Tecnovial S.A. ESTRUCTURAS DE ACERO CORRUGADO TV-76 Especificaciones Técnicas, alcances del Suministro y Asesoría de Montaje REV FECHA DESCRIPCIÓN POR REVISADO APROBADO A 18-03-2013 Emitido para información R. Villagra R. Villagra H. Pinochet
1. Introducción Las presentes Especificaciones Técnicas contienen los requerimientos básicos para el buen comportamiento de las estructuras de acero corrugado suministrados por Tecnovial S.A. Estos antecedentes deberán respetarse a cabalidad con excepción de aquellos puntos que sean modificados posteriormente por requerimientos del proyecto, en cuyo caso deberá consultarse expresamente al Departamento de Ingeniería y Desarrollo, quien emitirá el detalle de las modificaciones aceptadas, previo análisis y evaluación de los mismos. Se deja constancia que las especificaciones aquí citadas indican los requerimientos mínimos para el buen funcionamiento de las estructuras de acero corrugado, sin perjuicio de lo cual el cliente podrá modificarlas si sus requerimientos de uso de la estructura son más restrictivos que los exigidos por Tecnovial S.A, debiendo en todo caso contar con la aprobación por parte de esta última. Los requerimientos aquí estipulados obedecen al cumplimiento de la Norma AASHTO y a los análisis de diseño desarrollados por nuestro Departamento de Inspección de Ingeniería y Desarrollo, de acuerdo a las cargas, alturas, etc. proporcionadas por el cliente que están detalladas para cada estructura. Estos parámetros deben contar con la aprobación del cliente o su asesor estructural y se asumirán válidos en caso de no tener objeciones o comentarios escritos de los mismos durante las coordinaciones o revisiones que el cliente haga de la información entregada para su revisión (memorias de cálculo, planos de diseño, especificaciones técnicas). 1
2. descripción del producto a) Planchas de acero corrugado La calidad del acero utilizado en las planchas de estas estructuras cumple con los requerimientos mínimos según Norma ASTM A760. El tipo de corrugación es TV 76, así denominada por existir una distancia de 76.2mm entre dos crestas consecutivas. La profundad de la onda es de 25.4mm y las planchas tienen un avance útil de 762mm. Espesor [mm] Área [mm2/m] Momento de Inercia [mm4/m] Radio de Giro [mm] Resistencia Junta 15 per/m [kn/m] 2.0 2.35 178.7 8.7 537.7 2.5 2.98 229.2 8.7 692.1 3.0 3.60 279.7 8.8 821.0 3.5 4.23 330.2 8.8 924.5 4.0 4.86 380.7 8.9 1002.5 4.5 5.49 431.2 8.9 1055.1 5.0 6.11 481.7 8.9 1082.3 Tabla 1: Propiedades Mecánicas de la Sección 2
b) Pernos y tuercas Para el montaje de las planchas estructurales se utilizan pernos y tuercas galvanizadas de 1/2 de diámetro, suministrados en largos diferentes para las uniones de dos y tres planchas, dependiendo del espesor del tubo. Los pernos satisfacen las exigencias de la norma ASTM A449 o ASTM A325 (pernos de alta resistencia). Los pernos y tuercas son galvanizados en caliente y cumplen con la norma ASTM A563. Tanto la tuerca como la cabeza del perno son hexagonales, teniendo esférico el borde en contacto con la plancha para obtener una mayor superficie de contacto, lo que permite costuras más ajustadas. Cuando la estructura de acero corrugado queda embebida, en alguno de sus extremos o en ambos, en elementos como anillos o brocales de hormigón, se suministran pernos tipo J con doble tuerca para el anclaje a estos muros cabecera, de acuerdo al detalle indicado en plano correspondiente. El hormigonado de los muros de boca debe hacerse sólo una vez que la estructura esté completamente armada y torqueada, aplicando un torque de 7 + 1 (kg-m). 3. durabilidad y protección Las planchas de acero corrugado se someten a un proceso de galvanizado por inmersión en caliente, realizado según la norma ASTM A760, con lo que se obtiene una adherencia química entre el acero basal y la protección de zinc. Para el buen comportamiento del galvanizado deberá garantizarse un medio inerte, libre de ambientes ácidos, según se detalla más adelante en la calidad del material de relleno. Para condiciones muy corrosivas y a partir de las características químicas del medio, se deberá contemplar una solución alternativa de protección, que puede consistir en el empleo de revestimientos epóxicos adicionales al galvanizado, previo a lo cual deberá hacerse un estudio de corrosión (Ingeniería de Corrosión), considerando fundamentalmente el PH del suelo y su resistividad eléctrica, que si el mandante lo solicita nuestra empresa puede abordar. 3
