Capitulo Vi Puentes, Pontones y Viaductos

VERSIÓN # 4

PUENTES, PONTONES Y VIADUCTOS CAPITULO VI

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TABLA DE CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 4

1.1 METODOLOGÍA ................................................................................................. 4

2 INVENTARIO DE PUENTES ...................................................................................... 8

2.1 TRAMO 1 CAMBAO – ARMERO ........................................................................ 8

2.2 TRAMO 2 ARMERO – LÍBANO ........................................................................ 10

2.3 TRAMO 6 MURILLO – ALTO DE VENTANAS ................................................. 11

2.4 TRAMO 9 IBAGUÉ - ARMERO ......................................................................... 13

2.4.1 Puente río Alvarado .................................................................................... 13

2.4.2 Puente Quebrada la Caima ........................................................................ 16

2.4.3 PUENTE QUEBRADA LA CHINA K35 + 900 .............................................. 18

2.4.4 PUENTE RIO TOTARE ............................................................................. 20

2.4.5 PUENTE QUEBRADA GALAPO................................................................. 22

2.4.6 PUENTE SALIDA VENADILLO .................................................................. 24

2.4.7 PUENTE RÍO RECIO ................................................................................. 26

2.4.8 PUENTE K 76+500 ..................................................................................... 28

2.4.9 PUENTE ACCESO ARMERO K 77+000 ................................................... 30

2.4.10 PUENTE SOBRE CANAL DE RIEGO K 80 + 900 ..................................... 32

2.4.11 PUENTE RIO SABANDIJA K 84 + 000 ..................................................... 33

2.4.12 PUENTE K 98+800 ..................................................................................... 36

2.4.13 PUENTE K 100 + 000 ................................................................................ 38

2.5 TRAMO MARIQUITA – HONDA ....................................................................... 40

2.5.1 PUENTE RIO PADILLA ............................................................................. 40

2.6 INFORME SOBRE ANTECEDENTES DE OPERACIÓN Y COMPORTAMIENTO

ESTRUCTURAL DE CADA PUENTE .......................................................................... 42

2.7 PROPUESTAS Y DESCRIPCION DE ACTIVIDADES DE REHABILITACION,

MANTENIMIENTO, REPOTENCIACIÓN, CONSTRUCCIÓN O CAMBIOS A

GARANTIZAR LA CORRECTA OPERACIÓN ............................................................ 43

2.7.1 DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE LAS POSIBLES ACTIVIDADES DE

MANTENIMIENTO Y REHABILITACIÓN .................................................................. 46

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2.8 ESTRUCTURAS – PUENTES Y VIADUCTOS TRAMOS NUEVOS DE

MEJORAMIENTO ........................................................................................................ 48

2.8.1 TIPOLOGIA DE PUENTE A ESTUDIAR, PROCESO CONSTRUCTIVO, Y

MATERIALES DEFINIENDO SUS PRINCIPALES VENTAJAS PARTICULARES. ... 48

2.8.2 DISEÑO PARA CONCESIÓN ..................................................................... 53

2.8.3 DESCRIPCIÓN DE ALCANCES, ESPECIFICACIONES, PRESUPUESTO Y

PROGRAMACIÓN. ................................................................................................. 175

ANEXOS ANEXO 1. INSPECCIÓN FORMATO SIPUCOL ANEXO 2. REGISTRO FOTOGRAFICO ANEXO 3. ESTRUCTURAS PROPUESTAS ANEXO 4. ESTRUCTURAS EXISTENTES

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1 INTRODUCCIÓN El presente documento, contiene los resultados de la inspección y diagnóstico de las estructuras existentes del área en estudio; de igual manera se presentan los diseños de las nuevas estructuras a implementar en el corredor.

1.1 METODOLOGÍA Acorde al alcance técnico se realizó un Inventario de los puentes, pontones y viaductos de los tramos incluidos dentro de la APP Cambao – Manizales, para esto se realizaron:

Recorridos de campo

Recopilación de la información disponible

Inspección general del estado actual de estructuras

Identificación de estructuras de puentes existentes, obras de reforzamiento realizada

La metodología de la evaluación ejecutada se basó en la inspección visual hecha por un especialista estructural calificado, a cada uno de los puentes, en conjunto con un equipo de profesionales y auxiliares, quienes hicieron un registro fotográfico, realizaron el levantamiento de información geométrica y adicionalmente recopilaron información pertinente, orientada a identificar las afectaciones a los materiales constitutivos de la estructura y las afectaciones del entorno al puente. Se describe a continuación la metodología utilizada:

Levantamiento dimensional del puente.

Elaboración de esquemas generales para cada puente en donde se muestran las dimensiones medidas en el sitio.

Registro fotográfico.

Verificación mediante inspección visual de cada uno de los elementos estructurales de cada uno de los puentes.

Elaboración de esquemas de localización de fisuras y daños de los elementos estructurales.

Registro de observaciones, mediciones y posibles fallas de relevancia visual.

Elaboración del informe del estado de las estructuras donde se presentará en forma clara y ordenada la descripción de la estructura y los diferentes daños visibles en los elementos, su localización y las recomendaciones a seguir.

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Para la identificación de elementos y la identificación de tipos de daño que se pide en los formatos de SIPUCOL que se encuentran en este informe, se utiliza la clasificación dada en el instructivo, “Manual para la Inspección Visual de Puentes y Pontones”, de Octubre de 2006, publicado por el INVIAS. En la siguiente página se incluye las tablas de convenciones utilizadas. Para puentes construidos con posterioridad al año 1995, se definió el C-40-95 como el camión de diseño; para puentes construidos entre 1983 y 1995 se define el 3-S-2 como camión de diseño, y para puentes construidos antes del año 1983 el camión de diseño es el HS-20-44. Para la clasificación del estado de los componentes del puente se ha seguido el siguiente criterio:

BUEN ESTADO: Elementos en los que se observan daños menores que se pueden corregir con tareas de mantenimiento rutinario. Elementos que han tenido hasta la fecha un comportamiento aparentemente adecuado bajo la acción de las cargas a las que han estado sometidos.

REGULAR: Elementos en los que se observan daños que deben ser atendidos en un plazo mediano (dos años), porque su situación puede degradarse a la situación de MALO, será necesario realizar posteriormente una inspección estructural detallada.

MALO: Elementos en los que se observan daños importantes, cuya gravedad amerita atención en el corto plazo para poder en forma segura y funcional estar en capacidad estructural de resistir las cargas de diseño, y que requieren un estudio especial para su reforzamiento o reemplazo.

Los daños en cada puente fueron identificados acorde al siguiente procedimiento:

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Figura 1. Formato de inspección visual de puentes y pontones

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Los tramos incluidos dentro de la APP Cambao Manizales corresponden a:

Tabla 1. Tramos proyecto infraestructura vial Cambao - Manizales

TRAMOS PROYECTO CAMBAO - MANIZALES

Número Tramo Longitud

(m)

Abcisado

Inicial Final

1 Cambao - Armero 21139,24 K0+000 K21+139

2 Armero - Líbano 31857,51 K21+140 K52+997

3 Paso por Líbano 2668,97 K52+997 K55+666

4 Líbano - Murillo 21050,00 K55+700 K76+750

5 Paso por Murillo 1,30 K76+750 K77+954

6 Murillo - Alto de Ventanas 23400,00 K78+000 K101+400

7 Alto de Ventanas - Termales del Ruiz 20200,00 K101+400 K121+600

8 Termales del Ruiz - Esperanza 9700,00 K121+600 K131+300

10 Ibagué - Armero 76900,00 K0+000 K76+900

11 Armero - Mariquita (incluye variante) 28700,00 K76+900 K105+600

12 Mariquita - Honda 19000,00 K105+600 K124+600

En general los puentes encontrados dentro del inventario ubicado se encuentran en los tramos:

2- Armero – Líbano

4 - Líbano – Murillo

6 - Murillo – La Esperanza

10- Ibagué – Armero

11 - Armero – Mariquita

12 - Mariquita - Honda En el tramo 1 Cambao – Armero, Se encuentra el puente la Libertad, esta estructura no incluida dentro del alcance de este estudio es el de mayor longitud. Entre Murillo – La Esperanza hay box y un puente menor a la salida del municipio de Murillo. Es importante aclarar que en los demás tramos, no existen estructuras importante, razón por la cual no se nombran en la inspección realizada.

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2 INVENTARIO DE PUENTES

Tal como se describió se realizo la inspección de los diferentes puentes, acorde a la

metodología relacionada, cada puente fue inspeccionado, se evaluó el estado actual de

los diferentes elementos, identificando las fallas, deterioro de superestructura,

infraestructura

En los formatos anexos se presenta la evaluación de los elementos acorde a la

metodología Sipucol

Igualmente se anexa el registro fotográfico de cada puente, mostrando los diferentes

elementos, describiendo el estado del puente, resaltando los componentes que presentan

deterior y requieren mantenimiento o reposición.

Los puentes identificados en los diferentes tramos corresponden a:

2.1 TRAMO 1 CAMBAO – ARMERO En este tramo solo se encuentra al final el puente la Libertad, se encuentra emplazado sobre el Río Magdalena, a la altura de Cambao en el departamento de Cundinamarca y comunica a este con el departamento de Tolima. Según su tipología se considera un puente colgante; de acuerdo a su configuración se suspende mediante dos torres principales, cables de suspensión y pendolones, los cuales soportan una armadura de refuerzo, que rigidiza el conjunto confinando y soportando el tablero. En cada extremo del puente se encuentran encastrados un par de dados de concreto donde se realiza el anclaje de los cables.

UBICACIÓN: Coordenadas Este: 926522 Norte: 1034212 Altitud: 242 m.s.n.m.

ESQUEMA GENERAL

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DIMENSIONES:

Tablero Luz principal: 180 m Luz secundaria (lado Cundinamarca): 58.9m Luz secundaria (lado Tolima): 53.8m Ancho entre bordillos: 6m Ancho entre líneas de demarcación: 5.7m Pilas Ancho: 11m (en base) Espesor: 3.5m (en base) Alto: 8.6m Anclajes: dados de concreto (dimensiones en superficie) Lado Cundinamarca Largo: 14m Ancho: 1.4m Alto: 1.75m Lado Tolima Largo: 13.7m Ancho: 1.4m Alto: 1.05m OTRAS CARACTERISTICAS:

Superficie de rodadura: Pavimento Rígido (losas de concreto)

Material de las juntas de dilatación: Neopreno

Suspensión: Torres, cables, pendolones de acero y anclajes.

Número de pendolones: 29 por costado

Número de nervios por anclaje: 20 torones Dentro del alcance del presente estudio no se incluye esta estructura, sin embargo es importante destacar:

El puente según información de una placa ubicada al costado de Cundinamarca, fechada el junio de 1954 indica como carga máxima 20 toneladas.

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El ancho del tablero es de 6 metros resulta ajustado para el paso de dos vehículos, uno en cada sentido.

Se tiene otra señal donde se indica máximo una carga de 40 toneladas

El puente se encuentra en condiciones adecuadas, se observan unas fisuras menores

2.2 TRAMO 2 ARMERO – LÍBANO

Este tramo cuenta con una topografía más fuerte, curvas y zonas inestables, los puentes

existentes se encuentran en regular estado, están deteriorados en cuanto capa de

rodadura, barandas, juntas y en general la estructura requiere un mantenimiento, limpieza

y rehabilitación.

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2.3 TRAMO 6 MURILLO – ALTO DE VENTANAS

Puente salida Murillo

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Este puente existente tiene una luz de 11,90 metros, la superestructura consiste en cuatro

vigas de concreto reforzado y placa de concreto.

Las aletas y estribos tienen una altura hasta de 7,8 metros, en general el puente presenta

contaminación superficial del concreto, deterioro del pavimento, de barandas. No tiene

juntas de expansión.

El principal inconveniente de este puente es la carga máxima permitida; se tiene una

señal de carga máxima de 12,0 toneladas, muy inferior a la requerida.

Dentro del diseño proyectado se plantea un rediseño geométrico en este punto, lo que

genera la necesidad de un puente de mayor ancho, diferente geometría, dentro de las

obras planteadas se tiene un nuevo puente en este punto.

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2.4 TRAMO 9 IBAGUÉ - ARMERO Este tramo inicia en la abscisa K0 +000 a la salida del casco Urbano de Ibagué, en este punto inicia la vía que conduce a Armero, se tienen las siguientes estructuras: BOX CULVERT ABSCISA K 15+230 Ubicación K15 + 230 Tipo de estructura Box culvert Sección 1,70 * 1,80 m Espesor de muros: 0,30 m Altura de relleno 2,00 m Estado: El box se encuentra en buen estado, no se evidencian fisuras en las aletas,

paredes y placas del box,

2.4.1 Puente río Alvarado Consiste en puente de tres luces, dos de 21 m y una central de 32, las vigas son en concreto preesforzado, sección en I de altura 1,25 cm, son cinco vigas el ancho del tablero es de 8,00 m.

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Superficie del puente y accesos La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en estado adecuado, presenta algunas fisuras. Juntas de expansión El puente cuenta superficialmente con juntas, se encuentra deteriorada y requiere mantenimiento. Andenes/Bordillos Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, no se dispone de andenes, requiere mantenimiento y pintura. Barandas Tipo 02 en concreto reforzado, cuenta con columnetas circulares cada 2,0 m, en la parte superior una viga longitudinal de 0.30 * 0.30, la baranda se encuentra en aceptables condiciones, requiere mantenimiento y pintura. Iluminación El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación. Señalización Se tiene una señal donde indica el puente, la baranda esta demarcada y pintada, es la única señal preventiva de la estructura.

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Drenajes Se cuenta con drenajes que permiten la evacuacion de las aguas lluvias. Apoyos Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables. Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto. No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, fisuras, en las vigas se observa defectos en la construcción. Aletas y estribos El puente cuenta con una pequeñas aletas en concreto se encuentran en buen estado, Pilas Se tienen dos pilas de concreto reforzado, altura 8,90 m, ancho de la base de 3,58 m, se encuentran en buen estado Losas, vigas y riostras No se evidencian fisuras, deflexiones, se observan daños en las vigas en la parte inferior segregación del concreto y errores en la etapa constructiva, el concreto presenta deterioro superficial, bajo las vigas se observó descascaramiento superficial en algunos pequeños sectores, el concreto de las vigas, riostras y estribos está contaminado superficialmente, hay puntos con alta concentración de humedad Cauces El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa el arrastre de rocas de tamaño considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente. Puente en general En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no se evidencian daños en la estructura, el puente requiere un mantenimiento, limpieza y pintura de barandas, las juntas deben repararse, se sugiere colocar juntas en los apoyos de las pilas.

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2.4.2 Puente Quebrada la Caima Consiste en puente de tres luces, dos de 21 m y una central de 32, las vigas son en concreto Reforzado, sección ancho 0,3 y altura 0,85, son cuatro vigas el ancho del tablero es de 8,20 m.

Superficie del puente y accesos La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en regular estado, presenta algunas fisuras y pequeños baches, fue reparada puntualmente con regular acabado Juntas de expansión El puente no cuenta superficialmente con juntas, se deben instalar juntas Andenes/Bordillos Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, no se dispone de andenes, requiere mantenimiento y pintura. Barandas Tipo 02 en concreto reforzado, cuenta con columnetas cuadradas cada 2,0 m, en la parte superior una viga longitudinal de 0.30 * 0.30, la baranda se encuentra en aceptables condiciones, requiere mantenimiento y pintura Iluminación El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación

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Señalización Se tiene una señal donde indica el puente, la baranda esta demarcada y pintada, es la única señal preventiva de la estructura Drenajes Se cuenta con drenajes que permiten la evacuación de las aguas lluvias Apoyos Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, fisuras, en las vigas se observa defectos en la construcción, se presentan fisuras superficiales en el concreto de las vigas, alta contaminación superficial Aletas y estribos El puente cuenta con una pequeñas aletas en concreto se encuentran en buen estado, presentan contaminación superficial, humedad y deterioro en algunas zonas. Pilas Se tienen dos pilas de concreto reforzado, altura 7,80 m, ancho de la base de 3,00 m, se encuentran en buen estado, presentan contaminación superficial y humedad Losas, vigas y riostras No se evidencian deflexiones, se observan daños en las vigas en la parte inferior segregación del concreto y errores en la etapa constructiva, el concreto presenta deterioro superficial, bajo las vigas se observó descascaramiento superficial en algunos pequeños sectores, el concreto de las vigas, riostras y estribos está contaminado superficialmente, hay puntos con alta concentración de humedad. Las vigas superficialmente tienen pequeñas fisuras Cauces El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa el arrastre de rocas de tamaño considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente. Puente en general

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En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no se evidencian daños en la estructura, el puente requiere un mantenimiento, limpieza y pintura de barandas, las juntas deben colocarse, el pavimento esta en regulares condiciones.

