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ANÁLISIS DE LA AFECTACIÓN FÍSICA DE LA ESTRUCTURA DEL PUENTE VEHICULAR UBICADO EN LA AVENIDA LAS AMÉRICAS CON NQS, EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ PRESENTADO POR: JAVIER LEONARDO RAMÍREZ TRIANA JUAN FRANCISCO PACHÓN RONCANCIO PAULA JOHANA CARRANZA CORTÉS

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ANÁLISIS DE LA AFECTACIÓN FÍSICA DE LA ESTRUCTURA DEL

PUENTE VEHICULAR UBICADO EN LA AVENIDA LAS AMÉRICAS CON NQS, EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ

PRESENTADO POR:

JAVIER LEONARDO RAMÍREZ TRIANA

JUAN FRANCISCO PACHÓN RONCANCIO

PAULA JOHANA CARRANZA CORTÉS

WILMER ALFONSO CÓMBITA CASTRO

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PUENTE VEHICULAR DE LA AVENIDA LAS AMERICAS CON CARRERA NQS

ANÁLISIS DE LA AFECTACIÓN FÍSICA DE LA ESTRUCTURA DEL PUENTE VEHICULAR UBICADO EN LA AVENIDA LAS AMÉRICAS CON

NQS, EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ

PRESENTADO POR:

JAVIER LEONARDO RAMÍREZ TRIANA

JUAN FRANCISCO PACHÓN RONCANCIO

PAULA JOHANA CARRANZA CORTÉS

WILMER ALFONSO CÓMBITA CASTRO

PRESENTADO A:

ING. CHRISTIAN CAMILO GUTIÉRREZ ANGULO

CONSULTORIO III Y IV

GRUPO 01

UNIVERSIDAD LA GRAN COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C.

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AÑO 2013

Contenido

1. INTRODUCCIÓN..................................................................................................9

2. OBJETIVOS.......................................................................................................10

2.1 Objetivo General:........................................................................................10

2.2 Objetivo Específico:.....................................................................................10

3. NATURALEZA DEL PROBLEMA:......................................................................11

4. DIMENSIÓN ESPACIO – TEMPORAL:.............................................................12

5. ELEMENTOS QUE CONTRIBUYEN AL PROBLEMA:......................................14

6. FACTORES QUE CONTRIBUYEN AL PROBLEMA..........................................14

7. IMPACTO AMBIENTAL......................................................................................15

8. ANTECEDENTES..............................................................................................15

8.1. Estudios Previos..........................................................................................16

8.2. Planos.........................................................................................................16

8.3. Levantamiento Topográfico.........................................................................16

8.4. Estudios del Subsuelo.................................................................................17

8.5. Materiales del Puente..................................................................................17

8.6. Estudios Geológicos – Sísmicos.................................................................17

8.7. Registro Fotográfico....................................................................................18

9. DELIMITACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO.....................................................27

10. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO..............................................................28

11. ASPECTOS GEOLÓGICOS, GEOMORFOLÓGICOS Y SÍSMICOS.............28

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12. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL ENTORNO............................................30

13. ASPECTOS MEDIO-AMBIENTALES.............................................................31

14. ASPECTOS SOCIECONÓMICOS..................................................................33

14.1. Actividad Industrial........................................................................................33

14.2. Actividad Comercio..................................................................................33

14.3. Actividad Servicios...................................................................................34

15. DIAGNÓSTICO TÉCNICO PRELIMINAR.......................................................34

15.1. Superficie y Equipamiento:......................................................................34

15.2. Sub-estructura.........................................................................................35

15.3. Súper-estructura......................................................................................36

16. DIAGNÓSTICO TÉCNICO DEFINITIVO........................................................36

17. ESCENARIO TÉCNICO..................................................................................37

18. HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS PARA LA ELABORACIÓN DE ESCENARIOS TÉCNICOS........................................................................................39

19. TÉCNICAS DE MODELACIÓN PARA SISTEMAS INGENIERILES..............46

19.1. Investigación de operaciones.......................................................................46

20. DETERMINACIÓN DE LOS FACTORES INVOLUCRADOS.........................65

21. PROPUESTA DE MODELO A DESARROLLAR SEGÚN ESCENARIO TÉCNICO...................................................................................................................67

22. PLANTEAMIENTO DE SOLUCIONES...........................................................80

23. SOLUCION DEFINITIVA................................................................................81

24. CONCUSIONES.............................................................................................82

25. RECOMENDACIONES...................................................................................83

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Pesos brutos vehiculares

Tabla 2: Aforo vehicular, Intersección Avenida Las Américas por NQS

Tabla 3: Volumen por horas

Tabla 4: Clases generales de exposición

Tabla 5: Cálculo de Inercia Vigas ejes 1-6; 1-14

Tabla 6: Sección Compuesta Vigas ejes 1-6; 1-14

Tabla 7: Cálculo de Inercia Vigas ejes 6-7

Tabla 8: Cálculo de Inercia sección compuesta Vigas ejes 6-7

Tabla 9 : Peso Placa A Y R entre ejes 2-4. 5-6, 7-13

Tabla 10: entre ejes 2-4. 5-6, 7-13, vigas intermedias

Tabla 11: Ejer A yR 1-2, 4-5 y 13-14

Tabla 12: Ejes 2 – 4 a 7 -13

Tabla 13: Carga Muerta total ejes A Y R

Tabla 14: Carga Muerta total ejes I Y J

Tabla 15: Carga Muerta total ejes B –H Y K -Q

Tabla 16: Análisis Carga viva

Tabla 17:Tabla resument de cargas

Tabla 18:Hipótesis carga Muerta

Tabla 19:Hipótesis carga Viva

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Tabla 20:Momentos últimos

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INDICE DE FIGURAS

Figura 1: Localidad los Mártires UPZ 102 La Sabana

Figura 2: Puente vehicular AV. Las Américas por Carrera

Figura 3. Delimitación de la zona de estudio

Figura 4. Puente Vehicular

Figura 5. Microzonificación sísmica de la zona

Figura 6. Geología de la zona

Figura 7: Fomato 1 de 2 aforo vehicular

Figura 8: Fomato 2 de aforo vehicular

Figura 9. Volumen vehicular

Figura 10: Vulomen vehicular por periodos de horas

Figura 11. Volumen vehicular en periodos de 15 minutos

Figura 12: Variación Vehicular en porcentaje

Figura 13: Localización general obra

Figura 14: Formato de para la encuesta

Figura 15: Carga viva para el diseño de puentes colombianos

Figura 16: Cortantes máximos

Figura17: Momentos máximos

Figura 18: Perfiles estatigráficos

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INDICE DE FOTOGRAFIAS

Fotografía 1: Acceso Occidente-Oriente al Puente

Fotografía 2: Tramo inicial puente, sentido occidente oriente

Fotografía 3: Capa de rodadura tramo occidental del puente

Fotografía 4: Detalle junta estructural

Fotografía 5: Panorámico costado occidental del puente

Fotografía 6: Parte alta del puente

Fotografía 7: Costado oriental del puente

Fotografía 8: Costado oriental del puente

Fotografía 9: Eflorescencias

Fotografía 10: Características físicas del entorno

Fotografía 11: Apreciación entorno medio – ambiental

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INDICE DE ANEXOS

Anexo 1: Cuadros de Patologías

Anexo 2: Esquema del Puente

Anexo 3: Formatos diligenciados de encuesta

Anexo 4: Pantallazos de Etabs con las Cargas Vivas.

Anexo 5: CD con hoja de cálculo Excel, Modelo en Etabs de Hipótesis de carga viva.

Anexo 6: Planos generales del Puente

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1. INTRODUCCIÓN

En la búsqueda de la solución de las problemáticas que aquejan a diario a nuestra sociedad desde una perspectiva de la ingeniería civil, se presenta este informe de consultorio. El documento corresponde al informe de los estudios y análisis desarrollados a lo largo de los consultorios, como primera medida se presentan la Identificación de la problemática, seguido por el diagnóstico de la problemática y la modelación de los escenarios técnicos de solución. Una vez desarrollados todos los tres aspectos mencionados, se dará paso a la identificación de las posibles soluciones, y finalmente se seleccionará la alternativa que mejor se adapte a las necesidades y demandas de la comunidad.

La problemática escogida, tal como lo describe el título de este documento, se envuelve en la problemática de la afectación física de la estructura, infra-estructura y superestructura del puente vehicular de la Avenida Las Américas por NQS en la ciudad de Bogotá. Es apenas lógico que un conector tan importante como este, genere graves problemas de movilidad en la ciudad de Bogotá, dicho esto se da la justificación de la selección de este puente como tema de estudio en los consultorios programados para este periodo académico.

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2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo General:

Generar alternativas de solución que colaboren a aminorar problemáticas de la sociedad colombiana a través y desde la perspectiva de la Ingeniería Civil.

2.2 Objetivo Específico:

Identificar el problema que se presenta en la zona, las posibles causas, los factores físicos presentados en la zona, además determinar los elementos detonantes e impactos que contribuyen al deterioro presente en el puente vehicular.

Elaborar un diagnóstico respecto a las patologías que presente la estructura en cada una de sus partes (Infra-estructura, Súper-estructura y estructura).

Desarrollar la modelación de escenarios técnicos para la solución de la problemática

Definir la alternativa de solución más acorde con las necesidades de la comunidad.

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3. NATURALEZA DEL PROBLEMA:

Teniendo en cuenta que el puente tiene aproximadamente 32 años de construido y ha contado tan solo con un mantenimiento en el año 2003 los problemas estructurales y el levantamiento de la carpeta asfáltica que es evidente son básicamente por falta de mantenimiento preventivo de parte de las autoridades competentes, también el aumento desmesurado de la población de la ciudad han hecho que las vías no den abasto siendo estas calculadas con otras especificaciones con respecto a la población y a la capacidad que esta tiene, esta razón se podría ocasionar un deterior en la estructura ya que está siendo sobre utilizada.

Fotografía 4: Acceso Occidente-Oriente al Puente

Fuente: Personal

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En la Fotografía 1 se evidencia el daño de la carpeta asfáltica en el acceso Occidental al Puente, siendo la foto tomada en hora valle no se evidencia el gran flujo vehicular que tiene que soportar la estructura en horas pico.

4. DIMENSIÓN ESPACIO – TEMPORAL:

Figura 1: Localidad los Mártires UPZ 102 La Sabana

Fuente: Google Maps

La localidad de los Mártires (Figura 1), está delimitada desde la Calle 26 hasta la Calle 1 por la Avenida Caracas, desde la Calle 1 hasta la Carrera 30

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y desde la carrera 30 hasta la Calle 26, y desde la Avenida Caracas hasta la Carrera 30 por la Calle 26.

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Figura 2: Puente vehicular AV. Las Américas por Carrera 30

Fuente: Google Maps

El Puente está localizado en la Av. Las Américas por Carrera 30 enfocándonos en el sentido Occidente Oriente como lo indica la Figura 2, siendo este el sentido con más afluencia. Se encuentra en la localidad de Los Mártires y pertenece a la UPZ 102 La Sabana, teniendo a su alrededor lugares de gran concurrencia como lo son el Centro Administrativo Distrital (CAD) y la Clínica Méredi.

