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V Congreso Internacional de Ingeniería Civil, Universidad Santo Tomás Seccional Tunja 1 Caracterización de puentes metálicos semipermanentes de emergencia tipo Bailey según normas colombianas. Corredor Castellanos, Carlos Andrés. [email protected] (Recibido: 25 de Junio de 2014; Aprobado: 04 de Julio de 2014) ResumenEsta investigación tiene como objetivo realizar un estudio analítico de puentes metálicos semi- permanentes de tipo Bailey de acuerdo a las especificaciones técnicas vigentes. En Colombia, el amplio uso de estas estructuras está basado en su compatibilidad con otro tipo de puentes metálicos semi-permanentes tradicionalmente utilizados. Desde esta perspectiva, una caracterización que permita ajustar este modelo de puentes semi-permanentes a las condiciones locales, garantizando el cumplimiento de las normas locales, tales como el Código INVIAS en Diseño Sísmico de Puentes (CCDSP-95) y la Norma Colombiana de Sismo Resistente Construcción (NSR-10) parece ser una tarea pendiente. Para lograr los objetivos del trabajo de investigación se propone realizar un estudio estructural teniendo en cuenta los siguientes criterios de acuerdo a las especificaciones técnicas colombianas: Longitudes o luces a salvar entre cinco (05) y quince (15) metros para el caso de puentes simplemente apoyados, establecer los criterios estructurales de construcción para cada tipo de luz teniendo en cuenta tipos de cargas, dimensionamiento de cada elemento, característica de los materiales, ensambles, etc. Por último, se pretende dar algunas recomendaciones de procedimientos constructivos y de mantenimiento para éste tipo de puentes. Palabras clavePuentes semipermanente, Diseño estructural, Acero estructural, Panel Bailey, Infraestructura vial. AbstractThis research aims to undertake an analytical study of semi-permanent metallic bridges Bailey- type according to current technical specifications. In Colombia, the broad use of these structures is sustained on its compatibility with other kind of semi-permanent metallic bridges traditionally employed. From this perspective, a characterization allowing to adjust this model of semi permanent bridges to local conditions by ensuring the fulfilment of local standards such as INVIAS Code on Seismic Design for Bridges (CCDSP-95) and Colombian Standard of Seism resistant Construction (NSR-10) appear to be a pending task. To achieve the research’s aims, the first part undertake an assessment of the current problems arising from collapsing bridges at national level it includes data on affected population and a description of the main measures adopted to curb its effects. The second part deals with risk management measures related to bridges and elaborates on the typology and structural analysis according to current Colombian standards for bridges from five (05) to fifteen (15) meters. The analysis takes into account aspects such as charges, sizing of each one of the elements, material’s properties and the whole settings of Bailey’s structural model. The final section presents a series of recommendations based on the results of structural analysis developed as well as the main conclusions relevant for the research process achieved. Key words semi-permanent bridges, structural design, structural Steel, Bailey-type panel, Road Infrastructure I. INTRODUCCIÓN Este proyecto de investigación surge a partir de los eventos adversos que sufrió la infraestructura vial del País a raíz del fenómeno climático de la niña y más específicamente de la denominada ola invernal durante los años 2010, 2011 y parte del 2012. Esta afectación mostró que se requiere la ejecución de medidas de emergencia de fácil implementación, bajo costo y que se desarrollen en un corto periodo de tiempo,

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V Congreso Internacional de Ingeniería Civil, Universidad Santo Tomás Seccional Tunja

1

Caracterización de puentes metálicos

semipermanentes de emergencia tipo Bailey según

normas colombianas.

