INTRODUCCIÓN
La
ubicación geográfica del Municipio de La Paz, comenta Tauber et al. (2005), le
permite gozar de una extensa variedad de escenarios topográficos que la hacen
tan particular. Por su parte, para Bazant (2010) al considerarse un área de
expansión de la mancha urbana, se debe estimar la transitabilidad en el sector,
término referenciado por Gómez y Magnin (2008) y Huarca y Argamonte (2016), y
hacia el centro de la ciudad para aquella gente que habita en la zona y la que
la visita. Desde otro punto de vista, colindando con la zona de Huanu Huanuni,
expresa Villegas (2013), se encuentra la urbanización residencial “Verde Olivo”
que es propiedad de la Policía Boliviana Nacional. Expresa Flores et al. (2013)
que esta zona cuenta con más de 20 edificaciones con varias plantas, las cuales
albergan a familias que en su mayoría trabajan o estudian en el centro de la
ciudad.
El
acceso a la zona residencial, desde el centro, es a través de la avenida
Hernando Siles -calle 17 de Obrajes -calle Tomás Monje. Adicionalmente, existe
otro acceso por la zona de Alto Obrajes, no conveniente debido a la pendiente y
estrechez de vía. Estos accesos no son suficientes debido al crecimiento
vehicular y congestionamiento que se presenta en horas pico. Sin dejar de lado
la tardanza que sufre la gente que se traslada hacia el centro de la ciudad,
por tener que transitar por la calle 17 de Obrajes para poder acceder a la
avenida principal Hernando Siles.
Existe
la avenida Max Portugal que se encuentra en la zona de Alto Obrajes, con la
facilidad de conectarse de forma directa, por un lado hacia la calle 10 de
Obrajes y por la avenida Sabaleta. Ambas tienen una vía rápida hacia el centro
de la ciudad. En este sentido, la construcción del viaducto “Huanu Huanuni – Alto Obrajes”
tiene por objetivo el de unificar la zona de Alto Obrajes y la zona de Huanu
Huanuni de forma directa, así crear un acceso hacia esta zona a través de una
vía rápida para el transporte (Sánchez y Llorente, 2016).
Se realiza, valorando lo referenciado por
Zotar y Aníbal (2014), el diseño correspondiente del viaducto, determinando de
esta forma la construcción (en su primera fase), de tres tramos de 30,6 m cada
uno. La infraestructura, tomando en cuenta lo planteado por Vardé (2003), está
conformada por un Estribo de HoAo con fundación directa,
tres Pilas de HoAo fundadas sobre Pilotes,
Superestructura conformada por Vigas de HoPo y Losa de HoAo,
considerando a Benjumea et al. (2010). Por otra parte, desde lo expuesto por
Olazábal (2013), García (2017) y López y García (2017), las pilas son de
diferente altura debido a la topografía y la pendiente de la Rasante.
La empresa adjudicada para la
construcción realiza el proyecto según el cronograma especificado, en el cual
se tiene el ítem de lanzamiento de vigas que consiste en el alquiler de grúas
de gran capacidad para su izado hasta la posición final. En un sector habilitado
para el efecto, se vacían y tesan las vigas y la infraestructura. Cuando se
debe proceder con el paso de izado de vigas se tropieza con el problema que las
grúas destinadas para el trabajo se encuentran dispuestas en su capacidad.
Debido a que existe un contrato con la Alcaldía Municipal de La Paz, la empresa
constructora no puede retrasarse en el proyecto por las condiciones del
contrato. En este sentido, se toman alternativas diferentes para el izado de
vigas sin tomar en cuenta grúas de mayor capacidad. A continuación se mencionan
algunas alternativas de izado de vigas:
1)
Realizando
un relleno de tierra alrededor de las pilas, de forma tal que su altura
disminuya y así poder utilizar grúas de menor capacidad para el izado. Sin
embargo, por la altura de las Pilas se necesita gran cantidad de material de
relleno y este no se encuentra disponible cerca de la obra, por lo que implica
demora en el traslado de material y elevado costo de transporte (Chasco, 2000).
2)
Utilizando
una lanzadora de vigas, compuesta por elementos metálicos a lo largo de todo el
tramo, pero, como el tramo es de más de 30 m no existe en la ciudad un lanzador
de este tipo. Adicionalmente, la construcción de la estructura metálica implica
un elevado costo y tiempo de ejecución (Yepes, 2018).