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5. ELEMENTOS QUE CONTRIBUYEN AL PROBLEMA:

Los principales elementos que contribuyen a la problemática están relacionados a los daños en cada uno de los elementos presentes en el puente vehicular y elementos antrópicos, que contribuyen a la problemática; algunas personas por beneficios posiblemente económicos retiran secciones de las barandas metálicas, las juntas de dilatación, y con basuras y desechos orgánicos contaminan partes importante de la estructura, sin ignorar que se le da mal uso a la estructura por parte de los transportadores de insumos generando sobre-carga al puente.

Por otra parte la falta de mantenimiento desde hace más de 10 años hacen que la materia orgánica progrese en las fisuras, dilataciones, entre otras zonas del puente. Algunos elementos de menor impacto, como la ausencia de señalización y la ausencia de estructuras de drenaje adecuadas, tanto en el puente, como en las zonas de vía aledaños.

6. FACTORES QUE CONTRIBUYEN AL PROBLEMA

Siendo esta una zona tan concurrida, el principal factor es la polución tanto la de las industrias y fabricas del sector como de la cantidad de buses de servicio público, volquetas y vehículos pesados, esto se da por ser el puente es conector de dos importantes corredores de la ciudad, los cuales cargan con mucho flujo vehicular. Otro factor importante es la ubicación del puente, estando este cerca de lugares importantes a los cuales miles de personas necesitan llegar y el puente les hace la vida más sencilla evitándoles a los usuarios del puente tener que programar una ruta más larga, más concurrida o quizás más peligrosa. El puente es una estructura completamente necesaria en esta zona y la rehabilitación de la misma mejoraría notablemente la calidad de vida de miles de personas.

La alta pluviosidad de Bogotá, siempre mayor a 600 mm de media anual, generan procesos de humedecimiento y secado de los componentes del puente.

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7. IMPACTO AMBIENTAL

Uno de los problemas ambientales más importantes que hay por causa al mal estado estructural del puente es el aumento de la liberación de dióxido de carbono CO2 y mayor consumo de combustible, ya que cuando los vehículos detienen su marcha, para no cruzar con velocidad los huecos que hay, y vuelven arrancar el consumo de gasolina aumenta por lo cual el monóxido de carbono en el aire sería mayor lo que haría que las personas lo respiren y que éste poco a poco reemplace al O2, por mayor consumo de combustible habrá mayor demanda de explotación de los recursos naturales.

Otro problema que se presenta y más que todo se observa en las horas pico cuando transcurre la mayoría de los ciudadanos a su trabajo y lugares de estudio o de regreso a sus hogares que es el de la congestión vial por causa a que los vehículos no pueden transcurrir con una velocidad contante, lo cual formara trancones y las personas por el afán generan en ellos estrés y utilizan con constancia el pito de sus vehículos generando una contaminación auditiva. El ruido es uno de los elementos más dañinos, al grado de que el 80% de las personas que las habitan en la ciudad padecen cierto nivel de sordera, y eso no es lo peor, aunque parezca difícil de creer, el estruendo también provoca enfermedades gastrointestinales, sin contar la ansiedad, irritabilidad e insomnio con la que viven los ciudadanos de nuestra Bogotá.

8. ANTECEDENTES

Con el objeto de poder llevar a cabo la identificación del problema, recopilación de información, diagnóstico, modelación de escenarios de solución y alternativas de la problemática objeto, es necesario analizar la información existente de la zona de estudio. En el capítulo a seguir se presentan estudios anteriores, archivos y la documentación que se logró obtener de entidades públicas como el Instituto de Desarrollo Urbano de Bogotá IDU. Además de un registro fotográfico adelantado por el grupo de consultorio interesado en la problemática del puente.

Gracias a la información suministrada por el IDU, dentro de los estudios previos se cuenta con: planos estructurales desarrollados por la compañía

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Parma y Asociados; estudios de suelos, elaborados por el consorcio Troncal INDI para el proyecto “Troncal Avenida Las Américas”. Además de la “Revisión estructural, actualización sísmica y diseño de las soluciones de 5 puentes de Bogotá, Grupo 5”, adelantado mediante el contrato Nº 418-2000, en octubre del año 2000 y ejecutado por en IDU y Prospección, Sondeos, Instrumentación Sociedad Anónima PSI S.A. En el tomo 6 del informe de la ejecución del contrato se encuentran los resultados del puente objeto del consultorio, de la Avenida Las Américas por Norte – Quito – Sur NQS. Este último estudio fue el más actualizado que fue posible conseguir, sin embargo se encuentra información importante y relevante, que servirá de apoyo en la búsqueda de las causas más probables y acertadas acerca del deterioro del puente, que afecta directamente a la comunidad en este punto de la ciudad, y posteriormente buscar la solución más acertada y útil para la comunidad.

8.1. Estudios Previos

A continuación se describirán los estudios realizados mediante el contrato Nº 418-2000 del IDU y los estudios de suelos realizados para la Troncal INDI, que tienen mayor importancia para el desarrollo de la investigación del consultorio, son sus respectivos análisis y aportes al consultorio.

8.2. Planos

Gracias al “Centro de documentación” del IDU, se cuenta con planos del diseño original del puente en el año 1980 ejecutado por el consorcio Pinski – Techint. En caso de necesitarse, es posible analizar los planos generales, estructurales, cimentaciones, entre otros que nos muestran el diseño original del puente.

8.3. Levantamiento Topográfico

A través de este levantamiento topográfico ejecutado en el año 2000 (Contrato Nº 418-2000 IDU Y PSI S.A.), y una apreciación visual, un registro fotográfico y topográfico en la actualidad, mediante una comparación, es posible apreciar defectos geométricos y/o deformaciones que puedan estar presentándose, y generando sobreesfuerzos en los elementos estructurales y cimentaciones del puente.

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8.4. Estudios del Subsuelo

Se cuenta con dos estudios del subsuelo, uno desarrollado por el Consorcio Troncal INDI en el año de 1999 y el otro es el ejecutado en el año 2000 a través de contrato 418-2000 adelantado por el IDU y PSI S.A. El primer estudio mencionado cuenta con sondeos, algunos de ellos en la ubicación del puente en la intersección de la Avenida las Américas con NQS, junto con el perfil de suelo en donde se construyó el puente. El segundo estudio cuenta con dos perforaciones de 40 metros de profundidad, igualmente con un completo estudio en campo y laboratorio de suelo donde el cual se encuentra la cimentación de la estructura.

Los dos estudios permitirán identificar el tipo de suelo sobre el cual se cimienta la infraestructura del puente vehicular objeto de estudio, y establecer si el suelo es el adecuado para soportar las cargas estáticas y dinámicas para las cuales fue diseñado el puente, o si por el contrario hay influencia del suelo en el daño físico de la estructura, ya sea por asentamientos diferenciales u otro comportamiento indeseable del suelo.

8.5. Materiales del Puente

El contrato 418-2000 delo IDU, contempla un estudio en el cual se extrajeron núcleos de concreto para desarrollar laboratorios de resistencia mecánica, y de durabilidad, con el fin de realizar los respectivos análisis. Aunque para el desarrollo del consultorio es dispendioso hacer tales ensayos por causales de tiempo y presupuesto, se pueden hacer apreciaciones visuales que permitan identificar fisuras, grietas, presencia de eflorescencias, descascaramiento, presencia de materia orgánica, entre otras patologías del concreto que permitan establecer posibles fallas de los elementos de la súper-estructura, estructura e infra-estructura.

8.6. Estudios Geológicos – Sísmicos

Tal vez uno de los elementos más importantes en la elaboración del diagnóstico de la problemática escogida para el consultorio es el estudio de microzonificación sísmica de Santa Fe de Bogotá, elaborado mediante el Convenio Interadministrativo 01 – 93. Con los productos alcanzados en este

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estudio, se puede evaluar la vulnerabilidad del puente dependiendo de su localización.

8.7. Registro Fotográfico

En el presente ítem se presenta el registro fotográfico de las zonas más afectadas del puente:

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Fotografía 5: Tramo inicial puente, sentido occidente oriente

Fuente: Personal

En la Fotografía 2 se logra apreciar varias fallas presentes en el tramo inicial del pavimento que posiblemente contribuyan al deterioro global de la estructura:

En la parte inferior izquierda de la foto encerrada en el círculo naranja, podemos acertar que hay presencia de una falla con un grave agrietamiento profundo, asociado a hundimientos en la base granular del pavimento. Dicha falla genera un bacheo profundo y posiblemente implique restituir la estructura del pavimento. En la parte derecha encerrado en el círculo amarillo podemos apreciar una falla o agrietamiento superficial de la capa de rodadura tipo “piel de cocodrilo”, aunque no se encuentra asociado a hundimientos profundos, esta patología permite la infiltración o percolación de agua hacia la base del pavimento y la falla progresa rápidamente. También en otras zonas que no se destacan en la fotografía 2, pero que se observan, existe falla tipo “piel de cocodrilo” con las consecuencias anteriormente mencionadas.

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Fotografía 6. Capa de rodadura tramo occidental del puente

Fuente: Personal

La fotografía 3 muestra el tramo occidental del puente objeto de estudio, donde existe presencia de “baches y calaveras”, definidos como cavidades en la capa de rodadura por la desintegración localizada de la superficie de la capa de rodadura. Esta falla generalmente se debe a deficiencias en el drenaje o deficiencia en la mezcla asfáltica. Los baches presentes en este tramo de puente, no son muy tediosos de reparar en épocas de poca pluviosidad, sin embargo si no se realizan pueden desencadenar la desintegración total de la capa de rodadura.

Es importante resaltar que las afectaciones se presentan en cercanías a una junta de dilatación en pésimas condiciones de servicio, y una falla debido a una mala reparación, lo que posiblemente influya fuertemente en estas fallas tipo “baches o claveras”.

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Fotografía 4. Detalle junta estructural

Fuente: Personal

La fotografía 4, muestra en detalle la zona más afectada de una de las juntas estructurales del puente:

Esta junta estructural, puesta entre las dovelas del puente, se encuentra en condiciones pésimas de servicio, faltan secciones de la misma y está generando daños a las placas del puente, si se observa en detalle la fotografía, se puede observar un acero de la placa superior del puente.

En este contexto se resalta que el puente posiblemente está presentando daños estructurales, que desencadenen la afectación global del puente.

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Fotografía 5. Panorámico costado occidental del puente

Fuente: Personal

En la vista panorámica de la fotografía 5 se logra apreciar un conjunto fallas del mismo tipo de baches o calaveras mencionadas en la descripción anterior, que claramente están incomodando el tránsito normal de vehículos por la zona, se puede apreciar que los vehículos procuran transitar por el carril izquierdo con el fin de evitar los daños que se presentan con mayor impacto en el carril derecho. Es importante destacar que hay bastantes fallas con esta misma característica que posiblemente ameriten un cambio completo de la capa de rodadura.

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Fotografía 6. Parte alta del puente

Fuente: Personal

La fotografía 6 presenta la parte alta del puente con presencia de bacheo en el mismo carril que la mayoría del costado sur del puente, pero en este tramo de puente se puede notar que el deterioro es mayor que en las demás zonas de la carpa de rodadura.

