DISEO DE ESTRUCTURAS METALICAS Y MADERA
DISEO DE ESTRUCTURAS METALICAS Y MADERAINGENIERIA CIVIL
CONTENIDOI.INTRODUCCIN:1II.OBJETIVOS:2III.HISTORIA DE LOS
PUENTES:2IV.FUNDAMENTO TEORICO:4PUENTE:4CLASIFICACION DE
PUENTES:5a)Por su longitud:5b)Por el servicio que presta:5c)Por el
material del que se construye la superestructura:5d)Por los
mecanismos de transmisin de cargas a la infraestructura:6PARTES DE
UN PUENTE:6a)Subestructura o
Infraestructura.6b)Superestructura.6c)Elementos intermedios y /o
auxiliares.7ANALISIS DE EFICIENCIA DE UN PUENTE:7a)La eficiencia
estructural de un puente:7b)La eficiencia econmica de un
puente:8INSPECCION DE PUENTES:8V.VISITA DE CAMPO :9VI.VISITA:
PUENTE HUACA BANDERA101.Ubicacin:102.Caractersticas:113.Descripcin
de la visita:114.Fotografas de Campo:12VII.VISITA: PUENTE PAMPA DE
LINO151)Ubicacin:152)Caractersticas:163)Descripcin de la
visita:164)lbum fotogrfico:17VIII.CONCLUSIONES
:19IX.BIBLIOGRAFIA:19
I. INTRODUCCIN:El presente informe describe la visita de estudio
realizada en dos zonas, la primera visita fue al puente Huaca
Bandera , que se ubica en la cuidad de Pacora, la segunda visita
fue al puente Pampa de Lino, que se ubica en la ciudad de Jayanca;
stas visitas fueron realizadas por los alumnos del curso de Diseo
de Estructuras Metlicas y Madera-UNPRG-EPIC.En el viaje se observ
la importancia de los perfiles de acero en la construccin de
estructuras civiles como son los puentes y cubiertas, adems se tuvo
una visin prctica de cmo se pueden combinar estructuras metlicas
con madera, lo que sirvi como reforzamiento de la teora implantada
en las aulas.
II. OBJETIVOS: Reconocer los elementos metlicos utilizados en
las estructuras. Conocer la importancia del acero en las
construcciones civiles. Identificar las conexiones, elementos y sus
propiedades de la estructura metlica.
III. HISTORIA DE LOS PUENTES:A travs de la historia los puentes
han ido evolucionando de una manera sorprendente, comenzando desde
pequeas troncas, hasta las maravillosas estructuras y diseos que
ahora podemos observar y hasta incluso imaginar. Los puentes tienen
su origen en la misma prehistoria. Posiblemente el primer puente de
la historia fue un rbol que us un hombre prehistrico para conectar
las dos orillas de un ro. Tambin utilizaron losas de piedra para
arroyos pequeos cuando no haba rboles cerca. Los siguientes puentes
fueron arcos hechos con troncos o tablones y eventualmente con
piedras, usando un soporte simple y colocando vigas transversales.
La mayora de estos primeros puentes eran muy pobremente construidos
y raramente soportaban cargas pesadas. Fue esta insuficiencia la
que llev al desarrollo de mejores puentes. El arco fue usado por
primera vez por el Imperio Romano para puentes y acueductos,
algunos de los cuales todava se mantienen en pie. Los puentes
basados en arcos podan soportar condiciones que antes se habran
llevado por delante a cualquier puente.
El primer tipo de puente Primer tipo de puente colgante
Los romanos fueron grandes constructores de puentes y acueductos
en la antigedad. Un ejemplo de esto es el Puente de Alcntara,
construido sobre el Ro Tajo, cerca de Portugal. La mayora de los
puentes anteriores habran sido barridos por la fuerte corriente.
Los romanos tambin usaban cemento, que reduca la variacin de la
fuerza que tena la piedra natural. Un tipo de cemento, llamado
pozzolana, consista de agua, lima, arena y roca volcnica. Los
puentes de ladrillo y mortero fueron construidos despus de la era
romana, ya que la tecnologa del cemento se perdi y ms tarde fue
redescubierta.Los puentes de cuerdas, un tipo sencillo de puentes
suspendidos, fueron usados por la civilizacin Inca en los Andes de
Sudamrica, justo antes de la colonizacin europea en el siglo
XVI.Despus de esto, la construccin de puentes no sufri cambios
sustanciales durante mucho tiempo. La piedra y la madera se
utilizaban prcticamente de la misma manera durante la poca
napolenica que durante el reinado de Julio Csar, incluso mucho
tiempo antes. La construccin de los puentes fue evolucionando
conforme la necesidad que de ellos se senta. Cuando Roma empez a
conquistar la mayor parte del mundo conocido, iban levantando
puentes de madera ms o menos permanentes; cuando construyeron
calzadas pavimentadas, alzaron puentes de piedra labrada.A la cada
del Imperio Romano el arte sufri un gran retroceso, durante ms de
seis siglos. El hombre medieval vea en los ros una defensa natural
contra las invasiones, por lo que no consideraba necesario la
construccin de los medios para salvarlos. El puente era un punto
dbil en el sistema defensivo feudal. Por lo tanto muchos de los que
estaban construidos fueron desmantelados, y los pocos que quedaron
estaban protegidos con fortificaciones.
