ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA EL PUENTE BARRANCABERMEJA YONDÓ SOBRE EL RÍO MAGDALENA

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1 ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA IV ENCUENTRO DE INGENIEROS DE SUELOS Y ESTRUCTURAS FORO INTERNACIONAL SOBRE MICROZONIFICACIÓN SISMICA EL PUENTE BARRANCABERMEJA YONDÓ SOBRE EL RÍO MAGDALENA Darío Farías y Julio Moya BOGOTÁ D. C. Mayo 3, 4 Y 5 de 2006

2 LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA YONDÓ YONDÓ ANTIOQUIA SANTANDER BOLÍVAR RÍO MAGDALENA A BARRANCA RÍO CAUCA RÍO MAGDALENA ANTIOQUIA FERROCARRIL BUCARAMANGA SANTANDER A YONDÓ COLOMBIA RÍO MAGDALENA PUENTE BARRANCA - YONDÓ Figura 1

3 DINAMICA FLUVIAL Figura 2

4 8 7 PUENTE PRINCIPAL L= m L= m. GÁLIBO m PILOTES Ø2.00 m L= m N AGUAS MAXIMAS N AGUAS MÍNIMAS 12 PILOTES Ø2.00 m L= m ALTERNATIVA 1. PUENTE ATIRANTADO 8 7 PUENTE PRINCIPAL L= m L= m. GÁLIBO m PILOTES Ø2.00 m L= m N AGUAS MAXIMAS N AGUAS MÍNIMAS 8 PILOTES Ø2.00 m L= m ALTERNATIVA 2. PUENTE METÁLICO Figura 3

5 ALTERNATIVA 1. PUENTE ATIRANTADO EJE LONG. PUENTE 4.00 EJE LONG. PUENTE SECCIÓN TRANSVERSAL TABLERO SECCIÓN TRANSVERSAL COLUMNA Figura 4

6 ALTERNATIVA 2. PUENTE METÁLICO VAR SECCIÓN TRANSVERSAL Figura 5

7 8 7 PUENTE PRINCIPAL L= m L= m. GÁLIBO m (3x5) PILOTES Ø2.00 m L= m N AGUAS MAXIMAS N AGUAS MÍNIMAS (3x5) PILOTES Ø2.00 m L= m ALTERNATIVA 3. PUENTE EN CONCRETO Peso de superestructura mayor Mayor número de pilotes Mayores requerimientos sísmicos Disposición en pórtico continuo que elimina conexiones con infraestructura y favorece el comportamiento sísmico Menores requerimientos de mantenimiento Mejor comportamiento ante vibraciones y deflexiones por carga viva Participación total de ingeniería nacional y mano de obra nacional Figura 6

8 RÍO MAGDALENA AP. 17 AP. 16 AP. 15 AP. 14 AP. 13 AP. 12 AP. 11 AP. 10 AP. 9 AP. 8 AP. 7 AP. 6 AP. 5 AP. 4 AP. 3 AP. 2 AP CURVA VERTICAL PARÁBOLICA DE m CURVA VERTICAL PARÁBOLICA DE m TRAMO HORIZONTAL DE m CURVA ESPIRAL CURVA CIRCULAR r = m L = m A YONDÓ A BARRANCA AP. 17 AP. 16 AP. 15 AP. 14 AP. 13 AP. 12 AP. 11 AP. 10 AP. 9 AP. 8 AP. 7 AP. 6 AP. 5 AP. 4 AP. 3 AP. 2 AP. 1 VIADUCTO DE ACCESO M.I. L= m LONGITUD TOTAL = m PUENTE PRINCIPAL L= m VIADUCTO DE ACCESO M.D. L= m 9 LUCES DE ~40.00 m VOLADIZO 1 VOLADIZO 2 VOLADIZO 3 VOLADIZO 4 4 LUCES DE ~40.00 m A YONDÓ BAJA 3.95% BAJA 6.5% A BARRANCA N AGUAS MÁXIMAS N AGUAS MÍNIMAS Figura 7

9 GEOLOGÍA LOCAL Figura 8 (a)

10 Figura 8 (b)

11 Figura 8 (c)

12 PERFIL GEOTÉCNICO Figura 9

13 Figura 10

14 SECCION LONGITUDINAL PUENTE PRINCIPAL AP. 8 AP. 7 AP. 6 AP. 5 PUENTE PRINCIPAL L= m VOLADIZO 1 VOLADIZO 2 VOLADIZO 3 VOLADIZO CURVA VERTICAL PARÁBOLICA DE m TRAMO HORIZONTAL DE m CURVA VERTICAL PARÁBOLICA DE m A YONDÓ BAJA 3.95 % BAJA 6.5% A BARRANCA 6 PILOTES Ø2.00 m L= m 15 PILOTES Ø2.00 m L= m N AGUAS MÁXIMAS N AGUAS MÍNIMAS 15 PILOTES Ø2.00 m L= m 6 PILOTES Ø1.50 m L= m Figura 11