2.4.3 PUENTE QUEBRADA LA CHINA K35 + 900

Consiste en puente de dos luces, una de 21 m y la otra de 32, las vigas son en concreto Reforzado, sección ancho 0,3 y altura 0,85, son cuatro vigas el ancho del tablero es de 8,20 m.

Superficie del puente y accesos La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en regular estado, presenta algunas fisuras y pequeños baches Juntas de expansión El puente no cuenta superficialmente con juntas, se deben instalar juntas, se presenta abertura en los sitios de juntas, deterioro de la carpeta asfáltica por impacto Andenes/Bordillos Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, no se dispone de andenes, requiere mantenimiento y pintura Barandas

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Tipo 02 en concreto reforzado, cuenta con columnetas cuadradas cada 2,0 m, en la parte superior una viga longitudinal de 0.30 * 0.30, la baranda se encuentra en Regulares condiciones, requiere reconstrucción en algunos puntos ya que presenta fallas por impacto Iluminación El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación Señalización Se tiene una señal donde indica el puente, la baranda esta demarcada y pintada, es la única señal preventiva de la estructura Drenajes Se cuenta con drenajes que permiten la evacuación de las aguas lluvias Apoyos Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, fisuras, en las vigas se observa defectos en la construcción, se presentan fisuras superficiales en el concreto de las vigas, alta contaminación superficial Aletas y estribos El puente cuenta con una pequeñas aletas en concreto se encuentran en buen estado, Pilas Se tienen dos pilas de concreto reforzado, altura 7,80 m, ancho de la base de 3,00 m, se encuentran en buen estado, presentan contaminación superficial y humedad. Losas, vigas y riostras No se evidencian deflexiones, se observan daños en las vigas en la parte inferior segregación del concreto y errores en la etapa constructiva, el concreto presenta deterioro superficial, bajo las vigas se observó descascar amiento superficial en algunos pequeños

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sectores, el concreto de las vigas, riostras y estribos está contaminado superficialmente, hay puntos con alta concentración de humedad. Las vigas superficialmente tienen pequeñas fisuras. Cauces El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa el arrastre de rocas de tamaño considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente. Puente en general En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no se evidencian daños en la estructura, el puente requiere un mantenimiento, limpieza y pintura de barandas, las juntas deben colocarse, el pavimento esta en regulares condiciones.

2.4.4 PUENTE RIO TOTARE Es un puente de una luz, recientemente rehabilitado, de luz 22,35 metros, la superestructura cuenta con cinco vigas en concreto reforzado

Superficie del puente y accesos La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en buen estado, recientemente rehabilitado.

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Juntas de expansión Recientemente fueron colocadas juntas de expansión, sin embargo ya se encuentra deteriorado el pavimente cerca de estas juntas. Andenes/Bordillos Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, no se dispone de andenes, recientemente se realizó manteamiento. Barandas En estructura metálica, recientemente se realizó mantenimiento. Iluminación El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación. Señalización Se tiene una señal donde indica el puente, la baranda esta demarcada y pintada, es la única señal preventiva de la estructura. Drenajes Se cuenta con drenajes que permiten la evacuación de las aguas lluvias. Apoyos Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables. Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto. No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, fisuras, en las vigas se observa defectos en la construcción, recientemente fue rehabilitado. Aletas y estribos El puente cuenta con una pequeñas aletas en concreto se encuentran en buen estado, recientemente fueron rehabilitados. Pilas No cuenta con pilas. Losas, vigas y riostras

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No se evidencian deflexiones, como recientemente fue rehabilitado no se evidencian fisuras o deterioro de los elementos. Cauces El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa el arrastre de rocas de tamaño considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente. Puente en general En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no se evidencian daños en la estructura, el puente recientemente fue rehabilitado, sin embargo las juntas colocadas han presentado deterioro.

2.4.5 PUENTE QUEBRADA GALAPO

Es un puente de una luz, recientemente rehabilitado, de luz 21,40 metros, la

superestructura cuenta con cuatro vigas en concreto reforzado.

Superficie del puente y accesos

La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en buen

estado, recientemente rehabilitado.

Juntas de expansión

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Recientemente fueron colocadas juntas de expansión.

Andenes/Bordillos

Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, no se dispone de

andenes, recientemente se realizó mantenimiento.

Barandas

En estructura metálica, recientemente se realizó mantenimiento.

Iluminación

El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación.

Señalización

Se tiene una señal donde indica el puente, la baranda esta demarcada y pintada, es la

única señal preventiva de la estructura.

Drenajes

Se cuenta con drenajes que permiten la evacuación de las aguas lluvias.

Apoyos

Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables.

Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto.

No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, fisuras, en las vigas se

observa defectos en la construcción, recientemente fue rehabilitado.

Aletas y estribos

El puente cuenta con una pequeñas aletas en concreto se encuentran en buen estado,

recientemente fueron rehabilitados.

Pilas

No cuenta con pilas

Losas, vigas y riostras

No se evidencian deflexiones, como recientemente fue rehabilitado no se evidencian

fisuras o deterioro de los elementos.

Cauces

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El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa el arrastre de rocas de tamaño

considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se

aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente.

Puente en general

En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no

se evidencian daños en la estructura, el puente recientemente fue rehabilitado, sin

embargo las juntas colocadas han presentado deterioro.

2.4.6 PUENTE SALIDA VENADILLO

Es un puente de una luz, de luz 30,70 metros, la superestructura cuenta con cinco vigas

en concreto reforzado de 1,50 m de altura.


La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en regular

estado requiere mantenimiento.


No cuenta con juntas de expansión, deben construirse.

Andenes/Bordillos

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un andén de 0,60 m de ancho.

Barandas

Son en concreto, columnas de 0,25 * 0,25 cada 2,50 m y una viga superior de 0,30 *

0,30, está en regulares condiciones y requiere mantenimiento.

Iluminación


Señalización

No se cuenta con señalización.

Drenajes


Apoyos


Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto


observa defectos en la construcción, sin embargo se tiene bastante deterioro y

contaminación superficial, las aletas están bastante deterioradas.

Aletas y estribos

El puente cuenta con aletas en concreto se encuentran deterioradas superficialmente se

observa descascar amiento del concreto.

Pilas

No cuenta con pilas.

Losas, vigas y riostras.

No se evidencian deflexiones, se observa bastante deterioro superficial del concreto.

Cauces


considerable, en el cauce se observan elementos del puente anterior.

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Puente en general


se evidencian daños en la estructura, se requiere la colocación de juntas, el

mantenimiento, limpieza y rehabilitación de la superficie del concreto.

2.4.7 PUENTE RÍO RECIO

Es un puente de una luz, de luz 22,35 metros, la superestructura cuenta con cinco vigas

en concreto reforzado.


La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en

REGULAR ESTADO, requiere repavimentación.


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Son juntas metálicas en buen estado.

Andenes/Bordillos


andenes.

Barandas

En estructura metálica, en regular estado requieren mantenimiento, han sido impactadas

por vehículos lo que genera su alto deterioro.

Iluminación


Señalización



Drenajes


Apoyos




observa defectos en la construcción.

Aletas y estribos

El puente cuenta con aletas en concreto se encuentran en buen estado, requieren

mantenimiento, limpieza superficial.

Pilas

No cuenta con pilas.


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No se evidencian deflexiones, como recientemente fue rehabilitado no se evidencian

fisuras o deterioro de los elementos.

Cauce


considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se

aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente.

Puente en general


se evidencian daños en la estructura, el puente recientemente fue rehabilitado, sin

embargo las juntas colocadas han presentado deterioro.

2.4.8 PUENTE K 76+500

Es un puente de dos luces, de luz 65,00 metros, la superestructura cuenta con cinco

vigas en concreto pre-esforzado de sección 0,55*1,65 m, ancho del tablero 9,50 m, las

aletas de longitud 9,20 m.


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La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en

condiciones adecuadas, algunos puntos requieren mantenimiento.


Se encuentran en buen estado, presentan deterioro en el asfalto ligeramente, en la pila no

se tiene junta debe colocarse.

Andenes/Bordillos

Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, se dispone de un

andén, requiere mantenimiento superficial.

Barandas

En estructura metálica, requieren mantenimiento

Iluminación

El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación

Señalización



Drenajes


Apoyos

Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables, se evidencia bastante

humedad y deterioro superficial en los puntos de apoyo.



observa defectos en la construcción.

Aletas y estribos

El puente cuenta con aletas en concreto se encuentran en buen estado, requieren un

mantenimiento superficial, hay deterioro y contaminación superficial del concreto.

Pilas

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Cuenta con una pila en buen estado, presenta humedad y contaminación superficial del

concreto.


No se evidencian deflexiones, las vigas están en buen estado, igualmente la placa, se

requiere un mantenimiento superficial del concreto, limpieza.

Cauces

El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa un caudal significativo, en el

Cauce se encuentra elementos del puente anterior.

Puente en general


se evidencian daños en la estructura, el puente recientemente fue rehabilitado.

2.4.9 PUENTE ACCESO ARMERO K 77+000 Es un puente de una luz, recientemente rehabilitado, de luz 26,70 metros, la superestructura cuenta con cuatro vigas en concreto reforzado de sección 0,4*1,50 m, ancho del tablero 7,50 m, las aletas de longitud 9,20 m.


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La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en buen estado, recientemente rehabilitado Juntas de expansión Se encuentran en buen estado, presentan deterioro en el asfalto ligeramente Andenes/Bordillos Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, no se dispone de andenes, recientemente se realizó mantenimiento Barandas En estructura metálica, recientemente se realizó mantenimiento Iluminación El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación Señalización Se tiene una señal donde indica el puente, la baranda esta demarcada y pintada, es la única señal preventiva de la estructura Drenajes Se cuenta con drenajes que permiten la evacuación de las aguas lluvias Apoyos Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, fisuras, en las vigas se observa defectos en la construcción, recientemente fue rehabilitado Aletas y estribos El puente cuenta con aletas en concreto se encuentran en buen estado, recientemente fueron rehabilitados recientemente Pilas No cuenta con pilas Losas, vigas y riostras

32

No se evidencian deflexiones, como recientemente fue rehabilitado no se evidencian fisuras o deterioro de los elementos Cauces El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa un caudal significativo Puente en general En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no se evidencian daños en la estructura, el puente recientemente fue rehabilitado.

2.4.10 PUENTE SOBRE CANAL DE RIEGO K 80 + 900 Es un puente de una luz, de 10,20 metros, la superestructura cuenta con cinco vigas en concreto reforzado de 0,5 * 0,8 metros, ancho de tablero de 9,55 m, aletas en concreto de 4,50 m de longitud, altura de estribos de 4,56 m. Superficie del puente y accesos La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en regular estado especialmente en la zona donde deberían ubicarse las juntas. Juntas de expansión No cuenta con juntas de expansión. Andenes/Bordillos No dispone de bordillos ni andenes, la baranda metálica se apoya en la placa . Barandas En tubería metálica, en regular estado. Iluminación El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación. Señalización Se tiene una señal donde indica el puente, la baranda esta demarcada y pintada, es la única señal preventiva de la estructura.

33

Drenajes Se cuenta con drenajes que permiten la evacuación de las aguas lluvias. Apoyos Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables. Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, fisuras, en las vigas se observa defectos en la construcción. Aletas y estribos El puente cuenta con aletas en concreto se encuentran en buen estado, presentan deterioro superficial. Pilas No cuenta con pilas. Losas, vigas y riostras No se evidencian deflexiones, fisuras o daños significativos, hay deterioro superficial, pequeñas fisuras, humedad. Cauces El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa el arrastre de rocas de tamaño considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente. Puente en general En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no se evidencian daños en la estructura, el puente recientemente fue rehabilitado, sin embargo las juntas colocadas han presentado deterioro.

2.4.11 PUENTE RIO SABANDIJA K 84 + 000 Es un puente de una luz, la superestructura es un arco metálico de longitud de 81,20 metros, ancho de tablero de 10,10 m.

34

Superficie del puente y accesos La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en buen estado, recientemente rehabilitado Juntas de expansión Se observan en buen estado Andenes/Bordillos Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, no se dispone de andenes. Barandas En estructura metálica, en buen estado, algunas zonas requieren mantenimiento Iluminación El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación Señalización

35

Se tiene una señal donde indica el puente, la baranda esta demarcada y pintada, es la única señal preventiva de la estructura Drenajes Se cuenta con drenajes que permiten la evacuación de las aguas lluvias Apoyos Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, doblamiento de elementos, o alto deterioro, sin embargo la estructura metálica en arco requiere una pronta intervención, realizar una limpieza y mantenimiento, protección de elementos Aletas y estribos Los estribos en concreto presentan alta contaminación y deterioro superficial del concreto, se requiere limpieza y mantenimiento Pilas No cuenta con pilas Losas, vigas y riostras No se evidencian deflexiones, fisuras o daños en la placa Cauces El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa el arrastre de rocas de tamaño considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente. Elementos Metálicos En general se requiere un mantenimiento de los diferentes elementos del arco, las vigas, riostras, uniones, arco presentan deterior, se sugiere una pronta intervención. Puente en general En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no se evidencian daños en la estructura, el puente sin embargo requiere un pronto mantenimiento de la estructura metálica y de los estribos.

36

2.4.12 PUENTE K 98+800

Es un puente de dos luces, recientemente rehabilitado, de luz total de 32,0 metros, una luz de 19,50 y otra de 12,50 metros, ancho de tablero de 8,30 m, la superestructura cuenta con cuatro vigas en concreto reforzado de 0,50 * 0,95 de altura, una pila central en concreto reforzado de altura 6,85 metros, ancho de la pila 8,70 m.

Superficie del puente y accesos La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en buen estado. Juntas de expansión No cuenta con juntas. Andenes/Bordillos Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, no se dispone de andenes, recientemente se realizó mantenimiento. Barandas En estructura metálica, recientemente se realizó mantenimiento. Iluminación El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación.

37

Señalización Se tiene una señal donde indica el puente, la baranda esta demarcada y pintada, es la única señal preventiva de la estructura. Drenajes Se cuenta con drenajes que permiten la evacuación de las aguas lluvias. Apoyos Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables. Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, fisuras, en las vigas se observa defectos en la construcción, sin embargo se presenta bastante contaminación superficial del concreto, humedad, vegetación, los bordillos en las zonas exteriores están deteriorados. Aletas y estribos El puente cuenta con aletas en concreto se encuentran en buen estado pero presentan fisuras superficiales, deterior superficial del concreto, humedad. Pilas La pila central en concreto está deteriorada superficialmente. Losas, vigas y riostras No se evidencian deflexiones, se evidencia deterioro superficial del concreto. Cauces El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa el arrastre de rocas de tamaño considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente, se observan partes de un puente anterior en el cauce. Puente en general En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no se evidencian daños en la estructura, se observa bastante deterioro superficial, contaminación del concreto, humedad, faltan las juntas.