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Fotografía 7. Costado oriental del puente

Fuente: Personal

La fotografía 7 intenta muestra una grieta longitudinal, de gran longitud, posiblemente por cambios términos, movimientos sísmicos, o defectos constructivos. Al igual que las grietas tipo piel de cocodrilo estas grietas longitudinales se agravan rápidamente porque permiten la infiltración de agua y hace progresar el daño al pavimento.

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Fotografía 8. Costado oriental del puente

Fuente: Personal

La fotografía 8 presenta una gran extensión del pavimento con grietas tipo “piel de cocodrilo”, que posiblemente amerite el cambio total del pavimento.

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Fotografía 9. Eflorescencias

Fuente: Personal

Esta fotografía corresponde a una característica importante que presentan la mayoría de los elementos estructurales del puente, y tiene que ver con la reacción que forma sustancias contaminantes de la atmósfera como el dióxido de carbono con la humedad presente en el concreto, donde con el paso del tiempo y si no se toman medidas, puede generar la corrosión del acero de refuerzo.

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9. DELIMITACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO

La zona de estudio y la zona en donde se encuentra el foco del problema están ubicadas en la UPZ La Sabana al norte de la localidad de Los Mártires, y la zona directamente afectada limita por el norte con la Avenida 26, por el oriente con la Avenida Caracas, por el sur con la Avenida Los Comuneros y por el Occidente con la Avenida Ciudad de quito.

Las comunidades principalmente afectadas son las que habitan o transitan por los siguientes zonas: El Listón, Estación de La Sabana, La Estanzuela, La Favorita, La Pepita, Paloquemao, Panamericano, La florida, Ricaurte, Samper Mendoza, San Victorino, Santa Fe, Voto Nacional, Conjunto residencial Usatama, Unidad Residencial Colseguros, Unidad residencial San Facón y Bulevar de San Facón.

Figura 3. Delimitación de la zona de estudio Figura 4. Puente Vehicular

Fuente: Google Maps, puente vehicular Fuente: Google Earth, puente vehicular

Localidad Los Mártires (online), consultada 17-08-2013 Av. Las Américas Con NQS (online), consultado 17-08-2013

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10.LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

La topografía de la zona nos muestra una zona relativamente plana como la mayoría de la parte central de Bogotá, con una cota de 2600.04 en el costado occidental, y 2603.45 en el costado oriental. Además en el anexo 1 se muestran los planos generales de la estructura suministrados por las empresas Parma y Asociados y disponibles en el centro de documentación del IDU, donde se logra apreciar las características principales del puente y se describen a continuación:

El puente consta de 14 ejes, cada uno con 10 vigas. La distancia entre ejes es variable, de 15.2 metros la menor, y de 44.8 metros la mayor.

Las vigas de luz mayor (6 y 7), son las de mayor sección, con cinco secciones de 2.05 m. Las vigas tienen 14 cables postencionados. Las demás vigas se apoyan en tres cables de postensionamiento de 1 metro de altura.

11.ASPECTOS GEOLÓGICOS, GEOMORFOLÓGICOS Y SÍSMICOS

Con el fin de evaluar podemos recopilar información principalmente extraída del estudio de “Microzonificación sísmica de Santa Fe de Bogotá”:

El puente se localiza entre las denominadas Zona 2 Piedemonte y Zona 3 Lacustre A (ver figura 5).

Tipo de suelo: S4 Coeficiente del sitio S: 2 Aceleración pico efectiva: 0.2 g

La estructura del puente geológicamente se encuentra en la parte plana de Bogotá, en suelos residuales, con un Complejo de Conos Qc (depósitos de flujos torrenciales del piedemonte oriental y conos del rio Tunjuelito y Terreros) (ver figura 6). Parte del puente se encuentra en la zona 2 (Piedemonte), donde se pueden encontrar materiales con alta capacidad portante, mientras que en la zona 3 con Lacustre A arcillas con más de 50 metros de profundidad.

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Figura 5. Microzonificación sísmica de la zona

Fuente: Personal

Figura 6. Geología de la zona

Fuente: Personal

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12.CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL ENTORNO

La Av. Las Américas recorre Bogotá de oriente a occidente en su zona centro sur, inicia en la calle 34 por Carrera Séptima, continuando hacia el occidente atravesando las localidades de Chapinero y Teusaquillo, continuando hasta encontrarse con la Carrera 30 y siguiendo hacia el occidente atravesando las localidades de los Mártires y Puente Aranda, en la localidad de Puente Aranda, en la Calle 13 se une al sistema Transmilenio, para continuar hacia el occidente, hasta la localidad de Kennedy y hasta la Av. Ciudad de Cali.

La NQS recorre la ciudad de Norte a Sur, se divide en tres tramos: La Avenida Novena, se extiende de norte a sur desde la ampliación de la Calle 170 por la línea del ferrocarril del norte hasta la Calle 92. La Avenida Ciudad de Quito, conocida también como Carrera 30, se extiende en sentido Norte – Sur, entre la Calle 92 y la Calle 45A Sur; desde la intersección con la Autopista Sur y la Calle 1, el tramo sur no se considera parte de la NQS. Por último la Autopista Sur de esta vía que se desprende la Avenida Ciudad de Quito a la altura de la Calle 8 Sur constituyendo la principal vía de salida de Bogotá hacia el sur-occidente, comunicando con el municipio de Soacha y con ciudades como Ibagué, Armenia, Cali, Pasto, es decir con los núcleos urbanos del suroccidente colombiano.

En este contexto se concluye que el puente vehicular de la Avenida Las Américas por NQS tiene un alto flujo vehicular, movilizando personas y mercancías de adentro y fuera de la ciudad. Además que a los alrededores del puente están ubicados importantes centros de primera importancia de la ciudad como el Centro Administrativo Distrital Catastro, donde se encuentran la mayoría de las actividades distritales; la Clínica Méredi, antigua clínica San Pedro Claver; y la iglesia Cristiana Carismática.

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Fotografía 10. Características físicas del entorno

FUENTE: La Bogotá ideal – KienyKe, puente avenida de las américas con cra 30 (online), 2012, (consultado 17-

08.2013), https://www.google.com.co/search?q=puente+avenida+de+las+americas

Esta zona es principalmente industrial, hay presencia de bodegas, algunas casas y conjuntos residenciales limitados, en esta intersección al costado derecho sentido oriente-occidente encontramos la iglesia misión carismática internacional diagonal a ella en el otro costado el Centro Administrativo Distrital, también hay un mínimo porcentaje de establecimientos comerciales. Ya extendiéndonos un poco en la zona se observa un aumento en el número de locales comerciales, además que también es relevante la alta población escolar y universitaria del sector.

13.ASPECTOS MEDIO-AMBIENTALES

Como podemos observar en la imagen el sector de la problemática, cuenta con pocas zonas verdes, por lo cual no son suficientes para minimizar los impactos producidos por el mal estado de la estructura del puente, los aspectos medio ambientales van desde aumento de la cantidad de emisiones de co2 por parte de los vehículos que tienen que disminuir su velocidad al atravesar por el segmento de estructura en mal estado provocando así embotellamientos en el sector, también es de resaltar la contaminación auditiva que generan las bocinas de los automóviles en el afán de los

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conductores por hacer que los otros que están circulando por el sector avancen con mayor velocidad.

Uno de los problemas ambientales más importantes que genera el mal estado del puente, es el aumento de la liberación de partículas contaminantes y mayor consumo de combustible, los vehículos detienen su marcha para no cruzar con velocidad los huecos en la capa de rodadura, y vuelven arrancar, el consumo de gasolina aumenta, el material particulado, el monóxido de carbono y dióxido de carbono en el aire causando finalmente que las personas lo respiren, generando problemas de salud. Además mayor consumo de combustible, genera mayor demanda de explotación de los recursos naturales.

Otro aspecto medio-ambiental, que puede apreciarse en horas pico, cuando transcurre la mayoría de los ciudadanos a su trabajo y lugares de estudio, es la congestión vial, por la interrupción del tránsito normal de los vehículos, formara trancones, las personas crean estrés, utilizan con constancia las bocinas de sus vehículos generando un impacto ambiental auditivo.

El ruido es uno de los elementos más dañinos para el ser humano, hasta el grado que el 80 por ciento de las personas que habitan la zona, padecen cierto nivel de sordera, y eso no es lo peor, aunque parezca difícil de creer, el estruendo también provoca enfermedades gastrointestinales, sin contar la ansiedad, irritabilidad e insomnio.

FOTOGRAFÍA 11. Apreciación entorno medio – ambiental

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FUENTE: Personal

14.ASPECTOS SOCIECONÓMICOS1

La población de Bogotá para el año 2009 es de 7´259.597 personas y la localidad de Los Mártires es de 97.283 personas, que representan el 1.3 % de los habitantes del Distrito Capital, de acuerdo con las proyecciones del Censo General 2005.

La UPZ que mayor representatividad tiene al ejecutar su actividad económica en una unidad independiente es La Sabana la cual representa el 86.8 % del total. Por su parte Santa Isabel concentra el 13.2 %.

14.1. Actividad Industrial

La Sabana con 1460 establecimientos concentra el 85.3 % y Santa Isabel con el 14,7 % restante del total de los establecimientos que desarrollan sus actividades industriales en una unidad independiente

14.2. Actividad Comercio

El Sector comercio, es el principal sector que emplea personas en promedio de la localidad con un 53.2 %. La Sabana ocupa a un 55.6 % de sus 57.008 empleados en esta actividad y Santa Isabel a un 39,6 % de sus 10.393 empleados. Los 10.909 establecimientos dedicados a la actividad comercial

1 DANE, Censo 2005

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se distribuyen de la siguiente manera: La UPZ La Sabana concentra el 89.2 % que corresponde a 9.728 establecimientos y Santa Isabel 1.181 los cuales equivalen al 10.80% del total de establecimientos del sector que desarrollan sus actividades en una unidad independiente.

14.3. Actividad Servicios

Santa Isabel ocupa el 38.1 % de sus 10393 empleados y La Sabana De los 3.662 establecimientos donde se desarrolla este tipo de actividad en una unidad independiente, La Sabana tiene la mayor representatividad en 2.893 unidades que corresponden al 79.0 % en la localidad.

De la anterior información obtenida gracias al DANE, podemos deducir que la UPZ La Sabana donde se encuentra ubicado el foco de la problemática que se está analizando en el consultorio, es un punto de importante importancia para los bogotanos, y que el puente vehicular objeto de estudio es de suma importancia para el transporte de mercancías, insumos, alimentos y personas que apoyan el desarrollo económico y social de la comunidad que habita este sector.

15.DIAGNÓSTICO TÉCNICO PRELIMINAR

Gracias a los recorridos desarrollados (teniendo en cuenta las indicaciones del (Manual para la inspección visual de puentes y pontones; del INVIAS), los análisis de la inspección visual y el registro fotográfico, en el presente capítulo se presenta el diagnóstico técnico definitivo de la patología del puente vehicular de la Avenida Las Américas por NQS.