15 AP. 17 AP. 16 AP. 15 AP. 14 AP. 13 AP. 12 AP. 11 AP. 10 AP. 9 AP. 8 VIADUCTO DE ACCESO MARGEN IZQUIERDA L= m A YONDÓ BAJA 3.95 % PILOTES Ø1.50 m, L= m 4 PILOTES Ø1.50 m, L= m VIADUCTO DE ACCESO MARGEN IZQUIERDA Figura 12

16 AP. 5 AP. 4 AP. 3 AP. 2 AP. 1 VIADUCTO DE ACCESO MARGEN DERECHA L= m BAJA 6.5% A BARRANCA PILOTES Ø1.20 m, L= m 3 PILOTES Ø1.20 m L= m VIADUCTO DE ACCESO MARGEN DERECHA Figura 13

17 SECCION TRANSVERSAL PUENTE PRINCIPAL BAJA 2% BAJA 2% Figura Figura 14 14

18 EJE APOYO 7 ó 6 VOLADIZO 2 (VOLADIZO 3) C.L DOVELAS DE 3.00 m 9 DOVELAS DE 3.50 m 10 DOVELAS DE 4.00 m 2.00 DOVELA CENTRAL ZONA SOBRE CIMBRA SECCIÓN LONGITUDINAL TABLERO VOLADIZOS 2 ó 3 Figura 15

19 EJE APOYO 8 ó EJE APOYO 5 VOLADIZO 1 ó 4 EJE APOYO 7 ó EJE APOYO 6 VOLADIZO 2 ó 3 C.L EJE DOVELA EXTREMA 2 CABLES 12 Ø5/8" EN PLACA SUPERIOR TENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cable TENSIÓN EFECTIVA 350 t 2 CABLES 12 Ø5/8" EN PLACA INFERIOR TENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cable TENSIÓN EFECTIVA 350 t 4 CABLES Ø12 5/8" LONGITUD MÍNIMA = m LONGITUD MÁXIMA = m TENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cable TENSIÓN EFECTIVA 700 t 20 CABLES 12 Ø5/8" LONGITUD MÍNIMA = m LONGITUD MÁXIMA = m 68 CABLES 19 Ø5/8" TENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cable LONGITUD MÍNIMA = m TENSIÓN EFECTIVA 3500 t LONGITUD MÁXIMA = m TENSIÓN EN EL ANCLAJE = 395 t/cable TENSIÓN EFECTIVA t ESQUEMA GENERAL DE TENSIONAMIENTO VOLADIZOS 1 A 4 Figura 16

20 SECCIÓN TRANSVERSAL VIADUCTOS BAJA 2% BAJA 2% Figura 17

21 PILAS PRINCIPALES EJE LONG. PUENTE EJE APOYO 6 ó 7 ACCESO (EN APOYO 7).60 ACCESO (EN APOYO 6) EJE LONG. PUENTE JUNTA DE CONSTRUCCIÓN CORTE TRANSVERSAL COLUMNA JUNTAS DE CONSTRUCCIÓN SECCIÓN TRANSVERSAL APOYO PUENTE PRINCIPAL (5x3) PILOTES Ø2.00 m L= m (APOYO 7) L= m (APOYO 6) (APOYO 7) (APOYO 6) Figura 18

22 PILAS VIADUCTOS DE ACCESO EJE LONG. PUENTE EJE VIGA EJE VIGA EJE VIGA VAR. VAR. VAR. EJE LONG. PUENTE EJE APOYOS 11, 10 ó 9 4, 3 ó VAR. VAR VAR. VAR. VAR CORTE TRANSVERSAL COLUMNA 4 PILOTES SECCIÓN TRANSVERSAL APOYOS VIADUCTOS DE ACCESO Figura 19

23 Figura 20. Modelo de análisis puente principal

24 Figura 21. Modelo de análisis viaducto margen derecha

25 Figura 22. Modelo de análisis viaducto margen izquierda

26 Figura 23. Modelo de análisis estribo margen derecha (elementos SHELL)

27 Figura 24. Modelo de análisis estribo margen izquierda (elementos SHELL)

28 Figura 25. Modelo Tridimensional Zapata Apoyo 7 (elementos SOLID)

29 PERFIL GEOTÉCNICO Figura 26

30 C D V CONSORCIO DESARROLLO DE VIAS ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONES PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO CLASIFICACION DE LOS SUELOS POR EL TAMAÑO DE PARTICULA (MARGEN DERECHA) Contenido de gravas (%) Contenido de arenas (%) Contenido de finos (%) Profundidad (metros) Profundidad (metros) Profundidad (metros) Figura 27