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2.4.13 PUENTE K 100 + 000 Es un puente de dos luces, recientemente rehabilitado, vigas en concreto reforzado, cuatro vigas de 0,50 * 0,90 de sección, ancho de tablero de 8,20, adosado al puente se encuentra un puente peatonal metálico

Superficie del puente y accesos La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en regular estado, presenta fisuras y pequeños baches.

39

Juntas de expansión No cuenta con juntas de expansión, se encuentra deteriorado el pavimento en la zona donde deberían estar colocadas. Andenes/Bordillos Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, no se dispone de andenes, recientemente se instaló un peatonal. Barandas En estructura metálica, recientemente se realizó mantenimiento. Iluminación El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación. Señalización No tiene señalización. Drenajes Se cuenta con drenajes que permiten la evacuación de las aguas lluvias. Apoyos Los apoyos en neopreno se encuentran en condiciones aceptables. Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, fisuras, en las vigas se observa defectos en la construcción, recientemente fue rehabilitado, sin embargo se observan fisuras o regular acabado de construcción, especialmente en las vigas. Aletas y estribos El puente cuenta con aletas en concreto se encuentran en buen estado, recientemente fueron rehabilitados recientemente. Pilas Se tiene una pila en concreto reforzado de 6,40 metros de altura, ancho de 8,50 m. Losas, vigas y riostras

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No se evidencian deflexiones, como recientemente fue rehabilitado no se evidencian fisuras o deterioro de los elementos, las vigas tienen una altura de 0,90 metro, separadas 1,80 m. Cauces El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa el arrastre de rocas de tamaño considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente, se observan escombros y partes de un puente anterior en el cauce. Puente en general En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no se evidencian daños en la estructura, el puente recientemente fue rehabilitado, sin embargo requiere la colocación de juntas y rehabilitación del pavimento.

2.5 TRAMO MARIQUITA – HONDA

2.5.1 PUENTE RIO PADILLA Es un puente de una luz, recientemente construido, cuenta con cinco vigas metálicas y placa de concreto reforzado en el tablero, la altura de los estribos es de 4,00 metros, el ancho del tablero es 10,90 m

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Superficie del puente y accesos La superficie de rodadura es en pavimento flexible (código 01), se encuentra en buen estado, recientemente construido. Juntas de expansión Recientemente fueron colocadas juntas de expansión metálicas, están en buen estado. Andenes/Bordillos Los bordillos son en concreto reforzado, se encuentran en buen estado, no se dispone de andenes, pero tiene unas bermas de 1,50 a cada lado que facilitan el paso peatonal. Barandas En estructura metálica, recientemente se realizó mantenimiento. Iluminación El puente no cuenta con luminarias ni ningún tipo de iluminación. Señalización A la fecha de la visita no contaba con señalización, pero de acuerdo a información del constructor se plantea colocarlas. Drenajes Se cuenta con drenajes que permiten la evacuación de las aguas lluvias. Apoyos Los apoyos en neopreno se encuentran en buenas condiciones. Consideraciones generales para el registro de daños en los elementos de concreto No se evidencian daños significativos, asentamientos, desplomes, fisuras, es una obra nueva en muy buen estado. Aletas y estribos El puente cuenta con aletas en concreto se encuentran en buen estado, recientemente fueron construidas, hay obras de control de aguas. Pilas No cuenta con pilas.

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Losas, vigas y riostras No se evidencian deflexiones, como recientemente fue construido no se evidencian fisuras o deterioro de los elementos. Cauces El cauce del rio se encuentra en buen estado, se observa el arrastre de rocas de tamaño considerable, según información de habitantes del sector el nivel de aguas en invierno se aumenta considerablemente pero no afecta a la estructura del puente, el puente anterior si se veía afectado con las crecientes. Puente en general En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente, no se evidencian daños en la estructura, el puente recientemente construido está en muy buenas condiciones.

2.6 INFORME SOBRE ANTECEDENTES DE OPERACIÓN Y COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE CADA PUENTE

Los puentes existentes han tenido obras de rehabilitación, especialmente los del tramo entre Ibagué y Mariquita, se han rehabilitado los puentes: Totare k45 + 600, Rio Recio, K100 + 000, puente Padilla entre Mariquita y Honda. Los puentes la libertad entre Armero y Cambao y el puente ubicado a la salida del

municipio de murillo hacia la Esperanza presentan restricción de carga, el primero a un

camión de 40 toneladas y el segundo una carga máxima de 12 toneladas.

Los demás puentes han sido intervenidos parcialmente; en los cuales se han realizado

labores de mantenimiento parciales.

Se tiene en general afectaciones por: capa de rodadura, desgates de bordillos, oxidación

barandas, deterioro de juntas, deterioro superficial del concreto en los diferentes

elementos, contaminación superficial del concreto, humedad, fisura por errores

constructivos.

En el siguiente capítulo se describen las obras que requieren en general los puentes, y se

enuncian las intervenciones recientes.

43

2.7 PROPUESTAS Y DESCRIPCION DE ACTIVIDADES DE REHABILITACION, MANTENIMIENTO, REPOTENCIACIÓN, CONSTRUCCIÓN O CAMBIOS A GARANTIZAR LA CORRECTA OPERACIÓN

Los puentes incluidos en los tramos de la APP Cambao Manizales requieren diferentes obras de rehabilitación y mantenimiento, dentro de estas actividades se tienen: De tipo rutinario: Limpieza de juntas, barandas, andenes, bordillos, drenes, losas y vigas, apoyos, muros de contención, pilas y estribos, arcos, limpieza y remoción de obstáculos en el cauce. De tipo periódico, tales como:

Reparación Y/O Reposición de sellos de juntas de dilatación

Sujeción y reposición de pernos

Pintura de componentes de concreto

Pintura de componentes de acero

Reparación o reemplazo parcial de bordillos y/o andenes

Protección de conos y taludes Y las obras más considerables corresponden a las de rehabilitación:

Superficie de rodadura: cambio de pavimento asfáltico, tratamiento superficial, reparación de pavimento.

Juntas de dilatación, reparación de junta, cambio de junta.

Andenes y bordillos, cambio total de andén y/o bordillo.

Barandas, reparación de barandas de concreto o de acero, cambio de barandas.

Conos y taludes, rellenar, reparación de elementos de protección, construcción de cunetas.

Aletas, reparación de concreto, encamisado de concreto, cambio parcial.

Estribos, reparación de concreto, encamisado de concreto para protección, cambio total de la estructura, nivelación.

Pilas, reparación de concreto, encamisado o revestimiento en concreto, mejoramiento sísmico, nivelación.

Apoyos, cambio de apoyos, corrección de posición, reparación de concreto, ampliación de apoyo.

Losa, reparación de concreto, inyección de grietas.

Vigas, largueros o diafragmas, reparación de concreto, inyección de fisuras, refuerzo de viga.

Cauce, re-nivelación del cauce, reencauzamiento del cauce, gaviones, bolsacreto, obras de protección.

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De acuerdo a la inspección realizada, para los puentes existentes en los tramos incluidos dentro del proyecto APP Cambao Manizales, se tiene las siguientes obras de reparación, rehabilitación: TRAMO CAMBAO – ARMERO

Puente la Libertad, se encuentra emplazado sobre el Río Magdalena,

Se requiere para mejorar el tráfico un puente adosado con la capacidad de carga

adecuada, las condiciones actuales restringe el tráfico.

TRAMO ARMERO - LIBANO

Los puentes sobre este tramo requieren una intervención a corto plazo en elementos

como: carpeta asfáltica, colocación de juntas, pavimento, rehabilitación de barandas,

señalización, pintura, mantenimiento y limpieza de estribos, alteas y vigas.

TRAMO MURILLO – ALTO DE VENTANAS

Puente salida Murillo: El principal inconveniente de este puente es la carga

máxima permitida, se tiene una señal de carga máxima de 12,0 toneladas, muy

inferior a la requerida.

Dentro del diseño proyectado se plantea un rediseño geométrico en este punto, lo

que genera la necesidad de un puente de mayor ancho, diferente geometría.

Dentro de las obras planteadas se tiene un nuevo puente en este punto.

Conservar el puente actual limita el tráfico, adicionalmente requiere un

mantenimiento general, colocación de juntas, arreglo de barandas, entre otros

TRAMO IBAGUÉ – ARMERO

Puente Rio Alvarado K 21 + 100

El puente requiere un mantenimiento, limpieza y pintura de barandas, las juntas

deben repararse, se sugiere colocar juntas en los apoyos de las pilas, al pavimento

debe realizarse mantenimiento.

Puente Quebrada La Caima K31 + 400

En general no se observan desplomes, asentamientos, fisuras, o deterioro del puente,

no se evidencian daños en la estructura. El puente requiere un mantenimiento,

limpieza y pintura de barandas, las juntas deben colocarse, el pavimento esta en

regulares condiciones.

Puente Quebrada La China K35 + 900

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El puente requiere un mantenimiento, limpieza y pintura de barandas, las juntas

deben colocarse, el pavimento esta en regulares condiciones, se necesita un

mantenimiento y limpieza general del puente.

Puente Rio Totare K37 + 900


no se evidencian daños en la estructura, el puente recientemente fue rehabilitado, sin

embargo las juntas colocadas evidencian deterioro.

Puente Quebrada Galapo K 45 + 600

El puente recientemente fue rehabilitado, sin embargo las juntas colocadas evidencian

deterioro.

Puente Salida Venadillo K 47+500

Se requiere la colocación de juntas, el mantenimiento, limpieza y rehabilitación de la

superficie del concreto.

Puente Rio Recio K 55+300

Se requiere un mantenimiento de pavimento.

Puente K 76 + 500


no se evidencian daños en la estructura, el puente recientemente fue rehabilitado.

Puente Acceso Armero K 77+000

El puente recientemente fue rehabilitado.

Puente Sobre Canal De Riego K 80 + 900

Requiere un mantenimiento a mediano plazo.

Puente Rio Sabandija K 84 + 000

En general se requiere un mantenimiento de los diferentes elementos del arco, las

vigas, riostras, uniones, arco presentan deterioro, se sugiere una pronta intervención.

Puente K 98+800

Se observa bastante deterioro superficial, contaminación del concreto, humedad,

faltan las juntas, requiere un mantenimiento e intervención en sus elementos.

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Puente K 100 + 000

El puente recientemente fue rehabilitado, sin embargo requiere la colocación de juntas

y rehabilitación del pavimento.

TRAMO MARIQUITA – HONDA

Puente Rio Padilla

Es un puente de una luz, recientemente construido, cuenta con cinco vigas metálicas y

placa de concreto reforzado en el tablero, la altura de los estribos es de 4,00 metros,

el ancho del tablero es 10,90 m.

2.7.1 DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE LAS POSIBLES ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO Y REHABILITACIÓN

Limpieza de junta de dilatación con lavado a presión:

La actividad consiste en la limpieza de la junta de dilatación incluyendo el retiro del sello

hidráulico, con el fin de descubrir la junta en las condiciones iniciales de su construcción.

El retiro de los materiales de sedimentación, vegetación, basuras y demás elementos que

las obstruyen forma parte de las actividades de mantenimiento rutinario necesarias para

garantizar el adecuado funcionamiento de las vigas principales y del conjunto de

elementos de la superestructura.

Para la correcta ejecución de ésta actividad se requiere el retiro del sello hidráulico o

empaque que usualmente es especificado en las juntas de dilatación construida con

ángulos de acero enfrentados. En aquellas juntas de dilatación en las que el sistema de

junta haya fallado, se requiere el retiro de la junta propiamente dicha para poder acceder

a la limpieza sin que esto incluya demolición del concreto de anclaje. En todo caso, se

busca el retiro de la totalidad del material de obstrucción.

Lavado con agua a presión, 2000 psi:

El trabajo consiste en el lavado de la superficie de los puentes empleando agua a presión

incluido un desengrasante, para el retiro del hollín y suciedades que químicamente

pueden estar afectando al concreto y al acero de refuerzo, que adicionalmente no

permiten una inspección adecuada de las superficies de concreto en los puentes, de igual

forma, permite preparar la superficie para lograr una correcta adherencia de la pintura.

El principal aspecto a contemplar es lograr la accesibilidad del equipo de hidrolavado.

Sello de fisuras:

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Consiste en la inyección de la resina epóxica de baja viscosidad tipo Sikadur 35 LV o

equivalente.

La superficie debe estar limpia, libre de residuos, de polvo, y totalmente identificados los

puntos a inyectar, y se deben seguir todas las recomendaciones del proveedor del

producto.

Limpieza mecánica de acero de refuerzo corroído y aplicación de inhibidor de

corrosión:

Consiste en efectuar el retiro del material corroído, las escamas y demás aspectos que

muestren un deterioro avanzado del acero, de igual forma, se deberá evaluar

estructuralmente la pérdida de sección y su implicación en la capacidad estructural de los

elementos antes de proceder con cualquier acción correctiva. Posteriormente, y previo

concepto favorable del Estructural, se procederá con la aplicación del inhibidor según lo

establezca la ficha técnica del Fabricante el producto.

Suministro e instalación de junta elastomérica:

Consiste en la instalación de juntas elastoméricas en un rango de trabajo hasta de 80 mm

de ancho.

La zona de trabajo debe estar adecuada y lista para la instalación de la junta, es decir,

debe estar fabricado el cajón en el dimensionamiento especificado según sea el caso, la

zona de separación entre los dos tramos de superestructura debe estar protegido con

icopor y el área deberá estar aislada y protegida según los requerimientos ambientales del

caso.

Estructuras metálicas (Elementos estructurales y barandas):

Se debe ejecutar las labores de reposición de pinturas que por efecto de desgaste, uso

cotidiano, ralladuras superficiales, se presenten teniendo especial cuidado en controlar el

espesor de acabado y garantizar que en los procesos de limpieza no se afectará el

espesor de la barrera protectora.

La limpieza de elementos metálicos deberá adelantarse con lija manual o mediante medio

mecánicos teniendo la precaución de no retirar la pintura base, lo cual implica efectuar un

control de los mils de pintura que se retiran. El lavado podrá realizarse sin jabón y con

desengrasante.

La limpieza debe incluir el retiro de materiales extraños a la estructura, tales como avisos,

calcomanías, “stickers”, etc.

Durante la limpieza se debe verificar la presencia de corrosión, especialmente en áreas

de soldadura y en áreas de difícil acceso, así como también la pérdida de tornillería.

48

2.8 ESTRUCTURAS – PUENTES Y VIADUCTOS TRAMOS NUEVOS DE MEJORAMIENTO

2.8.1 TIPOLOGIA DE PUENTE A ESTUDIAR, PROCESO CONSTRUCTIVO, Y MATERIALES DEFINIENDO SUS PRINCIPALES VENTAJAS PARTICULARES.

Durante la etapa de reconocimiento de campo se revisaron los puntos donde se planteaban las obras; en conjunto con los especialistas de hidráulica, geotecnia y diseño geométrico se determinaron las mejores opciones técnicas, económicas y ambientales. Los parámetros evaluados en las visitas de campo corresponden a las facilidades de construcción, lo cual se traduce en tiempos y por consiguiente, en reducción de costos. La zona de construcción en algunos casos es de fácil acceso ya que se trata de la vía existente y los sitios de las obras no requieren muchas luces o las luces son relativamente pequeñas. Revisando los puntos anteriores se plantea implementar puentes de placa en concreto y vigas. Las vigas pueden ser en concreto reforzado o postensado, en los cruces de poca luz se plantean box coulvert, esta estructura con el aval del especialista hidráulico. Se buscará uniformizar la sección de las vigas para facilitar el empleo de formaleta en caso de emplear vigas en concreto.