15.1. Superficie y Equipamiento:

Accesos: Los accesos al puente presentan fisuras longitudinales (ver fotografía 1 y fotografía 7), presentan fallas longitudinales, fallas tipo “piel de cocodrilo”, agrietamientos profundos. Las anteriores fallas están asociadas a hundimientos en la base granular del pavimento de las rampas de acceso, que como se especifica en los planos del anexo 1, es un relleno compactado, y posiblemente se esté presentando hundimientos en este último mencionado.

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Superficie del puente: La superficie del puente (ver fotografía 2,4 y 5), presenta en la mayoría de los tramos, hay presencia de “calaveras o baches”, que no son más que cavidades en la capa de rodadura, asociadas a deficiencias o ausencia en los drenajes y defectos en la mezclas asfáltica.

Bordillos y andenes: Los bordillos y andenes ubicados en la superficie del puente presentan un aparente buen estado, sin embargo hay presencia de materia orgánica y desintegración de la superficie del concreto. Estas últimas asociadas a la falta de mantenimiento.

Barandas: Las Barandas presentan deterioro en la capa de pintura a causa de la falta de mantenimiento.

Señalización: En toda la superficie del puente no hay presencia de ningún tipo de señalización, ni siquiera hay demarcación de carriles, igualmente a causa de falta de mantenimiento.

Drenajes: Fuera de las pendientes de los placas no existe definido una estructura de drenaje adecuado, y como se mencionaba en el ítem de superficie del puente la falta de un sistema drenaje posiblemente está afectando la superficie de rodadura.

Juntas estructurales: A razón de la falta de mantenimiento y factores antrópicos como el hurto de las juntas. Las juntas estructurales no están cumpliendo su función y por el contrario están afectando las placas externas de las dovelas.

15.2. Sub-estructura

Estribos: Los estribos del puente, aunque aparentemente presentan buena condición, existe presencia de eflorescencias en la superficie, posiblemente asociado a la combinación entre procesos de humedecimiento y secado, junto con la polución generada por los vehículos que transitan por las zonas circundantes.

Nota: Los pilotes hacen parte de la sub-estructura, sin embargo la manipulación de los elementos del puente son limitantes, por aspectos legales.

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15.3. Súper-estructura

Losas: Las losas del puente se encuentran en un estado avanzado de deterioro, las posibles causas están directamente relacionadas con la pérdida de la funcionalidad de las juntas de expansión y el deterioro de la capa asfáltica (capa de rodadura en este caso particular).

Vigas: Las vigas principales del puente muestran desintegración en la superficie del concreto, además de eflorescencias en las superficies de otros tramos. Mientras las vigas de rigidez solamente presenten eflorescencias. Lo anteriormente escrito asociado al déficit de mantenimiento y la agresividad del medio ambiente.

16.DIAGNÓSTICO TÉCNICO DEFINITIVO

Una vez desarrollado el diagnóstico preliminar y aprovechando que en el anterior capítulo se hizo el inventario de las patologías más apreciables y su posible causa. Se abre paso al diagnóstico técnico definitivo, resumiendo las posibles causas del deterioro global del puente, que está afectando a sus usuarios.

La conclusión de esta segunda etapa de los consultorios es que las principales patologías en el puente son las siguientes: Eflorescencias del concreto en los elementos estructurales de la Súper-estructura; Pérdida total de la capa de rodadura (capa asfáltica); Daño avanzado en las placas del puente, en algunos casos importantes pérdida del recubrimiento de los aceros de refuerzo; entre otras. Luego de generalizar las patologías presentes en el puente vehicular se concluye que todas están principalmente asociadas al déficit de mantenimiento; ausencia de estructuras adecuadas de drenaje; Agresividad del medio Ambiente; y factores Antrópicos como el hurto, y la contaminación por basuras.

La afectación del puente está principalmente en la súper-estructura, y más específicamente en la superficie, principalmente en la capa de rodadura, posiblemente la mayoría de los daños de la súper-estructura se deben a la falta de mantenimiento, que han generado y daño de la superficie de rodadura, y como efecto consecuencia el daño de las placas. Aunque los elementos estructurales de la estructura presentan eflorescencias, no existe

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un daño avanzado, y no requiere intervención mayor, sin embargo es indispensable tomar medidas para su conservación.

17.ESCENARIO TÉCNICO

Con base en la información suministrada por entidades como el IDU, IDEAM e INVIAS, registros fotográficos, planos estructurales, planos de cimentaciones, estudios hidrológicos (IDEAM), estudios de suelos, estudio geotécnicos, visitas técnicas planificadas, publicaciones de prensa, inventarios de señalización, Inventario de zonas verdes, encuestas a la comunidad y estudios de tránsito, en este capítulo se presenta el escenario técnico, en pro de dar inicio a la modelación de la problemática propuesta en este consultorio, que en este caso data de la afectación física del puente vehicular de la Avenida Las Américas por NQS, que como se ha expuesto a lo largo del trabajo es una constante problemática que afecta a la comunidad que se ve obligada a atravesar para dirigirse desde o hacia el sur occidente de la ciudad, hacia otros puntos de la ciudad de Bogotá.

En contexto a las especificaciones dadas en el anterior párrafo, se presenta en primera instancia, 2el puente vehicular de la Avenida Las Américas por NQS como una estructura en concreto postensado con resistencias de diseño de 5000 psi para la mayoría de los elementos estructurales del puente excepto las plaquetas del tablero, y concreto preesforzado para las columnas. La estructura está soportada por pilotes de concreto hincados de sección cuadrada de 35 cm, con una capacidad de soporte máxima de 46 Ton.

De los planos Parma y Asociados:

El puente tiene 14 ejes, cada uno con 10 vigas. La distancia entre ejes es variable, de 15.2 m (la menor), 17.60 m (una), 20 m (7), 25 m (3) y 44.8 m (Luz mayor).

Las vigas de luz mayor, se componen de 5 secciones de 2.05 metros de altura. Los refuerzos de estas vigas, además de la armadura de acero, se componen de grupos de 8 torones de ½”. Las vigas laterales

2 PARMA Y ASOCIADOS. Diseño| Estructural del puente vehicular de la Avenida Las Américas por NQS.

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que se apoyan sobre las vigas mayores, tienen tres cables de postensionamiento y tienen 1 m de altura.

Las columnas constan de acero de refuerzo yd e seis cables postensados de seis torones.

Las losas de tableros, constan de malla electrosoldada.

Una vez presentadas las generalidades del puente objeto de estudio, se da paso al análisis visual que se desarrolló a través de las visitas técnicas y el registro fotográfico obtenido gracias a los recorridos. Como primera medida hacemos énfasis en el problema más evidente e incómodo del puente, el cual está directamente relacionado con el pésimo estado de la capa de rodadura. En el registro fotográfico presentado en el título 1.7 del presente documento, se pueden apreciar varias imágenes que soportan el mal estado de la capa asfáltica que existe en la actualidad. Entre las patologías del pavimento más preponderantes se pueden mencionar: Falla tipo “piel de cocodrilo”, Agrietamientos profundos, Fallas por repavimentaciones defectuosas, Agrietamientos profundos con desplazamiento lateral del pavimento, Fisuras menores, Grietas o fallas longitudinales, entre otras.

Por otra parte cabe resaltar el deterioro de las juntas de dilatación externas, especialmente del eje 4 al 12 hacia el centro de la estructura, en algunos casos hay ausencia de más del 70% de la junta metálica, y en los casos donde está completa la junta está completamente desprendida de las placas, perdiendo totalmente su funcionalidad y propósito.

Además uno de los aspectos más preocupantes, respecto a los dos aspectos anteriormente descritos, en cuanto a la grave afectación del pavimento y las juntas de dilatación, está directamente relacionada con el daño que estas dos patologías le están generando a las superiores de las dovelas. En el caso más preocupante se puede apreciar un acero de la placa que está completamente a la vista (ver fotografía 3), lo que significa que se está generando daño estructural a las placas.

En cuanto a los elementos estructurales, luego de una revisión visual se observan sectores de la estructura con posibles “procesos de carbonatación” (ver fotografía 8), debidos a la polución y la humedad presente en el concreto reforzado. Dependiendo de la profundidad de la carbonatación, se corre el inminente riesgo de la corrosión de los aceros de refuerzo, poniendo en

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riesgo la estabilidad estructural del elemento y consecuentemente el posible colapso de parte o la totalidad de la estructura en el peor de los casos.

Otra posible afectación estructural es la evidente deflexión de las vigas del puente, este fenómeno asociado a defectos de diseño, el exceso de carga, el mal uso de la estructura y movimientos dinámicos fuertes, están directamente asociados a sobre-esfuerzos indeseables para la estructura, y que contribuyen al deplorable estado del puente.

18.HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS PARA LA ELABORACIÓN DE ESCENARIOS TÉCNICOS

En uso de los pasos para la elaboración de la “modelación de escenarios técnicos”, para el desarrollo del consultorio, el presente capítulo se enfoca a identificar las distintas herramientas que se emplearán para el análisis de la elaboración de escenarios técnicos.

Se presentan secuencialmente las diversas herramientas que se emplearán en proyección a proponer el modelo más apto para la modelación técnica de la problemática. Inicialmente se describen aforos vehiculares, seguido de un probable análisis de cargas, la normativa que más se acomode al estudio y la que se exija por parte de las leyes y normas colombianas, planos necesarios para el respectivo análisis, fotografías específicas de cada una de las patologías, encuestas a la comunidad respecto a sus demandas y opiniones, además de la información que pueda ser suministradas por el IDU (Instituto de Desarrollo Urbano de Bogotá), IDEAM (Instituto de hidrología, meteorología y estudios ambientales de Colombia) e INVIAS (Instituto Nacional de vías), entre otras entidades gubernamentales o privadas que pueden resultar de interés, o que puedan aportar documentación relevante a la modelación de escenarios técnicos de la respectiva problemática de estudio. Cabe incluir textos técnicos que aporten conocimiento y sirvan de guía en el proceso.

La principal herramienta, a emplear es el Manual para inspección visual para puentes y pontones, elaborado por parte del INVIAS y La Universidad Nacional de Colombia. Con este importante documento y sus lineamientos se desarrolló la inspección visual del puente, y se lograron identificar las

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diversas situaciones que se estaban presentando en la infraestructura, superestructura y estructura del puente vehicular. Con este documento se logra establecer un diagnóstico técnico preliminar y un diagnóstico definitivo, y posteriormente servirá de herramienta para la modelación.

Otro de los documentos de interés que apoyan el estudio es el Código de diseño sísmico de puentes, para la verificación del diseño actual del puente, y proyectando una posibles reestructuración, reforzamiento o un nuevo diseño acople con el contexto de la actualidad, resulta fundamental el apoyo de este código colombiano para el diseño sísmico de puentes.

Aunque en la Norma sismo resistente colombiana no se especifican en gran magnitud, las especificaciones técnicas para elaborar una estructura en concreto de este tipo, el Título A, el Título B y C de la norma, deberán servir de apoyo de consulta para evaluar la restructuración del puente vehicular.

La Microzonificación Sísmica de Santa Fe de Bogotá, Proporcionada por el INGEOMINAS es indispensable para el desarrollo del consultorio y el planteamiento de las posibles alternativas de solución, que se proyecta como objetivo principal. Además de la microzonificación de la ciudad de Bogotá se pueden extraer las características del subsuelo de Bogotá, y la vulnerabilidad sísmica de la ciudad.