Debido a las características del proceso de galvanizado no se requerirán mantenciones periódicas durante el funcionamiento normal de la estructura. 4. instalación Las tuberías de acero corrugado TV 76 son estructuras flexibles que basan su gran resistencia en la interacción suelo-acero. Por esta razón, el suelo es un elemento estructural clave en este sistema y su elección, colocación y compactación apropiada es de vital importancia. a) Preparación de la Base Las tuberías de acero corrugado, excepto arcos, deben instalarse sobre una base firme, que distribuya uniformemente las cargas. Esto se logra colocando una capa de material granular de buena calidad, cuyas características y espesor dependen del tipo de suelo bajo la base. Especial cuidado deberá tenerse con el material utilizado en las esquinas de las tuberías abovedadas, pues es allí donde se desarrollan las máximas tensiones sobre el suelo. Para preparar la base deberá materializarse un relleno compactado al 95% Próctor Modificado, que debe ser preformado con la ayuda de una plantilla que tenga la misma curvatura de las planchas del fondo del túnel. Sobre esta superficie deberán colocarse 2cm de material suelto libre de partículas gruesas, para conseguir un perfecto contacto y acomodo de las planchas de fondo (este material puede ser el mismo material de relleno sin partículas gruesas). b) Procedimiento de Ensamble El armado de la estructura debe hacerse preferentemente in situ y si por razones inherentes al proyecto se requiere prearmar, se deberá disponer de un sistema de izaje y transporte que evite el deterioro geométrico que podría sufrir la estructura al transportarse. El armado de la estructura, excepto en arcos, se inicia con la colocación de las chapas del fondo, por lo que previamente deberá prepararse la base de apoyo, dándole una curvatura idéntica a la de la estructura, permitiendo así un apoyo uniforme. 4
Las chapas deberán instalarse desde aguas abajo hacia aguas arriba, ensamblando completamente el sector inicial, en una longitud pequeña, colocando dos a tres pernos en cada junta longitudinal y circunferencial, los que se aprietan suavemente, de modo de ajustar adecuadamente el cierre de la estructura. Cuando esto ocurre se colocan los restantes pernos desde el centro hacia las esquinas de la plancha. El primer ensamble otorga estabilidad y sirve como referencia para el resto del trabajo. Las chapas deben colocarse simétricamente a ambos lados de modo de no producir giros en la estructura. Sólo una vez finalizado el ensamble se debe proceder a torquear los pernos aplicando un torque entre 6 y 8 kg-m, trabajo que se hace desde un extremo de la tubería al otro, manteniendo la simetría. Figura 1: Método de Colocación de Pernos de Unión c) Procedimientos de Compactación y Materiales de relleno La colocación del material de relleno de confinamiento sólo puede iniciarse una vez que la estructura está completamente armada y todos sus pernos torqueados. El material de relleno deberá seleccionarse según se indica más adelante y se colocará en capas horizontales de espesor suelto no superior a 20cm, debiendo cuidar que en todo momento se mantenga el mismo nivel de relleno a ambos costados de la estructura. 5