Puente Romano de Crdoba, con la Mezquita de Crdoba.
IV. FUNDAMENTO TEORICO: PUENTE:Obras de arte destinadas a salvar
corrientes de agua, depresiones del relieve topogrfico, y cruces a
desnivel que garanticen una circulacin fluida y contina de
peatones, agua, ductos de los diferentes servicios, vehculos y
otros que redunden en la calidad de vida de los pueblos.El puente
es una estructura que forma parte de caminos, carreteras y lneas
frreas y canalizaciones, construida sobre una depresin, ro, u
obstculo cualquiera. Los puentes constan fundamentalmente de dos
partes, la superestructura, o conjunto de tramos que salvan los
vanos situados entre los soportes, y la infraestructura (apoyos o
soportes), formada por las pilas, que soportan directamente los
tramos citados, los estribos o pilas situadas en los extremos del
puente, que conectan con el terrapln, y los cimientos, o apoyos de
estribos y pilas encargados de transmitir al terreno todos los
esfuerzos.El diseo de cada puente vara dependiendo de su funcin y
la naturaleza del terreno sobre el que el puente es construido.Su
proyecto y su clculo pertenecen a la ingeniera estructural, siendo
numerosos los tipos de diseos que se han aplicado a lo largo de la
historia, influidos por los materiales disponibles, las tcnicas
desarrolladas y las consideraciones econmicas, entre otros
factores.Puente Colgante Akashi-Kaiko en Kobe-Naruto - Japn
CLASIFICACION DE PUENTES:Los puentes pueden ser clasificados
segn muchas caractersticas que presentan, entre las clasificaciones
ms comunes se tienen las siguientes:a) Por su longitud: Puentes
mayores (Luces de vano mayores a los 50 m.)Puentes menores (Luces
entre 10 y 50 m.). Alcantarillas (Luces menores a 10 m.).b) Por el
servicio que presta:Puentes camineros. Puentes ferroviarios.Puentes
en pistas de aterrizajePuentes acueducto (para el paso de agua
solamente). Puentes canal (para vas de navegacin).Puentes para
oleoductos.Puentes basculantes (en zonas navegables)Puentes
parpadeantes (en cruces de navegacin)Pasarelas (o puentes
peatonales)
c) Por el material del que se construye la
superestructura:Puentes de madera.Puentes de mampostera de
ladrillo. Puentes de mampostera de piedra. Puentes de hormign
ciclpeo. Puentes de hormign simple. Puentes de hormign armado.
Puentes de hormign pretensado. Puentes de seccin mixta. Puentes
metlicos. d) Por los mecanismos de transmisin de cargas a la
infraestructura:Puentes de vigas. Puentes aporticados. Puentes de
arco.Puentes en volados sucesivos.Puentes atirantados Puentes
colgantes.
PARTES DE UN PUENTE: Se compone de las siguientes partes
principales: a) Subestructura o Infraestructura. Compuesta por
estribos y pilares. Estribos, son los apoyos extremos del puente,
que transfieren la carga de ste al terreno y que sirven adems para
sostener el relleno de los accesos al puente. Pilares, son los
apoyos intermedios, es decir, que reciben reacciones de dos tramos
de puente, transmitiendo la carga al terreno.b) Superestructura.
Compuesta de tablero y estructura portante. El tablero, est formado
por la losa de concreto, enmaderado o piso metlico, el mismo
descansa sobre las vigas principales en forma directa a travs de
largueros y viguetas transversales, siendo el elemento que soporta
directamente las cargas.Estructura portante o estructura principal,
es el elemento resistente principal del puente, en un puente
colgante seria el cable, en un puente en arco seria el anillo que
forma el arco, etc.Tambin son parte de esta las vigas, diafragmas,
aceras, postes, pasamanos, capa de rodadura, en el caso de puentes
para ferrocarriles se tuviera las rieles y los durmientes.c)
Elementos intermedios y /o auxiliares.
Que son los elementos que sirven de unin entre los nombrados
anteriormente, varan con la clase de puente, siendo los
principales: dispositivos de apoyo, pndola, rotulas, vigas de
rigidez, etc. y que en cada caso particular podra existir o no.