Mediante las Cartas Climatológicas del IDEAM, se proyectará su uso, con el fin de obtener las precipitaciones medias mensuales, el clima, entre otras características ambientales de la ciudad de Bogotá. En este contexto y con esta información obtenida se podrán predecir la programación de las medidas que se tomen como alternativas de solución, posibles estructuras de drenajes y en casos de cambios de temperatura bruscos que se puedan presentar, se adoptarán medidas para evitar fallas por contracción y expansión.

No menos importante en una sociedad como la actual en la que el cuidado del medio ambiente es uno aspecto sensible, es indispensable que en cualquier medida que se adopte como alternativa de solución se tenga en cuenta las normativas y leyes que el estado impone, con el fin de la conservación del medio ambiente, y como lineamientos principales para el desarrollo del consultorio de puente de la Avenida Las Américas Por NQS, se

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emplearán los de la Guía de manejo ambiental para el sector de la construcción, desarrollado por parte de la alcaldía mayor de la ciudad e Bogotá.

El Manual de señalización de INVIAS, se convierte en una herramienta para la rehabilitación del puente, y es relevante para el consultorio porque la señalización es primordial para la seguridad de los usuarios.

Abarcando estudios más específicos se adoptarán toda la información necesaria relevante de los estudios técnicos y planos presentados en el capítulo de antecedentes, la totalidad de ellos fueron suministrados por el centro de documentación del IDU, entre ellos:

Estudios de Suelos: MALDONADO INGENIERÍA S.A. Diseño estructural: PARMA & ASOCIADOS e INTEGRAL Pilotaje y construcción: TECHINT – PINSKI Revisión Estructural, Actualización Sísmica y diseño de

soluciones de 5 puentes vehiculares en Bogotá, grupo 5: PSI S.A. Estudios y diseños de la Troncal Norte Quito Sur, desde la

Avenida Paseo de los Libertadores al límite del distrito con Soacha, en Bogotá D.C.: Consorcio Silva Carreño y Asociados, Silva Fajardo y Cía. Ltda., Sedic.

Informe Ambiental de la Obra: Consorcio Interventoría Estructural

En cuanto estudios propios del consultorio, que se pueden desarrollar con las limitaciones de tiempo y económicas, se proyecta el desarrollo de un estudio de tránsito, en el cual se contemplan aforos vehiculares, con el fin de desarrollar un análisis de la mayor carga a la que se ve expuesta la estructura en horas pico, que es donde se presenta mayor congestión y se impone la máxima carga al puente. Además se desarrollarán proyecciones con el fin de establecer si las características geométricas del puente son las más adecuadas para el tránsito que se presentará en el futuro, y si la estructura actual suplirá la demanda de los ciudadanos.

Los datos esperados de este estudio de tránsito, y que se esperan sean de utilidad para la modelación del escenario técnico son los siguientes:

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Volumen total de tránsito: Se determina para todo el período del estudio o del día, por tipo de vehículo. Se expresa en vehículos dividido por el período del estudio.

Composición vehicular: Se calcula en forma porcentual tanto para todo el período del estudio, como para los períodos picos de la mañana y de la tarde. Se expresa en porcentaje.

Distribución horaria del tránsito: Permite conocer como varía el tránsito durante el período del día.

Factor hora pico: Permite determinar el factor hora pico, FHP, correspondiente a los períodos pico de la mañana y de la tarde.

La clasificación de los vehículos se desarrollará según los lineamientos del invías (ver Figura 4).

Como apoyo, tambien se emplearán formatos de aforo, suministrados por el Ingeniero Justo Elpidio Rosero Urresta, Docente Tránsito y Transporte, Facultad de ingeniería civil, Universidad La Gran Colombia. (Ver figura 6 y figura7).

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Tabla 1: Pesos brutos vehiculares

Fuente: Código colombiano de descripción de puentes

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Figura 7: Fomato 1 de 2 aforo vehicular

Fuente: Ingeniero Justo Elpidio Rosero Urresta

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Figura 8: Fomato 2 de aforo vehicular

Fuente: Ingeniero Justo Elpidio Rosero Urresta

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19.TÉCNICAS DE MODELACIÓN PARA SISTEMAS INGENIERILES

Con objeto de proponer un modelo de escenario para la solución de la problemática de la afectación física del puente de la Avenida Las Américas por NQS, se deben exponer y aclarar, cuáles serán las técnicas de modelación para sistemas ingenieriles. En el presente capítulo se exponen las distintas técnicas que se emplearán: inicialmente por ser un estudio con proyección social, la primera técnica de modelación a definir es cómo se está tomando en cuenta la opinión de la comunidad afectada; seguido de la opinión de expertos en el tema; luego se describirán las técnicas ingenieriles a través de las cuales sobre los cuales se fundamentan los escenarios para el establecimiento de escenarios de solución.

19.1. Investigación de operaciones

En contexto a lo descrito anteriormente, se emplearán investigación de operaciones como primera técnica de modelación, a través de aforos y análisis de información y se presenta el estudio de tránsito, seguido de un plan de manejo de Tránsito:

En este sentido a continuación se presenta el estudio de tránsito ejecutado in situ y que servirá como técnica para la modelación de escenarios técnicos

Estudio de Tránsito

La práctica elaborada se desarrolló con el objetivo principal para conocer de manera experimental, el comportamiento del tráfico en dos un tiempo determinado. Así de igual manera lograremos identificar cual es la hora pico y valle, como también el volumen máximo y mínimo, para analizar la como es el comportamiento de la intersección vial la cual nos correspondió.

Por medio de esta práctica podemos identificar la cantidad de volumen de automóviles camiones buses y motos que pasan por este puente de la avenida de la américas con carrera 30.

Volumen de tránsito: Al proyectar una calle o carretera, la selección del tipo de vialidad, las intersecciones, los accesos y los servicios, dependen

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fundamentalmente del volumen de tránsito o demanda que circulará durante un intervalo de tiempo dado, de su variación, de su tasa de crecimiento y de su composición.

Los errores que se cometan en la determinación de estos datos, ocasionará que la carretera o calle funcione durante el periodo de proyecto, bien con volúmenes de tránsito muy inferiores a aquellos para los que se proyectó, o mal con problemas de congestionamiento por volúmenes de tránsito altos muy superiores a los proyectados.

Los estudios sobre volúmenes de tránsito son realizados con el propósito de obtener información relacionada con el movimiento de vehículos sobre puntos o secciones específicas dentro de un sistema vial. Estos datos de volúmenes de tránsito son expresados con respecto al tiempo, y de su conocimiento se hace posible el desarrollo de estimaciones razonables de la calidad de servicio prestado a los usuarios.

Se define como volumen de tránsito al número de vehículos que pasan por un punto o sección transversal dados, de un carril o de una calzada, durante un periodo determinado y se expresa como:

Q = N/T

Dónde:

Q = Vehículos que pasan por unidad de tiempo (Vehículos / periodo). N = Número total de vehículos que pasan (vehículos)T = Período determinado (unidades de tiempo)

Volúmenes de tránsito absolutos o totales

Es el número total de vehículos que pasan durante el lapso de tiempo determinado, dependiendo de la duración del lapso de tiempo determinado, se tienen los siguientes volúmenes de tránsito totales ó absolutos:

Tránsito anual (TA)

Es el número total de vehículos que pasan durante un año, en este caso T = 1 año.

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Tránsito mensual (TM)

Es el número total de vehículos que pasan durante un mes, en este caso T = 1 mes.

Tránsito semanal (TS)

Es el número total de vehículos que pasan durante una semana, en este caso T = 1 semana.

Tránsito diario (TD).

Es el número total de vehículos que pasan durante un día, en este caso T = 1 día.

Tránsito horario (TH).

Es el número total de vehículos que pasan durante una hora, en este caso T = 1 hora.

Tasa de flujo o flujo (q).

Es el número total de vehículos que pasan durante un período inferior a una hora, en este caso T < 1 hora.

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Tabla 2: Aforo vehicular, Intersección Avenida Las Américas por NQS

Fecha: 02-09-2013 Intersección:

Hora Inicio: 6:15PM Hora Final: 08:15PM AVENIDA LAS AMÉRICAS CON CRA 30

Condición Climática: NUBLADO

Aforador: GRUPO DE CONSULTORIO Movimientos aforados:

UNIVERSIDAD LA GRAN COLOMBIA Oriente - Occidente

HORA AUTOMÓVILES BUSES CAMIONES MOTOS TOTAL HORA HORARIA

06:15-06:30 140 70 6 50 266

06:30-06:45 161 80 12 35 288

06:45-07:00 168 65 8 34 275

07:00-07:15 279 40 15 36 370 1199

07:15-07:30 161 55 7 23 246 1179

07:30-07:45 218 76 8 19 321 1212

07:45-08:00 168 80 13 20 281 1218 52%

08:00-8:15 105 76 7 53 241 1089 48%

volumen 2 h 1400 542 76 270 2288 2288 100%

Composición

61% 24% 3% 12% 100%

07:00-08:00 826 251 43 112 1212 FHP= Vol. Max

Composición

68% 21% 4% 9% 100%0,8229729

71218

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07:15-8:15 652 287 35 115 1089 FHP= Vol. Min

Composición

60% 26% 3% 11% 100%0,8481308

41089

Fuente: personal

De acuerdo con la tabla anterior podemos observar que en el puente el máximo volumen se encuentra en 1218 vehículos mixtos en la hora de 7pm a 8pm y se tiene un factor de hora pico de 0.84, en todos los casos este factor es muy cercano a uno por lo cual podemos deducir que la intensidad horaria es casi la máxima por este motivo se dice que la cantidad de vehículos, o el volumen de transito máximo, es el que esa intersección puede manejar, en cuanto al factor de hora pico mínima se encuentran alrededor de 0.82.

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Figura 9. Volumen vehicular

07:00-08:00 07:15-8:1510201040106010801100112011401160118012001220

1218

1089

VOLUMEN

Fuente: personal

Tabla 3: Volumen por horas

HORA VOLUMEN POR HORAS

06:15-07:15 1199

06:30-07:30 1179

06:45-07:45 1212

07:00-08:00 1218

07:15-08:15 1089

Fuente: personal

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Figura 10: Vulomen vehicular por periodos de horas

06:15-07:15

06:30-07:30

06:45-07:45

07:00-08:00

07:15-08:15

1000

1050

1100

1150

1200

12501199

11791212

1218

1089

VOLUMEN VEHICULAR POR PERIODOS DE UNA HORA

Nº VEHICULOS

TIEMPO EN HORAS

VOLU

MEN

Fuente: personal

El volumen mínimo en este aforo es de 1089 vehículos mixtos en lo cual no hay mucho diferencia al máximo con esto se puede decir que el flujo vehicular en el puente en esta hora es constante y está prácticamente en su máxima capacidad para el tránsito de carros.

