ING. CARLOS FERNÁNDEZ CHAVES

Transcripción

1 ING. CARLOS FERNÁNDEZ CHAVES

2 Ubicado en la estación 4+75 de la Autopista General Cañas. Diseñado y construido en la década de los sesenta siguiendo las especificaciones AASHTO 957 (carga vehicular HS-5-S-944).

3 Ubicado en la estación 4+75 de la Autopista General Cañas. Diseñado y construido en la década de los sesenta siguiendo las especificaciones AASHTO 957 (carga vehicular HS-5-S-944). Longitud total de 60. metros: claros de 7.4 metros de luz con vigas de acero. claro de 76. metros de luz con una cercha de acero.

4 Ubicado en la estación 4+75 de la Autopista General Cañas. Diseñado y construido en la década de los sesenta siguiendo las especificaciones AASHTO 957 (carga vehicular HS-5-S-944). Longitud total de 60. metros: puentes de 9.9 m de ancho cada uno: carriles de 4.0 metros cada uno. aceras de 0.95 metros cada una.

5 Fecha de la última inspección agosto 00. Daños en la losa de concreto: Alto nivel de fisuramiento (visibles por la superficie inferior).

6 Fecha de la última inspección agosto 00. Daños en la losa de concreto: Alto nivel de fisuramiento (visibles por la superficie inferior). Huecos y orificios.

7 Fecha de la última inspección agosto 00. Daños en la losa de concreto: Alto nivel de fisuramiento (visibles por la superficie inferior). Huecos y orificios. Zonas cubiertas con asfalto que evitan observar daños (ocultan daños).

8 Fecha de la última inspección agosto 00. Daños en la losa de concreto: Alto nivel de fisuramiento (visibles por la superficie inferior). Huecos y orificios. Zonas cubiertas con asfalto que evitan observar daños (ocultan daños). Daños en los apoyos: Filtración de agua por las juntas elásticas. Conexiones dañadas.

9 Fecha de la última inspección agosto 00. Daños en la losa de concreto: Alto nivel de fisuramiento (visibles por la superficie inferior). Huecos y orificios. Zonas cubiertas con asfalto que evitan observar daños (ocultan daños). Daños en los apoyos: Filtración de agua por las juntas elásticas. Conexiones dañadas. Apoyos desbalanceados.

10 Fecha de la última inspección agosto 00. Daños en la losa de concreto: Alto nivel de fisuramiento (visibles por la superficie inferior). Huecos y orificios. Zonas cubiertas con asfalto que evitan observar daños (ocultan daños). Daños en los apoyos: Filtración de agua por las juntas elásticas. Conexiones dañadas. Apoyos desbalanceados. Daños en vigas y cerchas de acero: Vegetación.

11 Fecha de la última inspección agosto 00. Daños en la losa de concreto: Alto nivel de fisuramiento (visibles por la superficie inferior). Huecos y orificios. Zonas cubiertas con asfalto que evitan observar daños (ocultan daños). Daños en los apoyos: Filtración de agua por las juntas elásticas. Conexiones dañadas. Apoyos desbalanceados. Daños en vigas y cerchas de acero: Vegetación. Corrosión. Pérdida de elementos (remaches)

12 Problemas para soportar las cargas vehiculares actuales. Carga de diseño original HS-5-S-944. Carga por demanda actual HS-0 incrementada un 5 %. HS-5-S-944 HS %

13 Problemas para soportar las cargas vehiculares actuales. Carga de diseño HS-5-S-944. Carga de diseño actual HS-0 incrementada un 5 %. Deficiente condición de servicio dentro de la Ruta Nacional No.. El puente cuenta con carriles en cada sentido, mientras que la Ruta Nacional No. cuenta con carriles actualmente y se prevé una ampliación a 4 carriles por sentido. Vulnerabilidad sísmica El sistema estructural cuenta con poca redundancia. La subestructura es poco rígida.

14 Problemas para soportar las cargas vehiculares actuales. Carga de diseño HS-5-S-944. Carga de diseño actual HS-0 incrementada un 5 %. Deficiente condición de servicio dentro de la Ruta Nacional No.. El puente cuenta con carriles en cada sentido, mientras que la Ruta Nacional No. cuenta con carriles actualmente y se prevé una ampliación a 4 carriles por sentido. Vulnerabilidad sísmica El sistema estructural cuenta con poca redundancia. La subestructura es poco rígida. El tamaño de los apoyos para las vigas y la cercha es insuficiente.