3)
Realizando
un lanzado de vigas sobre rodillos metálicos desde la Pila 3 hacia la 2, lo que
constituye el tramo tres del viaducto. De esta manera dar continuidad con la
ejecución del proyecto y evitar el uso de grúas de mayor capacidad. En esta
alternativa será necesario un tesado exterior en cada viga postensada antes del
lanzamiento (Pichucho, 2012).
El presente trabajo tuvo como propósitos
analizar y calcular la alternativa de lanzamiento de vigas postensadas,
mediante rodillos y tesado exterior, en el tercer tramo del viaducto Huanu
Huanuni – Alto Obrajes, en la ciudad de La Paz.
MATERIALES
Y MÉTODOS
El área
de estudio se ubica hacia el sur de la ciudad, dentro de la jurisdicción del
gobierno municipal de La Paz, perteneciente a la subalcaldía sur Distrito 21,
zona Huanu Huanuni–Alto Obrajes. La metodología sigue los siguientes pasos, a
partir de Mayta (2018):
· Observar la topografía para el lanzamiento
de vigas.
· Estudiar y diseñar estructuras metálicas
que se utiliza en el lanzamiento de vigas mediante rodillos.
· Analizar los esfuerzos en la viga
postensada para el lanzamiento mediante rodillos.
· Calcular el tesado exterior en la viga
postensada.
· Observar las estructuras de hormigón que
intervendrán en el lanzamiento.
· Analizar los esfuerzos en la viga postensada
con tesado exterior, en diferentes estados de carga, durante el lanzamiento
mediante rodillos.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Según
el levantamiento topográfico realizado para la construcción del viaducto,
tomando en consideración lo expuesto por Mayta (2018), se tienen las curvas de
nivel correspondientes del área de trabajo, que sirve para el cálculo de
movimiento de tierras que se realiza en los trabajos preliminares.
Adicionalmente, la visita de campo realizado en la obra, propiamente en lo que
concierne el tramo tres. Se observa que existe espacio sufíciente para el
traslado de vigas mediante la habilitación de vías, habiendo sólo la
interferencia de algunos árboles.
La
topografía permite que entre las Pilas 2 y 3 se coloque un apoyo auxiliar. Con
estas verificaciones se realiza el lanzamiento de vigas postensadas desde la
Pila 3 hacia la Pila 2, lo que constituye el tercer tramo. Para tener una idea
clara acerca del terreno y realizar los movimientos correspondientes de tierra,
se establece el perfil longitudinal entre las Pilas 2
y 3. Específicamente, en
el eje del viaducto, estableciendo el perfil longitudinal del tramo tres,
paralelo a la posición de las vigas postensadas. Este perfil nos permite ubicar
la posición exacta de la estructura metálica auxiliar entre ambas Pilas.
La
alternativa de realizar el lanzamiento de vigas postensadas mediante rodillos
consiste en colocar, mediante un transporte adecuado, una por una las vigas
postensadas en la plataforma cerca de la Pila 3. Ésta cuenta con una pantalla
de sección 0,60 m x 0,80 m, que sirvió de apoyo para la losa que conecta con la
calle continua. En éste se apoya el primer rodillo; en la plataforma B entre las
Pilas 2 y 3 está situado un pórtico (trípode) metálico en el cual se apoya el
segundo rodillo. Sobre el cabezal de la Pila dos se arma un pórtico metálico,
el cual mediante cables tendrá la función de jalar de un extremo cada viga, de
modo que mediante los rodillos se desplace hasta su posición final.
Trabajos
preliminares
La
continuación del viaducto será una losa de 10 m, conectada a una calle. En este
sentido, se hace posible la utilización de maquinaria pesada para realizar
corte y relleno según las secciones transversales. Además, se tiene una idea
clara acerca del proceso de lanzamiento mediante rodillos, revisando el
levantamiento topográfico y el perfil longitudinal se trazan los lugares que
sirven de plataforma como también el espacio necesario para el traslado de las
vigas.
De esta
manera se determinan los trabajos preliminares, que consisten en derribar
algunos árboles y habilitar una vía para el paso del Dolly (Dolly equipo que
permite unir a dos semirremolques para ser jalados por un mismo tractocamión)
el cual trasladará la viga, para este trabajo se realiza corte propiamente.