Figura 11. Volumen vehicular en periodos de 15 minutos

06:15-06:30

06:30-06:45

06:45-07:00

07:00-07:15

07:15-07:30

07:30-07:45

07:45-08:00

08:00-8:15

050

100150200250300

VOLUMEN VEHICULAR EN PERIODOS DE 15 MINUTOS

AutosBusesCamionesMotos

TIEMPO EN HORAS

VOLU

MEN

Fuente: personal

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Figura 12: Variación Vehicular en porcentaje

07:00-08:0052%

07:15-8:1548%

VOLUMEN VEHICULAR VARIACION HORARIA EN PORCENTAJE

Fuente: personal

HORAVOLUMEN

%

07:00-08:00 52%

07:15-8:15 48%

HORA VOLUMEN

07:00-08:00 1218

07:15-8:15 1089

En cuanto a los porcentajes de variación horaria de los volúmenes de transito durante las 2 horas podemos ver que en esta distribución que el mayor volumen en contenido por los vehículos particulares el caso mayor se encuentra de 7pm a 7:15 pm con 275 vehículos, es importante que a pesar de la baja presencia de camiones (3 ejes como turbos de 4 como doble troque y de 5 como algunas mulas) en este puente es indudable que gracias a ellos hay deterioro en la estructura.

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Plan de manejo de tránsito

Cualquiera que sea la alternativa de solución para la problemática es necesario que se tomen medidas para aminorar los efectos de una intervención en el puente, con el fin de rehabilitarlo, reforzarlo o reconstruirlo. Justificado en lo dicho anteriormente se diseña un Plan Manejo de Tránsito PMT.

Justificación del PMT: Este Plan de Manejo de Trafico se propone con el fin de plantear los posibles desvíos a momento de intervenir el puente vehicular de la Av. Las Américas por Carrera 30 en Bogotá. El objeto de la intervención es recuperar la calidad y nivel de servicio original del puente. Corresponde a la renovación total de la calzada sin modificación de su capacidad.

Se procede a la elaboración, ajuste, complemento e implementación del Plan de Manejo de Tránsito (PMT), requerido para reducir y moderar los impactos que se causen con la adecuación del puente a intervenir.

El constructor debe elaborar todos los ajustes y/o complementos del Plan de Manejo de Tráfico y Planes de Manejo de Trafico nuevos que elabore el constructor durante el desarrollo de la obra deberán cumplir con cada uno de los lineamientos que para la elaboración de los mismos se encuentran en el Manual de Señalización Vial aprobado por la Resolución 1050 de 2.004 del Ministerio de Transporte. En un Plan de Manejo de Tránsito, es tan importante su correcta elaboración como su aplicación. Por lo tanto el éxito del Plan de manejo de tránsito para la intervención del puente, depende de que sea acatado y/o ajustado de manera rigurosa por el contratista e implementado en obra de acuerdo con las aprobaciones y exigencias de la Secretaria de Transporte.

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Localización general de la obra.

Figura 13: Localización general obra

Fuente: Google Earth

Sitios especiales: Unos de los sitios especiales y a remarcar en la zona es el Centro administrativo distrital (CAD), el Hospital Universitario Mayor y Catastro Distrital, ya que los problemas que se van a presentar al realizar la obra es de flujo vehicular y peatonal, por lo cual se deben tomar medidas preventivas y establecer una buena señalización.

Características generales de la obra:

Para las actividades de la obra, las acciones a realizar son:

Señalización del área de influencia y de aproximación a la obra. Ejecución del respectivo cierre y confinamiento de la obra. Mantenimiento (fresado y extendido de asfalto). Acabados finales. Apertura al tránsito.

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Duración y Horario de la Obra: El tiempo requerido para la intervención del puente vehicular de La Av. Las Américas por Carrera 30 es de aproximadamente 25 días teniendo en cuenta la temporada invernal.

Los horarios de trabajo que se manejaran serán entre las 22:00 horas y las 5:00 horas del día siguiente. El cerramiento se retirara a diario una vez se finalicen las actividades

Maquinaria y Equipo a Utilizar: La maquinaria y equipo que se utilizara será el siguiente:

Fresadora Extendedor de asfalto Compactador Volquetas Herramienta menor (picas, palas, carretillas, etc.)

Instalación, Retiro y Manejo de la Maquinaria: Los equipos y herramientas a utilizar durante las actividades, se ubicaran dentro del cerramiento de obra, evitando inconvenientes a los usuarios del puente.

Una vez finalizada la jornada laboral la maquinaria se ubicara en la calle 24 sentido oriente-occidente en un parqueadero ubicado paralelo al Hospital Universitario Mayor.

El plan de manejo de tráfico, señalización y desvíos, tiene como fin establecer las condiciones generales para el control del tránsito peatonal y vehicular durante la intervención del puente de la Av. Las Américas por Carrera 30.

Manejo del Transito Particular: Con el fin de minimizar el grado de impacto sobre los habitantes del sector y usuarios del puente, la intervención para este se realizara en dos etapas, de manera que las actividades se desarrollaran mediante cierres por carriles y en horario nocturno así evitaremos congestiones en el transito ni tampoco habrá necesidad de hacer desvíos por estos cierres.

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Manejo de Transporte Público: Tomando en consideración que la intervención se realizara en horario nocturno no se afectara el recorrido de las rutas de transporte público, por lo tanto este numeral no aplica

Manejo de Vehículos de Carga: Los vehículos de carga que circulan por el puente, deben seguir el manejo indicado en el numeral 4.1

Zonas de Cargue y Descargue de Materiales: El cargue y descargue de materiales se realizara en los respectivos cierres de obra.

Señalización, dispositivos de control y seguridad del tránsito: La función de la señalización durante la intervención del puente es la de guiar en forma segura al tránsito vehicular y peatonal de este puente, el cual será orientado para prevención de riesgos, tanto para los usuarios de este puente como para el personal que ejecuta la actividad.

La señalización se instalara con anterioridad a la iniciación de la intervención, permanecerá el tiempo que duren los trabajos y se retirara cuando se finalicen las actividades.

Las señales a utilizar se clasifican en:

Señales preventivas Señales reglamentarias Señales informativas

Señales Preventivas: Tienen por objeto advertir a los usuarios del puente, sobre la existencia de una situación de obra. Se utilizaran señales móviles de 0.75 metros de tamaño, con fondo naranja, orla negra, símbolo y letras en color negro. Dentro de las señales a utilizar se encuentran: SPO-01 (Trabajos en la vía) y SP-31 (Reducción de calzada).

Señales Reglamentarias: Las señales reglamentarias tienen por objeto advertir a los usuarios del puente sobre las limitaciones, prohibiciones o restricciones sobre su uso. Se utilizan señales móviles de 0.75 metros de tamaño, con fondo blanco, orla roja, símbolo y letras en color negro. Dentro de las señales a utilizar se encuentran: SRO-02 (Desvío) y SRO-01 (30Km/H)

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Señales Informativas: Las señales informativas tienen por objeto informar a los usuarios del puente sobre una situación atípica. Dentro las señales se encuentran: SIO-01 (Aproximación a obra en la vía), SIO-02 (Inicio de obra) y SIO-03(Fin de obra).

Dispositivos de Control y Seguridad de Transito: Con el fin de aislar las zonas demarcadas para la ejecución de los trabajos, se utilizaran barreras móviles de cinta plástica reflectiva o conos de 90 centímetros para canalización del tránsito vehicular. Las barreras estarán formadas por tres bandas horizontales de cinta reflectiva con franjas alternadas de color naranja y negro que proporcionen la máxima visibilidad. Estas cintas estarán sostenidas por delineadores tubulares de plástico, distanciados cada cinco metros y una vez se culmine la actividad constructiva serán retirados del frente de la obra.

Información y divulgación de los planes: Para los usuarios del Puente se realizaran unos Boletines de Prensa 15 días antes del inicio de la intervención para informarle a la ciudadanía sobre los desvíos y horarios de la obra.

Personal requerido: Los requerimientos de personal y su dedicación durante la ejecución de las obras se muestran a continuación. Además, se incluyen las funciones que deberá desempeñar el personal de acuerdo al cargo:

Bandereros: Corresponde al personal encargado de controlar el tránsito de vehículos dentro de la zona afectada por la obra. Serán los encargados de guiar en forma segura los conductores y trabajadores y estarán en contacto directo con la ciudadanía.

Su dedicación es de tiempo completo (100%).

Para el adecuado desempeño de sus funciones estará dotado de paletas con los mensajes PARE y SIGA (una por cada cara) y/o lámparas operadas manualmente, como parte de su indumentaria se requiere un uniforme color naranja y casco de acuerdo con las especificaciones definidas por el Manual de Señalización – 2004.

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Personal a cargo de señalización: Personal de la obra que estará pendiente dentro de sus funciones de la movilización, ubicación y revisión de la estabilidad de las señales colocadas. Dedicación puede ser parcial dentro de otra función que tengan asignados en el frente de trabajo.

Personal de labores de obras civiles: Personal de la obra que estará a cargo de realizar todas o la mayoría de obras civiles que se presenten en el desarrollo del proyecto.

Su dedicación es de tiempo completo (100%).

Personal profesional a cargo del desarrollo del proyecto: Personal capacitado para el cargo de Ingeniero residente o supervisor de la obra; este debe cumplir con requisitos de estudios realizados en el campo a desempeñar, experiencia laboral en obras de desarrollo similar, debe ser una persona capaz de afrontar las actividades diarias y debe estar en la obligación y capacidad de tomar decisiones bajo presión.

Su dedicación es de tiempo completo (100%).

Proceso para la puesta en marcha: Una vez sea aprobado el PMT por parte de la SDM se señalizara de acuerdo a lo indicado en los planos adjuntos a este documento, es decir se instalaran todas las señales informativas, preventivas y reglamentarias que se requieres de acuerdo al funcionamiento, los cerramientos se realizaran por carriles dependiendo del avance de la obra, se confinara la zona de obra con ayuda de cintas de seguridad y colombinas o conos y se empezara la intervención.

Apoyo de las autoridades de transito: El seguimiento al PMT, no requiere la colaboración de la Policía Metropolitana de Transito, toda vez que el impacto que generara esta actividad es moderada.

Ajustes: Todos los ajuste que sea necesario realizar en campo o retroalimentaciones al PMT se realizaran bajo la respectiva supervisión y visto bueno de los especialistas de tránsito.

El consultorio tiene una proyección completamente social, y a corto plazo está dirigida a solucionar teóricamente los problemas que aquejan a la comunidad, razón por la cual la opinión de las personas involucradas

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directamente en la problemática, por tal razón es indispensable que se pide la opinión de una muestra poblacional significativa, con el fin de dar una alternativa de solución que genere satisfacción en la comunidad afectada. En este contexto se prevén encuestas programadas, seguidas de un análisis probabilístico de lo que la gente requiere y necesita para aminorar su descontento con la problemática. Con estas encuestas se espera tener un mayor grado de acierto, en cuál es la solución más adecuada.

Con la encuesta realizada a los usuarios del Puente se la cual se realizó en su gran mayoría a peatones y ciclista se obtuvo resultados desfavorables ya que ellos se quejas de la falta de seguridad y demarcación del Puente, a los vehículos particulares y de servicio público fue prácticamente imposible porque el flujo vehicular en este puente en muy concurrente así que decidimos hacer la encuesta a aproximadamente 200 metros de este puente donde se encuentra un semáforo.