Corredor Castellanos, Carlos Andrés. [email protected]

(Recibido: 25 de Junio de 2014; Aprobado: 04 de Julio de 2014)

Resumen—Esta investigación tiene como objetivo realizar un estudio analítico de puentes metálicos semi-permanentes de tipo Bailey de acuerdo a las especificaciones técnicas vigentes. En Colombia, el amplio uso de estas estructuras está basado en su compatibilidad con otro tipo de puentes metálicos semi-permanentes tradicionalmente utilizados. Desde esta perspectiva, una caracterización que permita ajustar este modelo de puentes semi-permanentes a las condiciones locales, garantizando el cumplimiento de las normas locales, tales como el Código INVIAS en Diseño Sísmico de Puentes (CCDSP-95) y la Norma Colombiana de Sismo Resistente Construcción (NSR-10) parece ser una tarea pendiente.

Para lograr los objetivos del trabajo de investigación se propone realizar un estudio estructural teniendo en cuenta los siguientes criterios de acuerdo a las especificaciones técnicas colombianas: Longitudes o luces a salvar entre cinco (05) y quince (15) metros para el caso de puentes simplemente apoyados, establecer los criterios estructurales de construcción para cada tipo de luz teniendo en cuenta tipos de cargas, dimensionamiento de cada elemento, característica de los materiales, ensambles, etc. Por último, se pretende dar algunas recomendaciones de procedimientos constructivos y de mantenimiento para éste tipo de puentes.

Palabras clave— Puentes semipermanente, Diseño estructural, Acero estructural, Panel Bailey,

Infraestructura vial.

Abstract— This research aims to undertake an analytical study of semi-permanent metallic bridges Bailey-type according to current technical specifications. In Colombia, the broad use of these structures is sustained on its compatibility with other kind of semi-permanent metallic bridges traditionally employed. From this perspective, a characterization allowing to adjust this model of semi permanent bridges to local conditions by ensuring the fulfilment of local standards such as INVIAS Code on Seismic Design for Bridges (CCDSP-95) and Colombian Standard of Seism resistant Construction (NSR-10) appear to be a pending task. To achieve the research’s aims, the first part undertake an assessment of the current problems arising from collapsing bridges at national level it includes data on affected population and a description of the main measures adopted to curb its effects. The second part deals with risk management measures related to bridges and elaborates on the typology and structural analysis according to current Colombian standards for bridges from five (05) to fifteen (15) meters. The analysis takes into account aspects such as charges, sizing of each one of the elements, material’s properties and the whole settings of Bailey’s structural model. The final section presents a series of recommendations based on the results of structural analysis developed as well as the main conclusions relevant for the research process achieved. Key words — semi-permanent bridges, structural design, structural Steel, Bailey-type panel, Road Infrastructure

I. INTRODUCCIÓN

Este proyecto de investigación surge a partir de los eventos adversos que sufrió la

infraestructura vial del País a raíz del fenómeno climático de la niña y más

específicamente de la denominada ola invernal durante los años 2010, 2011 y parte del

2012. Esta afectación mostró que se requiere la ejecución de medidas de emergencia

de fácil implementación, bajo costo y que se desarrollen en un corto periodo de tiempo,

V Congreso Internacional de Ingeniería Civil, Universidad Santo Tomás Seccional Tunja

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para así poder restablecer la funcionalidad de la red vial. Es así como el Gobierno

Nacional con apoyo del Ejército implementó la construcción de puentes de emergencia

semipermanentes para solucionar en parte el problema de movilidad que se estaba

presentando en ese momento.

A raíz de los eventos generados por la ola inverna y las acciones tomadas por los entes

gubernamentales para solucionar el problema se vio la necesidad de realizar un

proyecto de investigación enfocado en determinar si estas soluciones estructurales

cumplían con los requerimientos mínimos de las normas y así poder proponer modelos

estructurales más eficientes que favorezcan acciones de emergencia que se puedan

presentar en el futuro.