2.8.1.1 Análisis de alternativas

Alternativa 1: puente con placa en concreto y vigas en acero La placa será en concreto reforzado y las vigas serán en acero. De esta forma se logra una reducción en el peso de la superestructura, pero se estima que para luces menores a 40m, esta reducción no representa más del 20% del peso total de la superestructura y a nivel de cimentación, cuando se emplean estribos cimentados directamente, la reducción de peso puede ser inferior al 10%. No se considera una solución apropiada ya que en nuestro medio, el costo de este tipo de estructuras es superior al de vigas en concreto y la reducción de costos de cimentación no compensa el aumento en el costo de las vigas. Alternativa 2: puente placa en concreto y vigas en concreto postensado Es una estructura un poco más pesada que la solución con vigas en acero, pero la diferencia en cimentación no es representativa.

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Como ventaja se tiene que es un sistema muy conocido en el medio y las vigas pueden ser fundidas en el sitio (sobre cimbra) o en un patio de fundida (el patio de fundida puede estar al lado de la obra o en un sitio que permita distribuir las vigas a diferentes sitios de puentes). De acuerdo con la experiencia nacional, se sugiere el empleo de esta solución para luces entre 15m y 40m. Para luces menores, el tensionamiento no se aprovecha eficientemente y para luces mayores, se tendrían secciones muy pesadas. Alternativa 3: puente de placa en concreto y vigas en concreto reforzado Esta solución se sugiere para luces menores a 15m, aunque la cartilla del Ministerio de Transporte maneja luces de hasta 25m. El sistema es muy conocido en el medio y las vigas pueden ser fundidas en el sitio (sobre cimbra) o al igual que en el caso anterior, en un patio de fundida (el patio de fundida puede estar al lado de la obra o en un sitio que permita distribuir las vigas a diferentes sitios de puentes). Alternativa 4: cerchas en acero, de paso inferior reforzado Esta solución se aplica para luces entre 40m y 70m, que no permiten el empleo de un sistema de placa y vigas por limitaciones de gálibo. Por estas limitaciones no es posible plantear otro sistema estructural. Alternativa 5: arco en cerchas en acero, de paso inferior reforzado Esta solución se aplica para luces entre 80m y 120m, donde no es posible ubicar apoyos intermedios debido a inestabilidades del suelo. El empleo de esta solución se ve limitada a puentes rectos. Alternativa 6: puente en concreto por voladizos sucesivos Esta solución se aplica para luces entre 80m y 150m, donde no es posible ubicar apoyos intermedios debido a inestabilidades del suelo y cuando se tienen trazados curvos.

2.8.1.2 Selección de alternativa

Teniendo en cuenta la geometría y las luces requeridas en los lugares a implementar las estructuras, se considera a partir de un análisis de costos preliminar y de facilidad de construcción, que la alternativa de placa y vigas en concreto preesforzado, es la más adecuada para las estructuras típicas de este proyecto. Para la alternativa seleccionada se analizó la posibilidad de emplear elementos pretensados con los cuales se esperaría tener menores consumos de concreto pero para

50

las luces que se están manejando, la reducción no es apreciable, el traslado de los elementos es bastante complejo, resulta difícil el transporte y vías de acceso que permitan movilizar vigas de 40m de longitud y pesos cercanos a 80 tn y por último, el montaje de la viga es bastante complejo. Lo anterior condujo a elegir vigas postensadas o reforzadas fundidas en el sitio, ya que al realizar un análisis del proceso constructivo, se determinó que empujar o lanzar las vigas (sean en concreto o en acero), conducía a tener que realizar labores de adecuación de la zona importantes lo cual se traduce en tiempo y costos. Adicionalmente, cuando el puente se encuentra en una zona curva complica el lanzamiento. Para la placa, se analizó la posibilidad de prefabricarla (tanto en la alternativa de vigas en acero como de concreto), pero debido a la curva, seria dispendioso y arriesgado el proceso de montaje, por lo cual se consideró como mejor alternativa fundirla en sitio.

2.8.1.3 Materiales y Normas

Normas de diseño Para el análisis y diseño estructural se siguen las siguientes normas y especificaciones: Normas principales • Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes, Edición de 2007, adoptado mediante resolución 3600 de junio 20 de 1996 emanada por el Ministerio de Transporte. AIS. En adelante se mencionará como CCP. • Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras, adoptadas mediante Resolución No. 8068, del 19 de diciembre de 1996 y actualizadas con Resolución No. 2662 del 27 de julio de 2002, emanadas por el Instituto Nacional de Vías. • Reglamento Colombiano de Construcción sismo Resistente NSR-10, contenida en la Ley 400 de 1997, (Modificada ley 1229 de 2008) y el Decreto 926 de 19 de marzo de 2010. Normas complementarias • Standard Specifications for Highway Bridges, Edición 17 2002, American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO. En adelante se mencionará como AASHTO. • LRFD Bridge Construction Specifications, Segunda Edición 2004, American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO. En adelante se mencionará como AASHTO/LRFD. • ICONTEC

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• AWS Asociación Americana de soldadura Especificación AWS D1.5 Bridge Welding Code.

Materiales Las características de los materiales empleados en el diseño, se encuentran en los planos estructurales y se resumen a continuación: Concreto: • Pilotes: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Vigas cabezal estribos: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Vigas cabezal apoyos intermedios: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Aletas: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Placa de acceso: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Placa y diafragmas: Clase C fć=280 kgf/cm2 (28 MPa) • Vigas reforzadas: Clase C fć=280 kgf/cm2 (28 MPa) • Vigas postensadas: Clase A fć=350 kgf/cm2 (35 MPa) • Andenes y barreras de tráfico: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Box: Clase C fć=280 kgf/cm2 (28 MPa) • Muros de contención: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa)

• Peso unitario mínimo: c = 2.4 tf/m3

• Módulo de elasticidad: Ec = 12500(fć) Acero de refuerzo: • NTC 2289 (ASTM A706, fy=4200 kgf/cm2 -420 MPa-) Acero de tensionamiento: • NTC2010 (ASTM A-416) • Cables de baja relajación • Esfuerzo último: 18900 kgf/cm2 (1890 MPa). • Módulo de elasticidad Es = 1.950.000 kgf/cm2 (195000 MPa). Acero Estructural: • Postes y láminas para barandas: NTC1920 (ASTM A-36) • Tubos de tráfico y pasamanos barandas: ASTM A-500 Grado C • Barras para topes sísmicos AISI/SAE 1020 Normalizado gr. 50 Neoprenos • Dureza 60 • Refuerzo en acero NTC1920 (ASTM A-36)

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2.8.1.4 Proceso constructivo

Teniendo en cuenta las condiciones de acceso, disponibilidad de materiales, posibilidad

de fabricación en sitio, limitaciones ambientales, entre otros aspectos, se buscó que las

obras planteadas fueran de fácil ejecución

El proceso constructivo de los box, puente, muros y vía en voladizo, es convencional, de

común aplicación en nuestro medio.

Box Coulvert:

Para los box se prepara el suelo de fundación garantizando la capacidad portante del

suelo de cimentación, en caso de encontrarse suelo no adecuado debe realizarse un

reemplazo por material competente. Posteriormente, se funde un solado de limpieza, se

arma el refuerzo, se funde la placa de fondo acorde al diseño; subsiguientemente se arma

y funde los muros y por último se funde la placa superior.

Los equipos, formaleta y materiales son de fácil manejo en el sitio de la obra.

Muros de contención:

Los muros de contención tienen un proceso similar que el anterior; se funde primero la

zarpa y luego el muro, debe darse un adecuado manejo de las excavaciones y de las

aguas superficiales.

Puentes:

El proceso constructivo de los puentes es común en nuestro medio, no requiere equipos

de difícil consecución; inicialmente se realiza el replanteo, excavaciones y desplantes

requeridos. Una vez finalizadas esas labores, se da inicio al proceso de construcción de

los caissons preexcavados, mediante anillos de concreto. Construidos los caissons se

realiza un solado de limpieza, se arma y funden los estribos, posteriormente se arman,

funden y postensan las vigas. Esto puede ser en sitio o si es posible se realiza en un patio

cerca al ponteadero para luego ser transportadas y montas en el sitio.

Se funde la losa del tablero, se colocan elementos como juntas, barandas, drenajes, se

funde la losa de transición y por último se coloca el pavimento flexible.

Durante la ejecución de las obras debe tenerse el seguimiento y control normal, como

topografía, toma de pruebas de laboratorio, control de materiales, verificación de refuerzo,

calidad del concreto y manejo de aguas entre otros.

53

2.8.2 DISEÑO PARA CONCESIÓN

Los tramos de las vías incluidos en la estructuración, cuentan con una infraestructura de puentes ya construida y corredores definidos; sin embargo los tramos entre Murillo y la Esperanza, son tramos nuevos, esto implica que requieren obras nuevas en puntos críticos. Acorde al diseño geométrico y a las condiciones hidráulicas, En la Tabla 1 se presenta el inventario de estructuras existentes y proyectadas según el especialista hidráulico (en las cuales se describe el tipo, luz y ubicación según abscisado). Tabla 1. Inventario de Obras hidráulicas existentes y proyectadas.

Características de la estructura

Sitio Abscisa Tipo de Estructura Existente

Alternativa a proyectar

Vallecitos K78+245.36 Pontón Puente de Luz = 26 m, h=8,25 m

Sitio Abscisa

Tipo de Estructura Existente


Lagunilla K93+152.8 Pontón 1) Puente L= 40 m h=6,6 m. 2) 3 Box L= 3 m X h=3m c/u.



Cráter Piraña K103+462.8 Pontón 1) Puente L= 40 m h=6,6 m. 2) 1 Box L= 3 m, h=2,5 m.



Azufrado K105+941.66 Pontón Box L= 3 m, h=3,0

Sitio Abscisa

Tipo de Estructura Existente


Hedionda (Brazo río Azufrado)

K105+360.35 Box Coulvert Puente L= 40 m h=8,0 m.

54

Teniendo en cuenta las estructuras mayores, tipo puentes y pontones, en la zona se cuenta actualmente con la infraestructura de:

cuatro (4) pontones

un (1) box coulvert Cuyas estructuras según patología, geometría e hidráulica se requieren reemplazar. Así las cosas, a continuación se presentan las dimensiones estructurales en sección transversal y longitudinal de las estructuras a implementar.

Estructuras a implementar: Acorde a lo definido en el estudio geométrico e hidráulico, se establecieron las secciones más adecuadas en cada punto y la solución que se ajustara más a los requerimientos técnicos. Las posibilidades estudiadas en cada punto correspondieron a:

Puente Vallecitos: ubicado a la salida de Murillo. Existe actualmente un puente con una capacidad de carga de 12 ton, del cual no se dispone de planos de diseño o construcción. Basados en el diseño geométrico, la estructura existente en este punto no se ajusta al alineamiento, ni en planta ni en altura. Razón por la cual, se proyecta un puente de 26 metros de longitud aproximadamente.

Como solución estructural se proyecta un puente con vigas de concreto reforzado, convencionales, apoyadas en estribos de concreto reforzado. Se plantea dejar los estribos existentes como elementos de protección de orilla y demoler la superestructura. El puente proyectado se implantará en los extremos de los estribos actuales, por lo que la nueva obra no afecta la cimentación existente y con el fin de no afectar el tráfico se plantearía la construcción en cada sentido.

Se definió esta solución estructural con el fin de facilitar el proceso constructivo, a nivel de factibilidad con vigas en concreto reforzado por durabilidad, poco mantenimiento requerido (comparado con la estructura metálica), facilidad constructiva y la luz de diseño permite esta solución.

Rio Lagunilla: se plantea en este punto una solución mediante un puente de 40 m de luz o un box culvert de tres celdas de 9,00 X 3,00 metros. Basados en el estudio hidráulico, se concluyó que el box de tres celdas cumple con los

55

parámetros necesarios. Por lo anterior, y por su facilidad constructiva se tomó esta alternativa como la mejor solución de diseño.

Cráter Piraña: hidráulicamente en este punto un box coulvert de 3,00 X 2,50 metros cumple adecuadamente los requerimientos; por esta razón se dejó esta única alternativa.

Quebrada El Azufrado: de la misma manera al punto anterior la mejor solución consiste en un box coulvert, de sección 3,00 X 3,00 m.

Quebrada Hedionda: de acuerdo a las condiciones topográficas y al diseño geométrico, se planteó en este punto como mejor solución la construcción de un puente de 40 metros de luz, sin apoyo intermedio. Para esta estructura, se plantea utilizar un puente con vigas en concreto pre esforzado o una segunda alternativa es la construcción con vigas metálicas o con vigas cajón; por costos se plantea a nivel de factibilidad un puente con vigas pre esforzado.

2.8.2.1 Criterios técnicos de pre-dimensionamiento

Predimensionamiento de Box Culvert Las dimensione internas del box Culvert asienten a las necesidades hidráulicas de la zona

a intervenir, y el espesor de sus elementos se ajusta a las condiciones de carga y la altura

del relleno.

Predimensionamiento de Puentes La implantación de los puentes se realiza según el entorno la topografía y el diseño

geométrico, respetando los gálibos horizontales y verticales definidos por las normas, y

garantizando la capacidad hidráulica necesaria según los cauces intervenidos.

Las dimensiones estructurales de los puentes obedecen a la tipología seleccionada, a las

luces a utilizar, y el espaciamiento entre vigas, en este caso puentes en concreto pre-

esforzado de una sola luz.

Predimensionamiento de Cimentaciones Las cimentaciones resultan de las recomendaciones dadas por los estudios geotécnicos y ajustados a las cargas finales de cada estructura.

56

2.8.2.2 Box Culvert de 3 x 3

El presente estudio corresponde al análisis y diseño estructural de un Box Coulvert para:

La vía Cambao - Manizales cuenca 65 río Azufrado (PR105+941) de 10 metros de

longitud.

PRESENTACIÓN

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Concreto 280 kg/cm2

(Relación A/C máx .45)

Acero de refuerzo 4200 kg/cm2

Geometría del BoxDimensiones internas 3,00 m

3,00 m

Espesor placa Sup 0,50 m

Inf 0,30 m

Espesor muros longitudinales 0,30 m

Material de relleno

Espesor relleno 0,30 m

30 °

1,7 t/m3

0,33

0,50

Sobrecarga 0,00 m

Carga viva (bordillo, andén, etc) 0 t/m2

Nivel freático (desde la rasante) 0,30 m

Capacidad portante 35,11 t/m2

NORMATIVIDAD• CÓDIGO COLOMBIANO DE DISEÑO SÍSMICO DE PUENTES - 1995.

METODOLOGÍA DE DISEÑO

El presente estudio corresponde al análisis y diseño estructural de un Box Coulvert para: La vía Cambao - Manizales

cuenca 53 río Lagunillas (PR93+152) de 10 metros de longitud.

• CODE REQUIREMENTS FOR ENVIRONMENTAL ENGINEERING

CONCRETE STRUCTURES AND COMMENTARY (ACI 350-06)

El análisis y diseño estructural se realiza de acuerdo con lo estipulado por el Método de la Resistencia (LRFD),

utilizando las combinaciones y factores de carga dados por el Codigo Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes 1995

y los coeficientes de reducción de resistencia previstos por el código ACI 350-06 para cada tipo de esfuerzo.

xl yl

e

fricciónángulo unitariopesos

sen

senK A

1

1

senKO 1

cf '

yf

57

Cargas

58

Diagrama de cargas:

Presión = Tierras Hidrostática

W relleno=

0,3

0,105 t/m2

0,0 t/m2

0,3

3,00 Pt = 1,435 t/m2

Ph = 3,8 t/m2

CARGA VIVAP= 15,00 t

e= 1,80 m

1,8

0,525

área aplicación de las cargas 1,22 m2

Factor de impacto 0,3

Q camión 12,29 t/m2

0,51 t/m2

0,5

3,00

Subpresión = 3,8 t/m2

2,325

60

Combinación de cargas:

61

Resultados de la modelación:

62

El modelo analítico se realiza con SAP 2000 . La estructura se apoya por medio de

elementos SPRING y se restringen el desplazamiento vertical y horizontal del box. Las

cargas variables se modelan por medio de Joint Patterns distribuidos en la altura del

muro. El peso propio es considerado por la modelación.