31 VARIACION DE LOS LIMITES DE ATTERBERG CON LA PROFUNDIDAD ( MARGEN DERECHA ) Wn: Humedad natural (%) LL: Límite líquido LP: Límite plástico 20 Profundidad (metros) Figura 28

32 Figura 29

33 0 VARIACION DEL PESO UNITARIO EN FUNCION DE LA PROFUNDIDAD ( MARGENES DERECHA E IZQUIERDA) Peso unitario, γ t (ton/m 3 ) 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 5 MARGEN DERECHA MARGEN IZQUIERDA Profundidad (metros) Figura 30

34 VARIACION DE LA RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA CON LA PROFUNDIDAD ( MARGENES DERECHA E IZQUIERDA) Resistencia al corte no drenada, Cu (ton/m²) MARGEN DERECHA MARGEN IZQUIERDA Profundidad (metros) Figura 31

35 VARIACION DE LOS MODULOS DE ELASTICIDAD EU 0 y EU 50 CON LA PROFUNDIDAD ( MARGEN DERECHA ) Módulos de elasticidad no drenados, Eu (ton/m²) MODULO EUO MODULO EU Profundidad (metros) VALORES CALCULADOS A PARTIR DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN INCONFINADA Figura 32

36 ENSAYO DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL CURVA DE COMPRESIBILIDAD PERFORACION N : P - 1 1, MUESTRA N : M - 1 Curva de compresibilidad PROFUNDIDAD (m): m 1,30 Cv (cm²/día) 180 DESCRIPCION: LIMO arcilloso gris verdoso 1, HUMEDAD NATURAL (%): 53,4 LIMITE LIQUIDO : 63 LIMITE PLASTICO: INDICE DE LIQUIDEZ: 0,54 Relación de vacíos, e 1,10 1,00 0, Cv (cm²/día) PESO UNITARIO (ton/m³): 1,73 REL. DE VACIOS eo: 1,35 PESO ESPECIFICO Gs: 2,66 ESF. EFECTIVO VERTICAL INICIAL σ'o (ton/m²) 4,6 ESF. DE PRECONSOLID. σ'p (ton/m²) 15,9 RELACION DE 60 SOBRECONSOLID. RSC: 3,43 0,80 INDICE DE 40 COMPRESION Cc: 0,595 INDICE DE 0,70 20 RECOMPRESION Cr: 0,111 INDICE DE EXPANSION Ce: 0,111 0,60 0 0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0 Esfuerzo efectivo, σ v ' (ton/m²) RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA Cu (ton/m²) (penetrómetro): 1,9 Figura 33

37 0,80 ENSAYO DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL CURVA DE COMPRESIBILIDAD 140 PERFORACION N : P - 2 MUESTRA N : M - 2 Curva de compresibilidad PROFUNDIDAD (m): m 0,75 Cv (cm²/día) 120 DESCRIPCION: ARCILLA gris, plástica HUMEDAD NATURAL (%): 30,2 0, LIMITE LIQUIDO : 55 LIMITE PLASTICO: 28 INDICE DE LIQUIDEZ: 0,21 Relación de vacíos, e 0,65 0,60 0, Cv (cm²/día) PESO UNITARIO (ton/m³): 1,94 REL. DE VACIOS eo: 0,77 PESO ESPECIFICO Gs: 2,64 ESF. EFECTIVO VERTICAL INICIAL σ'o (ton/m²) 14,6 ESF. DE PRECONSOLID. σ'p (ton/m²) 19,4 RELACION DE 0,50 40 SOBRECONSOLID. RSC: 1,32 INDICE DE COMPRESION Cc: 0,300 0,45 20 INDICE DE RECOMPRESION Cr: 0,063 INDICE DE EXPANSION Ce: 0,063 0,40 0 RESISTENCIA AL 0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0 Esfuerzo efectivo, σ v ' (ton/m²) CORTE NO DRENADA Cu (ton/m²) (penetrómetro): 9,4 Figura 34

38 ENSAYO DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL CURVA DE COMPRESIBILIDAD PERFORACION N : P - 4 1, MUESTRA N : M - 1 1,10 Curva de compresibilidad Cv (cm²/día) 160 PROFUNDIDAD (m): m DESCRIPCION: ARCILLA limosa gris verdosa HUMEDAD NATURAL (%): 43,6 LIMITE LIQUIDO : 67 LIMITE PLASTICO: 28 1, INDICE DE LIQUIDEZ: 0,43 PESO UNITARIO (ton/m³): 1,82 Relación de vacíos, e 0,90 0, Cv (cm²/día) REL. DE VACIOS eo: 1,13 PESO ESPECIFICO Gs: 2,69 ESF. EFECTIVO VERTICAL INICIAL σ'o (ton/m²) 5,8 ESF. DE PRECONSOLID. σ'p (ton/m²) 12,9 RELACION DE SOBRECONSOLID. RSC: 2,21 0, INDICE DE COMPRESION Cc: 0,435 INDICE DE 0, RECOMPRESION Cr: 0,075 INDICE DE EXPANSION Ce: 0,075 0, ,1 1,0 10,0 100,0 1000,0 Esfuerzo efectivo, σ v ' (ton/m²) RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA Cu (ton/m²) (penetrómetro): 2,50 Figura 35