15 Problemas para soportar las cargas vehiculares actuales. Carga de diseño HS-5-S-944. Carga de diseño actual HS-0 incrementada un 5 %. Deficiente condición de servicio dentro de la Ruta Nacional No.. El puente cuenta con carriles en cada sentido, mientras que la Ruta Nacional No. cuenta con carriles actualmente y se prevé una ampliación a 4 carriles por sentido. Vulnerabilidad sísmica El sistema estructural cuenta con poca redundancia. La subestructura es poco rígida. El tamaño de los apoyos para las vigas y la cercha es insuficiente. No cuenta con dispositivos que limiten los desplazamientos de la superestructura. Deterioro avanzado y falta de mantenimiento

16 Empresas o instituciones involucradas en el proceso: LB FOSTER diseñó y suministró la rejilla. MOPT avaló el diseño de LB FOSTER y elaboró las especificaciones técnicas. Constructora Soares da Costa contratista, realizó la sustitución de la rejilla. CEMEX diseñó y suministró el concreto utilizado. CACISA realizó, parte el contratista, el control de calidad de los concretos y la verificación de la calidad de los materiales. CONAVI realizo la administración del contrato y la inspeccionó el proyecto. Costos del proyecto:

17 Objetivo principal: Incrementar la capacidad estructural para soportar las cargas vehiculares que actualmente transitan sobre el puente, disminuir el peso total de la losa para incrementar la capacidad estructural de las vigas sin tener que reforzarlas, lo anterior con la menor afectación al tránsito posible. NOTA: NO se pretendía con la sustitución de la rejilla disminuir la vulnerabilidad sísmica del puente. Se utilizó un sistema de rejillas de acero rellenas a media altura con concreto. Ventajas del sistema de rejillas sobre las losas convencionales de concreto: La rejilla es más liviana que una losa convencional de concreto. En puentes nuevos se da una reducción en los materiales necesarios. En rehabilitación de puentes, permite aumentar la capacidad para soportar cargas vehiculares sin tener que reforzar la subestructura. La rejilla tiene una durabilidad que es comparable con una losa convencional de concreto. El tiempo de instalación de la rejilla es mucho menor que el tiempo de construcción de una losa convencional.

18 Características de la rejilla utilizada: 5-Inch RB 8. Concrete Half-Filled Grid del catálogo de productos de LB FOSTER. El acero es A709 grado 50W. El concreto de relleno el Clase B con una resistencia mínima de 80 kg/cm.

19 Características de la rejilla utilizada: 5-Inch RB 8. Concrete Half-Filled Grid del catálogo de productos de LB FOSTER. El acero es A709 grado 50W. El concreto de relleno el Clase B con una resistencia mínima de 80 kg/cm. El concreto de la zona central de la rejilla es colado en planta, mientras que el concreto de las juntas entre rejillas escolado en el sitio del puente.

20 Planta Sitio

21 Características de la rejilla utilizada: 5-Inch RB 8. Concrete Half-Filled Grid del catálogo de productos de LB FOSTER. El acero es A709 grado 50W. El concreto de relleno el Clase B con una resistencia mínima de 80 kg/cm. El concreto de la zona central de la rejilla es colado en planta, mientras que el concreto de las juntas entre rejillas escolado en el sitio del puente. El concreto trabaja en conjunto con la rejilla, por lo que la adherencia entre ambos debe garantizarse.

22 El sistema de rejillas empezó a mostrar un deterioro anormal aproximadamente a los 0 días de entrar en funcionamiento.

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24 El sistema de rejillas empezó a mostrar un deterioro anormal aproximadamente a los 0 días de entrar en funcionamiento. De marzo a julio de 0 se realizaron 4 visitas al puente para observar la evolución del deterioro y las zonas donde se presentaba en mayor grado. Se clasificaron y graficaron los daños.

25 S 4S 4S 4S 4S 4S 4S 5 4S 4S 4S 4S 4S 4S S S S S S S S S S S S S S S S 4 S S S 4 4 S S S S S S S S S Progreso del deterioro en un sector de losa Calificación Descripción Color La zona no presenta grietas por retracción del concreto o se dan en menos del 0% de la misma. La zona presenta grietas por retracción del concreto, además se empieza a observar el patrón de la rejilla, en menos del 0% de la misma. Se observa el patrón de la rejilla en más del 0%, no presenta pérdida de material en la zona. 4 Presenta pérdida de material entre las rejillas en menos del 0% de la pieza La pérdida de material entre las rejillas se presenta en más del 0% de la pieza. 5

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27 El sistema de rejillas empezó a mostrar un deterioro anormal aproximadamente a los 0 días de entrar en funcionamiento. De marzo a julio de 0 se realizaron 4 visitas al puente para observar la evolución del deterioro y las zonas donde se presentaba en mayor grado. Se clasificaron y graficaron los daños. El concreto que en general muestra un alto grado de deterioro es el concreto colado en planta.