Muros longitudinales:

Momentos envolventes M22 (t.m)


63

Corte envolvente (t)

Placa superior


64


65

Placa de fondo Momentos envolventes 11(t.m)

66

Momentos envolventes 22 (t.m)


67

Diseño muros longitudinales

68

Diseño placa superior

69

Diseño placa de fondo

71

Esfuerzos actuantes en el suelo

Revisión flotación por efectos de la subpresión

72

2.8.2.3 Box Culvert de 3 x 3 múltiple

El presente estudio corresponde al análisis y diseño estructural de un Box Coulvert múltiple, doble y triple para: La vía Cambao – Manizales, para las cuencas 53 río Lagunillas (PR93+152) y 62 quebrada Plazuela en el PR103+463, ambos de 10 metros de longitud.

73

Cargas:

74

Diagrama de cargas:

76

Combinaciones de carga:

77

Resultados de la modelación

78

El modelo analítico se realiza con SAP 2000 . La estructura se apoya por medio de

elementos SPRING y se restringen el desplazamiento vertical y horizontal del box. Las

cargas variables se modelan por medio de Joint Patterns distribuidos en la altura del

muro. El peso propio es considerado por la modelación.

Muros longitudinales:

Momentos envolventes M22(t.m)

Momentos envolventes M11(t.m)

79


Placa superior


80



82

Placa de fondo


83



84

Diseño de muros longitudinales

85

Diseño placa superior

86

Diseño placa de fondo

87

Esfuerzos actuantes en el suelo

Revisión flotación por efectos de la subpresión

88

2.8.2.4 Puente L= 26 m. Cuenca No. 46 – Río Vallecitos

El presente estudio corresponde al diseño estructural de un puente vehicular de 2 carriles

ubicado en la cuenca No 46 del río Vallecitos en el PR78+245 de la vía Murillo – La

Esperanza. El puente se configura con un ancho de 9.70m con barreras tipo New Jersey a

1 cara de 0.35m de ancho. La luz a salvar es de 26m de longitud, para lo cual se

consideran 4 vigas de concreto pre-esforzado simplemente apoyadas en vigas

cargaderos en los extremos que a la vez descansan sobre Caissons de 1.20m de

diámetro cimentados a 7.00m de profundidad. En la Figura 1 se ilustra la sección

transversal típica del puente.

Las vigas de concreto preesforzado, tienen una sección en I de 1.28 m de altura y sobre

ellas descansa una losa de concreto reforzado de 2da etapa de 0.20m de espesor,

conformando así la superestructura del puente. Debido a la configuración curva del

puente se establecen 1 viga riostra centrales y una en cada apoyo del puente con el fin de

reducir los efectos torsionales en las vigas longitudinales.

Códigos de diseño:

89

Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes (CCDP-95).

Metodología de diseño

Las fuerzas internas se revisan de acuerdo al método del estado límite de resistencia

(LRFD). El diseño de la estructura se realiza con el método de la rotura. La revisión de

los desplazamientos se evalúa según las solicitaciones de servicio.

Materiales

Concreto Estructural Superestructura f'c = 35,0 MPa (5000 PSI)

Módulo de Elasticidad Ec = 27806 MPa

Concreto Estructural Cargaderos, Caissons y barreras f'c = 21,0 MPa (3000 PSI)

Módulo de Elasticidad Ec = 21539 MPa

Concreto de Limpieza f'c = 14 MPa (2000 PSI)

Acero de Refuerzo fy = 420 MPa (60000

PSI)

Densidad Concreto gc = 24 kN/m³

Avalúo de cargas

La definición de cargas se hace en base a las especificaciones de CCDSP-95, con el

camión de diseño establecido en el Código Colombiano de Diseño Sísmico de

Puentes. Así mismo, solicitaciones particulares como las debidas a sismo y a viento se

determinan de acuerdo al código colombiano. Las fuerzas internas se revisarán de

acuerdo al método del estado límite de resistencia, verificando las deformaciones para

el estado límite de servicio.

90

Cargas permanentes

Cargas Muertas debidas a instalaciones (DW)

91

Cargas transientes Carga Viva Vehicular (LL)

92

Amplificación Dinámica - Impacto (IM)

Carga Viva Peatonal (PL) La carga viva peatonal consiste en una carga uniforme de 0.367 Ton/m2 aplicada en un ancho de 1.15m y a lo largo de la longitud del puente en ambos extremos de la sección transversal. Fuerza Centrífuga (CE)

Fuerza Longitudinal de Frenado (BR)

La fuerza de frenado se calcula como el 25% del peso de cada eje del camión HL-93 aplicado a 1.80m sobre la superficie de rodadura.

93

Fuerza de frenado por eje de 10 Ton = 2,5 Ton Fuerza de frenado por eje de 15 Ton = 3,8 Ton

Combinaciones de carga y factores de resistencia

94

Factores de resistencia

98

Tabulación cables

103

Losa

105

Vigas riostras centrales

108

Losa

109

Transferencia De Corte Viga – Losat

2.8.2.5 Puente L= 40 m. Quebrada la Hedionda

Consiste en un puente de luz 40 m, dos carriles vehiculares de ancho de 3.65 m, una berma de ancho de 0.95 m a cada costado y un paso peatonal de ancho de 1 m en cada costado. Se plantea una superestructura conformada por una placa de espesor mínimo de 0.21 m y máximo de 0.30 m en el arranque de los voladizos de la placa, voladizos de longitud variable para lograr la curva del diseño geométrico. La placa se apoya sobre 4 vigas separadas 3.0 m entre ejes centrales, que, luz de 40 m se emplean vigas postensadas con sección “I”. En el diseño Las vigas se consideran como elementos simplemente apoyados sobre neoprenos convencionales, los cuales a su vez están apoyados sobre los estribos de cimentación, que transmiten las cargas al suelo en los apoyos extremos, los estribos se

110

consideran como viga cabezal sobre pilotes; en los apoyos intermedios las vigas longitudinales descansan sobre neoprenos convencionales, que transmiten las cargas a una viga cabezal que a su vez está apoyada sobre pilotes, conformando el sistema denominado pila-pilote para la transmisión de cargas, la viga cabezal contiene topes sísmicos tanto en sentido longitudinal como en sentido transversal, para asegurar la transmisión de fuerzas horizontales (en especial fuerzas sísmicas) en tales direcciones; la placa superior es continua en la zona de apoyos intermedios lo que asegura una mejor transferencia de fuerzas horizontales.

Parámetros de análisis y diseño Topografía y diseño vial La información topográfica y el diseño vial fueron realizados dentro del presente estudio. Estudio hidráulico y de socavación En el estudio geotécnico realizado hace referencia a las características hidráulicas de la zona y la evaluación de las posibilidades de socavación en la zona de pilas cercanas al cauce en los puentes sobre flujos de agua. Estudio geotécnico El estudio geotécnico fue elaborado por los especialistas respectivos y en el cual se encuentran los parámetros geotécnicos para el diseño estructural de la cimentación, así como los datos sísmicos. Debido a la configuración de las estructuras, el análisis se realizará siguiendo el Procedimiento de Análisis Sísmico Simple PAS-S. El espectro de diseño (según el Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes) se presenta más adelante.

Cargas Las cargas empleadas para el análisis y diseño de la estructura son las siguientes: Cargas muertas (D) Corresponde al peso propio de la estructura y el peso de los elementos que permanecerán fijos durante la vida útil de la estructura (cargas permanentes o comunes). Los pesos unitarios de los materiales se tomarán de los enunciados en el CCP en el capítulo A.3. Para el concreto y para la carpeta asfáltica, según el CCP se empleará un peso unitario de 2.4 tf/m3.

111

El peso de las cargas permanentes o comunes (carpeta asfáltica, barreras de tráfico, andén, barandas, etc.), se calcula a continuación:

CARGAS PERMANENTES O COMUNES

CARGA VALOR (t/m)

Carpeta asfáltica: 9.2 x 0.05 x 2.4 1.10

Andén: 2 x (0.1837x2.4 + 0.2535x0.25x2.4/2) 1.03

Baranda 0.20

Total cargas permanentes 2.33

Se asume una carga de 2.4 t/m. Carga viva (L) De acuerdo con el Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes (CCP), se emplea el camión de diseño C-40-95 o su línea de carga equivalente. Teniendo en cuenta carriles de ancho de 3.65 m, y el espacio útil que ofrece la zona de bermas y los andenes, se realiza el diseño para 2 carriles. A continuación se presenta un esquema del camión de diseño con sus dimensiones y cargas correspondientes, información tomada y ajustada del CCP y de AASHTO.

112

Cargas de diseño Flexión en luces mayores a 28 m Se considera una carga uniforme por carril igual a:

Más una carga puntual flotante de:

P = 12 t Cortante en luces mayores a 24m Se considera una carga uniforme por carril igual a:

Más una carga puntual flotante de:

P = 16 t Otras consideraciones: Adicionalmente la carga viva vehicular deberá ser incrementada en todos los elementos del puente que no se encuentren directamente en contacto con el suelo con el fin de incluir efectos de vibración y el impacto generado por la velocidad del camión de diseño al entrar al puente. Este incremento se calcula como:

Para el diseño de la infraestructura se deberá considerar una fuerza longitudinal aplicada a 1.8m de la rasante producida por efecto de frenado, fuerza que tendrá un valor igual al 5% de la carga viva (esta carga se denomina LF). También se debe tener en cuenta los efectos de la fuerza centrífuga en puentes curvos, de acuerdo con la sección A.3.4 del CCP.

113

Sismo (EQ): Para el análisis sísmico se siguen las indicaciones de la sección A.3.5 del CCP. De acuerdo con el tipo de estructura, su ubicación y su uso, la clasificación por importancia de este puente corresponde a grupo 1, puentes esenciales. Por lo anterior y según el coeficiente de aceleración (A) indicado en el informe geotécnico, estos puentes se clasifican como de Categoría Comportamiento Sísmico C (CCS-C). Para estructuras de una luz, el análisis se realizará siguiendo el Procedimiento de Análisis Sísmico Simple PAS-S. Para puentes de 2 o más luces, se realizará el Procedimiento de Análisis Sísmico 1 PAS-1 y el espectro empleado en el análisis estructural para puentes de 2 o más luces se presenta en la siguiente figura:

Espectro de aceleraciones de diseño

Aunque como se mostró anteriormente, en este tramo particular del proyecto no se generaron puentes de varias luces. De acuerdo con las indicaciones de norma, se deben tener en cuenta los efectos ortogonales del sismo. Viento (w) La fuerza máxima del viento en la superestructura, para una luz de 10.0 m, es igual a: Fw = 0.25 (0.7 + 0.20 + 0.25 + 1.14) x 10.0 = ~5.80 tf.

114

A partir de lo anterior, en cada estribo de la luz de 10.0 m se tienen fuerzas de viento menores a 2.9 tf, valor inferior a las fuerzas cortantes que se presentan en condiciones de sismo, ya que esta fuerza tendrá un valor aproximado de: EQ = A x Wsuper / 2 = 0.20 x 127.67 / 2 = ~12.77 t. La fuerza máxima del viento en la superestructura, para una luz de 40.0 m, es igual a: Fw = 0.25 (2.0 + 0.21 + 0.25 + 1.14) x 40.0 = ~36tf. A partir de lo anterior, en cada estribo de la luz de 40.0 m se tienen fuerzas de viento de ~18tf, valor inferior a las fuerzas cortantes que se presentan en condiciones de sismo, ya que esta fuerza tendrá un valor aproximado de: EQ = A x Wsuper / 2 = 0.20 x 711.71 / 2 = ~71.17 t. Adicionalmente, se ha calculado la fuerza del viento sin tener en cuenta que la velocidad del viento en la zona del proyecto es inferior a la velocidad básica de diseño (160 km/h) y por lo tanto podrían disminuirse estas fuerzas. Por todo lo anterior, se desprecia el efecto del viento. Fuerzas térmicas (T) Debido a que la superestructura se encuentra simplemente apoyada sobre neoprenos que permiten un relativo desplazamiento libre de las vigas, se desprecia el efecto de temperatura, creep y retracción de fraguado en el diseño de la infraestructura. Para el diseño de las vigas si se tiene en cuenta el efecto del creep y de retracción de fraguado. Fuerza de la corriente (SF) En los puentes de una sola luz no se presenta efecto del flujo de la corriente sobre los estribos y para puentes de 2 o más luces, la ubicación de las pilas centrales se realizará de tal forma que queden por fuera del flujo de agua. Presión de tierras (E) El efecto de la presión de tierras sobre los estribos, muros de contención y muros de las estructuras tipo box se considera en todos los casos con los siguientes parámetros:

Peso unitario del relleno = 2.0 t/m3. Coeficiente de empuje activo Ka = 0.33 Coeficiente de empuje activo en sismo Kae = 0.40 Coeficiente de aceleración sísmica A = 0.20

Se considera el efecto de presión de tierras tanto en condiciones estáticas como dinámicas (sismo). Para el caso dinámico se sigue el procedimiento pseudo estático Mononobe-Okabe.

115

En el diseño de los estribos se considera la presencia de una placa de acceso, con lo cual se puede despreciar el efecto del empuje producido por la carga viva sobre el terraplén de acceso.

Combinaciones de cargas El diseño de los elementos se realizará siguiendo como mínimo las indicaciones del CCP con respecto a las combinaciones o grupos de carga. De acuerdo con las secciones anteriores, las cargas que soportará la estructura permiten tomar los siguientes grupos de cargas. Condiciones de servicio Para verificar la capacidad de carga de los pilotes se emplea la siguiente combinación de carga: • Grupo I: D + (L+I)+ E El diseño de las vigas postensadas, se analizarán los diferentes estados de esfuerzos, combinaciones que se presentan en el diseño. Condiciones últimas En los elementos que sean aplicables, el diseño se hará para los siguientes grupos de carga: • Grupo I: 1.3 (D + 1.67 (L+i) + 1.3 E) • Grupo VII - SL: D + 100%EQx + 30%EQy + E • Grupo VII - ST: D + 30%EQx + 100%EQy + E

Normas de diseño Para el análisis y diseño estructural se siguen las siguientes normas y especificaciones: Normas Principales Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes, Edición de 2007, adoptado mediante resolución 3600 de junio 20 de 1996 emanada por el Ministerio de Transporte. AIS. En adelante se mencionará como CCP. Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras, adoptadas mediante Resolución No. 8068, del 19 de diciembre de 1996 y actualizadas con Resolución No. 2662 del 27 de julio de 2002, emanadas por el Instituto Nacional de Vías.

116

Reglamento Colombiano de Construcción sismo Resistente NSR-10, contenida en la Ley 400 de 1997, (Modificada ley 1229 de 2008) y el Decreto 926 de 19 de marzo de 2010.

Normas Complementarias Standard Specifications for Highway Bridges, Edición 17 2002, American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO. En adelante se mencionará como AASHTO. LRFD Bridge Construction Specifications, Segunda Edición 2004, American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO. En adelante se mencionará como AASHTO/LRFD. ICONTEC AWS Asociación Americana de soldadura Especificación AWS D1.5 Bridge Welding Code.

Materiales Las características de los materiales empleados en el diseño, se encuentran en los planos estructurales y se resumen a continuación: Concreto • Pilotes: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Vigas cabezal estribos: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Vigas cabezal apoyos intermedios: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Aletas: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Placa de acceso: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Placa y diafragmas: Clase C fć=280 kgf/cm2 (28 MPa) • Vigas reforzadas: Clase C fć=280 kgf/cm2 (28 MPa) • Vigas postensadas: Clase A fć=350 kgf/cm2 (35 MPa) • Andenes y barreras de tráfico: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa) • Box: Clase C fć=280 kgf/cm2 (28 MPa) • Muros de contención: Clase D fć=210 kgf/cm2 (21 MPa)

• Peso unitario mínimo: c = 2.4 tf/m3

• Módulo de elasticidad: Ec = 12500(fć) Acero de refuerzo: • NTC 2289 (ASTM A706, fy=4200 kgf/cm2 -420 MPa-) Acero de tensionamiento: • NTC2010 (ASTM A-416) • Cables de baja relajación • Esfuerzo último: 18900 kgf/cm2 (1890 MPa).