39 VARIACION DE LOS INDICES DE COMPRESION Y DE RECOMPRESION CON LA PROFUNDIDAD (MARGEN DERECHA) Indices de Consolidación 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 Profundidad, (metros) ,36 Indice de compresión Cc Indice de recompresión Cr Figura 36

40 VARIACION DE LOS ESFUERZOS VERTICALES (MARGEN DERECHA) Esfuerzo vertical (ton/m²) Profundidad (metros) ESFUERZO VERTICAL TOTAL INICIAL PRESION DE POROS (Curva piezométrica) ESFUERZO VERTICAL EFECTIVO INICIAL ESFUERZO DE PRECONSOLIDACION (Ensayos de laboratorio) Figura 37

41 C D V CONSORCIO DESARROLLO DE VIAS ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONES PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO CLASIFICACION DE LOS SUELOS POR EL TAMAÑO DE PARTICULA (MARGEN IZQUIERDA) 0 Contenido de gravas (%) Contenido de arenas (%) Contenido de finos (%) Profundidad (metros) Profundidad (metros) Profundidad (metros) Figura 38

42 VARIACION DE LOS LIMITES DE ATTERBERG CON LA PROFUNDIDAD ( MARGEN IZQUIERDA ) Wn: Humedad natural (%) LL: Límite líquido LP: Límite plástico Profundidad (metros) Figura 39

43 Figura 40

44 VARIACION DE LOS MODULOS DE ELASTICIDAD EU 0 y EU 50 CON LA PROFUNDIDAD ( MARGEN IZQUIERDA ) Módulos de elasticidad no drenados, Eu (ton/m²) MODULO EUO MODULO EU Profundidad (metros) NOTA: Valores calculados a partir de ensayos de compresión inconfinada Figura 41

45 C D V B CONSORCIO DESARROLLO DE VIAS ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONES PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO ENSAYO DE CORTE DIRECTO 3,5 3,0 0,25 0,00-0,25 ENSAYO 1 ENSAYO 2 ENSAYO 3 Esfuerzo de corte (kg/cm²) 2,5 2,0 1,5 1,0 ENSAYO 1 Deformación volumétrica (%) -0,50-0,75-1,00-1,25-1,50 0,5 ENSAYO 2 ENSAYO3-1,75 0, Desplazamiento horizontal / ancho (%) -2, Desplazamiento horizontal / ancho (%) PERFORACION P - 9 HUMEDAD INICIAL (%) 13,3 MUESTRA - HUMEDAD FINAL (%) - PROFUNDIDAD m PESO UNITARIO SECO (ton/m 3 ) 1,61 DESCRIPCION ARCILLA gris clara PESO UNITARIO TOTAL (ton/m 3 ) 1,83 Figura 42

46 C D V B CONSORCIO DESARROLLO DE VIAS ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONES PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO ENSAYO DE CORTE DIRECTO 4,0 TRAYECTORIAS NATURALES DE ESFUERZOS Esfuerzo cortante, (kg/cm²) 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 ENSAYO 1 ENSAYO 2 ENSAYO 3 ENV-PICO 0,5 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 Esfuerzo normal, (kg/cm²) PERFORACION P - 9 PARAMETROS DE RESISTENCIA MUESTRA - RESISTENCIA PICO PROFUNDIDAD m c (kg/cm²)= 0,72 DESCRIPCION ARCILLA gris clara Φ ( ) = 21,4 Figura 43

47 VARIACION DEL ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) CON LA PROFUNDIDAD Ensayo de penetración estándar (golpes/pie) Ncampo P-7 Ncampo P-8 5 Ncampo P-9 Ncampo P-10 Ncampo P Ncampo P-12 Ncampo K1+860 Ncampo K2+060 Profundidad, z(m) Ncampo K2+200 Ncampo K2+371 Ncampo S-3 Ncampo S-4 Ncampo S-6 Ncampo S Figura 44

