2. Puentes Acero vs Concreto- Ricardo Germanetti

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PUENTES DE ACERO VS CONCRETORicardo GermanettiSUBESTRUCTURAConcretoEstribosPilasMurosFundacionesSUPERESTRUCTURAAceroVigasCerchasCablesArcosLosa rodaduraConcretoPuente deOccidenteJos Mara Villa Villa1895 – Luz 287 mColgantePuente Navarro(Pto Bogota Rio Magdalena) Long 168mSan Francisco Bridge Company deNueva York -1898Puente Navarro(Pto Bogota )El gobierno lo dio enconcesin para su explotacin por 99 aos a travs del cobro de peajescon valor segn el tipo de carga que se iba a pasar. Eso dur pocoporque lleg la Guerra de los Mil Das y cambi todas lascondiciones.Bernardo NavarroBohrquezPuente Carlos Holgun (JuanchitoRio Cauca) Luz 190 mConstruccin 1922 y rehabilitado 1957AmericanBridge (1953) Luz centra 160m Rehabilitado 1998Puente enBolombolo(Jos Mara Escobar)ColganteViaducto Pereira dos quebradas(Cesar Gaviria)1997longitud 439m Luz 211mAtirantadoPuente en PuertoValdiviaLongitud 242m (luz 130m)Arco losa superiorPuente Pescaderosobre el CaucaLongitud(long 120marco 80m)Arco losa superiorPuenteOpn (Ruta del Sol) Luz 140mArco losa superiorPuente Opn (Ruta delSol) Luz 140mArco losa inferiorRuta del SolCerchaPuente en PuertoBerrioLongitud 587 m (9 luces Luz principal 154m)CerchaPuentesQuebrada Blanca (Bogot Villavicencio)Prtico o PiArcoPrtico28+20+75+20= 142,8m marzo 2010Nuevo Puente Quebrada BlancaLongitud167mExtradosadoPUENTE DE CHIRAJARA Long 294mDos vigas metlicasLuces70.64, 94.17, 75.64 y 44.03mPUENTE DE CHIRAJARA Long 294mDos vigasmetlicasLuces 70.64, 94.17, 75.64 y 44.03mPuente 58 Variante a PtoValdivia – ItuangoVigas en IPuente 57 Variante a Pto Valdivia -ItuangoVigas en IPuente 50 Variante a Pto. Valdivia – ItuangoVigasen IElColombianoEltiempoPuente 4 surPuente sobre Sogamoso – Rutadel solVigas postensadas suspendidas (Gerber)Puente sobre Sogamoso- Ruta del solVigas postensadas suspendidas (Gerber)VigaspostensadasAUTOPISTA BOGOT VILLAVICENCIOFuente: VSLPUENTE MADRELAURA Vigas cajn Voladizos sucesivos AUTOPISTA BOGOTVILLAVICENCIOPUENTE GUILLERMO GAVIRIA CORREATomado CONCONCRETOVigascajn Voladizos sucesivos Luz 200mYOND, ANTIOQUIA BARRANCABERMEJA,SANTANDERSISTEMA DE ADMINISTRACIN DE PUENTES COLOMBIANOSEn 1996 elINVIAS implement SIPUCOL, con la asesora del Directorado deCarreteras de Dinamarca.Vas Nacionales.Tipo Cantidad Porcentaje Luzpromedio (m)Puentes acero268 11% 50Concreto reforzado1619 64%16Concreto preesforzado580 23% 32Concreto ciclpeo o sin refuerzo442% 12Piedra, Ladrillo y Otros24 1% 13Total2535100%01002003004005006007001.940 1.950 1.960 1.970 1.980 1.990 2.0002.010TotalAceroConcreto ReforzadoConcreto PreesforzaAo deconstruccin* 1870 puentes sin fecha de construccinMichiganDepartment of TransportationTipo de viga Cantidad de puentesVidatil (Aos)Steel beam 2647 47Prestressed beam 1198 45Prestressed boxbeam 390 35Prestressed I-beam 800 52Brandon Boatman(2010)Transition probabilities were calculated using NBIsuperstructure ratings from 2004 to 2010.Vida til concreto y acerosimilarSIPUCOL – 2009Puentes remplazados 32Puentes con fechaconstrucc. 23Vida servicio prom. (Aos)35Vida servicio mx. (Aos)60Vida servicio min. (Aos) 6Puentes de ACEROPuentes en servicio236Puentes con fecha construcc. 86Vida servicio prom. (Aos)40Vidaservicio mx. (Aos) 89Vida servicio min. (Aos) 8Puentes en servicioCalific. (4) 27Puentes con fecha construcc. 8Vida servicio prom.