ANALISIS DE EFICIENCIA DE UN PUENTE:a) La eficiencia estructural
de un puente: Puede ser considerada como el radio de carga
soportada por el peso del puente, dado un determinado conjunto de
materiales. En un desafo comn, algunos estudiantes son divididos en
grupos y reciben cierta cantidad de palos de madera, una distancia
para construir, y pegamento, y despus les piden que construyan un
puente que ser puesto a prueba hasta destruirlo, agregando
progresivamente carga en su centro. El puente que resista la mayor
carga es el ms eficiente. Una medicin ms formal de este ejercicio
es pesar el puente completado en lugar de medir una cantidad
arreglada de materiales proporcionados y determinar el mltiplo de
este peso que el puente puede soportar, una prueba que enfatiza la
economa de los materiales y la eficiencia de las ensambladuras con
pegamento.
b) La eficiencia econmica de un puente: Depende del sitio y
trfico, el radio de ahorros por tener el puente (en lugar de, por
ejemplo, un ferry, o una ruta ms larga) comparado con su costo. El
costo de su vida est compuesto de materiales, mano de obra,
maquinaria, ingeniera, costo del dinero, seguro, mantenimiento,
renovacin, y finalmente, demolicin y eliminacin de sus asociados,
reciclado, menos el valor de chatarra de sus componentes. Los
puentes que emplean slo a compresin son relativamente ineficientes
estructuralmente, pero puede ser altamente eficiente econmicamente
donde los materiales necesarios estn disponibles cerca del sitio y
el costo de la mano de obra es bajo. Para puentes de tamao medio,
los apuntalados o de vigas son usualmente los ms econmicos,
mientras que en algunos casos, la apariencia del puente puede ser
ms importante que su eficiencia de costo. Los puentes ms grandes
generalmente deben construirse suspendidos.
INSPECCION DE PUENTES:La inspeccin de puentes consiste en la
determinacin de sus condiciones actuales basndose especialmente en
el criterio humano. Esta evaluacin se hace con base en observacin
directa del puente y en el estudio de informacin existente. El
anlisis que se realiza es puramente cualitativo y no requiere
clculos de profundidades de socavacin pero si lleva a concluir si
se ameritan estudios ms detallados.Usualmente, los puentes crticos
son los construidos en la antigedad con historial de problemas de
socavacin y cimentaciones superficiales. Los costos de la inspeccin
se justifican por la necesidad de garantizar la integridad del
puente que puede debilitarse por factores como socavacin,
sobrecargas, desgaste de materiales, movimientos ssmicos, etc.,
incluso antes de cumplir su perodo de vida til y sobre todo cuando
ha estado expuesto a condiciones ms severas que las asumidas en el
diseo.La inspeccin al igual que el monitoreo y la instrumentacin de
puentes hacen parte de un programa de prevencin. Estas actividades
como tales no mejoran ni garantizan la estabilidad de una
estructura, pero si ayudan a detectar fallas a tiempo para prevenir
problemas futuros. Algunas de las limitaciones de un programa de
inspeccin son: La inspeccin ms comn es la visual pero resulta
altamente subjetiva. Inspecciones objetivas requieren de personal y
equipo especializado y costoso. Dificultad en el acceso a los
elementos a inspeccionar o instrumentar. Imposibilidad de alcanzar
a simple vista elementos bajo agua. Necesidad de inspeccionar
muchos puentes peridicamente. Alta peligrosidad en condiciones de
creciente. Condiciones pobres de observacin por altos niveles del
agua y turbidez. En la actualidad, muy pocos pases cuentan con
programas de inspeccin rutinaria de elementos enterrados o bajo
aguaNecesidad de garantizar la seguridad durante la inspeccin
requirindose chalecos apropiados, equipo de comunicacin, y
eventualmente escaleras en los puentes aunque stas no son muy
recomendadas por algunos inspectores pues tienden a acumular
basuras y desechos y su uso no es confiable durante crecientes.
V. VISITA DE CAMPO :La visita a campo se realiz el da sbado 2 de
junio del 2012, a horas 7:30 am, el lugar de reunin se realiz en
Chiclayo (plazuela Elas Aguirre) del cual se parti a visitar 2
puentes ubicados en la zona de Lambayeque, en el cual el Ing.
encargado del curso; Arturo Rodrguez Serqun se encarg de explicar
los diferentes parmetros de diseo y fallas estructurales que
presentaban dichos elementos estructurales.Primero se visit el
puente denominado Puente Huaca Bandera, que se ubicada en el
distrito de Pacora, luego se procedi a visitar el siguiente puente
que se encuentra ubicado en el distrito de Jayanca denominado
Puente Pampa de Limo, ambos tenan una funcin de trnsito peatonal y
un peso de diseo mximo para el paso de una mototaxi, estos puentes
estaban constituidos por perfiles de acero, cables de acero de alta
resistencia torones, y secciones de madera.