Según
el levantamiento topográfico se hace accesible la conformación de una
plataforma cerca a la Pila 3, que denominaremos plataforma A. En este último
trabajo se realiza corte y relleno según las secciones transversales; mismas
que nos permitirán el posicionamiento de cada viga al inicio de su lanzamiento.
Por otro lado, para el posicionamiento del trípode debe ser a la mitad del
tramo tres, es decir, a 15.30m. Sin embargo, observando el perfil longitudinal,
no es posible esta distancia por no existir espacio suficiente desde la Pila 3
hacia la Pila 2.
La
distancia máxima que se posicionaría el trípode es de 14,30 m desde la Pila 3,
teniendo la seguridad suficiente para el soporte del peso total de la viga. De
esta manera, se habilita una plataforma para el colocado del soporte metálico
que se ubicará entre las Pilas 2 y 3, denominado plataforma B, en este trabajo
se realiza corte, relleno y compactación. Estos trabajos se realizan mediante
maquinaria pesada (excavadora tornamesa y volquétes), en los lugares
inaccesibles, para la plataforma B por medio de mano de obra manual. Para una
mejor estabilización del suelo se utiliza una compactadora manual (saltarín).
Diseño de estructuras metálicas
A partir de los trabajos preliminares se
realizan los diseños de las estructuras metálicas, los cuales tienen como
objetivo general el de soportar el peso propio de la viga postensada. En
algunos casos se determina la forma y resistencia de la estructura metálica. En
otros, ya se tienen estructuras prediseñadas, que solamente se debe comprobar
la resistencia al peso propio de la viga. Cabe mencionar que los pesos propios
de las estructuras metálicas son despreciados, debido a la comparación con la
carga que estará sometido. En principio se tienen tres estructuras metálicas:
El pórtico que se sitúa en el cabezal de la Pila 2, el trípode que se ubica
entre las Pilas 2 y 3, por último los rodillos. En se describen cada una de las
estructuras metálicas.
Rodillos
Los rodillos, como su nombre lo indica,
nos sirven para el desplazamiento de la viga a lo largo del tramo tres. Su
forma está destinada para el ruedo, la resistencia es calculada para el soporte
del peso propio total de la viga postensada. En primer lugar se tiene la forma
del rodillo que se asemeja a un rodamiento, estarán formados de dos anillos, el
interior de 6,35cm (2,5 plg) y el exterior de 20 cm de diámetro, soportados por
un eje de 2,5 plg de diámetro, anclados en dos soportes de 2 plg de espesor. Para
facilitar la fabricación se divide en dos partes el rodillo, cada uno de 25cm
de largo, sobre una plancha de 0,60m x0,85mx1plg. El objetivo que tiene el
rodillo es de soportar el peso propio de la viga postensada según este vaya desplazandose.
Comprobación de la Resistencia
del Rodillo
Como datos iniciales tenemos el peso
propio de la viga postensada 44,55 Tn, el acero A36 con fy = 2.530kg/cm2.
El análisis se realizara en la parte delicada de la estructura, el eje de 2,5
plg de diámetro. El rodillo está dividido en dos partes, por lo que se tomara
solo una para el análisis, es decir, el largo de 25 cm. Por último, para mayor
seguridad tomaremos para el análisis todo el peso propio de la viga, en
realidad solo soportaría la mitad. El cálculo se realizara como resistencia a
la flexión con una viga con carga distribuida, con un apoyo simple y otro
empotrado.
Trípode
El trípode intermedio se ubica en la
plataforma B, tiene la función de resistir el peso propio de la viga mientras
esta se desplaza hacia la Pila 2, sirve de apoyo para el segundo rodillo en el
transcurso del lanzamiento en el tramo tres. Éste está constituido de cuatro
pórticos formados por dos perfiles de C4x7.25 en forma triangular unidos por
tres travesaños. La altura vertical es de 5.30m lo necesario que se proyecta en
el lanzamiento de la Pila 3 hacia la Pila 2, una abertura de las patas de 2.0m
el cual se pueda ubicar sin problemas en el espacio de la plataforma B, la
separación entre pórticos es de 1.05m en los extremos y 0.30m en el medio,
debido a que mayormente el rodillo se ubicara en el medio del trípode.