48 CAPACIDAD PORTANTE - COMPRESION AXIAL PILA No. 7 (S.M.: Socavación máxima) 74 73,0 72 (S.M.: Socavación máxima) 71,0 2,0 m ,0 37,0 20,0 3 PILOTE 1 (De= 35m) PILOTE 2 (De= 40m) PILOTE 3 (De= 45m) PILOTE 4 (De= 50m) AGUA CONGLOMERADO ARENISCA DURA A FRIABLE 25,0 m 9,0 m 17,0 m 16,0 ARCILLOLITA 5 PILOTE 5 (De= 55m) 4,0 m P F1 = 0,0 (ton) P F2 = 0,0 (ton) P F3 = π x B x 10,0 x 9,0 = 282,7 B (ton) P F4 = π x B x D 4 x 10,0 = 31,4 x D 4 x B (ton) (D 4 = variable entre 1 y 17 m) P F5 = π x B x 4,0 x 10,0 = 125,7 B (ton) σ BU4 = ( 9 x 50 ) + ( 1 x x x D 4 ) = ( x D 4 ) (ton / m 2 ) P BU4 = π x B 2 x ( ( x D 4 ) ) / 4 = 353,4 x B 2 + ( 35,3 + 1,6 x D 4 ) x B 2 (ton) σ BU5 = ( 450 ) + ( 1 x x 30 ) = 537 ton / m 2 P BU5 = π x B 2 x ( ) / 4 = 353,4 x B ,3 x B 2 = 421,7 x B 2 (ton) f su = 10,0 ton / m 2 f su = 10,0 ton / m 2 Cu= 50,0 ton / m 2 f su = 10,0 ton / m 2 Cu= 50,0 ton / m 2 Figura 45

49 2500 PILA No. 7- SOCAVACION HASTA LA COTA 46 m. VARIACION DE LA CARGA DE DISEÑO EN FUNCION DEL DIAMETRO DEL PILOTE Carga de diseño, Ps (ton) Pilote 1, De= 35m Pilote 2, De= 40m Pilote 3, De= 45m Pilote 4, De= 50m Pilote 5, De= 55m De= longitud efectiva del pilote (m) 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Diámetro del pilote, B (m) NOTA: Ps: Carga de seguridad del pilote (sin descontar el peso propio del pilote. Figura 46

50 Figura 47

51 Figura 48

52 Figura 49

53 Figura 50

54 Figura 51

55 Figura 52

56 Figura 53

57 Figura 54

58 COEFICIENTE DE REACCION DE SUBRASANTE ,0 71,0 2,0 m PILA No. 7 - S.M. Máxima profundidad de socavación a partir de los estudios de hidráulica del río. Cota superficie del terreno: Cota base cabezal del grupo de pilas de cimentación: Cota máxima del nivel del agua: 73,0 m 71,0 m 73,0 m AGUA 25,0 m ,0 PILOTE 4 (De= 50m) ,0 37,0 16,0 3 CONGLOMERADO PILOTE 1 (De= 35m) PILOTE 2 (De= 40m) PILOTE 3 (De= 45m) 9,0 m ARCILLOLITA PILOTE 5 (De= 55m) ARENISCA DURA A FRIABLE 17,0 m 5 K h en ton / m 3 K h = 7623 / B K h = / B K h = / B K h = 2152 / B a K h = / B Figura 55

59 Figura 56

60 Figura 57

61 Figura 58

62 , ,0 71,0 46,0 AGUA PILOTE 1 (De= 35m) PILOTE 2 (De= 40m) PILOTE 3 (De= 45m) CONGLOMERADO 9,0 m ARENISCA DURA A FRIABLE 17,0 m 2,0 m 25,0 m ,0 PILOTE 4 (De= 50m) ARCILLOLITA 16, ,0 m PILOTE 5 (De= 55m) PRESIONES PASIVAS PILA No. 7 - S.M. (S.M.: Socavación máxima) Máxima profundidad de socavación a partir de los estudios de hidráulica del río. s HP = 124 ton / m 2 s HP = 124 ton / m 2 s HP = 359 ton / m 2 s HP = 400 ton / m 2 Figura 59

63 APOYO 6 Yondó Río Magdalena 12-feb/14-feb 18-feb/19-feb 24-feb/25-feb 15-feb/17-feb 20-feb/23-feb 04-feb/05-feb 29-ene/31-ene 10-feb/12-feb 1-feb/3-feb 7-feb/9-feb 21-ene/22-ene 16-ene/17ene 25-ene/27-ene 19-ene/20-ene 22-ene/24-ene APOYO 7 Barrancabermeja 21-ene/22-ene 16-ene/17ene 25-ene/27-ene 19-ene/20-ene 22-ene/24-ene K K Figura 60

64 PILAS PRINCIPALES EJE LONG. PUENTE EJE APOYO 6 ó 7 ACCESO (EN APOYO 7).60 ACCESO (EN APOYO 6) EJE LONG. PUENTE JUNTA DE CONSTRUCCIÓN CORTE TRANSVERSAL COLUMNA JUNTAS DE CONSTRUCCIÓN SECCIÓN TRANSVERSAL APOYO PUENTE PRINCIPAL (5x3) PILOTES Ø2.00 m L= m (APOYO 7) L= m (APOYO 6) (APOYO 7) (APOYO 6) Figura 61