Para el desarrollo del proyecto se realiza una revisión inicial de los efectos producidos

por la ola invernal respecto a lo social, económico e infraestructura, a partir de esos

indicadores se establecen cuáles pueden ser los criterios necesarios para determinar si

una estructura es vulnerable o no y cuáles podrían ser las medidas que se pueden

tomar para minimizar el impacto de los agentes ambientales en el entorno de la

estructura; posteriormente se hace una evaluación de los elementos que conforman los

puente semipermanentes tipo Bailey por medio de inspección visual, medición de cada

uno de los elementos y determinación de materiales; luego se realizar un análisis

estructural de modelos de puentes con ayuda de la herramienta computacional SAP

2000 v14 utilizando los criterios de diseño establecidos por las normas técnicas

colombianas y así poder hacer el análisis del comportamiento estructural y definir si

este tipo de estructura y la configuración estudiada cumple con los criterios mínimos

solicitados.

Lo que se ha obtenido hasta el momento en el proceso de investigación es una

fundamentación teórica a cerca de la tipología de puentes y en especial de los puentes

metálicos semipermanentes de emergencia tipo Bailey, obteniendo información muy

relevante para realizar la posterior evaluación de comportamiento estructural basado en

las normas técnicas colombianas en especial el Reglamento colombiano de

construcción sismo resistente NSR-10 y el Código colombiano de diseño sísmico de

puentes CCDSP-95.

El presente documento se ha estructurado de la siguiente manera; inicialmente se

realiza una introducción a lo que es la problemática del colapso de puentes a nivel

nacional, en donde se exponen indicadores de afectación y costo de implementación

de las medidas de solución; después de evaluar la problemática se describe la

fundamentación teórica sobre puentes tipo Bailey donde se explica en que consiste el

sistema Bailey, se hace la caracterización de componentes de puentes tipo Bailey

explicando su geometría, material y función dentro del conjunto estructural, posterior a

eso se establecen los parámetros de diseño según normas técnicas colombianas para

este tipo de estructura y de esta forma conocer los parámetros mínimos de diseño.

A partir de los elementos que conforman el puente, sus materiales, dimensiones y

conformación dentro del conjunto estructural del modelo Bailey y los criterios mínimos

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solicitados por las normas técnicas, se tienen los criterios necesarios para proceder a

realizar los cálculos de comportamiento estructural y así elaborar una propuestas de

diseño de puentes de emergencia tipo Bailey para la configuración planteada.

II. PROBLEMÁTICA GENERADA POR EL COLAPSO DE PUENTES A NIVEL

NACIONAL

Para poder entender la problemática generada por la infraestructura vial del país, se

buscó información relacionada con el deterioro de la red vial nacional, población

afectada y obras ejecutadas; la cual es útil como indicador de la magnitud del problema

generado por el fenómeno natural denominado “ola invernal” y de esta forma poder

tener más claridad de la importancia que presenta el proyecto de investigación.

A. Población afectada por la ola invernal

Durante el punto más crítico de afectación por la ola invernal, Colombia humanitaria

elaboró un informe en el cual se presenta la magnitud del problema generado por el

fenómeno ambiental, la Tabla 1 muestra los resultados de dicho informe:

TABLA 1

DEPARTAMENTOS MÁS AFECTADOS POR LA OLA INVERNAL ENERO

DEPARTAMENTO PERSONAS AFECTADAS

Bolívar 409.010

Magdalena 282.965

Atlántico 228.914

La Guajira 219.643

Córdoba 177.271

Chocó 133.390

Sucre 119.575

Antioquia 102.268

Fuente:

http://www.colombiahumanitaria.gov.co/Cifras/Ficha%20Ola%20Invernal/FichaOlaInvernal_110131.pdf.

Por otra parte, revisando el informe de registro único de damnificados elaborado por

el Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE) en Enero de 2011, se

aprecia la magnitud de afectación a la población por efectos de la ola invernal, a

continuación se muestran los resultados del informe:

Departamentos afectados: 28 departamentos

Municipios afectados: 744 municipios

Municipios con afectación de hogares: 698 municipios

Personas afectadas: 2.240.218 personas

Hogares afectados (cálculo relación censal): 560.055 hogares

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B. Obras de emergencia ejecutadas por el Ejército Nacional

El Gobierno en conjunto con el Ejército Nacional de Colombia ha realizado labores

inversión para la construcción de puentes semipermanentes y de esta forma mitigar los

daños que se presentaron en la infraestructura vial por la emergencia invernal, a

continuación se presenta información de las obras ejecutadas durante los años

posteriores a la ola invernal (2012 – 2014) en donde se pueden apreciar los

departamentos afectados, población afectada, características de las obras ejecutadas y

costo de implementación de las obras. (Ingenieros Militares).