Encima los cuatro pórticos se colocan una
viga travesaño de perfil W14x38 y 2.40m de largo, que tendrá la función de
apoyo para el rodillo y además de soportar el peso propio de la viga, también
esta facilitara para el desplazamiento del rodillo a lo largo de la viga.
Comprobación de la Resistencia
del Trípode
El análisis que se realiza en el trípode
se divide en dos partes, el primero la resistencia de la viga travesaño a
flexión, el segundo los pórticos triangulares a compresión; el acero por
analizar es A36, la carga muerta de cada viga es de 44.55Tn. La parte
desfavorable por analizar en la viga travesaño será donde se encuentra la
máxima separación, es decir, 1.05m. La sección de la viga travesaño es
adecuada, entonces se adopta el perfil W14x38. El análisis en el trípode se
realizara en un solo pórtico triangular el que está formado por dos perfiles
unidos C4x7.25 y 5.39m de largo.
Pórtico
El pórtico está anclado en el cabezal de
la Pila 2, tiene el objetivo de sujetar los cables mientras se va jalando la
viga desde la Pila 3, la viga travesaño sirve de soporte para la viga
postensada en el momento que este se encuentre sobre el cabezal de la Pila 2,
mientras se acomoda para su posición final. Los dos rombos que conforman el
pórtico anteriormente se utilizaron con otro fin, es por tanto que tenemos que
adaptarnos al prediseño, los rombos están constituidos por la unión de dos
perfiles C12x20.7, con una base horizontal de 10.60m, altura vertical de 3.20m,
arriostrado en el medio por un parante de 2.96m de altura. Encima de los rombos
se coloca una viga travesaño que tiene perfiles S12x31.8 con una longitud total
de 9.60m.
Comprobación de la Resistencia
del Pórtico
En primer lugar se realiza el análisis
sobre la viga travesaño que está sometida a flexión en una longitud de 5.20m
que es la separación entre rombos, acero A36, carga puntual por soportar la
mitad del peso propio de la viga 22.28Tn. Con dos perfiles S12x31.8, se tiene
la seguridad para soportar la mitad del peso propio de la viga. Por otro lado,
también la viga travesaño trabaja en los lados exteriores a los rombos debido a
que son cuatro las vigas que se lanzan, dos de ellas por fuera de los rombos;
así, para mayor seguridad se añaden dos perfiles más, en total cuatro perfiles
S12x31.8.
El análisis para el rombo se realiza en
el parante que está constituido por dos perfiles C12x20.7 y 2.96m de largo,
mismo que está sometido a compresión.
Estructuras de Hormigón
El proceso del lanzamiento de vigas
mediante rodillos en el tramo tres, se tienen afectadas tres estructuras de
hormigón: la viga de HoPo (hormigón postensado), la Pila
2 de HoAo (hormigón armado) y la Pila 3 de HoAo.
Este último no tiene relevancia, debido a que la estructura servirá de apoyo
para el primer rodillo. Es decir, estará sometida a compresión, como la
pantalla de la Pila 3 está destinada para la continuación del viaducto mediante
una losa, tiene el refuerzo necesario para soportar tanto la carga viva de los
automóviles como la carga muerta de la superestructura, es por esto que se
desprecia el análisis en esta estructura de hormigón.
Viga de hormigón postensado
En un principio las vigas de HoPo
se diseñaron para que sean izadas mediante grúas de gran capacidad, desde la
base de las Pilas hasta los cabezales; entonces en la construcción se dejan
orificios en ambos extremos de las vigas con el refuerzo necesario para el
soporte de su peso propio. Según el cronograma de actividades de la obra, se
vaciaron las fundaciones de las Pilas y paralelamente se vaciaron las vigas de
HoPo, en un espacio determinado, con el propósito de optimizar
el tiempo de ejecución del proyecto. Una vez vaciados los cabezales de las
Pilas, 25 días antes se concluye el vaciado de 12 vigas; para que 30 días
después se proceda con el tesado de las mismas; quedando listas ambas
estructuras para el izado.