117

• Módulo de elasticidad Es = 1.950.000 kgf/cm2 (195000 MPa). Acero Estructural • Postes y láminas para barandas: NTC1920 (ASTM A-36) • Tubos de tráfico y pasamanos barandas: ASTM A-500 Grado C • Barras para topes sísmicos AISI/SAE 1020 Normalizado gr. 50 Neoprenos • Dureza 60 • Refuerzo en acero NTC1920 (ASTM A-36)

Diseño superestructuras Diseño vigas de L=40 m

Datos generales sobre material

118

Datos Generales sobre elementos de protección y condiciones ambientales L=40 m

Esquema general para la definición geométrica de la viga L=40 m

La geometría de la viga se define a continuación:

Luz (L) = 40.60 m

Distancia (A) = 0.30 m

Altura (H) = 2.00 m

Bloque (B) = 2.00 m

Transición (T) = 1.00 m

119

Las propiedades geométricas de la viga son las siguientes:

Propiedades geométricas de la viga en el centro de la luz L=40 m

Se recuerda que para el cálculo de propiedades en sección compuesta se utilizó una altura de placa de 0.21 m y ancho efectivo de placa de 2.40 m. Según las especificaciones del CCP, los elementos deben tener como mínimo las siguientes alturas:

Losa: 0.07S, donde S=3-0.8=2.20 m 2.2 X 0.07= 0.154 m, y se ha dispuesto de una losa de 0.21 cm, por lo tanto este requisito se considera cumplido.

Vigas T: 0.07S, donde S= 40 m.

H= 2.00 m

bs = 0.80 m

bi = 0.80 m

ts = 0.20 m

a = 0.15 m

ti = 0.20 m

b = 0.15 m

ta = 0.23 m

c = 1.30 m

120

40 X 0.07= 2.80 m, y la viga tiene una altura de 2.00 m en su sección simple y una altura de 2.21 m en su sección compuesta, dado que es un elemento postensado, y este comportamiento ayuda para el control de deflexiones, este criterio se considera cumplido.

Evaluación de cargas L=40m A continuación se presenta la evaluación de la carga muerta:

Esquema para la evaluación de la carga muerta L=40 m

Ancho del tablero = 11.2 m

Ancho en metros de: andenes = 1.00

Número de carriles = 2.52

Número de carriles adoptado = 2

Número de diafragmas = 2

121

- Para Vigas Exteriores

- Para vigas interiores

Espesor (t1) = 0.21 m



Espesor pavimento (Sin considerar sobreespesor) = 0.05 m

Altura de los diafragmas en la luz = 1.80 m

Espesor de los diafragmas en la luz = 0.25 m

Altura de los diafragmas sobre apoyos = 1.80 m

Espesor de los diafragmas sobre apoyos = 0.25 m

Altura del andén en el borde interno de la placa (ha) = 0.25 m

Longitud andén (La) = 0.95 m

Longitud andén (Lb) = 0.05 m

Longitud andén (Lc) = 0.25 m

Longitud andén (Ld) = 0.50 m

Espesor (t) = 0.12 m

Espaciamiento entre tabiques = 2.00 m

Espesor de los tabiques = 0.25 m

Sobreespesor para apoyo placa-viga= 0.05 m

Número de vigas = 4

Distancia entre centros de vigas (Sv) = 3.00 m

Longitud del voladizo (Lv) = 1.10 m

Ancho aferente 2.60 m

Peso losa 1.43 t/m

Peso capa de rodadura 0.28 t/m

Peso de andén y barrera 0.24 t/m

Peso de baranda 0.03 t/m

Peso propio viga en el centro de la luz 1.93 t/m

Peso propio viga en zona de apoyo 4.00 t/m

Peso propio viga en zona de transición 2.91 t/m

Peso diafragma en la luz = 1.50 t

Peso diafragma sobre apoyo = 1.19 t

122

Evaluación de carga viva:

Los factores de rueda anteriores, son calculados para cargas de rueda, así que para efecto del cálculo de momentos y cortantes, en los cuales se utilizará la carga del eje, los resultados obtenidos del camión (o línea de carga) transitando por la viga serán multiplicados por la mitad del resultado anterior.

Ancho aferente 3.00 m

Peso losa 1.64 t/m

Peso capa de rodadura 0.28 t/m

Peso de andén y barrera 0.24 t/m

Peso de baranda 0.03 t/m

Peso propio viga en el centro de la luz 1.93 t/m

Peso propio viga en zona de apoyo 4.00 t/m

Peso propio viga en zona de transición 2.91 t/m

Peso diafragma en la luz = 2.99 t

Peso diafragma sobre apoyo = 2.38 t

Factores de Rueda, impacto y reducción por número de carriles

Factor de rueda para flexión viga interior (F.R) = 1.76

Factor de rueda para flexión viga exterior (F.R) = 1.07

Factor de rueda para flexión seleccionado (F.R) = 1.76

Factor de rueda para cortante en extremos de las vigas (F.R) = 2.00

Factor de impacto (I) = 20%

Reducción por número de carriles = 1

Línea de carga para momento

Trabajar con norma CCP

Camión C 40 95

Carga uniforme(w)= 1.44 t/m

Carga puntual (P)= 12 t

Lìnea de carga para cortante

Carga uniforme(w)= 1.45 t/m

Carga puntual (P)= 16 t

123

Se trabajan con las líneas de carga para momento y cortante para el cálculo de las solicitaciones por tratarse una luz mayor a 28 m y mayor a 24 m respectivamente. Acciones de diseño L=40 m Se presentan a continuación los cortantes y momentos calculados en la viga (en condiciones de servicio) que son usados posteriormente para su diseño. Se debe mencionar que se toma la condición más crítica entre las vigas exteriores y las vigas interiores, y se realiza el mismo diseño para todas.

Fuerzas Cortantes en Viga para diferentes condiciones de carga L=40 m

Momentos Flectores en Viga para diferentes condiciones de carga L=40 m

Los resultados totales de las tablas anteriores se presentan a continuación de manera gráfica:

124

Fuerza cortante total sobre viga L=40 m

Momento flector total sobre viga L= 40 m

Diseño de placa L=40 m Se presenta a continuación el diseño de la placa de la superestructura.

125

Diseño del voladizo

- Momento por carga muerta

Resistencia nominal del concrteo (f'c) = 280 kgf/cm2

Resistencia a la fluencia del acero (fy) = 4200 kgf/cm2

Peso unitario concreto placa (c) = 2.5 tf/m3

Peso unitario concreto andén y barreras (c) = 2.4 tf/m3

Peso unitario del asfalto (asf) = 2.4 tf/m3

Peso baranda por metro de longitud (w) = 0.1 tf/m

Longitud del voladizo (Lv) = 0.70 m

Longitud andén (La) = 0.95 m

Longitud andén (Lb) = 0.05 m

Espesor placa en el borde de la viga (t3) = 0.21 m

Espesor placa en el extremo (t2) = 0.21 m

Altura del andén (ha) = 0.25 m

Espesor de pavimento ( e ) = 0.05 m

Peso (tf/m) Brazo (m) M (tf.m/m)

Placa 0.37 0.35 0.129

Andén 0.52 0.22 0.11

Pavimento 0.00 -0.15 0.00

Baranda 0.10 0.70 0.07

Barrera 0.46 0.00 0.00

M c.m 0.312 tf.m/m

126

- Momento por carga viva

- Diseño a flexión del voladizo

Carga a 0,3 m del borde del andén

Carga de rueda = 7.5 tf

Impacto (I) = 30%

Posición carga de rueda 1 (X1) = 0.00 m


Ancho de distribución de la carga 1 (E1) = 1.10 m

Ancho de distribución de la carga 2 (E2 ) = 1.10 m

Momento por carga viva (M c.v) = 0.0000 tf.m/m

Carga de andén (a 0,3 m del extremo del voladizo)

Carga de rueda = 7.5 tf

Impacto (I) = 30%



Ancho de distribución de la carga 1 (E1) = 1.34 m

Ancho de distribución de la carga 2 (E2 ) = 1.10 m

Momento por carga viva (M c.v) = 2.1828 tf.m/m

Momento último de diseño (Mu) 3.2 tf.m/m

Ancho b = 1.00 m

Recubrimiento tablero barras superiores (A.7.13) = 0.05 m

Altura efectiva d = 0.15 m

K=Mu/bd2 137.4 t/m2

Coeficiente de reducción de resistencia (Ф) = 0.90

Cuantía ρ = 0.0038

Área de refuerzo requerido (As) = 5.8 cm2/m

127

Diseño de las luces interiores La luz de diseño para las luces interiores es S=2.20 m. - Cargas muertas y momento por carga muerta

- Momento por carga viva

- Momento último de diseño El momento último de diseño para este caso es de:

- Diseño del refuerzo inferior

Espesor (m) W (tf/m)

Placa 0.21 0.53

Pavimento 0.05 0.12

W c.m 0.65 tf/m

Momento por carga muerta M c.m = 0.3 tf.m/m

Número de vigas de soporte = 4

Factor de continuidad β (A.4.2.2.1.1) = 0.80

Momento por carga viva M c.v = 2.2 tf.m/m

Mu = 5.2 tf.m/m

Ancho b = 1.00 m

Recubrimiento tablero barras inferiores (A.7.13) = 0.03 m


K=Mu/bd2 173.9 t/m2




128

- Diseño del refuerzo superior

- Refuerzo de repartición

- Refuerzo para retracción de fraguado y temperatura

Verificación de cortante Dado que la placa fue diseñada con el método aproximado del CCP, ésta se considera suficiente a cortante. Verificación de la distribución del refuerzo Dado que la placa fue diseñada con el método aproximado del CCP, este criterio se considera cumplido. Verificación de los esfuerzos de fatiga Dado que la placa fue diseñada con el método aproximado del CCP, este criterio se considera cumplido.

Diseño de vigas L = 40m Se presenta a continuación el diseño de las vigas a flexión y cortante para así concluir el diseño de esta superestructura típica.

Ancho b = 1.00 m

Recubrimiento tablero barras inferiores (A.7.13) = 0.05 m


K=Mu/bd2 222.1 t/m2




Porcentaje del refuerzo inferior requerido = 67%


Área total de refuerzo mínima requerida = 3.0 cm2/m

129

Diseño a Flexión: Se presenta a continuación el diseño a flexión de las vigas, incluyendo el análisis de tensionamiento y el análisis de esfuerzos en la misma.

Esquema para la definición del tensionamiento L=40 m

A partir de la figura anterior se ha definido el tensionamiento para la viga.

Definición general de cables en primer tensionamiento Viga L=40 m

Definición general de cables en segundo tensionamiento Viga L=40 m

Con la definición general del tensionamiento, se calculan las trayectorias de los cables y se muestran a continuación:

130

Trazado de cables en primer tensionamiento Viga L=40 m

Trazado de cables en segundo tensionamiento L=40 m

Con la trayectoria de los cables definida y con las propiedades mecánicas de los cables definidas anteriormente, se procede al cálculo de los diagramas de tensionamiento de los cables, incluyendo pérdidas de preesfuerzo inmediatas (pérdidas por fricción, pérdidas por curvatura accidental y pérdidas por penetración de cuña).

Diagrama detensionamiento cable 1 Viga L=40 m

131

Diagrama de tensionamiento cable 2 Viga L=40 m



132


Se procede al cálculo de pérdidas diferidas en el tiempo, las cuales se componen de: SH- Retracción de fraguado del concreto, CRc- Creep en el concreto, ES- pérdidas por acortamiento elástico del concreto y CRs- pérdidas por relajación en el acero de preesfuerzo.

1. Pérdida total excluyendo fricción y penetración de cuña ∆fs = SH + ES + CRc + CRs

1.1 Retracción de fraguado del concreto (Miembro postensado) - SH

Media anual de la humedad relativa RH= 75.00 %

Pérdidas por retracción de fraguado SH= 322 Kg/cm2

1.2 Acortamiento elástico del concreto (Miembro postensado) - ES

Módulo de elasticidad del acero del acero de preesfuezo Es = 1950000 kgf/cm2

Resistencia del concreto en el momento de la transferencia f'ci = 280 kgf/cm2

Peso unitario del concreto wc = 2500 kgf/m3

Módulo de elasticidad del concreto en la transferencia Eci = 209165 kgf/cm2

Nota: El código permite usar la fórmula Eci = 0.14 (w c) 1.5 √f'ci , pero se usa Eci = 12500 √f'ci que es la usada en todos los cálculos

1.2.1 Cálculo de fcir (Esfuerzo en el concreto en el centro de gravedad del acero de preesfuerzo debido al preesfuerzo

y a la carga muerta de la viga inmediatamente después de la transferencia)

Nota: fcir se calcula despues de la transferencia (incluye pérdidas por fricción y penetración de cuña)

en la sección de momento máximo (Centro de la luz)

133

Área de la sección considerada para el primer tensionamiento = 0.77 m2 Sección simple

Inercia de la sección considerada para el primer tensionamiento = 0.3870 m4 Sección simple

Área de la sección considerada para el segundo tensionamiento = 1.2775 m2 Sección compuesta

Inercia de la sección considerada para el segundo tensionamiento = 0.7614 m4 Sección compuesta

Distancia del eje centroidal sección simple al c.g. del acero = 0.891 m

Distancia del eje centroidal sección compuesta al c.g. del acero = 1.145 m

Momento por carga muerta debida al peso propio viga = 391.89 t-m

Momento por carga muerta debida al peso losa y diafragma = 367.56 t-m

Momento por carga muerta debida cargas permanentes = 108.11 t-m

Cable Fx (t) ecable (m) fpreesf (t/m2) Cable Fx (t) ecable (m) fpreesf (t/m

2)

1 226.6 0.910 767.70 4 220.6 1.221 577.75

2 223.4 0.910 756.74 5 184.7 1.096 448.94

3 220.9 0.910 748.48 9 0.0 0.000 0.00

4 0.0 0.000 0.00 10 0.0 0.000 0.00

5 0.0 0.000 0.00

6 0.0 0.000 0.00

Notas: - Si el esfuerzo fcir es un valor negativo, conservadoramente se hace la pérdida por acortamiento eslático igual a cero.

- Mediante esta fórmula se determina una pérdida promedio en cada cable pero no es relamente así ya que cada cable tiene

una pérdida diferente según el orden de tensionamiento (mayor pérdida en los primeros cables tensionados)

ES (kg/cm2) 639 ES (kg/cm2) 221

Instante primer tensionamiento

fcir (t/m2) 1371

Instante segundo tensionamiento

fcir (t/m2)

fcir (kg/cm2) 137 fcir (kg/cm2)

474

47

1.3 Pérdidas por flujo plástico del concreto CRc = 12 fcir - 7 fcds

1.3.1 Cálculo de fcds (Esfuerzo en el concreto en el centro de gravedad del acero de preesfuerzo debido a todas las cargas

muertas exceptuando la carga muerta presente en el momento en que se aplica la fuerza de preesfuerzo)

Nota: Las pérdidas por flujo plástico debido a que son a largo plazo se hace para la condición t=∞

fcds (kg/cm2) CRc (kg/cm2)

85 52.91 t-m

10 55.20 t-m

94 367.56 t-m

16 455 475.67 t-m

108.11 t-m

Momentos carga muerta sobreimpuesta

Placa y diafragma

Andén y baranda

Capa de rodadura

Primer tensionamiento

Segundo tensionamiento

Tensionamiento

Primero (placa y diaframa)

Segundo

Primero (C. perm.)

