduardo Bitrán, declaró que el presupuesto que la concesionaria encargada dio para la construcción de este puente (US$ 930.000.000) no alcanzaba a cubrirse con las estimaciones del Gobierno (US$ 607.000.000), por lo que fue totalmente descartado. Posteriormente se conocería que el costo real solo bordeaba los US$ 670.000.000.

El viaje que actualmente se demora más de media hora en ferry y que depende del estado meteorológico, se vería reducido a un viaje en el puente de tan sólo 2 a 3 minutos a más de 100 kilómetros por hora

Este puente colgante sería construido como forma de conmemorar en 2010 los 200 años del inicio del proceso de independencia de Chile,

En junio de 2009, el Ministerio de Obras Públicas decidió reactivar el proyecto con un nuevo diseño más barato que el original, pero fue descartada su creación. Posteriormente, el presidente Sebastián Piñera anunció en mayo de 2012 la reactivación definitiva del proyecto, sosteniendo que se haría un llamado para “una licitación internacional que presente tres o cuatro vías para conectar el continente con Chiloé.

VISITA TÉCNICA CHINA-COREA, AGOSTO 2012

ntre el 13 y el 17 de agosto de 2012, se llevó a cabo la visita técnica a China y Corea del Sur que tuvo por objetivo evaluar alternativas técnicas innovadoras para la construcción del Puente que conectará la Isla de Chiloé con el continente, sobre el Canal de Chacao, en la Región de Los Lagos. Asimismo, la gira permitió estrechar lazos con las autoridades y empresarios de ambos países para ampliar las posibilidades de oferta para la licitación de este proyecto, largamente anhelado por la comunidad chilota.

Durante el viaje -que consideró la visita a cuatro puentes en China, y dos en Corea- el Ministro de Obras Públicas estuvo acompañado de una delegación oficial compuesta por parlamentarios y autoridades de la Región de Los Lagos, así como de una delegación de 16 empresas agrupadas en la Cámara Chilena de la Construcción, CChC, y la Asociación de Industrias Metalúrgicas y Metalmecánicas, ASIMET, cuyo objetivo es generar lazos y desarrollar sinergias con sus pares asiáticos.

“Esta visita a Asia ha sido tremendamente provechosa pues hemos cumplido todos los objetivos planteados. Por una parte, hemos tenido el contacto tecnológico de los ingenieros del Ministerio de Obras Públicas, que han logrado clarificar dudas, aprender respecto a las nuevas tecnologías con la cual se han desarrollados los puentes colgantes en Asia, que son de los más largos del mundo. En segundo lugar, hemos establecido contactos empresariales, que se traducen en futuras relaciones comerciales que las empresas chilenas podrán hacer con las empresas asiáticas. Y el tercero, lo más importante, hemos percibido y comprometido participación de empresas chinas y coreanas en el análisis y estudio del proyecto del canal del Chacao”.

¡CUÁL ES EL PUENTE MÁS VISITADO DEL MUNDO? Es el Puente de la Torre de Londres, Inglaterra . Su belleza y localización sobre el río Támesis, bien vale la pena este título.

Puente canal de Chacao, Región de los Lagos

SABÍAS QUE…? Se denomina Gefirofobia al Miedo a cruzar puentes. El término viene del griego “gephyra” (puente) y “phobos” (miedo).

Quienes padecen de esta condición temen atravesar puentes o viaductos tanto a pie como conduciendo un automóvil. Aunque la persona comprenda que es irracional, se rehúsa a hacer la travesía y busca caminos alternativos. Algunos utilizan recursos para disminuir la ansiedad como cantar, poner la radio o recitar un poema mientras cruzan el puente. De no ser suficiente existen talleres para fóbicos y libros de autoayuda para resolver el problema.

PROTECCIÓN SÍSMICA PARA

PUENTES n terremoto es en definitiva un fenómeno energético y las fuerzas que causan tensión sobre la estructura, el efecto final de aquel fenómeno, dañando diversos puntos de la estructura tal como se muestra en la Figura 2

Un sistema antisísmico está conformado básicamente por:

   

Aisladores sísmicos (SV) o Apoyos Amortiguadores (MHD) y / o Trasmisores de choque (MSTU, MSTL) y Juntas de Expansión (DS-F).

Figura 1, dispositivos de un sistema de protección sísmica Figura 2 Figura 3, concepto de

Distribución de energía

distribución

Se basa en distribuir las fuerzas sísmicas en tantos lugares como sea posible .

de la energía. Puente con MSTU activos

En la Figura 3 vemos cómo se utilizan los MST para proteger la estructura en su deformación.

durante un caso de carga

Disminución de energía se basa en la aplicación simultánea de dos métodos:

1. 2.

Aislación Sísmica: consiste en aislar la cubierta del puente apoyándolo sobre aisladores sísmicos SV. Disipación de Energía: por medio de la disipación pasiva de energía, el resto de las fuerzas sísmicas que entren a la superestructura son efectivamente disipadas por medio de dispositivos de amortiguación de la tensión.

El concepto de disminución de energía es muy ventajoso y el más efectivo para el diseño de estructuras muy económicas y con grandes márgenes de seguridad. Ver Figura 4.