65 APOYO 2 K APOYO 1 K feb/16-feb APOYO 5 K feb/13feb 6 14-feb/14-feb feb/13-feb Río Magdalena ene/25-ene ene/16ene ene/21-ene ene/26ene 10-feb/11-feb 15 APOYO 4 K feb/6-feb feb/16-feb APOYO 3 K Barrancabermeja 22-feb/23feb 2-feb/2-feb 6-feb/6-feb 10-feb/11-feb ene/23-ene ene/19-ene feb/21-feb ene/1-feb 10 1-feb/2-feb 8 3-feb/4-feb Figura 62

66 PILAS VIADUCTOS DE ACCESO EJE LONG. PUENTE EJE VIGA EJE VIGA EJE VIGA VAR. VAR. VAR. EJE LONG. PUENTE EJE APOYOS 11, 10 ó 9 4, 3 ó VAR. VAR VAR. VAR. VAR CORTE TRANSVERSAL COLUMNA 4 PILOTES SECCIÓN TRANSVERSAL APOYOS VIADUCTOS DE ACCESO Figura 63

67 Figura 64

68 Figura 65

69 Figura 66

70 PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDÓ REGISTRO DE EXCAVACIÓN PILA: 7 PILOTE: 44 Cota máxima camisa = msnm Longitud camisa = m Diámetro = 2.00 m Cota mínima camisa = msnm Peso del trépano = 6 ton MUESTRA COTA msnm DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓN ID según perfil resúmen. Fig 23A Hora REGISTRO FOTOGRÁFICO 1 73,00 Lámina de agua. En la fotografía se señala el pilote número 44. Al fondo la camisa sin hincar del pilote 46. A la derecha se ve la primera hilera de pilotes ya construidos. Lámina de agua. 2 66,00 Arena fina de color gris, suelta. Material de arrastre del río, no plástico y sin materia orgánica. Dificultad media. Limos arenosos a Presión hidráulica arenas limosas del equipo = sueltos. 150 bar 14: ,50 Arcilla color gris oscuro, con algo de arcilla. Salen en bloques de baja resistencia que se deshacen con un leve golpe. Alto contenido de materia orgánica. Se ven pedazos de troncos antiguos, y ramas de color amarillo embebidos en el material. media. Arcillas Dificultad Presión hidráulica del equipo = bar de consistencia blanda a media de origen reciente. 15:52 Figura 67 (a)

71 MUESTRA COTA msnm DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓN ID según perfil resúmen. Fig 23A Hora REGISTRO FOTOGRÁFICO 4 59,50 Arcilla gris de alta plasticidad sin materia orgánica, ni arena ni grava. Baja consistencia. Fácil de cortar. Fácil de excavar Arcillas de con el balde. consistencia blanda a Presión = media de origen bar reciente. 16: ,50 Arena fina arcillosa o limo arcilloso. Fácil de excavar Arcillas de con el balde. consistencia blanda a Presión = media de origen bar reciente 14: ,20 Arcilla color gris claro a blanco de alta plasticidad y muy baja resistencia. Presenta un leve contenido de arena en su interior pero nada representativo. Fácil de excavar Arcillas de con el balde. consistencia blanda a Presión = media de origen bar reciente 14: ,50 Conglomerado de grava en matriz arenosa gruesa, de plasticidad nula. Muy resistente y difícil de excavar. Grava de tamaño máximo 10 cm y mínimo de 3 cm, conformada por partículas aplanadas de forma ovalada, con aristas redondeadas. Difícil de excavar Conglomerado gravas con el balde. en matriz de arenas Material muy duro. con finos. Presión = 220 bar 15:20 Figura 67 (b)

72 MUESTRA COTA msnm DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓN ID según perfil resúmen. Fig 23A Hora REGISTRO FOTOGRÁFICO 8 47,00 Conglomerado arenoso con algo de plasticidad. Contiene grava de tamaño máximo igual a 5.0 cm. Difícil de excavar Conglomerado gravas con el balde. en matriz de arenas Material muy duro. con finos. Presión = 220 bar 15: ,00 Conglomerado areno arcilloso. La matriz arenosa es de color pardo, mientras que la fracción arcillosa de la matriz es de color gris claro. Gravilla de tamaño promedio de 4.0 cm. Difícil de excavar Conglomerado gravas con el balde. en matriz de arenas Material muy duro. con finos. Presión = 220 bar 15: ,50 Conglomerado areno arcilloso, de matriz verdosa. Contenido de grava y gravilla Tmáx= 5 cm. Ligeramente plástico. Difícil de excavar Conglomerado gravas con el balde. en matriz de arenas Material muy duro. con finos. Presión = 220 bar 15:39 Figura 67 (c)

