PUENTES APOYOS ELASTOMÉRICOS

Transcripción

1 FACULTAD DE INGENIERÍA U.B.A. Departamento Construcciones y Estructuras HORMIGÓN II PUENTES Se trata de apoyos flexibles construidos con materiales sintéticos. Vulgarmente, se los denomina Apoyos de Neopreno. El material base suele ser una combinación de diversos elastómeros y otros aditivos químicos. Presentan diversas ventajas respecto a los apoyos mecánicos 1

2 A) Economía: Simplicidad de Diseño Facilidad de fabricación Bajo costo del material B) Efectividad: (como medio de transmisión de cargas) C) Ausencia de Mantenimiento: Cargas Compresión: Absorbe las irregularidades de las superficies de contacto Cargas Horizontales Se deforma rápidamente desde el comienzo del movimiento de las vigas. No hay necesidad de limpieza ni de lubricación. Todo el movimiento es absorbido por deformaciones de la goma Caucho sintético : Tiene las cualidades elásticas del caucho natural pero posee mejor resistencia que aquel contra corrosión y envejecimiento, especialmente en los procesos de oxidación acelerada ante la luz y la intemperie. 2

3 Apoyo sintético Armado: es un bloque de caucho sintético que contiene láminas de acero en su interior, adheridas mediante un proceso de vulcanización Porqué Armado? La capacidad del bloque de goma para soportar Cargas Verticales se incrementa tanto como el número de laminas de acero que se colocan 3

4 Fabricación: Los apoyos elastoméricos armados están compuestos por múltiples laminas de material elastomérico separadas por placas de acero como armaduras. Las dimensiones del apoyo, el número de capas de neopreno y su espesor e igualmente el de las placas de acero, será dimensionado en función de las cargas a ser transmitidas a la infraestructura. La inclusión efectiva de las planchas de acero como armaduras implica un proceso de moldeo del apoyo con vulcanización, es decir bajo condiciones de presión y temperatura. 4

5 APARATOS MECÁNICOS APARATOS MECÁNICOS 5

6 APARATOS MECÁNICOS Cálculo del Neopreno Apoyo Neopreno Viga Principal Viga Principal tt Ver detalle Eje de apoyo de la viga w b b máx = ancho Viga 2cm 15cm o 5 x t t < w < b 1cm < t t < w / 5 6

7 Carga Vertical: Las acciones verticales a considerar en el apoyo son las reacciones de las vigas (V) debido a las Cargas gravitatorias del Tablero (Q). Q = Pg + Pq Q 2 Donde: Pg = peso propio Tablero Vigas Principales Riostras Pq = Sobrecargas Aplanadora Muchedumbre. Sobrecarga en veredas V = n v Carga Vertical: La tensión de compresión en el Neopreno es σ = V w b Fijada la tensión admisible del Neopreno (σ) (70 a 120 kg/cm2) y adoptada la dimensión b, se obtendrán las dimensiones en planta: V w = σ b 7

8 t Verificaciones complementarias: 1. Máximo Corrimiento ( l) 2. Deformación del espesor 3. Deslizamiento 1. Máximo Corrimiento ( l) l γ γ l 0. 5 t w l tg max ( γ ) = = t 0.5 8

9 1. l es producido por: Variación de Temperatura: L( m) l1 = α( cm / m) t(º C) 2 donde α = coeficiente dilatación del Hormigón 1. l es producido por: Fuerza de Frenado F t 1 = 0.15 PesoAplanadora nº fajas 1 F t 2 = C argamuchedumbre Sup. Calzada 25 G o Tensión = = Distorsión F b w F t = l b w t 2 l 2 F t Tipo G o (kg/cm l 2 = 2 ) Shore 50 8 G b w o Shore Shore

10 t 1. l es producido por: Fenómenos reológicos El corrimiento total será: l = l 1 + l 2 Se deberá verificar que: l tg( γ ) = tg max ( γ ) = t 0.5 2) Deformación del Espesor: w 15%t La deformación del espesor del Neopreno depende de la dureza del material, la carga unitaria y del Factor de Forma. w b V 2 T = k = 2 ( kg cm ) ( w + b) t w b 10

11 2) Deformación del Espesor: 2) Deformación del Espesor: Se pueden presentar dos casos después de entrar al ábaco: Si las dimensiones adoptadas verifican, ( l < 15% t) para cualquier dureza, conviene elegir la dureza más baja para tener menor deformación permanente en la Obra. Si ninguna dureza cumple, debo modificar el apoyo. Para ello se puede modificar las dimensiones en planta aumentando w o utilizar Neoprenos Armados. 11

12 2) Deformación del Espesor: 2) Deformación del Espesor: El uso de neoprenos armados permite reducir las deformaciones de las placas de goma debido al confinamiento otorgado por los flejes metálicos. Chapa metálica soldada al neopreno t t1 t2 w T 1+ T 2 > T b 12

13 2) Deformación del Espesor: Si bien el material sintético tiene un Módulo de elasticidad bajo (E=6000 kg/cm²), tiene un módulo de Poisson elevado (G=10 kg/cm²), por eso se pueden controlar las deformaciones normales controlando las transversales. 3) Verificación al Deslizamiento: Debido a los esfuerzos horizontales, el apoyo de Neopreno sufre una distorsión (γ) en su altura, la cual no debe superar el limite de tg(γ)<0.5 (Verificación del corrimiento máximo). Además de poder deformarse el neopreno debe ser capaz de transmitir este esfuerzo sin deslizarse. 13

14 3) Verificación al Deslizamiento: Para ello se realiza el cálculo del corrimiento admisible sin deslizamiento (δ) que soporta el apoyo: δ = 0. 2 Pg t t b w X G Donde X es un factor que depende de la temperatura mínima. Debe verificarse que: o 3) Verificación al Deslizamiento: Temp. Minima (ºC) X Donde X es un factor que depende de la temperatura mínima. Debe verificarse que: 14

15 3) Verificación al Deslizamiento: Debe verificarse que: δ > l Para evitar esta circunstancia, se puede proceder de alguna de las formas que se indican a continuación: Disminuyendo el valor de G, utilizando un material de menor dureza. Aumentando el espesor total de neopreno (t t altura neta de goma), respetando las proporciones geométricas establecidas anteriormente. PATOLOGÍAS 15

16 PATOLOGÍAS PROYECTO 16