Puentes de madera tensada, una nueva aplicación n de la madera estructural Gian Mario Giuliano M. Ingeniero Civil,
Material renovable Fabricación y Prefabricación Durabilidad de la madera Carbono atrapado
Nuevas tecnologías aplicadas a la madera
3 Puentes:
Departamento de Ingeniería Civil Puentes de madera tensada REALIDAD EN PAISES DESARROLLADOS Europa, Norteamérica, etc. Alternativa de reparación de puentes en mal estado y puentes en caminos secundarios. Poseen normativas que regulan el diseño de puentes (AASHTO, Eurocódigo, etc.)
REALIDAD NACIONAL:
Proyecto de Transferencia Tecnológica Tableros de madera tensada?
EXPERIENCIA EN CHILE CON TABLEROS TENSADOS Puente Cautín Región: IX Araucanía Largo: 100m aprox. Ancho: 4,5m aprox. Tiempo construc.: 30 dias Costo : 57 M$ aprox!!no EXISTE NORMATIVA LEGAL!!
ESTADOS DE CARGA ANALISIS ESTRUCTURAL - CARGA VIVA VERIFICACIONES DEL ANÁLISIS 6M p = h y 2 1.5Q y p = hµ
Investigación Teórica: MODELACIÓN NUMÉRICA MATRIZ CONSTITUTIVA MATERIAL ORTÓTROPO D f 1 = 1 υ XY υ YX EX υyx E 0 X υ XY E E Y 0 Y (1 υ XY 0 0 υ YX ) G XY D c = α G 1 0 XZ α G 2 0 YZ
ANÁLISIS DEL TABLERO CON DOS VÍAS V DE CIRCULACIÓN 7.25 m z =1.34 cm M y = 4.83 KNm/m Bidireccional Resultados similares z =1.34 cm M y = 4.74 KNm/m Efecto local cercano a las ruedas
INVESTIGACION EXPERIMENTAL
DESARROLLO DE CURVAS DE DISEÑO DETERMINACÍON DEL ESPESOR DE TABLERO E' para L/360 v/s espesor HS 20-44 2.00 1.80 1.60 E' para L/360 (x10^6 T/m2) 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4 t (m)
TABLEROS DE 3 VANOS 1.300 C bj 1.050 0.800 0.550 y = 0.0436Ln(x) + 1.0263 y = 0.3237Ln(x) + 0.1497 y = 0.5804Ln(x) - 0.8581 0.300 6 9 12 15 18 Longitud Total del Tablero (m) Flexión Positiva Deflexión Logarítmica (Flexión Positiva) Logarítmica (Deflexión) Flexión Negativa AASHTO Logarítmica (Flexión Negativa)
Investigación Teórico-Experimental: COMPORTAMIENTO REOLÓGICO
Calibración Deformaciónes tolales v/s Tiempo Deformación v/s Tiempo 0.008 Fuerza (Kg) Deform ación 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0.008 0.007 0.007 0.006 0.006 0.005 0.005 0.004 0.004 0.003 Fuerza v/s Tiempo Pino 6 Pino 7 Pino 8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Tiempo (días) Pino 6 Pino 7 Pino 8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Tiempo (días) Deformación 0.007 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0.000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Tiempo (días) Calb def medida total Rec elást total Calib Creeo total Def total medida Deformación v/s Tiempo Deformación v/s Tiempo Pino 2 Pino 2 0,009 0,009 0,008 0,008 0,007 0,007 Deformación Deformación kg 0,006 0,006 0,005 0,005 0,004 0,004 0,003 0,003 0,002 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 120 Tiempo (dias) Tiempo (dias) Fuerza v/s Tiempo Fuerza v/s Tiempo 4000 4000 3000 3000 2000 2000 1000 1000 0 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 120 Tiempo (dias) Tiempo (dias) kg
EXPERIENCIA PUENTE CAUTIN Seguimiento Construcción
Seguimiento Construcción
Seguimiento Construcción
Seguimiento Construcción : Secuencia de ensamble
Seguimiento Construcción
Seguimiento Construcción
Seguimiento Construcción :Obras complementarias
Seguimiento Construcción
Seguimiento del puente Cautín. Se controlaron 11 barras (194) espaciadas cada 20, las cuales fueron f pintadas para su identificación. n. Período de 15 días, pero varió en un rango de 11 a 18 días.
La tensión de las barras se midió usando un gato hidráulico, mediante el método del enroscado.
Seguimiento del puente Cautín. La temperatura de mide in situ con un termómetro metro ambiental con una sensibilidad de 1 grado Celsius. La humedad ambiental se obtiene de los datos meteorológicos que registra la dirección n meteorológica de chile, emplazada en el Aeropuerto Maquehue.
Resultados del seguimiento Porcentaje de Tensión 110 100 Fuerza (Kg) Otoño Invierno Primavera Promedio de Gráfico porcentajes de TENSION Fuerza v/s VS TIEMPO Tiempo 92 93 87 82 85 88 88 12000 100 9286 95 90 10000 80 8384 708000 69 60 506000 40 4000 30 202000 10 0 0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 Tiempo (Días) 360 390 420 450 480 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 Tiempo (Días) Verano Otoño Barra 1 Barra 20 Barra 40 Barra 59 Barra 78 Promedio de Barra Tensiones 97 TENSION MINIMA Barra 113 Barra 135 Barra 154 Barra 173 Barra 194 Dentro del rango seguro.
Humedad relativa del Aire v/s Tiempo Humedad Relativa (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Tiempo (Días) Humedad relativa Promedio de porcentajes de TENSION VS TIEMPO Porcentaje de Tensión 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Tiempo (Días) Promedio de Tensiones
Temperatura (º celcius) 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Temperatura vs Tiempo 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Tiempo (Días) Temperatura Promedio de porcentajes de TENSION VS TIEMPO Porcentaje de Tensión 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Tiempo (Días) Promedio de Tensiones
Deformación v/s Tiempo 3.705 Distancia (m) 3.7 3.695 3.69 3.685 3.68 3.675 Taco 1 Taco 8 Taco 14 Taco 21 Taco 27 Taco 33 Taco 40 Taco 46 Taco 52 Taco 59 3.67 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Tiempo (Dias)
No se apreciaron filtraciones de agua en la parte inferior del tablero.
Prueba de carga
Resultados de la prueba de carga
Resultados de la prueba de carga La deformación n por carga viva esperada por el diseño o es de 5.4 mm., en promedio es 10 veces mayor al obtenido en la prueba de carga. Posibles causas de las diferencias de deformación obtenidas: 1. Las dimensiones de la sección son mayores que las consideradas. 2. Las propiedades de los materiales son mayores a las consideradas. 3. Modelo simplemente apoyado. Error de Interpretación n de las Mediciones! Determinación de anchos equivalentes de diseño en tableros tensados de madera
Modelo en SAP 2000 LL P.Cautín = LL Esperada = 0.4470 cm 0.4776 cm
Conclusiones No requieren de mano de obra calificada Métodos simples de diseño Real alternativa para reemplazo de tableros tradicionales: Rapidez de montaje Materia prima abundante Vida útil 6 veces mayor Mayor estándar Mayor capacidad carga
EL PROCESO DE SEGUIMIENTO INDICA MEJORAR: 1. Detalle de pasillos 2. Carpeta asfáltica 3. Tacos sísmicoss smicos 4. Acumulación n de suciedad bajo los pasillos 5. Evitar perforar las piezas en obra.
Tablero tensado Tablero tradicional
MUCHAS GRACIAS!