Primero Total

985

134

1.4 Pérdidas por relajación del acero de preesfuerzo CRs = 350 - 0.07 FR - 0.1 ES - 0.05 (SH + CRc)

1.4.1 Cálculo de FR (Reducción en el esfuerzo por la pérdida por fricción en kg/cm2 por debajo del nivel de fpu)

18900 kgf/cm2

0.7 fpu = 13230 kgf/cm2

Cable Fpreesf (kg) Acable (cm2) fp (kg/cm2) Reducción

1 226598 16.8 13488 0 CRs = 219

2 223361 16.8 13295 0

3 220922 16.8 13150 80

4 0 0 0 0

5 0 0 0 0

6 0 0 0 0

FR (kg/cm2) 26.6

Primer Tensionamiento

Resistencia a la tracción de los torones fpu =

Cable Fpreesf (kg) Acable (cm2) fp (kg/cm2) Reducción

4 220610 16.8 13132 98

5 184679 14 13191 39 CRs = 284

9 0 0 0 0

10 0 0 0 0

FR (kg/cm2) 68.5

Nota: Acero de preesfuerzo de baja relajación

Segundo Tensionamiento

1.5 Resumen de pérdidas

Primero Segundo

∆fs (kg/cm2) ∆fs (kg/cm2)

322 322

639 221

985 455

219 284

2164 1282

Pérdidas para cada cable: Área/torón = 1.4 cm2

Tensionamiento

Retracción de fraguado

Pérdidas por

Flujo plástico del concrteo

Relajación del acero

TOTAL PÉRDIDAS DIFERIDAS

Acortamiento elástico

Cable # torones ∆P (t) P L/2 ∆P

1 12 36.4 226.6 16.0%

2 12 36.4 223.4 16.3%

3 12 36.4 220.9 16.5%

4 0 0.0 0.0

5 0 0.0 0.0

6 0 0.0 0.0

4 12 21.5 220.6 9.8%

5 10 17.9 184.7 9.7%

9 0 0.0 0.0

10 0 0.0 0.0

∑∆P (t) ∆Pprom

109.1 16%

39.5 10%

Primer tensionamiento

Segundo tensionamiento

Segundo

tensionamiento

Primer

tensionamiento

135

Una vez calculadas de pérdidas de preesfuerzo totales en los cables, se procede al cálculo de los esfuerzos en diferentes puntos de la viga para comprobar su admisibilidad con respecto al CCP, se aclara que para esta evaluación se ha supuesto el proceso constructivo convencional para este tipo de estructuras.

Análisis de esfuerzos Viga L=40 m

Etapa 1. Peso propio de la viga + Primer tensionamiento - (En sección simple)

Sección Eje 1L/16 2L/16 3L/16 4L/16 5L/16 6L/16 7L/16 8L/16 9L/16 10L/16 11L/16 12L/16 13L/16 14L/16 15L/16 L

x [m] 0.00 2.50 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00 22.50 25.00 27.50 30.00 32.50 35.00 37.50 40.00

fsup-v iga [kg/cm2] -36.7 -48.2 -45.2 -33.4 -25.6 -22.6 -24.6 -28.5 -30.2 -28.9 -25.6 -23.7 -26.4 -33.5 -44.5 -46.9 -35.2

finf -v iga [kg/cm2] -42.6 -91.2 -124.1 -138.4 -148.6 -152.7 -150.1 -145.5 -143.2 -144.1 -146.7 -147.9 -143.8 -134.3 -120.9 -89.3 -42.3

fadmisible-compresión 152.7 [kg/cm2] fadmisible-tensión 26.77 [kg/cm2]

f adm-compresion =0.55f'ci f adm-tension=1.6√ f'ci

El concreto de la viga debe tener la resistencia mínima a compresión (fci) en el momento del primer tensionamiento de: 277.6 [kg/cm2]

Resisitencia del concreto en el momento de la transferencia f'ci requerida = 280.0 [kg/cm2]

Etapa 2. Fundida Losa, fundida diafragmas y carga viva de montaje - 50% pérdidas diferidas 1mer tensionamiento + Etapa 1 (En sección simple)


x [m] 0.00 2.50 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00 22.50 25.00 27.50 30.00 32.50 35.00 37.50 40.00

fsup-v iga [kg/cm2] -33.4 -67.8 -88.2 -96.1 -104.3 -113.9 -124.1 -132.4 -135.6 -132.8 -125.0 -115.1 -105.1 -96.2 -87.6 -66.5 -32.0

finf -v iga [kg/cm2] -39.0 -59.7 -66.7 -61.4 -55.6 -47.1 -36.4 -27.3 -23.6 -26.0 -33.0 -42.4 -50.8 -57.3 -63.5 -57.8 -38.7


f adm-compresion =0.55f'c f adm-tension=2√ f'c

Etapa 3. Segundo Tensionamiento - Carga viva de montaje + Etapa 2 (En sección compuesta )


x [m] 0.00 2.50 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00 22.50 25.00 27.50 30.00 32.50 35.00 37.50 40.00

fsup-placa [kg/cm2] 0.0 -21.4 -33.3 -18.0 -5.1 5.4 13.0 17.7 19.3 17.8 13.3 5.7 -4.8 -17.9 -33.3 -23.4 0.0

finf -placa [kg/cm2] 0.0 -19.4 -32.2 -21.3 -12.0 -4.6 0.9 4.3 5.4 4.4 1.1 -4.5 -12.0 -21.3 -32.4 -21.2 0.0

fsup-v iga [kg/cm2] -33.4 -87.1 -120.5 -117.4 -116.4 -118.5 -123.1 -128.1 -130.1 -128.4 -124.0 -119.5 -117.1 -117.5 -120.0 -87.7 -32.0

finf -v iga [kg/cm2] -39.0 -59.4 -89.1 -113.9 -133.8 -146.3 -150.9 -150.6 -150.0 -149.6 -148.2 -143.5 -130.8 -111.4 -87.2 -57.4 -38.7


f adm-compresion =0.55f'c f adm-tension=2√ f'c

Etapa 4. Fundida de cargas permanentes + Restante Pérdidas diferidas + Etapa 3 (En sección compuesta )


x [m] 0.00 2.50 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00 22.50 25.00 27.50 30.00 32.50 35.00 37.50 40.00

fsup-placa [kg/cm2] 1.1 -20.1 -35.3 -24.5 -15.1 -7.4 -1.5 2.2 3.4 2.3 -1.3 -7.0 -14.9 -24.4 -35.3 -22.0 1.1

finf -placa [kg/cm2] 1.4 -16.6 -31.7 -24.0 -17.3 -11.8 -7.6 -5.0 -4.1 -4.9 -7.5 -11.7 -17.3 -24.0 -31.8 -18.5 1.4

fsup-v iga [kg/cm2] -32.0 -84.4 -119.9 -120.1 -121.7 -125.7 -131.7 -137.4 -139.7 -137.7 -132.5 -126.8 -122.4 -120.2 -119.4 -85.0 -30.6

finf -v iga [kg/cm2] -34.3 -43.7 -64.0 -80.5 -93.8 -101.3 -102.6 -100.5 -99.2 -99.5 -99.9 -98.5 -90.7 -78.0 -62.1 -42.0 -34.0


f adm-compresion =0.4f'c f adm-tension=1.6√ f'c

136

Como se puede observar la viga cumple con esfuerzos admisibles en todas las etapas de construcción consideradas y en condiciones de servicio, por lo tanto su funcionamiento a flexión se considera satisfactorio. Se realiza la revisión de la capacidad última de la viga para verificar su comportamiento en condiciones de resistencia.

Etapa 5. Carga viva de servicio + Etapa 4 (En sección compuesta )


x [m] 0.00 2.50 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00 22.50 25.00 27.50 30.00 32.50 35.00 37.50 40.00

fsup-placa [kg/cm2] 1.1 -30.1 -54.5 -51.3 -48.1 -45.1 -42.6 -41.1 -40.5 -40.9 -42.4 -44.8 -47.8 -51.2 -54.6 -32.0 1.1

finf -placa [kg/cm2] 1.4 -24.1 -45.7 -43.5 -41.3 -39.3 -37.6 -36.5 -36.1 -36.4 -37.5 -39.2 -41.3 -43.5 -45.9 -25.9 1.4

fsup-v iga [kg/cm2] -32.0 -91.8 -133.9 -139.6 -145.7 -153.2 -161.7 -168.9 -171.7 -169.2 -162.5 -154.3 -146.4 -139.7 -133.4 -92.4 -30.6

finf -v iga [kg/cm2] -34.3 -26.5 -28.4 -30.9 -32.7 -31.3 -26.2 -20.3 -17.8 -19.3 -23.5 -28.5 -29.6 -28.3 -26.4 -24.7 -34.0

f*sup-v iga [kg/cm2] -16.0 -49.6 -74.0 -79.5 -84.8 -90.4 -95.9 -100.2 -101.8 -100.3 -96.3 -90.9 -85.2 -79.6 -73.7 -49.9 -15.3


f adm-compresion =0.6f'c f amd-tension=1.6√ f'c

f*admisible-compresión 140.0 [kg/cm2]

f* adm-compresion =0.4f'c

137

Como se puede observar, la viga cumple con los requisitos en condiciones últimas, y su funcionamiento se considera adecuado. Diseño a Cortante La metodología de diseño a cortante indica que el diseño se debe realizar para las cargas totales mayoradas (condiciones de resistencia), y en este caso no se hace distinción en la viga entre su condición en sección simple y condición en sección compuesta, ya que se supone que los esfuerzos cortantes que resiste el concreto son aportados únicamente por el alma de la sección.

fpu [kg/cm2] 18900

b1 0.8

p 0.28

dp [cm] 205.1

bw [cm] 23.0

b [cm] 240.0

Aps [cm2] 81.2

rps 0.0016

fps [kg/cm2] 18310.8

a [cm] 20.82

Bloque de Compresiones Esta en la Placa

Mn [ton-m] 2605.3

Mu [ton-m] 2049.0

Resistencia Cumple

Indice de Refuerzo 0.086

Ductilidad Cumple

Mcr [ton-m] 1598.90

1.2Mcr [ton-m] 1918.68

Acero Mínimo Cumple

Límites de la Ductilidad

Acero Mínimo

138

Resistencia a cortante Vci del concreto Viga L=40 m

Resistencia a cortante Vcw del concreto Viga L=40 m

Resistencia a cortante del concreto de diseño Viga L=40 m

139

Diseño del refuerzo a cortante Viga L=40 m

Así queda concluido el diseño de las vigas de la superestructura con luz de cálculo de 40 m.

Diseño de estribos A continuación se presenta el diseño de los estribos del puente del proyecto incluyendo una descripción de los modelos de análisis y un resumen de resultados. Se elaboró un modelo de análisis empleando el programa SAP2000 V14.1, modelo denominado ESTRIBO L40.sbd. El modelo se ubica en un sistema global de coordenadas en el cual el eje longitudinal del puente tiende a la dirección del eje X. Los pilotes y las vigas se modelaron con elementos tipo FRAME, mientras que las estructura de contención se modelo con elementos tipo SHELL. Se garantizó la estabilidad estática y dinámica del modelo de análisis simulando la rigidez del suelo con apoyos elásticos, valores que están acordes con el estudio geotécnico. Las unidades empleadas en este modelo corresponden a toneladas (t) para fuerza y metros (m) para longitud. Más adelante se presentan esquemas generales de la geometría del modelo de análisis. Condiciones de carga en el modelo de análisis

Coeficiente de reducción de resistencia φ = 0.85

Diámetro de los estribos = 1/2 plg

Número de ramas = 2

Área transversal que resiste el corte (Av) = 2.58 cm2

Resistencia a la fluencia del acero fy= 4200 kg/cm2

0 L/16 2L/16 3L/16 4L/16 5L/16 6L/16 7L/16 L/2 9L/16 10L/16 11L/16 12L/16 13L/16 14L/16 15L/16 Lx (m) 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25 27.5 30 32.5 35 37.5 40

Vu/Ф (t) 273.53 237.08 194.04 165.83 137.62 109.406 78.0547 49.845 21.63488 -49.845 -78.055 -109.41 -137.62 -165.83 -194.04 -237.08 -273.5

Vc (t) 126.9 226.51 163.96 129.7 104.3 82.5502 59.638 40.482 39.71434 40.3485 59.0977 81.7414 103.08 128.211 162.13 227.9 126.9

Vs (t) 146.63 10.573 30.08 36.128 33.318 26.856 18.4168 9.3629 -18.0795 9.49635 18.9571 27.6648 34.536 37.615 31.903 9.1793 146.63

Vs Max (t) 500.11 215.05 143.78 143.78 143.78 154.775 162.046 165.69 166.8002 165.692 162.046 154.775 143.78 143.782 143.78 215.05 500.11

Vs < Vs Max O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K O.K

S req (cm) 11.759 163.08 57.322 47.725 51.75 69.111 105.515 212.22 No req 209.234 102.508 67.0904 49.925 45.8388 54.045 187.84 11.759

S Max (cm) 38.7 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 38.7

140

Las condiciones de carga analizadas en este modelo son las siguientes: Peso Propio (PPROPIO) Corresponde al peso propio de los elementos, el cual es calculado directamente por el programa a partir de la geometría de los elementos utilizados y a partir de las propiedades mecánicas de los materiales que los componen y que son ingresados al programa de análisis. Carga Muerta de Superestructura (CMSUPER) Corresponde al peso propio de la superestructura más lo correspondiente a cargas permanentes. En este caso, la carga por neopreno de ~85 t. Carga Viva de Superestructura (CVSUPER) Corresponde a la acción de la carga viva de diseño sobre la superestructura, esta carga se ingresa al modelo de análisis como una carga puntual en la posición de cada uno de los neoprenos, con un valor de ~25 t. Esta carga no está afectada por factor de impacto debido a que se trata de una estructura enterrada. Sismo Longitudinal y Sismo Transversal (SISMOL y SISMOT) Para el análisis sísmico de la estructura se utiliza el procedimiento de análisis PAS-S que se especifica en el código. Para hallar la fuerza sísmica horizontal sobre el estribo se calculan el peso aferente de la superestructura (cargas muertas y cargas permanentes) y se multiplican por el coeficiente de aceleración pico del terreno Aa=0.2, que para este caso es igual a 20 t por neopreno. La fuerza sísmica producida por el peso propio del estribo es calculada directamente por el programa de análisis; a continuación se muestra un resumen con las cargas empleadas para cada tipo de luz (condición EQESTRIBO). Empuje estático de tierras (EMPEST) Calculados según la teoría de Rankine para los parámetros geotécnicos mencionados anteriormente. Empujes dinámicos de tierras (EMPDIN) Calculados según la propuesta pseudo estática de Mononobe-Okabe, para los parámetros geotécnicos mencionados anteriormente.

Combinaciones de carga

Las combinaciones de carga ingresadas en el modelo y utilizadas para el análisis y diseño de los elementos se presentan a continuación:

141

En condiciones de servicio Para verificar y diseñar los apoyos de la estructura se utilizará la siguiente combinación de carga: GR1SER= PPROPIO + CMSUPER + CVSUPER + EMPEST

Condiciones últimas Para el diseño (flexión, cortante, torsión, etc.) de los elementos de la estructura se ingresaron al modelo las siguientes combinaciones de carga: GR1ULT:1.3PPROPIO + 1.3CMSUPER + 2.17CVSUPER + 1.69EMPEST GR7SL= PPROPIO + CMSUPER + 0.5CVSUPER + EMPDIN + SISMOL + 0.3SISMOT + EQESTR GR7SL= PPROPIO + CMSUPER + 0.5CVSUPER + EMPDIN + SISMOT + 0.3SISMOL + EQESTR

Modelo general de análisis – estribos – luz de 40 m

142

Detalle modelo tridimensional – estribos – Luz 40 m

Carga muerta de superestructura – estribos – Luz 40 m

143

Carga viva de superestructura sobre el modelo – estribos – Luz 40 m

Carga de sismo longitudinal sobre el modelo – estribos – Luz 40 m

144

Carga de sismo transversal sobre el modelo – estribos – Luz 40 m

145

Empujes estáticos sobre el modelo – estribos – Luz 40 m

Empujes dinámicos sobre el modelo – estribos – Luz 40 m

146

Diseño de pilotes para estribos Luz de 40 m

147

Se presenta a continuación el diseño de los pilotes que apoyan una superestructura

de luz de 40 m.