73 MUESTRA COTA msnm DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓN ID según perfil resúmen. Fig 23A Hora REGISTRO FOTOGRÁFICO 11 40,00 Arena fina, densa, identificada como arenisca friable. Pueden obtenerse bloques compactos de material, pero que se puede romper o separar con las manos haciendo poca fuerza. Muy difícil de excavar. Presión > 200 bar. Sin embargo material se deja cortar con el balde. el Arenisca friable. 16: ,35 Arcilla gris con arena muy fina. Es uno de los estratos arcillosos intercalados dentro de la arenisca friable. Pueden aparecer eventuales cantos rodados de Tmáx= 5 cm. Muy difícil de excavar. Presión > 200 bar. Sin embargo material se deja cortar con el balde. el Arenisca friable. 16: ,00 Arenisca friable con bloques de arcillolita medianamente resistentes, que se rompen con un golpe contra un elemento rígido o el piso del planchón. La fracción arenosa está conformada por granos gruesos. Muy difícil de excavar. Presión > 200 bar. Sin embargo material se deja cortar con el balde. el Arenisca friable. 17:38 Figura 67 (d)

74 MUESTRA COTA msnm DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓN ID según perfil resúmen. Fig 23A Hora REGISTRO FOTOGRÁFICO 14 22,00 Estrato de transición entre la arenisca friable y la arcillolita. Alto contenido de gravilla redondeada. Las vetas blancas son altamente arcillosas y plásticas. Trépano Arenisca friable. 07: ,00 Fin del pilote. Arcillolita de alta resistencia. Prácticamente imposible de excavar con balde y trépano. Se obtenían baldados con 20 cm de material. Muy bajo rendimiento. Trépano Arcillolita. 07:56 Figura 67 (e)

75 RENDIMIENTO DE LA EXCAVACIÓN Y ESQUEMA GENERAL DE LA CIMENTACIÓN Cota Hora Avance perforación Detenciones Tiempo Tiempo Estrato de a de a de a de a total efectivo Penetración (m) Rendimiento con detenciones (m/h) Rendimiento sin detenciones (m/h) 74,2 66,0 Agua 66,0 63,5 Arenas limosas sueltas 14:30 16:09 68,5 59,5 01:39 01:39 9,00 5,45 5,45 63,5 50,5 Arcilla 15:52 16:09 63,5 59,5 00:17 00:17 4,00 14,12 14,12 50,5 40,0 Conglomerado 10:14 11:40 48,50 40,00 01:26 01:26 8,50 5,93 5,93 40,0 22,0 Arenisca friable 11:40 18:12 40,00 22,00 12:00 13:00 06:32 05:32 18,00 2,76 3,25 22,0 10,0 Arcillolita 16:35 19:02 21,60 20,60 02:27 02:27 1,00 0,41 0,41 Cota (m.s.n.m.) 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 DATOS PARA GRAFICAS DE RENDIMIENTO ESQUEMA DEL PILOTE Estrato RENDIMIENTO Penetración DE LA EXCAVACIÓN acumulada DE GALANTE Agua DIBUJO DE ESTRATOS Y PILOTE Arenas limosas sueltas14,1 15,00 14,1 5,45 Xi Yi Xf Yf Arcilla 19,57 Agua 0,0 74,2 50,0 74,2 10,00 Conglomerado 25,50 Arenas limosas sueltas 0,0 66,0 50,0 66,0 Arenisca friable 28,26 5,5 5,5 5,9 5,9 Arcilla 0,0 63,5 50,0 63,5 Arcillolita 28,67 Arenas limosas sueltas Arcilla 5,00 2,8 3,3 Conglomerado 0,0 50,5 50,0 50,5 0,4 0,4 Arenisca friable 0,0 40,0 50,0 40,0 0,00 Conglomerado Arcillolita Socavación 0,0 22,0 50,0 22,0 Arenas limosas Arcilla Conglomerado Arenisca friable Arcillolita Socavación 0,0 41,4 50,0 41,4 sueltas Arenisca Pilote friable 24,0 73,0 24,0 19,0 24,0 19,0 26,0 19,0 Tipo de material 26,0 19,0 26,0 73,0 Arcillolita 26,0 73,0 24,0 73,0 Rendimiento con detenciones (m/h) Rendimiento sin detenciones (m/h) Rendimiento (m/h) Nota: La detención fue la hora de almuerzo. No hubo más detenciones. Figura 68

