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Proyecto el puente santo domingo

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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Universidad “Santa María”
Barin...
Introducción
La necesidad humana de cruzar pequeños arroyos y ríos fue el comienzo de la
creación y uso de los puentes en ...
Formulación del Problema:
 Estado A: Deterioro del puente “Santo Domingo” a causa de la fuerza
hidráulica del agua que oc...
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  1. 1. República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior Universidad “Santa María” Barinas Estado Barinas Desmoronamiento de la Infraestructura del Puente “Santo Domingo” y su Rehabilitación en la Actualidad Profesor: • Alejandro Camacho Barinas, Junio del 2015 Integrantes: • 27.358.080 Hoyo María • 25.965.275 Rodríguez Roddymar Semestre: 2º Sección: “A”
  2. 2. Introducción La necesidad humana de cruzar pequeños arroyos y ríos fue el comienzo de la creación y uso de los puentes en la historia. El problema de pasar un vacío construyendo una estructura fija se ha repetido a lo largo del tiempo con distintas soluciones. Según se fue avanzando en el conocimiento de los materiales y la forma en que éstos resisten y se fracturan hizo que se construyeran cada vez puentes más altos y con mayor vacío y con un menor uso de materiales. El puente “Santo Domingo” ubicado en la troncal 5 sobre el río del que proviene su nombre, permite la comunicación entre los municipios Barinas y Obispos, este data su origen desde hace 50 años, por lo que el estado actual de su estructura se encuentra en deterioro, además de que una de las causas es que en escasas oportunidades se le ha hecho el debido mantenimiento. El deterioro del puente ha afectado a los habitantes de los municipios Barinas y Obispos que necesitan ir a sus trabajos así mismo a los estudiantes que necesitan asistir a sus clases, o simplemente a las personas que quieren llegar al centro de la ciudad de Barinas, así mismo a las personas que necesitan transitar por este puente para llegar hacia otro lugar. Además la rehabilitación y actualización de puentes antiguos y que se encuentren en mal estado, como el puente “Santo Domingo” representan un reto para los ingenieros en este siglo XXI ya que en la actualidad se presenta que no se encuentran registros o planos sobre la infraestructura de estos, y el objetivo no es sólo activar el puente a través del empleamiento de las mejores técnicas, materiales y mano de obra, sino también guardar por el significado del puente y su estructura como patrimonio del Estado Barinas. ,.
  3. 3. Formulación del Problema:  Estado A: Deterioro del puente “Santo Domingo” a causa de la fuerza hidráulica del agua que ocasiono un asentamiento en la pila por parte de la a erosión del agua, además de los accidentes automovilísticos que ocurrieron en los años pasados y también influencia de las cargas excesivas de los camiones que pasaban por el puente.  Estado B: Mejorar y recuperar la infraestructura deteriorada del puente “Santo domingo” a través de una rehabilitación con materiales que protejan las pilas de la erosión del agua, y además que le puedan brindar un mejor apoyo en sus bases para soportar las cargas pesadas que transiten por este, tomando en cuenta que es un patrimonio del Estado Barinas y que se debe guardar la esencia de su infraestructura.  Restricciones: Los cambios climáticos pocos favorables para la obra: Las fuertes precipitaciones registradas en la Cordillera Andina y el Estado Barinas, afectan la obra de rehabilitación del puente sobre el río Santo Domingo, en la Troncal 5, al producir una creciente, las aguas del río rompieron un 80% el muro de granzón y piedras que habían construido con maquinarias dentro del cauce, para desviar las corrientes. El aumento del caudal fue superior al nivel del muro y comenzaron a pasar por donde se encuentran dos pilotes en fase de reparación. El costo de los materiales no debe exceder el presupuesto: Se asignaron 160 millones de bolívares para la ejecución de la estructura del puente. La falta de disponibilidad de equipos: Algunos equipos no llegan debido a que no hay disponibilidad, los cuales son los necesarios para iniciar la perforación y así poder restablecer la estructura. El tiempo no debe excederse del estimado: Entre los municipios Obispo y Barinas hay un gran movimiento comercial e intercambio de productos agrícolas y pecuarios, lo cual con la paralización de la circulación del puente, la economía de
  4. 4. ambos municipios se ve seriamente afectada. Además el tiempo que se tiene estimado es de nueve (9) meses. La rehabilitación no debe afectar la esencia del puente “Santo Domingo” como patrimonio: El puente es un símbolo para los barineses. La escasez de materiales.  Criterios: el Gobierno nacional, regional y el Ministerio de Transporte Terrestre han hecho los esfuerzos para el desarrollo de los trabajos a pesar de las lluvias, de allí que la empresa ha aplicado las medidas para avanzar en las labores y concluir la obra en el tiempo previsto. Los trabajos de rehabilitación contemplan el esfuerzo de la obra, el cual se paralizo; hasta que las aguas del río bajen, disminuya su fuerza y las máquinas puedan reiniciar la construcción del muro de contención con granzón y piedras. A pesar del inconveniente, a la inundación de la obra se le puede sacar un resultado positivo, de que lo avanzado hasta ahora fue lo suficientemente resistente a la embestida del río Santo Domingo. Además este trabajo tiene un tiempo requerido de diez (10) meses para poder así concluir con el trabajo del deterioro de esta infraestructura.
