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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)
fsima@fing.edu.uy
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Montevideo, Setiembre 2012
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
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Tendencia de la inversin en la construccin/mantenimiento de
puentes en Europa
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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
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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 (
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Esquema tpico de un puente integral (IAB Integral Abutment bridge)
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Experiencia Internacional
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)
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Experiencia Internacional
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
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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
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Si no es posible hacer
los estribos flexiblesSemi-integral
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Puentes de
curvatura fuerte
Aparecern adems
esfuerzos de flexin
transversales
Estribos tan rgidos
como sea posible
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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)
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Anlisis
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Anlisis no lineal
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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
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Concepto de puente extradosado Mathivat 1988
Previamente utilizado por Christian Menn (Puente de Ganter) 1980
Montevideo, Setiembre 2012
Puentes: Diseo y Construccin
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Compiten con los puentes ejecutados
por voladizos sucesivos y atirantadosLuces entre 100 y 200 m
Montevideo, Setiembre 2012
Puentes: Diseo y Construccin
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Puente de Ganter (Suiza, 1980) Christian Menn
Montevideo, Setiembre 2012
Puentes: Diseo y Construccin
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Propuesta de Mathivat para el viaducto Arrt-Darr
(Francia, 1983)
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Puente de Barton Creek (USA, 1991) Tony Gee
Montevideo, Setiembre 2012
Puentes: Diseo y Construccin
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Puente de Socorridos (Portugal, 1994)
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Odawara Blue Way (Japn, 1994)
Montevideo, Setiembre 2012
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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)
Puentes: Diseo y Construccin
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Puentes: Diseo y Construccin
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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
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Sunniberg bridge (Suiza, 1998) Christian Menn
Montevideo, Setiembre 2012
Puentes: Diseo y Construccin
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Sunniberg bridge (Suiza, 1998) Christian Menn
Montevideo, Setiembre 2012
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Sunniberg bridge (Suiza, 1998) Christian Menn
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Puentes: Diseo y Construccin
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Puente extradosado en Maribor (Eslovenia, 2007)
Montevideo, Setiembre 2012
Puentes: Diseo y Construccin
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Puente extradosado en Maribor (Eslovenia, 2007)
Montevideo, Setiembre 2012
Puentes: Diseo y Construccin
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Puente extradosado en Maribor (Eslovenia, 2007)
Montevideo, Setiembre 2012
Puentes: Diseo y Construccin
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Pearl Harbor Memorial Bridge (New Haven, USA 2012)
Montevideo, Setiembre 2012
Puentes: Diseo y Construccin
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Pearl Harbor Memorial Bridge (New Haven, USA 2012)
Montevideo, Setiembre 2012
Puentes: Diseo y Construccin
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Montevideo, Setiembre 2012
Yumekake Bridge (Japn, 2010)
Puentes: Diseo y Construccin
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Yumekake Bridge (Japn, 2010)
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Puente sobre el ro Deba (Espaa, 2003)
Puentes: Diseo y Construccin
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Puente sobre el ro Deba (Espaa, 2003)
Puentes: Diseo y Construccin
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Puente sobre el ro Deba (Espaa, 2003)
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Puentes Integrales y Puentes con Pretensado Extradorsal
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Gracias por su atencin