1) Puentes militares 2014

FIGURA 1

LOCALIZACIÓN PUENTES ENTREGADOS EN EL 2014 POR EL EJÉRCITO

Fuente: http://www.ingenierosmilitares.mil.co/?idcategoria=353513

TABLA 2 PUENTES MILITARES ENTREGADOS EN 2014 POR EL EJÉRCITO NACIONAL

N° Ubicación Población

(hab.) Tipo de puente

longitud (ml)

Capacidad (ton)

Inversión Fecha

1 Granada _ Meta 12.700 Acrow DSR2

30.49 52 $ 408.385.473 24-04-14

2 Frontino – Antioquia

14.000 Acrow DSR 48.78 52 $ 735.093.852 30-05-14

3 Utica -

Cundinamarca 35.700

Acrow TSR3

45.75 52 $ 612.578.210 en

instalación

Fuente: http://www.ingenierosmilitares.mil.co/?idcategoria=353513

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2) Puentes militares 2013

FIGURA 2 LOCALIZACIÓN PUENTES ENTREGADOS EN EL 2013 POR EL EJÉRCITO

Fuente: http://www.ingenierosmilitares.mil.co/?idcategoria=353513

TABLA 3 PUENTES MILITARES ENTREGADOS EN 2013 POR EL EJÉRCITO NACIONAL

N° Ubicación Población

(hab.) Tipo de puente

Longitud (ml) Capacidad

(ton) Inversión Fecha

1 Pto Boyacá –

Boyacá 45.000 Acrow TSR 51.85 52 $694.710.853 21-04-13

2 Muzo – Boyacá

50.000 Acrow TSR3

61 45 $816.770.947 08-05-13

3 Labranza Grande - Boyacá

5.500 Acrow DS 45.73 52 $667.220.000 05-06-13

4 Juan de Acosta – Atlántico

25.000 Acrow DS 33.54 52 $489.848.192 12-06-13

5 Turbo -

Antioquia 8.000

Acrow TSR3

39.65 52 $531.249.475 23-10-13

6 Macaravita -

Santander 14.000 Acrow DS 27.45 52 $326.708.378 08-11-13

Fuente: http://www.ingenierosmilitares.mil.co/?idcategoria=353513

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3) Puentes militares 2012

FIGURA 3 LOCALIZACIÓN PUENTES ENTREGADOS EN EL 2012 POR EL EJÉRCITO

Fuente: http://www.ingenierosmilitares.mil.co/?idcategoria=353513

TABLA 4 PUENTES MILITARES ENTREGADOS EN 2012 POR EL EJÉRCITO NACIONAL

N° UBICACIÓN Población

(hab.) Tipo de puente

Longitud (ml)

Capacidad (ton)