28 Concreto colado en sitio Concreto colado en planta

29 Concreto colado en sitio Concreto colado en planta

30 El sistema de rejillas empezó a mostrar un deterioro anormal aproximadamente a los 0 días de entrar en funcionamiento. De marzo a julio de 0 se realizaron 4 visitas al puente para observar la evolución del deterioro y las zonas donde se presentaba en mayor grado. Se clasificaron y graficaron los daños. El concreto que muestra un alto grado de deterioro es el concreto colado en planta. En sección transversal del puente, las línea,, 5 y 6 son las más deterioradas por la ubicación de las ruedas de los vehículos (líneas de transito pesado y donde la ubicación de la carga esta fuera de los ejes de apoyo en vigas).

31 Línea Línea Línea 5 Línea 6

32 Línea 5 Línea 6

33 El sistema de rejillas empezó a mostrar un deterioro anormal aproximadamente a los 0 días de entrar en funcionamiento. De marzo a julio de 0 se realizaron 4 visitas al puente para observar la evolución del deterioro y las zonas donde se presentaba en mayor grado. Se clasificaron y graficaron los daños. El concreto que muestra un alto grado de deterioro es el concreto colado en planta. En sección transversal del puente, las línea,, 5 y 6 son las más deterioradas por la ubicación de las ruedas de los vehículos. Dado el deterioro del concreto, se tomaron núcleos de concreto de la rejilla, los resultados obtenidos permiten considerar que la resistencia real del concreto en la rejilla podría ser inferior a la proyectada por los cilindros.

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35 Se realizó el análisis estructural del puente con su losa original y con la nueva rejilla mediante modelos enel programa SAP-000.

36 Deacuerdo con la información disponible inicialmente se puede establecer: Diseño: De acuerdo con AASHTO, el diseño de la rejilla cumple por resistencia y fatiga, pero no por deformaciones. Concreto colado en planta: No cumple con la relación agua cemento máxima establecida por AASHTO ni la recomendada por el fabricante. No cumple con el tamaño máximo de agregado establecido por AASHTO y ACI ni el recomendado por el fabricante. Fue curado con membrana y no con agua como lo recomienda el fabricante. Concreto colado en sitio: No cumple con el contenido máximo de cemento establecido por AASHTO. No fue curado con agua. Muestreo y falla de cilindros de concreto: No cumple con el requerimiento establecido por AASHTO y CR-77 que establece que se debe fallar un mínimo de dos cilindros por fecha.

37 MOPT: El diseño de la rejilla no cumple completamente con las normas (no cumple con las deflexiones máximas permitidas). Las especificaciones técnicas para la construcción del proyecto son someras omitiendo requisitos importantes para el proyecto. Constructora Soares da Costa: Los diseños de mezclas de los concretos utilizados no cumplen con especificaciones para este tipo de elementos. El sistema de calidad interno no cumplió con las normas establecidas. Los resultados de núcleos extraídos de la losa no cumplen con los criterios de aceptación, lo que permite considerar que la resistencia del concreto en las rejillas podría ser inferior a la requerida, situación que generalmente se atribuye a problemas de tratamiento del concreto en sitio (cuidado del mismo posterior al colado). CONAVI: No debió iniciar el colado de las rejillas sin la aprobación a satisfacción de los diseños de mezcla. No se cuestionaron los diseños de mezcla de los concretos ni el método de curado utilizado por el contratista. No estableció un sistema de control de calidad paralelo al del contratista. En el proyecto realizó una gestión orientada a la administración del contrato dejando de lado la supervisión técnica

38 Reparar definitivamente la losa de rejillas mediante la colocación de un concreto adecuado (que cumpla con las normas) y aumentar la rigidez del sistema (rigidez de la rejilla y rigidez de la cercha central de 76 metros). Construir un puente nuevo de 4 carriles paralelo al existente para mejorar los niveles de servicio en la Ruta Nacional No. y disminuir el riesgo de interrupción del tránsito por falla (en algún grado)del puente existente. Realizar un reforzamiento del puente existente, sin afectar el tránsito normal, cuyo objetivo sea el de disminuir el riesgo de colapso o daño importante por acciones sísmicas durante la etapa de construcción del puente nuevo. Realizar el reforzamiento integral del puente existente (cargas vehiculares y acciones por sismo) que permita incrementar su vida útil por lo menos 0 años más, posterior a la construcción del nuevo puente.

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