  5. 5. Análisis: Variables: • ¿Qué materiales son los indicados para la rehabilitación del puente? • ¿Las alternativas que se plantearan serán las mejores opciones? • ¿En qué tiempo se podrán ver los resultados? • ¿Los costos de los materiales no excederán el presupuesto? • ¿Los cambios climáticos podrán alterar el proceso? • ¿Será un año lo necesario para que se puedan observar los resultados de la rehabilitación del puente “Santo Domingo”? • ¿Serán los materiales seleccionados los mejores para que el puente quede en óptimas condiciones y en el futuro no se repita este tipo de deterioro? • ¿Habrá en un futuro que hacer alguna otra rehabilitación al puente por no hacerle el debido mantenimiento? • ¿De haberle hecho los debidos mantenimientos al puente se habría deteriorado? • ¿Se rehabilitó el puente sin afectar la esencia de su estructura como patrimonio? Planteamos esta situación con el ánimo de prevenir, en lugar de alarmar, pues hay preocupación el desmoronamiento de la Infraestructura del Puente “Santo Domingo”: Sin la falta de mantenimiento ocasionó que el río socavara las pilas y el hundimiento en el cual fue que colapso el puente; además que no tiene las protecciones hidráulicas en las pilas en buen estado, presentando un alto índice de socavación en el cual perjudico la estructura, porque no tienen protección, esa viga hay que revisarla, hacerle pruebas y diagnosticar si la falla es leve o es grave, de ser grave tenemos tiempo para corregirla, apuntalar y recalzar la estructura y, con ello, evitar que el puente colapse de nuevo. La fecha de construcción del Puente “Santo Domingo” ubicado en la troncal 05, el cual permite la comunicación entre los municipios Barinas y Obispos, este no tiene registro de una reseña histórica ni tan poco planos de este puente, solo una placa importada de USA (1947) EXPORT OF UNITED STEEL O COMPANY,
  6. 6. comprueba su fecha de construcción en el cual esta troquelada a una viga del puente. Las causas que dio origen a las condiciones de mal estado del deterioro del puente, son las siguientes: La principal causa fue la fuerza hidráulica del agua, en el cual lo somete con el tiempo y ocasiono un asentamiento de la pila por parte de la socavación a la excavación profunda causada por el agua, y uno de los tipos de erosión hídrica que se refiere a el desgaste de una superficie rocosa o parte del suelo a causa de agua. Además de, ciertos accidentes automovilísticos que ocurrieron en los años pasados y también influye las cargas excesivas de los camiones que pasaban por el Puente “Santo Domingo”, que se detenían por parte de la alcabala que se encuentra cerca de la infraestructura deteriorada; quienes requieran circular por esta zona deben descartar la ruta directa por la carretera que conecta a Barinas con Obispo y optar por vías alternas, como la autopista José Antonio Páez, San José Obrero y Los Guasimitos. Para resolver este problema del desmoronamiento de esta infraestructura del puente, ya que este cumplió con una vida útil, y poder limitar su peso para mejorar su alargamiento de vida en el cual se debe realizar una rehabilitación de su estructura del puente a través de diferentes alternativas o soluciones por parte de un director regional del Ministerio de Transporte Terrestre de Obras Públicas y un equipo técnico de ingenieros, es muy importante saber, que también influye mucho la estática del puente y a su diseño, y cumplir con las expectativas planteadas en la ejecución de estas obras, se han llegado a varios acuerdos en cuanto a algunas modificaciones del proyecto. Cuadrillas del