Debido a la falta de grúas de gran
capacidad se opta por el lanzamiento mediante rodillos, para este proceso necesariamente
se tuvo que realizar el rediseño de la viga de HoPo, por
lo tanto, en primer lugar se analizan los esfuerzos de la viga en el momento de
transferencia de fuerza axial, es decir, el preesfuerzo a que estará sometida.
Análisis de la viga de HºPº
Se observa en la secuencia del lanzado
mediante rodillos, que nuestra viga estará sometida a esfuerzos a flexión en el
transcurso del tramo tres. Es por tanto que se realiza el rediseño de la misma
con el objetivo de determinar los momentos y esfuerzos, que nos servirán de
referencia para el análisis posterior.
Análisis de la viga de HºPº
para el lanzamiento mediante rodillos
La viga de HoPo
está sometida a esfuerzos de tracción y compresión en el instante que se
termina de tesar. Preparada para el lanzamiento de la misma, se observa que al
estar en voladizo se producirá un esfuerzo a compresión en la parte inferior y
tracción en la parte superior de la viga, el máximo momento que se producirá
será cuando la viga este con la mitad en voladizo. Para modelar este problema
se recurrió a la ayuda del programa SAP2000, referenciado por Lavado y Granados
(2013), el cual analizará la viga en el instante del voladizo a la mitad, este
programa se encargará de calcular y obtener los esfuerzos máximos de momento y,
cortante en la viga, provocado por el peso propio de la misma.
Tesado exterior
Como solución al problema que presenta la
viga en el instante del voladizo, se opta por contrarrestar los esfuerzos
producidos por el preesfuerzo, a través de un tesado exterior en la viga, de
tal forma que produzca una fuerza puntual en el medio de la misma, de esta
manera adicionando un momento positivo, que equilibre el momento negativo
producido en el voladizo. Mediante el programa SAP2000, observamos que en la
viga, aplicando el tesado exterior se provoca una carga puntual en el medio. Es
decir, aplicando la fuerza puntual en el medio de la viga, se causara un
momento positivo, equilibrando el momento negativo que se producía por la carga
del peso propio de la viga, en el instante del voladizo, permitiéndonos
contrarrestar los sobresfuerzos de tracción y compresión.
Análisis de la viga con el
tesado exterior
Con la ayuda del programa SAP2000, se
comprueba la resistencia de la viga con la carga puntual en el medio (tesado
exterior) y la carga muerta del peso propio de la viga, en el caso más
desfavorable cuando la viga se encuentra apoyado en ambos extremos (simplemente
apoyado). El máximo momento que se produce será a consecuencia del peso propio
sumado al tesado exterior, momento positivo en el medio de la viga es de
340835.04kg-m, según esta ocasión seguidamente tenemos que verificar los
esfuerzos producidos tanto a compresión como a tracción.
Construcción del tesado
exterior
Como se observó anteriormente no existe
problema alguno aplicando la carga puntual en el medio de la viga, que contrarrestara
los momentos producidos en el voladizo. A continuación, se modela la forma de
cómo se ejecutará el tesado externo: para producir una carga puntual de
22276.8kg (esta carga se origina por un cálculo invertido a partir del momento
máximo 170417.52kg-m, producto de la carga puntual en la viga simplemente
apoyada) en el medio de la viga, se necesita utilizar estructuras metálicas que
soporten estas fuerzas. Por otro lado, se necesitaran tendones que a través del
esfuerzo a tracción produzcan la carga puntual deseada, en primer lugar se ideo
la utilización de 2 tirfor de 3tn de capacidad. Sin embargo, no es suficiente
por lo que se ocurre utilizar torones de pretensados de grado 270ksi al igual
que se usaron en el preesfuerzo de la viga, a fin de garantizar la estabilidad.
En primer lugar tomamos como referencia
los orificios que tiene cada viga, a 0.45m de la base y 0.65m de los extremos,
es por ahí que pasaran los tendones; la viga de HoPo
tiene una altura de 1.70m, con estos datos procedemos a modelar el tesado
externo. Es así que se forma un triángulo con los tendones y la viga, a partir
de estos datos se procede con el cálculo de las fuerzas.
Se toma una altura de 2.50 m encima la
viga, porque es la que mejor se adapta para tener un ángulo favorable en los anclajes
de los extremos y la fuerza horizontal que produzcan los tendones no afecten a
la viga.