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Figura 14: Formato de para la encuesta

Fuente: Personal

Simultáneamente a las encuestas se dará paso a tomar opiniones de expertos en el tema. La Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad La Gran Colombia cuenta con profesionales especializados, en cada una de las líneas y sub-líneas que componen la ingeniería civil. Para la búsqueda de las alternativas de solución, modelación y diseño de las mismas es necesario recurrir a varios de estos especialistas y expertos, entre ellos: Ingenieros de Pavimentos, Ingenieros de Tránsito, Ingenieros Hidráulicos, Ingenieros Geotecnistas, Ingenieros Estructurales, sin dejar de lado personas con conocimientos ambientales y de presupuestos. Sin embargo los principales asesores de este estudio de consultorio son el Ingeniero Civil Christian Camilo Gutiérrez Ángulo, como asesor disciplinar y posiblemente cuestiones geotécnicas, y el Ingeniero Lucio Guillermo López, como asesor científico, en cuanto a estructuras y materiales constituyentes del puente vehicular.

Los textos de apoyo para el consultorio, se basarán exclusivamente en temas de patología y durabilidad del concreto, diseño de drenaje vial, diseño de carreteras, señalización de vías, pavimentos y patología de pavimentos, entre otros, en este contexto se presentan las publicaciones más probables,

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Encuesta realizada a los usuarios del Puente Vehicular de laAv. Las Américas con NQS

Nombre: _______________________________________________________

1. ¿Cree usted que las condiciones actuales del Puente son las adecuadas para la cantidad de vehículos que se movilizan a diario por él? Sí __ No __

2. ¿Cree usted que el Puente cuenta con la debida seguridad para ciclistas y peatones? Sí __ No __

3. ¿Qué opina usted del estado actual del Puente? Muy Bueno __Bueno __ Regular __ Malo __ Muy Malo __

4. ¿Cree usted que es necesaria la rehabilitación del Puente? Sí __ No __5. ¿Qué opina usted de la iluminación del Puente? Muy Bueno __

Bueno __ Regular __ Malo __ Muy Malo __

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posiblemente habrán textos que se usen como guía y no se describan en el presente capítulo, en tal caso se describirán al final de trabajo:

Ingeniería de Carreteras: Wright & Dixon Diseño de Puentes: José Eusebio Orozco Durabilidad y Patología del Concreto: Diego Sánchez de Guzmán Pavimentos: Fernando Sánchez Sabogal.

Se contempla el posible uso del uso de publicaciones del Dr. Paulo Roberto do Lago Helene, autoridad mundial en el estudio de la durabilidad y patología de estructuras de concreto.

Las encuestas estarán dirigidas a personas que a diario conviven con el mal estado del puente, en caso particular, las preguntas se les harán a conductores de automóviles, vehículos de carga, ciclas, entre otras personas que hagan uso del puente. Con el fin de no incomodar a los conductores, las encuestas se desarrollarán en horas pico, lapso de tiempo en donde el tráfico se encuentra represado. Las posibles preguntas, estarán relacionadas con posibles adecuaciones o ampliaciones de los carriles y/o la necesidad de rehabilitación y/o reconstrucción.

La carga viva colombiana según el código colombiano de diseño de puentes se establece según la carga impuesta por el camión c-40-05 (ver figura 7), además se incluyen gráficas que muestran los cortantes y momentos para las distintas luces entre apoyos (ver figura 8 y figura 9 respectivamente).

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Figura 15: Carga viva para el diseño de puentes colombianos

Fuente: Código colombiano de descripción de puentes

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Figura 16: Cortantes máximos

Fuente: Código colombiano de descripción de puentes

Figura17: Momentos máximos

Fuente: Código colombiano de descripción de puentes

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20.DETERMINACIÓN DE LOS FACTORES INVOLUCRADOS

Continuando con el proceso de la implementación de escenarios técnicos para la solución del problema de la afectación física del puente de la Avenida las Américas Por NQS, en este capítulo se presenta la determinación de los factores y variables involucradas con relación a la causalidad del diagnóstico técnico.

Medio ambiente: el primer factor a determinar es el medio ambiente, y según la normativa colombiana (NSR10 y NTC 5551), la estructura se encuentra en un ambiente muy severo, propio de zonas industriales muy contaminadas. Como se ha descrito en los capítulos anteriores de este documento, la localidad de Mártires en la ciudad de Bogotá es una zona industrial, y con un importante flujo vehicular. Según la Tabla 1.2 de la NTC 5551 tenemos que las estructuras de concreto reforzado ubicadas en esta zona están expuestas a corrosión por inducida por carbonatación, presentando humedad Alta, clasificado según la precipitación media anual de Bogotá mayor a 600 mm. La parte más vulnerable del puente son los tableros que se están sometiendo a los procesos anteriormente descritos.

Tabla 4: Clases generales de exposición

Fuente: ICONTEC, NTC 5551

Subsuelo: Con el apoyo de los estudios de suelos aportados por PSI S.A. y teniendo en cuenta que la localización no es cuestionable, se presenta el

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subsuelo como un factor, y se presentan las principales características del subsuelo:

La empresa anteriormente mencionada ejecuto 2 perforaciones estratégicamente ubicadas hasta una profundidad de 40 m, obteniendo el siguiente perfil estatigráfico:

Figura 18: Perfiles estatigráficos

Fuente. Dibujo: Personal; Perforaciones; PSI S.A. CONTRATO IDU-418-2000

Factor carga viva (vehículos): El puente que actualmente conecta el costado occidental de la Avenida Las Américas con el costado oriental de la misma, sin interrumpir el tránsito de la NQS, tiene un tránsito actual establecido, que es la mínima carga viva para la cual se debe diseñar cualquier escenario técnico de solución. En este caso particular se emplearán aforos vehiculares tal y como se explicó en el capítulo de Herramientas de análisis para la elaboración de escenarios técnicos, y su respectivo análisis de cargas equivalentes de camión c-40-95 tal como se explicó anteriormente.

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21.PROPUESTA DE MODELO A DESARROLLAR SEGÚN ESCENARIO TÉCNICO

De acuerdo al escenario técnico, se propone la modelación de las cargas y los momentos últimos efectuados sobre el puente, con la geometría propuesta por los diseñadores iniciales y analizada a través de los planos suministrados por el IDU, al igual que el de estudio con las cargas estimadas a través del estudio de tránsito y el manual para diseño de puentes colombiano, con la ayuda de una hoja de cálculo de Microsoft Excel y Etabs. La modelación de las solicitaciones del puente, la visita técnica y la opinión de la comunidad y expertos, conforman el escenario técnico, que servirá de base a las posibles alternativas de solución.

De acuerdo a la opinión del Ingeniero Magister en Estructuras Lucio Guillermo López catedrático de la Universidad La Gran Colombia los escenarios deben ir proyectados a una posible rehabilitación de la superficie del puente, o en el peor de los casos un reforzamiento, ya que a simple vista no se observan graves daños estructurales, fuera de la superficie.

Inicialmente se desarrolla el cálculo de las secciones (Inercia):

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Tabla 5: Cálculo de Inercia Vigas ejes 1-6; 1-14

Cálculo de InerciasVigas ejes 1-6; 7-14Item b (m) h (m) Area (m2) Y (m) Ay (m3) Ay2 (m4) I (M4)Area 1 0,44 0,18 0,079 0,930 0,074 0,0685 0,0002Area 2 0,31 0,12 0,037 0,8 0,03 0,023 0,00004Area 3 0,18 0,34 0,061 0,55 0,034 0,018513 0,0006Area 4 0,38 0,2 0,076 0,280 0,02 0,006 0,00025Area 5 0,58 0,18 0,104 0,09 0,009 0,0008 0,0003Total - - 0,3580 2,6300 0,1670 0,1164 0,0014

yb= 0,466502793 mIxx= 0,117832853 m4Ix= 0,039923155 m4

0,44 m

0,18 m

0,12 m

0,34 m

0,18 m

0,2 m

0,18 m

0,5800 m

Altura T 1,02 m

Fuente: personal

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Tabla 6: Sección Compuesta Vigas ejes 1-6; 1-14

Sección Viga compuestaLosa b<b`+16t= 3,64 mb<L/4 Para L= 15,34 3,835 MSeparación entre vigas SSe Adopta 1,98 para separación S entre vigasITEM b (m) h (m) Area (m2) Y (m) Ay (m3) Ay2 (m4) I (M4)AP 1,98 0,2 0,396 1,120 0,444 0,496742 0,0013Area 1 0,44 0,18 0,079 0,9 0,07 0,069 0,00021Area 2 0,31 0,12 0,037 0,78 0,029 0,022632 0,0000Area 3 0,18 0,34 0,061 0,550 0,03 0,019 0,00059Area 4 0,38 0,2 0,076 0,28 0,021 0,0060 0,0003Area 5 0,58 0,18 0,104 0,09 0,009 0,0008 0,0003Total - - 0,754 3,75 0,611 0,6132 0,0027

yb= 0,809718833 mIxx= 0,615895253 m4Ix= 0,121539234 m4

1,980 m

0,440 m0,2 m

0,18 m0,12 m0,34 m0,18 m0,2 m

0,18 m0,58000 m

Altura T 1,22 m

Fuente: personal

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Tabla 7: Cálculo de Inercia Vigas ejes 6-7Cálculo de InerciasVigas ejes 6-7 luz 44,7

b (m) h (m) Area (m2) Y (m) Ay (m3) Ay2 (m4) I (M4)Area 1 0,47 0,2 0,094 1,960 0,184 0,36111 0,0003Area 2 0,325 0,14 0,046 1,8 0,08 0,151 0,00007Area 3 0,27 1,39 0,375 1,025 0,385 0,3943 0,0604Area 4 0,415 0,17 0,071 0,245 0,02 0,004 0,00017Area 5 0,65 0,18 0,117 0,07 0,008 0,0006 0,0003Total 0,7024 5,1200 0,6772 0,9109 0,0613yb= 0,964201965 mIxx= 0,972232112 m4Ix= 0,319267551 m4

0,47 m0,2 m

0,14 m1,39 m0,27 m0,17 m0,18 m

0,6500 mAltura T 2,06 m

Fuente: personal

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Tabla 8: Cálculo de Inercia sección compuesta Vigas ejes 6-7Sección Viga compuestaLosa b<b`+16t= 3,67 mb<L/4 Para L= 44,7 11,175 MSeparación entre vigas SSe Adopta 1,98 para separación S entre vigas

b (m) h (m) Area (m2) Y (m) Ay (m3) Ay2 (m4) I (M4)AP 1,98 0,2 0,396 2,160 0,855 1,847578 0,0013Area 1 0,47 0,2 0,094 2,0 0,18 0,361 0,00031Area 2 0,325 0,14 0,046 1,82 0,083 0,150714 0,0001Area 3 0,27 1,39 0,375 1,025 0,38 0,394 0,06043Area 4 0,415 0,17 0,071 0,245 0,017 0,0042 0,0002Area 5 0,65 0,18 0,117 0,07 0,008 0,0006 0,0003Total 1,098 7,28 1,533 2,7585 0,0626yb= 1,395335958 mIxx= 2,821129712 m4Ix= 0,682683519 m4