La Norma AASHTO 2010 recomienda utilizar como material de relleno un material granular bien graduado, de baja plasticidad, libre de materias orgánicas, inerte sin contenido de ácidos ni sales solubles, clasificación AASHTO M145 tipo A1, A2 ó A3 (GW, GP, SW, SP, GM, SM, SC, GC) según se indique en el plano. La compactación mínima especificada será el 90% del Ensayo Próctor Modificado, salvo en el caso de tránsito vehicular en la superficie en el cual deberá usarse una compactación mínima del 95% o que por especificación del mandante hubiera otros requerimientos, en cuyo caso prevalecerá lo más restrictivo. El tamaño máximo de las partículas no deberá ser mayor que 2 en la zona que se identifique en torno del tubo. Si las dimensiones lo permiten, el relleno para alturas superiores a la señalada como mínima sobre la clave, puede ser de calidad estructural, colocado en capas de 30cm, tamaño máximo 3 y su aplicación se indicará en los planos de diseño si corresponde. El equipo de compactación utilizado deberá ser manual o mecánico liviano y deberá avanzar longitudinalmente a ambos costados de la estructura hasta que el relleno alcance el nivel de compactación requerido. Este procedimiento se realizará hasta alcanzar el nivel superior de la tubería. Desde ese momento el equipo de compactación podrá desplazarse perpendicular a la estructura. Para la compactación del relleno se deberá usar equipo manual en el entorno de la estructura (placa vibratoria peso máximo 200kg.). Las primeras capas sobre la tubería deberán compactarse cuidadosamente con un equipo manual o con un rodillo muy liviano (200Kg máx.) formando una bóveda sobre la corona. El espesor de cada capa no podrá superar los 20 cm. de espesor suelto. Una vez que se alcanza la altura mínima de relleno indicada en el plano de diseño, se podrá continuar la compactación con equipo convencional, en capas de 30cm de espesor suelto. Entiéndase por equipo convencional de compactación aquel hasta 2 (ton) máximo. Se debe asegurar que el relleno siga alcanzando el 95% del Próctor Modificado. Las características granulométricas y de plasticidad de los suelos tipo A1 y A3 son las siguientes: 6
Clasificación por Grupo A-1 Malla ASTM (Abertura Real) A-1-a A-1-b A-3 10 (2.00 mm) 50 máx. - - 40 (0.42 mm) 30 máx. 50 máx. 51 min. 200 (0.07 mm) 15 máx. 25 min. 10 máx. Índice de plasticidad 6 máx. No plástico Tabla 2: Características Granulométricas Material de Relleno 5. ALCANCE DEL SUMINISTRO Y ASESORÍA DE MONTAJE El alcance del suministro físico se indica en la nota de venta y si corresponde Tecnovial S.A. aportará los planos de diseño y fabricación para el correcto montaje de las estructuras suministradas. Como complemento se incluye esta Especificación Técnica y nuestra empresa asume que todos estos documentos estarán disponibles en terreno, en su revisión última, en poder de quienes hacen el montaje e inspección de las estructuras. Tecnovial S.A. establece un sistema de asesoría que podría incluir visitas a terreno cuyo número, duración y costo queda establecido en el contrato de compra. Las visitas a terreno por personal de nuestra empresa en ningún caso desligan de la responsabilidad de dar cumplimiento cabal a todas las especificaciones aquí detalladas, que deben ser resguardadas por una inspección en terreno sobre la empresa que haga el montaje. Cualquier modificación a las Especificaciones Técnicas o a los planos de diseño deberá contar con la aprobación escrita del Departamento de Inspección de Calidad de Tecnovial S.A. Se entenderá que el incumplimiento de estas especificaciones así como de las indicaciones de los planos de diseño si corresponde, sin la autorización de Tecnovial S.A, desliga a esta última de la responsabilidad por el comportamiento futuro de la estructura. Será responsabilidad del contratista de montaje cuidar que durante la construcción se respete la utilización de los equipos de compactación señalados en los planos y limitar por medio de señales, barreras u otros medios el tránsito de vehículos con material de relleno a una zona 7
fuera de la influencia de los tubos. Las condiciones de diseño, solicitaciones, cargas de uso, mecánica de suelo, son datos que aporta el mandante. Tecnovial S.A sólo se limitará a efectuar el diseño de las estructuras de acuerdo a lo solicitado por el mandante, el cual deberá ser revisado, objetado o aprobado por este con el fin de asegurar que lo proyectado responde a lo solicitado. Cualquier modificación a nivel de diseño deberá solicitarse antes de comenzar la fabricación de la estructura, de lo contrario podrían haber costos involucrados que serán tratados de acuerdo a la nota de venta correspondiente. Finalmente, Tecnovial pone a disposición del cliente toda su experiencia para una buena ejecución del proyecto. 8