Inversión FECHA

1 Villa María, -

Manizalez 4.600

Acrow DDR2

30.50 52 $508.385.473 22-12-11

2 Aracataca - Magdalena

120.000 Acrow

TDR 51.85 52 $1.594.385.473 03-01-12

3 Carmen de

Bolívar - Bolívar 20.000

Acrow DSR2

27.40 45 $408.385.473,50 27-02-12

4 Mahates de

Bolívar - Bolívar 25.000

Acrow TDR

27.45 45 $326.708.378 06-03-12

5 Sasaima –

Cundinamarca 5.000

Acrow DSR2

33.55 52 $508.385.473 25-03-12

6 Tame Vda.

Libera - Arauca 60.000

Acrow TSR3

64.05 50 $1.743.245.000 18-05-12

7 Puente

Nacional - Santander

14.500 Acrow TSR3

48.78 52 $1.332.245.000 30-06-12

8 La Gloria -

Cesar 1.800

Acrow DDR

45.75 60 $2.509.752.000 24-07-12

9 Gramalote – 5.200 Acrow 36.60 52 $609.999.977 10-08-12

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7

Norte de Santander

DSR2

10 Puerto Rico –

Caquetá 125.000

Acrow TDR3

67.00 52 $1.900.345.473 20-08-12

11 Jenesano sector

Solares – Boyacá

18.000 Acrow DSR1

24.40 52 $986.385.473 24-09-12

12

Jenesano Vereda

Caicedos – Boyacá

4.300 Acrow TSR3

51.85 52 $1.594.385.473 06-11-12

13 Sahagún – Córdoba

110.000 Acrow

DS 18.30 50 $640.150.473 02-12-12

14 Moniquirá – Vda.- Pueblo

Viejo – Boyacá 3.500

Acrow TDR

51.85 45 $1.607.350 26-12-12

Fuente: http://www.ingenierosmilitares.mil.co/?idcategoria=353513

III. DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO SEGÚN NORMAS

TÉCNICAS COLOMBIANAS

Los parámetros de diseño específicos que se deben tener en cuenta para los

puentes semipermanentes están definidos según el CCDSP-95, la NSR-10 y en casos

específicos normas complementarias (AASTHO-LRFD).

El objetivo de los parámetros de diseño es permitir obtener una estructura óptima,

funcional y seguro. El Método empleado para el diseño según las normas anteriormente

enunciadas es el LRFD (Load and Resistance Factor Design).

A. Evaluación de las normas técnicas colombianas aplicadas a puentes

semipermanentes

Al evaluar los contenidos expuestos en el CCDSP-95 y la NSR-10 se encontraron las

siguientes apreciaciones que son de gran importancia para tener en cuenta antes de

iniciar la identificación de los parámetros de diseño necesarios para puentes

semipermanentes de emergencia tipo Bailey.

1) NSR-10: A.1.2.4 – EXCEPCIONES – “El presente reglamento de construcción

sismo resistente, NSR-10, es aplicable a edificaciones (construcciones cuyo uso

primordial es la habitación u ocupación por seres humanos) y no se aplica a: El diseño

y construcción de estructuras especiales tales como puentes, torres de transmisión,

torres y equipos industriales, muelles, estructuras hidráulicas y todas aquellas

construcciones diferentes de edificaciones”.

2) CCDSP-95: Sección A.3.5 – CARGAS POR SISMO, en el literal A.3.5.1.1 –

PROPÓSITO – numeral 2. “Soportar efectos sísmicos del mismo orden de magnitud de

los prescritos para edificaciones normales en el Código Colombiano de Construcciones

Sismo Resistentes”.

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Por tal motivo, se tendrán en cuenta las consideraciones expuestas en las normas y

se aplicarán para el diseño de puentes semipermanentes de emergencia tipo Bailey.

Después de lo anteriormente expuesto, los contenidos a evaluar en las normas técnicas

colombianas que aplican para diseño de puentes serán los siguientes:

NSR-10: Título A – “Requisitos generales de diseño y construcción sismo resistente”.

CCDSP-95: Títulos A - Diseño, B – “Especificaciones Técnicas de Construcción, y D -

Mantenimiento de Puentes”.

B. Parámetros de diseño

Los parámetros que se presentan a continuación están definidos por el CCDSP-95 y

ajustados de acuerdo a las actualizaciones realizadas a la NSR-10 y se enunciarán

únicamente los que apliquen al tipo de puentes específico a estudiar que son puentes

semipermanentes de emergencia tipo Bailey.

1) Localización del puente

De acuerdo con el CCDSP95 (1996), “la localización del puente está gobernada por

el alineamiento de la vía y debe ajustarse al obstáculo que debe salvarse”. Para el

caso de puentes semipermanentes de emergencia, ya está definida la localización

debido a que debe respetar el diseño de la infraestructura vial existente y la ubicación

de la estructura colapsada.