Revisión de capacidad portante

A partir de los resultados del análisis estructural se ha encontrado una carga en

condiciones de servicio de P~277 t, que para el pilote escogido para la estructura,

cuyo diámetro es 1.30 m, no se sobrepasa la capacidad portante según el estudio de

suelos para la longitud definida en los planos estructurales.

Resultados del análisis

Se presentan a continuación las solicitaciones encontradas en los pilotes en

condiciones últimas.

Variación carga axial en pilotes – estribos – Luz 40 m

Variación fuerza cortante en pilotes – estribos – Luz 40 m

148

Variación momento flector en pilotes – estribos – Luz 40 m

149

Los resultados mostrados en las gráficas anteriores se muestran a continuación de forma tabulada.

Solicitaciones Últimas en Pilotes – Estribos – Luz 40 m

Diseño a Flexión Se presenta a continuación el diseño a flexo-compresión de los pilotes de la estructura.

Diagrama de interacción pilote y solicitaciones – estribos – Luz 30 m

150

A partir de la figura anterior se puede concluir que el pilote de 1.30 m debe ser armado

con una cuantía longitudinal del rL=0.75%, correspondiente a un área de acero de As= ~99.55 cm2 a lo largo de toda su longitud. Diseño a cortante Se presenta a continuación el diseño a cortante del pilote. - Requisitos de confinamiento

Para cumplir con la cuantía volumétrica exigida se debe disponer de un área de acero As=1.29 cm2 C/~0.075 m, según el diagrama de momentos presentado anteriormente se debe disponer de confinamiento por lo menos por los primeros 5 m de pilote. La resistencia al cortante en la zona confinada se calcula a continuación.

- Requisitos de Fuerza Cortante El diseño para fuerza cortante de los pilotes se muestra a continuación.

151

Diseño a cortante Pilotes para GR1ULT – Estribos – Luz 40 m

Diseño a cortante Pilotes para GR7SL – Estribos – Luz 40 m

Diseño a cortante Pilotes para GR7ST – Estribos – Luz 40 m

Como se puede ver, después de la zona confinada se debe disponer de refuerzo mínimo para cortante, el cual se calcula a continuación:

152

Diseño de viga cabezal para estribos Luces de 40 m Se presenta a continuación el diseño de la viga cabezal del estribo. En la siguiente figura se presentan los puntos de control para el diseño a flexión, cortante y torsión de la viga.

153

Diseño viga cabezal para GR1ULT – Estribos – Luz 40 m

154

Diseño viga cabezal para GR7SL – Estribos – Luz 40 m

Diseño viga cabezal para GR7ST – Estribos – Luz 40 m

155

Envolvente de Diseño Viga Cabezal – Estribos – Luz 40 m

- Refuerzo mínimo a flexión

En las zonas donde el refuerzo calculado sea inferior al refuerzo mínimo para flexión, se dispondrá de refuerzo mínimo. - Refuerzo mínimo para retracción de fraguado y temperatura

156

- Refuerzo mínimo para cortante

Diseño espaldar y aletas Se presenta a continuación el diseño del espaldar del estribo.

Momento de diseño refuerzo vertical cara contra el relleno

- Diseño refuerzo vertical cara contra el relleno Mu= 9.40 t-m/m b= 1.00 m d= 0.25 m f’c= 210 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2 r=0.004186 As= 10.46 cm2/m

157

Momento de diseño refuerzo vertical cara libre

- Diseño refuerzo vertical cara libre Mu= 3.00 t-m/m b= 1.00 m d= 0.25 m f’c= 210 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2 r=0.001289 As= 3.22 cm2/m

158

Momento de diseño refuerzo horizontal cara contra el relleno

- Diseño refuerzo horizontal cara contra el relleno Mu= 25.0 t-m/m b= 1.00 m d= 0.25 m f’c= 210 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2 r=0.01289 As= 30.98 cm2/m

159

Momento de diseño refuerzo horizontal cara libre

- Diseño refuerzo horizontal cara libre Mu= 3.0 t-m/m b= 1.00 m d= 0.25 m f’c= 210 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2 r=0.001289 As= 3.22 cm2/m

Cortantes en el Espaldar

160

La máxima fuerza cortante leída a una distancia “d” de la cara del apoyo es Vu= 15.5 t/m,

la resistencia de la sección es Vc=16.32 t/m, por lo tanto la sección es suficiente y su comportamiento se considera satisfactorio. Diseño de la aleta Se presenta a continuación el diseño del espaldar del estribo, se recalca que se toman como resultados representativos (de forma conservadora) los obtenidos a partir del análisis y el diseño del espaldar y las aletas de estribo correspondiente a la luz de 40 m.

Momento de diseño refuerzo horizontal cara contra relleno


fy= 4200 kg/cm2 r=0.01239 As= 30.98 cm2/m

161

Momento de diseño refuerzo horizontal cara libre

- Diseño refuerzo vertical cara libre Mu= 5.00 t-m/m b= 1.00 m d= 0.25 m f’c= 210 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2 r=0.002172 As= 5.43 cm2/m

Momento de diseño refuerzo vertical cara contra relleno

162


fy= 4200 kg/cm2 r=0.006913 As= 17.28 cm2/m

Momento de diseño refuerzo vertical cara libre

- Diseño refuerzo horizontal cara libre

163

Mu= 3.0 t-m/m b= 1.00 m d= 0.25 m f’c= 210 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2 r=0.001289 As= 3.22 cm2/m

Cortante en aletas

La máxima fuerza cortante leída a una distancia “d” de la cara del apoyo es Vu= 15.9 t/m,

la resistencia de la sección es Vc=16.32 t/m, por lo tanto la sección es suficiente y su comportamiento se considera satisfactorio.

Diseño otros elementos A continuación se presenta el diseño de los elementos del puente, tales como elementos de transferencia de cortante, elementos de protección, apoyos de neopreno, juntas, etc. Diseño De Topes Sísmicos Se presenta el diseño de los topes sísmicos para cada uno de los apoyos del puente.

164

Diseño tope sísmico transversal en estribos Se presenta a continuación el diseño del tope sísmico transversal en estribos.

- Diseño a Flexión

- Diseño a Cortante

- Refuerzo mínimo a cortante

165

Diseño de placa de acceso

166

Diseño De Ménsula Para Placa De Acceso

167

Diseño Apoyos De Neopreno Diseño neoprenos apoyo para luz de 40 m

169

Diseño baranda

171

2.8.3 AMPLIACION DE PUENTES.

Teniendo en cuenta los requerimientos estipulados por la ANI en la cual se especifica el

ancho mínimo de los puentes, se hace necesaria la ampliación de algunos puentes debido

a que no cuentan con el ancho mínimo necesario.

Si bien el ancho de calzada tiene mas de los 7,30 m requeridos, la berma es pequeña o

no existe, la mayor cantidad de puentes existentes tiene un ancho entre 8,00 y 8,50

metros, algunos han sido repotenciados o rehabilitados recientemente, o reemplazados

como el puente existente entre los municipios de Mariquita y Honda.

En algunos casos se ha construido un puente peatonal adosado, de tal forma que se

cumple el ancho necesario.

En el cuadro anexo se presenta el resumen de los puentes que requieren ampliación , se

relaciona el ancho actual y se calcula el área que debe ser construida.

LISTADO DE PUENTES QUE REQUIEREN AMPLIACION

RUTA 4305 VIA IBAGUE MARIQUITA

ABSCISA PUENTE ANCHO

DEL TABLERO

LONGITUD REQUIERE

AMPLIACION

AREA AMPLIACIO

N OBSERVACIONES

K 21 + 100 PUENTE RIO ALVARADO

8,20 74,00 SI 910,20

K 31 + 400 PUENTE Q. LA CAIMA 8,20 74,00 SI 910,20

K 32 + 800 BOX 9,70 NO

K 35 + 900 PUENTE RIO LA CHINA

8,10 53,00 SI 643,95

K 37 + 900 PUENTE RIO TOTARE 8,30 22,35 SI 278,26 REHABILITADO

K 45 + 600 PUENTE 8,20 21,40 NO 263,22 REHABILITADO CON PUENTE PEATONAL

K 47 + 500 PUENTE 8,50 30,70 SI 391,43 SALIDA VENADILLO

K 55 + 300 PUENTE RIO RECIO 8,00 46,00 SI 552,00 CONSTRUCCION RECIENTE. REPARAR BARANDAS

K 59 + 000 PUENTE SOBRE CANAL RIEGO

10,00 10,00 NO

K 76 + 500 PUENTE 9,50 65,00 NO

K 77 + 000 PUENTE ACCESO ARMERO

8,30 26,60 SI 331,17

K 80 + 900 PUENTE SOBRE CANAL RIEGO

9,60 10,20 NO

172

K 84 + 000 PUENTE RIO SABANDIJA

9,60 81,20 NO PUENTE METALICO ESTRUCTURA EN ARCO. MANTENIMIENTO PREVENTIVO

K 98 + 800 PUENTE 8,30 30,70 SI 382,22

K 100 + 000 PUENTE 8,20 37,10 SI 456,33 REHABILITADO, INCLUYO PUENTE PEATONAL

TOTAL AREA AMPLIACION

5118,97 m2

RUTA 5007 VIA MARIQUITA HONDA


DEL TABLERO

LONGITUD

REQUIERE AMPLIACI

ON

AREA AMPLIACI

ON OBSERVACIONES

K 34 + 400 PUENTE 10,90 21,00 NO RECIEN CONSTRUIDO

RUTA 5001 VIA CAMBAO ARMERO


DEL TABLERO

LONGITUD

REQUIERE AMPLIACI

ON

AREA AMPLIACI

ON OBSERVACIONES

K 0 + 000 PUENTE LA LIBERTAD 6,00 262,70 UN SOLO CARRIL REQUIERE CONSTRUCCION DE OTRO PUENTE

RUTA 50A01 VIA ARMERO - MURILLO - CRUCE RUTA 5007 (MANIZALES)


DEL TABLERO

LONGITUD

REQUIERE AMPLIACI

ON

AREA AMPLIACI

ON OBSERVACIONES

K 35 + 600 LA RAMADA VEREDA PADILLA

7,80 20,10 SI 156,78 VEREDA PADILLA ALTA, LERIDA, TOLIMA

K 44 + 400 PUENTE 10,00 9,00 ESTRUCTURA DISIPACION ENERGIA SOCAVADA

K 53 + 800 PUENTE 9,10 19,20 PARALELO AL FLUJO DE AGUA

VIA LIBANO - MURILLO - CRUCE RUTA 5007 (MANIZALES)


DEL TABLERO

LONGITUD

REQUIERE AMPLIACI

ON

AREA AMPLIACI

ON OBSERVACIONES

K 23 + 100 PUENTE 8,10 12,00 PUENTE EXISTENTE SALIDA MURILLO, SE REEMPLAZARA POR UNO NUEVO

173

2.8.4 REPOTENCIACION DE PUENTES.

Dentro de los próximos 30 años, se estima que por la edad de construcción de algunos

puentes es necesaria la reposición de los mismos, es importante anotar que varios

puentes ya cuentan con una edad de mas de 25 años, fueron construidos con criterios y

normas diferentes a las vigentes actualmente.

LISTADO DE PUENTES QUE REQUIEREN REPOTENCIACION

RUTA 4305 VIA IBAGUE MARIQUITA


DEL TABLERO

LONGITUD AÑO

MANTENIMIENTO AÑO

REPONTENCIACION AREA A

REPOTENCIAR OBSERVACIONES

K 21 + 100

PUENTE RIO ALVARADO

8,20 74,00 2015 2020 910,20

K 31 + 400

PUENTE Q. LA CAIMA

8,20 74,00 2015

2020 910,20

K 32 + 800

BOX 9,70 10,00 2015 2020 145,50

K 35 + 900

PUENTE RIO LA CHINA

8,10 53,00 2015 2020 643,95

K 37 + 900

PUENTE RIO TOTARE

8,30 22,35 2020 2030 278,26 REHABILITADO

K 45 + 600

PUENTE 8,20 21,40 2020 2030 263,22

REHABILITADO CON PUENTE PEATONAL

K 47 + 500

PUENTE 8,50 30,70 2015 2020 391,43 SALIDA VENADILLO

K 55 + 300

PUENTE RIO RECIO

8,00 46,00 2015 2025 552,00

K 59 + 000

PUENTE SOBRE CANAL RIEGO

10,00 10,00 2020 2030 150,00

K 76 + 500

PUENTE 9,50 65,00 2015 2025 926,25

K 77 + 000

PUENTE ACCESO ARMERO

8,30 26,60 2015 2025 331,17

K 80 + 900

PUENTE SOBRE CANAL RIEGO

9,60 10,20 2015 2025 146,88

174

K 84 + 000

PUENTE RIO SABANDIJA

9,60 81,20 2015 2020 1169,28

PUENTE METALICO ESTRUCTURA EN ARCO. MANTENIMIENTO PREVENTIVO

K 98 + 800

PUENTE 8,30 30,70 2015 2020 382,22

K 100 + 000

PUENTE 8,20 37,10 2020 2030 456,33

REHABILITADO, INCLUYO PUENTE PEATONAL

TOTAL AREA AMPLIACION

7656,88 m2

RUTA 5007 VIA MARIQUITA HONDA


DEL TABLERO

LONGITUD AÑO

MANTENIMIENTO

AÑO REPONTENCIA

CION

AREA A REPOTENCIAR

OBSERVACIONES

K 34 + 400

PUENTE 10,90 21,00 2025,00 2040 228,90 RECIEN CONSTRUIDO

RUTA 5001 VIA CAMBAO ARMERO


DEL TABLERO

LONGITUD AÑO

MANTENIMIENTO

AÑO REPONTENCIA

CION

AREA A REPOTENCIAR

OBSERVACIONES

K 0 + 000

PUENTE LA LIBERTAD

6,00 262,70

UN SOLO CARRIL REQUIERE CONSTRUCCION DE OTRO PUENTE

VIA ARMERO - MURILLO - CRUCE RUTA 5007 (MANIZALES)

RUTA 50A01


DEL TABLERO

LONGITUD AÑO

MANTENIMIENTO

AÑO REPONTENCIA

CION

AREA A REPOTENCIAR

OBSERVACIONES

K 35 + 600

LA RAMADA VEREDA PADILLA

7,80 20,10 2015 2015 156,78

VEREDA PADILLA ALTA, LERIDA, TOLIMA

175

K 44 + 400

PUENTE 10,00 9,00 2015 2015 135,00

ESTRUCTURA DISIPACION ENERGIA SOCAVADA

K 53 + 800

PUENTE 9,10 19,20 2015 2015 262,08 PARALELO AL FLUJO DE AGUA

VIA LIBANO - MURILLO - CRUCE RUTA 5007 (MANIZALES)


DEL TABLERO

LONGITUD AÑO

MANTENIMIENTO

AÑO REPONTENCIA

CION

AREA A REPOTENCIAR

OBSERVACIONES

K 23 + 100

PUENTE 8,10 12,00

PUENTE EXISTENTE SALIDA MURILLO, SE REEMPLAZARA POR UNO NUEVO

2.8.5 DESCRIPCIÓN DE ALCANCES, ESPECIFICACIONES, PRESUPUESTO Y PROGRAMACIÓN.

La descripción del proyecto con sus alcances, especificaciones por unidades funcionales,

presupuesto y programación, se encuentran sustentadas en el tomo denominado

CAPITULO IX PRESUPUESTO_PROGRAMACION.

Capitulo Vi Puentes, Pontones y Viaductos

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