76 Tabla 1: Características promedio de los pilotes de cada apoyo Apoyo Diámetro (m) Cota cabezal (msnm) Cota socavación (msnm) L prom (m) L efec (m) Capacidad portante de trabajo según socavación (toneladas) Sin socavación Con socavación Estrato en la punta Empotramiento en último estrato (m) Mínimo Máximo 1 1,20 73,00 72,84 35,71 35,55 448,12 448,12 Arcillolita 0,19 3,50 2 1,20 73,00 72,83 35,80 35,63 476,52 476,56 Arcillolita o Conglomerado 1,60 7,28 3 1,20 73,00 72,90 36,49 36,39 463,79 463,79 Conglomerado 3,10 5,50 4 1,20 73,00 73,02 35,88 35,90 497,09 497,09 Conglomerado 4,00 15,20 5 1,50 73,00 73,74 37,23 37,98 692,89 692,89 Arcillolita 0,47 3,05 6 2,00 73,00 74,45 37,38 38, , ,09 Arcillolita o Arenisca friable 0,40 9,30 7 2,00 73,00 41,40 53,69 22, , ,65 Arcillolita 0,08 3,00 9 1,50 73,00 52,72 40,50 20,22 754,46 543,96 Conglomerado 13,42 18, ,50 73,00 52,73 42,25 21,98 767,12 598,41 Conglomerado 13,60 13, ,50 73,00 52,73 41,00 20,73 663,61 518,81 Conglomerado 12,50 12, ,50 73,00 52,73 45,91 25,64 858,05 611,64 Conglomerado 4,30 22, ,50 73,00 52,73 35,92 15,65 693,73 443,43 Conglomerado 4,30 13,60 Figura 69

77 Figura 70

78 Figura 71

79 Referencia o punto cero de desplazamiento de la guaya. Bomba de aceite a alta presión. Guaya para registro de desplazamientos de la placa de fondo. Contrapeso para tensionamiento de la guaya. Manguera de aceite a alta presión. Gato Pistón Tubería de acero que encamisa la guaya. NOTA: Cualquier desplazamiento de la placa de fondo deberá generar en la guaya un desplazamiento vertical en sentido descendente que se registraría como un descenso del punto cero. Placa Suelo: Arenisca friable ligeramente cementada, Figura 72

80 4 1 2 (1) Parte de la guaya de acero que está amarrada a la placa de carga al fondo del pilote. (2) Parte de la guaya que está amarrada al contrapeso identificado como 3. (3) Contrapeso de no más de 80 kg. (4) Armazón de acero para conformación del sistema de medición de deformaciones. 3 Figura 73

81 Bomba de aceite para incremento de presión en el gato. Detalle del manómetro de la bomba. Escala externa: PSI, escala interna: Bar. Figura 74

82 RESULTADOS PRUEBAS DE CARGA DE PILOTES PILA No. 7 Pilotes de prueba Diámetro, B: Longitud total, L t : Longitud efectiva total, L efec : 2,00 m 54,00 m 45,00 m (aproximadamente) CAPACIDAD PORTANTE POR FRICCION LATERAL Máxima presión aplicada a la celda de carga: Carga por fricción lateral: Fricción lateral unitaria promedio: En este ensayo no se suministró información sobre las deformaciones del pilote. 1128,0 ton/m² 3127,2 ton 11,1 ton/m² CAPACIDAD PORTANTE POR LA BASE Área del gato: 71,3 cm² Área de la placa: 490,9 cm² Máxima presión aplicada: 703 kg/cm² Carga aplicada por el gato: 50,1 ton Presión transmitida al suelo: 1021 ton/m² Capacidad portante movilizada por la base del pilote: 3205,9 ton Durante la ejecución de este ensayo, el sistema para medir deformaciones no funcionó como estaba previsto. Figura 75

83 80 CURVA ESFUERZO - DEFORMACION EN LA BASE DEL PILOTE ( PILA No. 12 ) ESFUERZO (Kg/cm²) DEFORMACION, (cm) Figura 76

84 RESULTADOS PRUEBAS DE CARGA DE PILOTES PILA No. 12 Pilotes de prueba Diámetro, B: Longitud total, L t : Longitud efectiva total, L efec : 1,50 m 40,00 m 40,00 m (aproximadamente) CAPACIDAD PORTANTE POR FRICCION LATERAL Máxima presión aplicada a la celda de carga: 703,0 ton/m² Carga por fricción lateral: 1074,4 ton Fricción lateral unitaria promedio: 5,7 ton/m² Durante la ejecución de este ensayo, el sistema para medir deformaciones no funcionó como estaba previsto. CAPACIDAD PORTANTE POR LA BASE Área del gato: Área de la placa: Máxima presión aplicada: Carga aplicada por el gato: Presión transmitida al suelo: Capacidad portante última por la base del pilote: Presión crítica (fluencia) para una deformación de 4 a 6 cm: Capacidad crítica: 71,3 cm² 490,9 cm² 457 kg/cm² 32,6 ton 663,6 ton/m² 1174,6 ton 35,0 kg/cm² 619,5 ton Figura 77

85 Figura 78

86 Figura 79

87 Figura 80

88 Figura 81

89 Figura 82