2) Estudios básicos para puentes sobre vías y canales

3) Ancho de calzada y andenes

El ancho de calzada debe ser el ancho libre medido perpendicularmente al eje

longitudinal del puente medido entre las caras más cercanas de las barandas del

puente. Para definir los anchos de calzada para diferentes volúmenes de tráfico,

remitirse a las recomendaciones del instituto nacional de vías INVIAS (CCDSP95,

1996).

En el caso de puentes tipo Bailey, se plantean configuraciones de ancho de calzada

de acuerdo a las dimensiones establecidas por diseño de los diferentes componentes

prefabricados presentándose la siguiente condición para un puente estándar carril

sencillo:

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TABLA 5 ANCHO DE CALZADA PUENTE BAILEY ESTÁNDAR CARRIL SENCILLO

TIPO DE PUENTE ANCHO

Bailey estándar carril

sencillo

3.28 m

10 pies 9 pulgadas

Fuente: Autor del proyecto.

Según los criterios expuestos tanto de normas como de dimensiones de los

elementos prefabricados del puente Bailey, el ancho de calzada estará definido

principalmente por los siguientes criterios:

a) Dimensión de los componentes del puente Bailey.

b) Dimensiones de la vía existente.

c) Condiciones de tránsito para el caso de estudio.

d) Luces y galibo (en los casos específicos que se requiera).

e) Sardineles y andenes (en los casos específicos que se requiera).

C. Cargas

Todo tipo de puentes se debe diseñar para que soporte las cargas y fuerzas

siguientes:

1) Cargas Muertas: De acuerdo al CCDSP-95 (1996), “Es el peso de la totalidad de la

estructura incluye la capa de rodadura, barandas, y cualquier otro elemento que

conforme el conjunto estructural. Los siguientes pesos pueden usarse en la evaluación

de la carga muerta:”

TABLA 6

VALORES DE CARGA MUERTA

Acero fundido o acero 7.850 kgf/m3

Fundición de hierro 7.200 kgf/m3

Aleación de aluminio 2.800 kgf/m3

Madera 800 kgf/m3

Concreto simple o reforzado 2.400 kgf/m3

Arena, grava, tierra o cascajo compactado 1.900 kgf/m3

Arena, grava o tierra suelta 1.600 kgf/m3

Macadam o grava compactada con cilindro 2.200 kgf/m3

Escoria 950 kgf/m3

Pavimento 2.400 kgf/m3

Mampostería de piedra 2.700 kgf/m3

Rieles, portar rieles con sujetadores

(m/lineal) 3.200 kgf/m3

Placa de asfalto de 25 mm de espesor 45 kgf/m3

FUENTE: CCDSP95 (1996).

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Para el caso de puentes tipo Bailey se presentan las siguientes cargas según cada

uno de sus componentes principales:

TABLA 6

VALORES DE PESO DE COMPONENTES PRINCIPALES DE PUENTES TIPO BAILEY

COMPONENTE VALOR

kg Lb

Panel Bailey 262.0 577.0

Pasador del panel 2.7 6.0

Travesaño 280.0 618.0

Marco de refuerzo 20.0 44.0

Puntal 10.0 22.0

Perno de cabeza o de arrostramiento 0.5 1.0

Placa de unión 1.6 3 ½

Varilla tensora 30.8 68

Abrazadera de travesaño 3.2 7.0

Largueros de botones 118.0 260.0

FUENTE: CCDSP95 (1996).

2) Cargas Vivas: Es el peso de las cargas móviles aplicadas de los vehículos y los

peatones (CCDSP95, 1996).

a) Carriles: el camión de diseño o línea de carga equivalente ocupa un ancho de

3.05m. Las cargas deben colocarse en un carril de diseño de 3.65 m de ancho,

espaciados a través de toda la calzada, la cual se mide entre bordillos. Las calzadas de

6.10 y 7.30 m se consideran de dos carriles, cada uno con un ancho igual a la mitad de

la calzada (CCDSP95, 1996).

b) Camión estándar y línea de carga: la carga viva está conformada por camiones

estándar o líneas de carga que son equivalentes a trenes de camiones.

