Seminario IET2012 - Tendencias Actuales en El Diseño y Construcción de Puentes A4

4to Seminario de Ingeniera Civil

Universidad de la Republica - 2012

Montevideo, Setiembre 2012

Tendencias actuales en el diseo y construccin de puentes:

Puentes Integrales y Puentes con Pretensado Extradorsal

Dr. Ing. Fernando Sima*

* Profesor de Puentes IET - Universidad de la Repblica

Profesor de Puentes FI - Universidad de Montevideo

Investigador ANII (Candidato)

Miembro de IABSE (International Association for Bridge and Structural Engineering)

Miembro de IABMAS (International Association for Bridge Maintenance and Safety)

[email protected]




Puentes Integrales

Que se considera un puente integral?Sin juntas de dilatacin

Sin aparatos de apoyo

Razn de ser de los puentes integrales

Juntas de dilatacin

Aparatos de apoyo

Singularidades en la estructura del tablero

- Perdida de funcionalidad del tablero

- Mayor frecuencia y costo de las operaciones de

mantenimiento

- Mayor deformabilidad




Tendencia de la inversin en la construccin/mantenimiento de

puentes en Europa




Ventajas de los puentes

integrales

Reduccin de los costos de mantenimiento relacionados

con juntas de dilatacin y apoyos o por problemas

relacionados por un mal funcionamiento de estos.

- Mayor redundancia estructural.

- Mejor respuesta frente a cargas en servicio, as como

cargas accidentales (sismo, impacto, etc.)

-Mayor capacidad residual en ELU

- Menor deformabilidad

Esto no quiere decir que sean estructuras libres de mantenimiento

Mejora en la funcionalidad (confort del usuario)

Costo de construccin competitivo




Experiencia Internacional

USA Gran cantidad de puentes integrales ejecutados

desde los aos 60

- En general no superan los 90 m (algunas excepciones: Tenesse L=358 m)

- Caractersticas en comn: estribo cimentado sobre una lnea de pilotes (en general

metlicos hincados), losa de transicin integrada al diafragma del tablero, que a su

vez recoge la cabeza de los pilotes.

- Se limita el ngulo de esviaje (




Esquema tpico de un puente integral (IAB Integral Abutment bridge)





Reino Unido La UK Highway Agency incluy la consideracin de puentes

integrales para longitudes cortas y medias a partir de 1992

Campaas experimentales a

comienzos de los aos 90

(England et al. 2000)





Suiza

Las directrices de diseo de la Oficina de carreteras de la Federacin Suiza

(FEDRO) incluyen desde 1990, como regla general, que las juntas de dilatacin

se deben evitar en puentes de hasta 60 m.

Larga tradicin de puentes integrales/semi-integrales: 40 % de

los puentes de la FEDRO

En vez de limitar la longitud del puente, la revisin 2010 de las directrices de la

FEDRO limita el desplazamiento mximo del extremo, en funcin de varios

parmetros




Puentes rectos

o de curvatura

moderada

La rigidez longitudinal

es usualmente mucho

mayor que la rigidez de

la subestructura.

Estribos tan flexibles

como sea posible




Si no es posible hacer

los estribos flexiblesSemi-integral




Puentes de

curvatura fuerte

Aparecern adems

esfuerzos de flexin

transversales

Estribos tan rgidos

como sea posible




Desplazamiento mximo en el

extremo del puente (efectos de

temperatura, retraccin, fluencia,

esfuerzos horizontales, etc)

Geometra en planta

Detalle de losa de transicin y encuentro tablero-estribo

Sistema estructural

Tipo de tablero (hormign armado/pretensado,

mixto, etc.)

Tipo y rigidez del estribo

Condiciones del suelo

Secuencia constructiva

Rigidez transversal a flexin (en el caso de

puentes de curvatura importante)

A tener en cuenta en el diseo

Longitud de movimiento (movement length)




Anlisis




Anlisis no lineal




Lneas de investigacin

Modelos simplificados para la interaccin suelo-estructura

Instrumentacin y monitoreo de puentes integrales en servicio

Efectos de la interaccin suelo-estructura en el desempeo de

los puentes integrales frente a cargas de tipo ssmico

Transformacin de puentes existentes simplemente apoyados a

puentes integrales

Puentes Extradosados

Puentes: Diseo y Construccin


Concepto de puente extradosado Mathivat 1988

Previamente utilizado por Christian Menn (Puente de Ganter) 1980




Compiten con los puentes ejecutados

por voladizos sucesivos y atirantadosLuces entre 100 y 200 m




Puente de Ganter (Suiza, 1980) Christian Menn




Propuesta de Mathivat para el viaducto Arrt-Darr

(Francia, 1983)




Puente de Barton Creek (USA, 1991) Tony Gee




Puente de Socorridos (Portugal, 1994)




Odawara Blue Way (Japn, 1994)





Caractersticas de los puentes extradosados

Torres (pilonos) de poca altura (L/10)

Se admiten valores de tensin en los cables ms altos que en

los puentes atirantados

Utilizacin de anclajes tpicos de pretensado (no aparecen los

efectos de fatiga en anclajes de atirantados)

No hay necesidad de ajuste de la fuerza en los cables

Configuracin muy favorable en el caso de puentes de muchos vanos (>3)

Competitivo desde el punto de vista econmico (consumo de materiales

hormign/acero equilibrado)




Variables a considerar a nivel de diseo conceptual

Cuidadosa seleccin del reparto de rigideces entre tablero y pilonos

Relacin entre el vano principal y el vano de compensacin

Canto del tablero

Relacin entre tablero/torres y subestructura

Altura de las torres

Tensin admisible en los cables

Distancia de la torre al anclaje del primer cable en el tablero



Sunniberg bridge (Suiza, 1998) Christian Menn




Puente extradosado en Maribor (Eslovenia, 2007)




Pearl Harbor Memorial Bridge (New Haven, USA 2012)





Yumekake Bridge (Japn, 2010)




Puente sobre el ro Deba (Espaa, 2003)




Tendencias actuales en el diseo y construccin de puentes:

Puentes Integrales y Puentes con Pretensado Extradorsal

Dr. Ing. Fernando Sima*

* Profesor de Puentes IET - Universidad de la Repblica

Profesor de Puentes FI - Universidad de Montevideo

Investigador ANII (Candidato)

Miembro de IABSE (International Association for Bridge and Structural Engineering)

Miembro de IABMAS (International Association for Bridge Maintenance and Safety)

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Gracias por su atencin

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