Diseño de estructuras metálicas
para el tesado exterior
A continuación, procedemos al diseño de
estructuras metálicas para el tesado exterior, los mismos que tendrán la
función se soportar la carga puntual aplicada en el medio de la viga, formando
el triángulo requerido analizado anteriormente.
Mástil
El mástil tendrá la función principal de
soportar las fuerzas producidas por el tesado externo y transmitir a la viga la
fuerza puntual requerida. La forma de este tendrá el objetivo de triangular los
tendones tal como se realizó en el modelado. Además estará diseñada de forma
que los tendones formen un triángulo paralelo en ambos lados de la viga.
El mástil está constituido por dos
perfiles C6x8.2, formando un pórtico de 2.5m de alto y 0.8m de ancho, unidos
por celosías de perfil C6x8.2. El travesaño está formado por dos perfiles
C6x8.2, de 1m de largo, en cuyos extremos se apoyan los tendones. Por ese
motivo, ambos extremos se refuerzan con pies de amigo de perfil C6x8.2 soldados
a los parantes; la base del mástil está constituido por un perfil C6x8.2 de 1m
de largo, cuya función es la de transmitir toda la carga transversalmente en el
medio de la viga.
Comprobación de la resistencia
del mástil
Como el mástil es simétrico, se analiza
en un solo extremo; debido a que los tendones se apoyan en los extremos del
pórtico, los perfiles que conforman los parantes están sometidos a compresión.
Anclajes
Los anclajes para el tesado exterior son
dos, ubicados cada uno en los extremos de la viga, la función principal de
estos es la de anclar los tendones de tal forma que resistan y produzcan la
fuerza puntual requerida, a su vez están anclados al hormigón en los extremos
de la viga, con el motivo de evitar desplazamientos. Los anclajes están
formados principalmente por dos perfiles de sección 50x210mm, 1.67m de
longitud, se añade por encima de estos una plancha de 20x20cm con un orificio
circular de 10cm de diámetro, donde se apoyaran las cunas de cada tendón, a
ambos lados de la viga. Por otro lado, para el anclaje en el hormigón se
adhiere a los perfiles una plancha de 40x50cm con ocho orificios para tornillos
de empotramiento de 1/2plg de diámetro.
Comprobación de la resistencia
de los anclajes
Prácticamente, los anclajes están
sometidos a flexión, se ejerce fuerza en ambos extremos de los perfiles de
50x210mm, para analizar la resistencia tomaremos la fuerza total ejercida y
comprobarla en la parte más desfavorable, que es en el medio de los perfiles de
50x210mm. Comprobando con un solo perfil de 50x210mm
Análisis de la viga en
diferentes estados de carga durante el lanzamiento mediante rodillos
Para mayor seguridad en el momento del
lanzamiento en el tercer tramo del viaducto, se realiza un análisis de la viga
en diferentes estados de carga, es decir, análisis de la viga en diferentes
posiciones durante el lanzamiento mediante rodillos; con estos resultados se
tendrá mayor seguridad para efectuar esta alternativa.
Los estados de carga se modelaron con el
programa SAP2000, obteniendo los resultados de los momentos máximos (positivos
y negativos), en cada etapa durante el lanzamiento, se observa que los esfuerzos
varían solamente en la carga producida por el peso propio de la viga. Por
último, se observa que los esfuerzos máximos producidos en la viga, se
presentan en la primera etapa (simplemente apoyado) y novena etapa (mitad en
voladizo), de acuerdo con los esfuerzos admisibles del hormigón, los esfuerzos
finales en la viga resisten satisfactoriamente al lanzamiento mediante
rodillos.
Pila 2 de hormigón armado
La Pila 2 es una infraestructura de
hormigón armado, está conformada de acuerdo con las especificaciones del plano
principal del viaducto. Esta soporta las vigas postensadas del tramo dos como
también del tramo tres. En nuestro caso, para el lanzado de vigas mediante
rodillos en el tramo tres, esta infraestructura permite utilizarla de apoyo
para el pórtico metálico, la función principal que tiene es la de jalar y
resistir a la viga mientras se realiza el lanzamiento. La Pila 2 está formada
por una zapata de 7x9m con una altura de 1.4m, la corona de la zapata 2.7x4m
con altura de 0.5m, la Pila o Pilar de sección 3x1.7m con las esquinas
recortadas en forma circular a partir de los 30cm, altura de 11.34m, por último
el cabezal de sección 7.78x1.25m con altura de 1.7m.