FIGURA 4

CAMIÓN ESTÁNDAR

Fuente: AUTOR DEL PROYECTO

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c) Carga mínima: los puentes ubicados en las vías que forman parte de la red

nacional de carreteras, deben diseñarse para la carga c 40-95. Carga C 40: consiste en

un camión de tres ejes. La carga designada con la letra C seguida por un número que

indica el peso total del vehículo en toneladas.

TABLA 7

CARGA MÍNIMA

LUZ CARGA

Momento Camión

L < 28.0

28.0 ≤ L ≤ 100 Carril P = 12.0 t

L > 100 Carril w = 1.14 t/m P = 12.0 t

Cortante Camión

L < 24.0

24.0 ≤ L ≤ 134 Carril P = 16.0 t

L > 134 Carril w = 1.14 t/m P = 16.0 t

C 40-95

FUENTE: CCDSP95 (1996).

D. Impacto: Según el CCDSP95 (1996), se aplica en los siguientes elementos

estructurales:

1) Superestructura, incluyendo brazos de marcos rígidos

2) Pilas (con o sin apoyos de cualquier tipo) excluyendo los cimientos y las partes

enterradas

3) Las partes de los pilotes de concreto o acero que están por encima del terreno y

que soportan la superestructura.

Formula de impacto:

Dónde:

I = porcentaje de impacto (máximo 30%)

L = longitud en metros de la parte de la luz que está cargada para producir los

esfuerzos máximos en el elemento estructural.

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Fuerza longitudinal: equivalente al 5% de la carga viva en todos los carriles que

tengan tráfico en la misma dirección

E. Cargas por sismo: Los movimientos sísmicos de diseño están basados en una

probabilidad de 10% de que sean excedidos en un lapso de 50 años, correspondiente a

la vida útil promedio de un puente. (CCDSP95, 1996).

En el caso de puentes semipermanentes no se requiere hacer análisis por cargas de

sismo, debido a que el tiempo concebido inicialmente para su uso es significativamente

menor que la vida útil de un puente permanente.

Como lo explica el CCDSP-95 A.3.5.1.2 – Alcance: “los puentes móviles no están

cubiertos por los presentes requisitos. Aunque los principios generales respecto a la

magnitud de los efectos sísmicos son válidos para ellos, no obstante su

comportamiento dinámico puede diferir de lo presentado aquí y las consideraciones

especiales que deben tomarse en cuenta no están cubiertas por los presentes

requisitos”.

Para el caso de puentes semipermanentes no se requiere de estudios de suelos ya

que la implementación de estos se hace en el sitio donde se presenta el colapso de

una estructura existente.

IV VENTAJAS TÉCNICA DE IMPLEMENTAR PUENTES METÁLICOS

SEMIPERMANENTES DE EMERGENCIA TIPO BAILEY

Son muchas las ventajas que tiene la implementación de puentes semipermanentes

tipo Bailey como solución a problemas súbitos causados por diferentes factores

(ambientales y/o antrópicos) y que pueden afectar la infraestructura vial del país; a

continuación se presenta una análisis del porque es pertinente implementar este tipo de

puente semipermanente de emergencia.

A. Según el material

Ya que el acero estructural es el material empleado para el diseño de los diferentes

componentes del puente, este material presenta las siguientes ventajas (DURAN

YAZUMA, Sandra Verónica y QUISHPE CORO, Cristina. 2009):

1) Uniformidad: Las propiedades del acero no cambian significativamente con el

tiempo.

2) Alta resistencia: Alta resistencia del acero por unidad de peso esto implica que la

estructura es de poco peso, su importancia radica en la facilidad de implementar

este tipo de estructura en un sitio donde se tenga una cimentación en mala

condición.