(Aos)46Vida servicio mx. (Aos) 82Vida servicio min. (Aos) 19SIPUCOL- 2009Puentes remplazados 90Puentes con fecha construcc. 23Vidaservicio prom. (Aos)41Vida servicio mx. (Aos) 87Vida servicio min.(Aos) 23Puentes de CONCRETOPuentes en servicio 2109Puentes confecha construcc. 523Vida servicio prom. (Aos)32Vida servicio mx.(Aos) 82Vida servicio min. (Aos) 9Puentes en servicio Calific. (4)63Puentes con fecha construcc. 24Vida servicio prom. (Aos)34Vidaservicio mx. (Aos) 49Vida servicio min. (Aos) 10Causa ColapsoCantidad Porcentaje Acero ConcretoCrecientes y avalanchas51 18% 36%54%Socavacin43 15% 16% 76%Deficiencias estructurales y de diseo186% 56% 17%Sobrecarga e impacto8 3% 63% 37%Deficiencias en laconstruccin e interventora3 1% 33% 66%Atentados159 56%Total282 100%42 74Tesis DAVID SEBASTIN CUSBA y Edgar Muoz (2011)No solo los deacero se caen, tambin los de concretoProv.Tomado Edgar E. Muoz Daz(2002)Puente la Unin – Internacional Norte SantanderConstruido en1926 – Luz 72,6 mArcoPuente la Unin – Internacional Norte Santander- Construido en 1926 – Luz 72,6 mArcoPuente la Unin – InternacionalNorte Santander – Construido en 1926 – Luz 72,6 mCreciente Febrero2005 (79aos)PuenteprovisionalNolascoinstaladoentrelosmunicipiodeCandelariaLaberinto (Departamento del Cauca) luego de la Avalancha del RoPezocurridaen junio de 1996Puente Nolasco construido luego de laAvalancha del Ro Pez ocurrida el20 de noviembre de 2008Puente JorgeGaitn Durn (Dpto. Norte de Santander) luego de su colapso porsocavacin en laspilasEstadoactualdelPuenteJorgeGaitnDurnluegodesuconstruccinenconcreto postensadoInstalacindeunpuenteprovisionalPuente Losngeles(Dpto. Huila)luego de su colapso ocurrido el 16 de octubre de1996Estado actual del Puente Los ngeles(Dpto. Huila)luego de suconstruccin en 1996Puente en estructura metlica colgante que falldurante el proceso de montaje de una de las torres que conformaransu estructura.Luego provisional fall en prueba de carga.TomadoEdgar E. Muoz DazPuente Pescadero en Arco atirantadocon luz de 120m construido en 1984Colapsado 7enero 1996 -falla en la uninarco-pendoln comoconsecuencia de deficiencia en el diseo.Trnsito devehculos sobre puente provisional metlico con capacidad menor a las12toneladasEl16defebrerode1996elpuenteprovisionalyaestabaadisposicindeltrnsito vehicularPuente nuevo diseado por INTEGRAL (1996)No sololongitud de la luz Anlisis en conjuntoTipologa, Material,Geotecnia, Hidrulica, Construccin(50 m)$ 0$ 500.000$ 1.000.000$1.500.000$ 2.000.000$ 2.500.000$ 3.000.000$ 3.500.000$ 4.000.000$4.500.00020 25 30 35 40 45 50 55 60 65Costo ($/m2)Luz (m)CostoPuentesSuperestructura Acero Subestructura TotalSubestructuraSuperestructura concreto TotalVigas en I Luz simpleRef. Rubn Gmez -Integral05010015020025030035040035 45 55Peso (ton/m2)Luz (m)3vigas4 vigasRef. Rubn Gmez – IntegralPeso (ton) %3 Vigas 71,078%Atiesadores vigas interiores 5,0 5%Atiesadores vigas exteriores3,5 4%Cross Frame 3,9 4%Diafragmas5,5 6%Conectores 2,6 3%Total 91,5100%Luz 39 m3 vigasLuz 40 m4 vigas1 viga acero 19,5 ton (26%)1 vigaconcreto 75,0 ton (100%)Superestructura con vigas en acero 40% maslivianaConcreto MetlicoLong. (m) Costo ($/m2) Tipologa Costo ($/m2)Tipologa35 $ 2.445.718 Luz simple $ 2.994.315Luz simple40 $3.846.154 Luz simple $ 3.192.363Luz simple50 $ 2.335.460 2 lucessimples $ 3.356.044Luz simple60 $ 3.324.379 2 luces simples $3.760.032Luz simple80 $ 3.466.706 