Figura 4, concepto de disminución de la energía. Puente con aislamien-

to sísmica y sistemas de amortiguadores y apoyos sísmicos para disipación de la energía

Aprovechamiento de la energía Ante un sismo, sin un sistema de protección, grandes cantidades de energía ingresan a la superestructura muy concentradas en los puntos fijos. Por medio de unidades de trasmisión de choque y aunque la energía entrante es aún de la misma magnitud, es distribuida a diferentes puntos dentro de toda la estructura en cantidades equivalentes. Por la implementación de aislación sísmica adicional, menos energía entra a la estructura y la cantidad de energía entrante es efectivamente disminuida. Un concepto muy utilizado en la aislación de los motores para vehículos. El concepto de Aprovechamiento de la Energía reduce efectivamente la energía entrante a la estructura por medio del envío a tierra del movimiento a través de los cimientos La cantidad de energía estructuralmente almacenada ha de ser lo más baja posible para evitar daños. Por lo tanto el valor de la energía disipada debe ser grande. La parte de energía que compone la energía disipada, debido a la deformación plástica de la estructura tiene que ser mantenida baja, ya que esta forma de disipación de energía causa fatiga estructural y grietas

FALAS EN PUENTES METÁLICOS

filtra a través de las grietas del pavimento. as principales deficiencias estructurales que se pueden dar en puentes de acero son:



Los elementos principales no cumplen las relaciones anchoespesor.  Los esfuerzos actuantes son mayores a los permitidos.  Elementos de arco diseñados solamente a compresión sin tener en cuenta la flexión biaxial junto a la compresión.  Utilización de modelos estructurales incompletos.  Incumplimiento de las características mínimas para un adecuado análisis y diseño.  Selección errónea de la longitud efectiva (K) para la evaluación del pandeo general de la parte inicial de los elementos de un arco.  Ausencia de evaluación adecuada de la estabilidad lateral.  Deficiencias de análisis, diseño y fabricación de las uniones.  Necesidad de más frecuentes y más exhaustivos estudios de actualización y rehabilitación  Ausencia de estudios de fenómenos de fatiga para el diseño y revisión tanto de los elementos como de las uniones.  Escasez o ausencia de mantenimiento preventivo y rutinario, lo que favorece la aparición de fenómenos de corrosión que afectan a la capacidad de la estructura metálica. Soldaduras sin adecuado diseño y con deficiencias desde la fabricación por falta de controles de calidad.

Por ello, la superficie de rodamiento tiene que ser reemplazada cada 20 o 30 años. A medida que las barras de acero que refuerzan el hormigón se corroen, se dilatan, produciendo la ruptura de pedazos de hormigón que se disgregan de la superficie de rodamiento del puente. Esto ocasiona riesgos para el tránsito de vehículos y una tendencia a aumentar la exposición de los componentes subyacentes del puente a la sal esparcida en la pista, lo que produce más corrosión. El agua salada en el acero contenido tanto en la porción superior como en la inferior de la superficie de rodamiento, hace actuar a estos niveles, respectivamente, como los polos negativo y positivo de una batería. Este efecto de batería acelera la corrosión en la superficie de rodamiento del puente. Una de las soluciones que se han propuesto es reemplazar el acero en el hormigón armado de la porción superior de la superficie con barras de polímero reforzadas con fibra, con lo que se eliminaría uno de los polos y se cancela el efecto.

La corrosión es uno de los principales problemas que afectan a los puentes. El hormigón reforzado con barras de acero, usado en la construcción de puentes, es susceptible a la corrosión sobre todo en la "cubierta", que es la porción más alta del puente y que se usa como superficie de circulación. Las barras de acero que refuerzan al hormigón armado en la superficie de rodamiento del puente están expuestas a la acción de la sal utilizada como descongelante de la pista, ya que se

REFERENCIAS 4. NOTICIAS

10. PUENTE CANAL DE CHACAO

http://www.emb.cl/construccion/noticia.mvc? nid=20130322w26&ni=construiran-primer-puente-atirantado-de-chile

http://www.cchc.cl/2012/12/mision-tecnologica-de-empresariochinos-se-reunio-en-puerto-montt-con-directivos-de-la-delegacion/

http://www.cdt.cl/cdt/www/adminTools07/home.aspx

http://www.mop.cl/puentechacao/Paginas/Default.aspx

5. PUENTES ATIRANTADOS

13. PROTECCIÓN SÍSMICA PARA PUENTES

caro-chavez.blogspot.com

6. PUENTES MÁS LARGOS DEL MUNDO

http://www.miliarium.com/Bibliografia/Monografias/Puentes/ PuentesAtirantados.asp http://puentes.galeon.com/curiosidades/masatirantados.htm

http://www.iaem.es/Documentos/SistAntisismMaurer.htm http://www.revisorestructural.cl/pdf/TAYLOR%20DEVICES%20Anti% 20Sismic%20Fluid%20Viscous%20Dampers.pdf 15. FALLAS EN UN PUENTE METÁLICO http://www.miliarium.com/Bibliografia/Monografias/Puentes/CausasFallos.asp

8. PUENTES MÁS ALTOS DEL MUNDO

http://los10puentes-mas-largo-del-mundo.blogspot.com/

PRÓXIMA EDICIÓN

n la próxima edición se darán a conocer los puentes nacionales caídos, construidos y los que se están por construir.

Así nos daremos cuenta de las diferencias que existen entre los puentes nacionales e internacionales y cuáles son las iniciativas que formarán parte de éstas nuevas construcciones. Aunque a simple vista nos falta mucho para alcanzar ese nivel internacional, los desafíos están ya planteados tanto para las autoridades nacionales, como para las empresas constructoras.