La armadura principal de la Pila está
formada por dos líneas paralelas, la primera de 56 o 25 con estribos de 12, la
segunda de 56 o 25 con estribos de 10/20, de acuerdo con las especificaciones
de los planos principales del viaducto.
Comprobación de la resistencia
de la pila 2
Analizando la Pila 2, la parte donde se
debe verificar la resistencia será en la corona de la zapata (donde empieza la
Pila o pilar), es ahí que se producirá un esfuerzo a flexión, debido a la
fuerza horizontal por el jalado de la viga, este esfuerzo se presentara en la
parte ancha de la Pila, es decir, de 3m. Analizando en la parte más
desfavorable tomaremos como fuerza horizontal, el peso propio de la viga 44.55
Tn descartando el peso propio de la Pila 2. Dicho análisis se realiza como una
viga en voladizo con una fuerza puntual en el extremo.
CONCLUSIONES
Según la topografía del área de trabajo,
el tramo tres del viaducto es el más aconsejable para el lanzamiento mediante
rodillos. Así, las estructuras metálicas involucradas en el lanzamiento mediante
rodillos, son: los rodillos, trípode y pórtico. Se calcularon las mismas para
soportar el peso propio de la viga (44.55Tn), dándonos como resultado
resistencias de diseño adecuados.
La viga de HoPo fue
analizada con el objetivo de calcular los esfuerzos en la misma al momento de
transferencia del preesfuerzo, obteniendo como resultado: f1=14.822kg/cm2
(parte superior a tracción) y f2=-207.967kg/cm2 (parte inferior a compresión).
Por otra parte, analizando la viga para el lanzamiento mediante rodillos, se
observa que cuando esta se encuentre con la mitad en voladizo también se
producirán esfuerzos, debido al peso propio de la misma: f1=69.62kg/cm2 y
f2=-77.75kg/cm2. Sumando ambos esfuerzos se producía una falla en la viga de HoPo.
Para evitar la falla en la viga de HoPo, se calculó el
tesado exterior que evitó dichos sobresfuerzos en la misma, logrando mantener
de forma enderezada la viga en todo el lanzamiento mediante rodillos a través
de ejercer una carga puntual en el medio de la viga, con la ayuda de
estructuras metálicas (mástil y anclajes) y torones formando un triángulo. Esta
carga puntual se calcula inversamente a partir del momento máximo
(170417.52kg-m) producido en la viga por una carga puntual (simplemente
apoyada), obteniendo un valor de 22276.8kg.
Observando las estructuras de hormigón
que intervienen en el lanzamiento mediante rodillos, la Pila 3 no sufre ningún
esfuerzo adicional a su diseño original, en cambio la Pila 2 si ejercerá un
esfuerzo adicional en la base de la Pila (entre la corona de la zapata y el
inicio de la Pila), se realizó el cálculo más desfavorable analizando como viga
en voladizo ejerciendo una carga puntual en el extremo de 44.55Tn (peso de la
viga), obteniendo una resistencia de diseño favorable.
El proceso constructivo de lanzamiento de
vigas mediante rodillos, se llevó a cabo según la hipótesis planteada, incluyendo
el tesado exterior en cada viga del tercer tramo del viaducto, con el único
detalle de que la viga fue jalada mediante un sistema de poleas, una polea
ubicada en el extremo de la viga y otra en el pórtico situado en el cabezal de
la Pila 2, jalando el cable con la ayuda de una grúa.
El presupuesto de la alternativa de
lanzamiento de vigas mediante rodillos, alcanza un valor de 143 863.20bs, que
surge del alquiler de equipo pesado. Esta alternativa es más económica en
comparación con el relleno de tierra y la lanzadora de vigas, además tomando en
cuenta que esta alternativa se ejecuta de forma inmediata, en el tiempo de 24
días calendario.
Este método solamente se utilizó en el
tramo tres, para el izado del tramo dos y tramo uno, ya se contó con la ayuda
de grúas de mayor capacidad e izar de manera cómo estaba proyectada desde el
inicio. Levantado desde la base de las Pilas, sujetado a ambos extremos de la
viga y colocar a su posición final.
REFERENCIAS
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