3 luces simples $ 3.196.573 3luces continuas90 $ 3.213.859 3 luces simples $ 2.967.9513 lucescontinuas$ 0$ 1.000.000$ 2.000.000$ 3.000.000$ 4.000.000$5.000.00020 40 60 80 100Costo ($/m2)Longitud (m)ConcretoAceroRef.Rubn Gmez – IntegralDimensiones comerciales placas de acero:Placade acero6,09 m20240(480)2,44 m896Espesores 3/8, , 5/8, ,1, 1.5, 2,3Perdida por corte aprox. (2cm)Luz 45 mMltiplo de las dimensionesde las placasUniformizar espesoresSteel Bridge Construction:Myths&RealitiesApoyos similares a vigas postensadasFatiga:El dao,por un agrietamiento progresivo, de una parte de un elementocausado por la aplicacin repetitiva de un esfuerzo cuya magnitud esinsuficiente para inducir una falla para un solo ciclo deaplicacin.Fractura frgil:La falla de una parte de un elementoestructural por la propagacin rpida de un fisura en un solo ciclo ysin una deformacin plstica importante.(Temperatura, esfuerzos,tenacidad)Puente Opn (Ruta del Sol) Luz 140mPuente Opn (Ruta delSol) Luz 140mPuente Opn (Ruta del Sol) Luz 140mPuente OpnPuente Opn(Ruta del Sol) Luz 140mAtiesadores almaPuente Opn (Ruta del Sol)Atiesadores almaPuente Opn (Ruta del Sol) Luz 140mRiostrasVerticalesPuente Opn (Ruta del Sol) Luz 140mPuente Opn (Ruta delSol) Luz 140mMnsula soportePendoln Puente Opn (Ruta del Sol) Luz140mEfecto de palanca- Prying actionMnsula soportePendoln 1.Scope1.1 This specification covers carbon and high-strengthlow-alloy steel structural shapes, plates, and bars and quenchedand tempered alloy steel for structural plates intended for use inbridges. Seven grades are available in four yield strength levelsas follows:1.1.1 Grades 36 [250], 50 [345], 50S [345S], and 50W[345W] are also included in Specifications A36/A36M, A572/A572M,A992/A992M, and A588/A588M, respectively. When the requirements ofTable 8 or Table 9 or the supplementary requirements of thisspecification are specified, they exceed the requirements ofSpecifications A36/A36M, A572/A572M, A992/A992M, andA588/A588M.1.1.2 Grades 50W [345W], HPS 50W [HPS 345W], HPS 70W[HPS 485W], and HPS 100W [HPS 690W] have enhanced atmosphericcorrosion resistance (see 13.1.2). Product availability is shown inTable 1.1.4 For structural products to be used as tensioncomponents requiring notch toughness testing, standardizedrequirements are provided in this standard, and they are based uponAmerican Association of State Highway and Transportation Officials(AASHTO) requirements for both fracture critical and non-fracturecritical members.CCP-14fracture critical members or membercomponents are steel tension members or steel components of memberswhose failure would be expected to result in collapse of thebridge. AASHTO Manual for Bridge Evaluation (MBE), 2ndEdition.Miembrodefracturacrtica(MFC) Componenteentensincuyafallaqueseespera resulteenelcolapso del puente o su incapacidad paracumplir su funcinCCP-14 y ASSHTO LRFD Bridge Design Specificationsasteel member in tension, or with a tension element, whose failurewould probably cause a portion of or the entire bridge to collapse.National Bridge Inspection Standards (NBIS)Implicaciones seanmiembro de fractura critica:Especificar el material adecuado yensayos para diseo y fabricacinRequiere una mayor cantidad deensayos charpyFractura crtica (F) frecuencia P Cada LminaNoFractura critica (T) frecuencia H Cada 2 ton (Zona 1 -18C)FCMespesor

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