1,980 m

0,470 m0,2 m0,2 m

0,14 m1,39 m0,27 m0,17 m0,18 m

0,65 mAltura T 2,26 m

Fuente: personal

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Page 76: Consultorio Final

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Cargas Muertas:Tabla 8: Datos iniciales carga muerta

Riostra tipo b (m) h (m) L (m)Factor de

ensanchamientoLongitud Aferente

Peso (Kg/m)

1 0,63 0,38 0,99 1,15 15,37 42,55930772 0,63 0,38 0,685 1,15 25 18,10438563 0,63 0,38 0,99 1,15 44,7 14,6339275

Area (m2) Peso (Kg/m)Vigas ejes 1-6; 1-14 0,358 945,12Viga eje 6-7 Luz 44,70 m 0,70235 1854,20

Viga

Peso específico concreto reforzado vigas (Kg/m3) = 2400factor para considerar ensanchamiento de la viga = 1,1

Fuente: personal

Tabla 9 : Peso Placa A Y R entre ejes 2-4. 5-6, 7-13

Peso placa ejes A Y R Vigas entre ejes 2-4, 5-6 y 7-13Item b (m) h (m) Area (m2) Peso (Kg/m)Placa 1 0,7 0,17 0,119 285,6Placa 2 0,3 0,335 0,1005 241,2Placa 3 0,99 0,2 0,198 475,2Total 1002

0,70 0,30 0,990,17 m0,34 m0,20 m

Fuente: personal

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Page 77: Consultorio Final

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Tabla 10: entre ejes 2-4. 5-6, 7-13, vigas intermedias

Item b (m) h (m) Area (m2) Peso (Kg/m)Placa 1 0,99 0,2 0,198 475,2Placa 2 0,99 0,2 0,198 475,2Total 950,4

Ejes 2-4 a 7-13, vigas intermedias

0,99 m 0,99 m0,20 m0,20 m

Fuente: personal

Tabla 11: Ejer A yR 1-2, 4-5 y 13-14

Peso placa ejes A Y R Vigas entre ejes 1-2, 4-5 y 13-14Item b (m) h (m) Area (m2) Peso (Kg/m)Placa 1 0,7 0,17 0,119 285,6Placa 2 0,3 0,34 0,102 244,8Placa 3 0,69 0,2 0,138 331,2Total 861,6

0,70 0,30 0,690,17 m0,34 m0,20 m

Fuente: personal

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Tabla 12: Ejes 2 – 4 a 7 -13

Item b (m) h (m) Area (m2) Peso (Kg/m)Placa 1 0,685 0,2 0,137 328,8Placa 2 0,685 0,2 0,137 328,8Total 657,6

Ejes 2-4 a 7-13, vigas intermedias

0,69 m 0,69 m0,20 m0,20 m

Fuente: personal

Tabla 13: Carga Muerta total ejes A Y R

Peso (Kg/m) Nùmero riostras945,12

85,1186155 21002

2032,23862

Riostras (2 tipo 1)

EJES A Y RPeso vigas: 2-4, 5-6, 7-13

Peso placasTotal

Peso (Kg/m) Nùmero riostras945,12

36,2087712 2861,6

1842,92877

EJES A Y RPeso vigas: 1-2, 4-5, 13-14Riostras (2 tipo 2)Peso placasTotal

Peso (Kg/m) Nùmero riostras1854,20

58,5357101 41002

2914,73971Total

EJES A Y RPeso vigas: 6-7Riostras (4 tipo 3)Peso placas

Fuente: personal

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Tabla 14: Carga Muerta total ejes I Y J

Peso (Kg/m) Nùmero riostras945,12

85,1186155 2Separador 293

950,42273,63862

Peso (Kg/m) Nùmero riostras945,12

36,2087712 2Separador 293

657,61931,93

Peso (Kg/m) Nùmero riostras1854,20

58,5357101 4Separador 293

950,43156,14

EJES I Y J

EJES I y JPeso vigas: 2-4, 5-6, 7-13Riostras (2 tipo 1)

Peso placasTotal

EJES I Y JPeso vigas: 1-2, 4-5, 13-14Riostras (2 tipo 2)

Peso placasTotal

Peso vigas: 6-7Riostras (4 tipo 3)

Peso placasTotal

Fuente: personal

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Tabla 15: Carga Muerta total ejes B –H Y K -Q

Peso (Kg/m) Nùmero riostras945,12

36,2087712 2Separador 481

657,62119,93

Peso (Kg/m) Nùmero riostras1854,20

58,5357101 4950,4

2863,14

Riostras (2 tipo 2)

EJES B - H Y K - QPeso vigas: 1-2, 4-5, 13-14

Total

Peso placasTotal

EJES B - H Y K - QPeso vigas: 6-7Riostras (4 tipo 3)Peso placas

Fuente: personal

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Tabla 16: Análisis Carga viva

Camión de diseño C 40-95A y R (Vigas Exteriores)

0,3 1,68 1,98 Carga = p

Luz = 1,98 m Ra = 1,68p/1,98 0,85 pƩMc = p1,68 - Ra1,98 = 0

Ejes B-Q (vigas interiores)Factor de Rueda S/1,7 0,99 p

S= 1,68

A y R (Vigas Exteriores)0,3 1,07 1,37 Carga = p

Luz = 1,37 m Ra = 1,68p/1,98 0,78 pƩMc = p1,07 - Ra1,37 = 0

Ejes B-Q (vigas interiores)Factor de Rueda S/1,7 0,62 p

S= 1,05

Determinación de las cargas p1 y p2Consideración por impacto I=16(L+40) Nº luces Longitud puente P1

13 292,94 m 7,5 TONLuz promedio (L) = 22,5338462 P2I= 0,25586144 % 5 TONFactor de mayoración (1+I) 1,25586144

P1 (FM X P1) = 9,4 TONP2 (FM X P2) = 6,3 TON

Fuente: personal

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Tabla 17:Tabla resument de cargas

EJE/LUZ 15,3 17,7 20 25 44,7 EJE/LUZ 15,3 17,7 20 25 44,7

(7 -8) (5-6) (2-8, 8-13)(1-2; 4-5;

13-14)(6-7) (7 -8) (5-6) (2-8, 8-13)

(1-2; 4-5; 13-14)

(6-7)

A - R 2032 2032 2032 1843 2915 A - R 0,85 p 0,85 p 0,85 p 0,78 p 0,85 pI - J 2274 2274 2274 1932 3156 I - J 0,99 p 0,99 p 0,99 p 0,62 p 0,99 p

B - H B - HK - Q K - Q

PESO PROPIO (Ton/m)

1981 1981 1981 2120 2863

Carga Viva Puntual

0,99 p 0,99 p 0,99 p 0,62 p 0,99 p

Fuente: personal

Hipótesis de cargasTabla 18:Hipótesis carga Muerta

Este puente actua como simplemente apoyado con cargas muertas, y vivas puente continuo para cargas horizontales de sismo

Peso Propio A - R I-J B - H Y K - QVigas Nº Luz (m) Momento (+) (Kg.m) Momento (+) (Kg.m) Momento (+) (Kg.m)7 Y 8 13,7 47679 53342 464685 Y 6 16,1 65847 73669 641752 - 4; 8 - 13 20 101612 113682 990321 - 2; 4 - 5; 13-14 25 143979 150932 1656196 Y 7 44,7 727989 788281 715101

Momentos para cargas vivas

Factor de Modificación: 1,26 Para considerar impacto

Mൌ��௪మ

�଼

Fuente: personal

Tabla 19:Hipótesis carga Viva

Momentos para cargas vivas

1,26 Para considerar impacto

Vigas Nº Luz (m) a b P Momento (+) (Kg.m) P Momento (+) (Kg.m) P Momento (+) (Kg.m)7 Y 8 13,7 0,5 13,2 0,85 p 46219 0,99 p 48475 0,99 p 484755 Y 6 16,1 0,5 15,6 0,85 p 57435 0,99 p 59238 0,99 p 592382 - 4; 8 - 13 20 0,5 19,5 0,85 p 79038 0,99 p 79703 0,99 p 797031 - 2; 4 - 5; 13-14 25 0,5 24,5 0,78 p 104680 0,62 p 103900 0,62 p 1039006 Y 7 44,7 0,5 44,2 0,85 p 207786 0,99 p 209316 0,99 p 209316

I-J B - H Y K - QCarga Viva

Factor de Modificación:

A - R

Fuente: personal

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Tabla 20:Momentos últimosMu = 1,30 x (CM + 1,67 x(CV+I)) I= 1,26

M(+)CM M(+)CV MU(+) M(+)CM M(+)CV MU(+) M(+)CM M(+)CV MU(+)7 Y 8 13,7 47678,8582 46219 162326,7 53342,404 48475 174587,086 46468,2577 48475 165650,6955 Y 6 16,1 65847,0714 57435 210295,313 73668,7332 59238 224377,787 64175,1669 59238 212036,152 - 4; 8 - 13 20 101611,931 79038 303689,743 113681,931 79703 320824,458 99031,9308 79703 301779,4581 - 2; 4 - 5; 13-14 25 143978,81 104680 414435,469 150931,935 103900 421781,151 165619,435 103900 440874,9016 Y 7 44,7 727989,033 207786 1397491,88 788281,399 209316 1479193,59 715101,353 209316 1384059,53

Vigas Nº Luz (m)AR IJ BH Y KQ

Fuente: personal

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22.PLANTEAMIENTO DE SOLUCIONES

A continuación se menciona las posibles alternativas para dar solución a la estructura del puente, las cuales se analizaran detalladamente para saber cuál es la más adecuada:

1. REFORZAMIENTO DE LA ESTRUCTURA2. DEMOLICIÓN TOTAL DEL PUENTE3. REHABILITACIÓN Y MANTENIMIENTO

De acuerdo con los resultados obtenidos no se considera que sea necesario hacer un reforzamiento en la estructura del puente ya que ésta está en condiciones de soportar y absorber las solicitudes impuestas de acuerdo con los códigos actuales y los requisitos del proyecto. La cimentación es apta para resistir los momentos y cargas axiales presentes, tanto en carga viva como en cargas sísmicas.

Los elementos del puente objeto de esta evaluación muestran buen nivel de resistencia mecánica, sin que se haya encontrado resistencias que hagan dudoso un elemento, a nivel estructural se verifica que los niveles de resistencia reportados son suficientes para las cargas actuales y proyectadas para la estructura, por lo cual no es necesario la demolición del puente.

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23.SOLUCION DEFINITIVA

Desde el punto de vista de la durabilidad el puente se encuentra en buen estado a pesar de la edad ya que no presenta asentamientos diferenciales importantes, solo es necesario una rehabilitación para extender su vida útil, se debe implementar una estrategia de protección con recubrimientos que formen barrera para la entrada de CO2 para que sea impermeable para así evitar grietas y daños en la estructura, en cuanto a el pavimento se hace necesario quitar la carpeta de rodadura y reponer una nueva de 5 centímetros de espesor y adicionalmente es necesario eliminar las juntas debido al mal estado que presentan y así evitar daño estructural a la placa; también se hace necesario hacer enmarcaciones de señalización horizontal, poner reflectores que permitan una mayor seguridad y comodidad a la hora de transitar por el puente para los usuarios.

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24.CONCUSIONES

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25.RECOMENDACIONES

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