VI. VISITA: PUENTE HUACA BANDERA
1. Ubicacin: La ubicacin del Puente colgante
es:Distrito:Pacora.Provincia:Ferreafe.Departamento:Lambayeque.
MAPA DISTRITO DE PACORA
PUENTE COLGANTE PACORA
2. Caractersticas:
TIPO:Colgante - PeatonalLONGITUD:150 mANCHO:2.50 mALTURA MAXIMA
:4.00 m
3. Descripcin de la visita:
Est construida de acero, madera y concreto.La concepcin es que
la plataforma recibe cargas de gravedad y las transfiere a los
elementos verticales llamadas pndolas, estas a su vez la
transfieren a los cables principales que se apoyan en la parte
superior de las torres y luego trasladan la carga hacia los bloques
de anclaje de concreto en los extremos.
Plataforma: Es de madera, est constituida por listones de madera
de 24.5cmx6cmx2.62m
Bloques de anclaje:Son de concreto se empotran en el
terreno.
Cables y pndolas:Trabajan exclusivamente a traccin. Los cables
son llamados torones o strams estos estn constituidos por un hilo
central y otros seis hilos trenzados; estos cables tambin son
utilizados para el pre esforzado. Tienen espesor de 5/8
4. Fotografas de Campo:
Vista del puente colganteEstructura con dos apoyos
intermedios
Bloque de anclaje de concreto.
Parte superior de la torre donde se apoyan los cables
principales.
Cables principales de 1 y pndolas de 5/8
VII. VISITA: PUENTE PAMPA DE LINO
1) Ubicacin: La ubicacin del Puente colgante
es:Distrito:JayancaProvincia:FerreafeDepartamento:Lambayeque.MAPA
DISTRITO DE JAYANCA
PUENTE COLGANTE PAMPA DE LINO
2) Caractersticas: TIPO :Peatonal - colganteCAPACIDAD : 3
Ton.LONGITUD :150 mANCHO : 2.50 mALTURA MAXIMA :2.5 mAO DE
CONSTRUCCION :1999
3) Descripcin de la visita:Este puente colgante es ms moderno
que el anterior, est constituido de prticos de acero en cajn de
seccin cuadrada.Est construida de acero, madera y concreto.La
concepcin es que la plataforma recibe cargas de gravedad y las
transfiere a los elementos verticales llamadas pndolas, estas a su
vez la transfieren a los cables principales que se apoyan en la
parte superior de las torres y luego trasladan la carga hacia los
bloques de anclaje de concreto en los extremos.
Plataforma: Es de madera, est constituida por listones de madera
de 24.5cmx6cmx2.62m
Bloques de anclaje:Son de concreto se empotran en el
terreno.
Cables y pndolas:Trabajan exclusivamente a traccin. Los cables
son llamados torones o strams estos estn constituidos por un hilo
central y otros seis hilos trenzados; estos cables tambin son
utilizados para el pre esforzado. Tienen espesor de 5/8
4) lbum fotogrfico:Vista del puente colgante Ptipo.
Estructura que no posee apoyos intermedios ya que esta
construidas por perfiles de acero
En la parte inferior observamos que estn construidas sobre
perfiles de acero tipo i
Bloque de concreto de apoyo.
Conexiones de placas con pernos sobre madera.
Conexin de placas con pernos sobre cable principal.
VIII. CONCLUSIONES : Los puentes pueden ser clasificados por la
forma en que las cuatro fuerzas de tensin, compresin, flexin y
cortante o cizalladura estn distribuidas en toda su estructura. La
conservacin de puentes es muy viable; se ha demostrado, a travs de
varios puentes que se crean inservibles, en la prctica, que con la
aplicacin del proceso de conservacin se arrojan datos exitosos. Se
ha demostrado que los productos y procedimientos empleados en la
conservacin de puentes han evolucionado en tal forma que las
estructuras mejoran su capacidad de resistencia, mucho ms que en un
estado original. Hay que dedicar medios humanos y tcnicos
suficientes que permitan tener un conocimiento completo y
actualizado de su estado, que permita definir el volumen de
recursos necesarios para su conservacin, y garanticen el empleo
ptimo y eficaz de dichos recursos. Se pueden combinar estructuras y
perfiles de acero con la madera (como parte de la plataforma) en la
construccin de puentes.
IX. BIBLIOGRAFIA: Apuntes de la visita a obra explicado por el
ingeniero. Pgina web acerca de diseo de puentes.
(www.proycad.Blogspot.com/2009/ 06/
manual-de-diseno-de-puentes.html)
VISITA DE CAMPO 4