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3) Ductilidad: El acero tiene gran capacidad de soportar grandes deformaciones sin

fallar cuando se le aplica una fuerza de tensión evitando fallas prematuras.

4) Tenacidad: el acero estructural es tenaz, es decir, posee resistencia y ductilidad.

5) Elasticidad: comparado con otros materiales, el acero se aproxima más a las

hipótesis de diseño ya que cumple con la ley de Hooke hasta esfuerzos muy

altos, luego se pueden determinar los momentos de inercia de una forma más

acertada que con cualquier otro material.

B. Según su método constructivo y de mantenimiento

1). Maniobrabilidad: todos los componentes del puente Bailey son livianos, de fácil

transporte, almacenamiento y manipulación al momento de ejecutar las obras.

2) Rapidez en el montaje: ya que el sistema Bailey es modular, es de fácil

manipulación, todos sus componentes se unen con otras por medio de ensamblaje con

pernos y bulones, lo cual no requiere de mano de obra calificada ni equipos especiales.

Esta es la ventaja más relevante que presenta este sistema constructivo ya que el fin

de esta estructura es poder recuperar la movilidad de una vía en un corto periodo de

tiempo.

3) Durabilidad: Los puentes metálicos modulares están conformados con piezas de

acero de alta resistencia por lo cual, la duración se podría decir que es indefinida si se

le realiza un mantenimiento periódico, también dependiendo de su aleación se pueden

tener aceros que sean capaces de resistir mejor la corrosión.

4) Costo de recuperación: al ser una estructura modular la totalidad de los

componentes que conforman el sistema estructural se recuperan y son capaces de ser

reutilizados en otro caso de emergencia. Posterior al cumplimiento de la vida útil de los

materiales, se pueden recuperar en el peor de los casos como chatarra.

5) Versatilidad: el panel Bailey además de puentes también puede usarse como pilar

de apoyo de puentes, para cubiertas, columnas, etc.

6) Solución económica: ya que no requiere mano de obra calificada y todos sus

componentes son prefabricados y se fácil ensamblaje.

C. Según su comportamiento estructural

La estructura no se fatiga: debido al periodo de tiempo del diseño y a la conformación

de los elementos estructurales los componentes del puente tipo Bailey no se fatigan

con facilidad lo que permite el desmonte y montaje del puente para las emergencias

que se presenten.

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V. CONCLUSIONES

El impacto de agentes ambientales generados por el calentamiento global ha sido uno de los factores que más ha influido en el acelerado deterioro de la infraestructura vial del país, lo cual ha traído como consecuencia una afectación social y economía que impacta directamente a diferentes sectores productivos ya que se dificulta la movilidad de personas y de bienes y servicios a lo largo de todo el territorio nacional. De acuerdo a los criterios de diseño especificados por las normas técnicas colombianas se tienen parámetros que definen las condiciones mínimas de comportamiento estructural para el tipo de puente analizado (puentes semipermanentes de emergencia tipo Bailey) y de esta forma determinar los criterios principales para iniciar el proceso de análisis de la estructura y su posterior diseño en los casos que se requiriera. También es importante aclarar que las normas técnicas especifican los periodos de tiempo de operación de este tipo de estructuras por los que se aprecia que en Colombia, los puentes semipermanentes usados como estructuras de emergencia, han sido utilizados de una forma inadecuada dado que están diseñados para trabajar en un corto periodo de tiempo (menor a un año) y como se observa en diferentes regiones del país, estos puentes que se instalaron han tenido periodos de servicio de más de 10 años y en algunos casos todavía están en operación sin realizárseles ninguna revisión a su capacidad de servicio y mantenimiento a los componentes que conforman la estructura. Los puentes semipermanentes de emergencia tipo Bailey son una alternativa viable de solución a los problemas generados por el colapso de puentes en la red vial del país, dada su versatilidad de transporte, facilidad de procesos constructivos y cortos periodos de tiempo para su puesta en operación y economía por ser elementos estructurales modulares.

VI. REFERENCIAS

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