Ministerio para el Transporte Terrestre y Obras Públicas y la Secretaría de Infraestructura y Ordenamiento Territorial de la Gobernación de Barinas finalizarán en julio próximo la reparación del puente Santo Domingo, que comunica la jurisdicción capital con zonas campesinas del municipio Obispos. Por otro lado, la contratista encargada de la obra cumplió además con los cambios de elementos estructurales afectados por el asentamiento de las pilas así como reforzar en vigas de carga las bases. Además que se tiene pendiente por ejecutar la nivelación de los tableros afectados y reparación de algunas
  7. 7. estructuras metálicas, para la culminación de los trabajos de Reparación del puente. Búsquedas de Alternativas: Con respecto a las diferentes búsquedas de alternativas o soluciones esto depende de los ingenieros que realicen este trabajo; ya que existen diferentes normas o técnicas para resolver este problema por parte de la faculta de ingeniería y limitar el peso para su alargamiento de vida útil. Estas son algunas alternativas útiles para resolver el problema del deterioro del Puente “Santo Domingo” y son las siguientes:  Equipos de pilotes (maquinaria).  Reemplazo de vigas de hormigón por vigas metálicas.  Construcción de zapata para columnas o pilas.  Construcción de cimentación por pilotaje o losas de cimentación.  Protección hidráulica de los pilotes.  Reforzamiento de pilotes mediante encamisado de concreto.  Reforzamiento estructural de las cepas y estribos.  Recalce de concreto de la pila afectada.  Rectificación de la nivelación y alineación de la vía sobre el puente.  Instalación de nuevos apoyos y topes antisísmicos.  Metodología constructiva sin intervención del cauce del estero.
  8. 8. Selección de la Mejor Alternativa: Desde la perspectiva de este problema; su mejor solución se encuentra en una gran variedad de combinaciones de alternativas que al realizarse su resultado, es un trabajo perfecto de rehabilitación con respecto al deterioro o desmoronamiento de la infraestructura del Puente “Santo Domingo”, este se debe realizar a través de 10 fases o etapas, en las cuales se encuentran: 1) Equipos de pilotes (maquinaria). 2) Reemplazo de vigas de hormigón por vigas metálicas. 3) Construcción de zapata para columnas o pilas. 4) Protección hidráulica de los pilotes. 5) Reforzamiento de pilotes mediante encamisado de concreto. 6) Recalce de concreto de la pila afectada. 7) Reforzamiento estructural de las cepas y estribos. 8) Rectificación de la nivelación y alineación de la vía sobre el puente. 9) Instalación de nuevos apoyos y topes antisísmicos. 10) Metodología constructiva sin intervención del cauce del estero.
  9. 9. Especificación: Equipo de pilotes: Estos equipos se utilizan para la cimentación por pilotes se ha convertido en la forma más común de cimentar cualquier tipo de estructura. La ejecución es rápida y está muy mecanizada. Existen muchas técnicas de ejecución de pilotes, y muchas soluciones constructivas para el uso de los mismos. Reemplazo de vigas de hormigón por vigas metálicas: Se hizo el hincado de las vigas de alta resistencia para reforzar la fundación en las bases de las pilas para proceder al encamisado de las pilas con refuerzos metálicos y recubrimiento en concreto .Las vigas de hormigón son capaz de resistir las fuerzas aplicadas al trabajar conjuntamente con las armaduras longitudinales y los estribos de acero, pero las vigas metálicas o como las vigas de acero estas constituyen un elemento primordial en la construcción, más allá del material con que estén construidas. Esto dependerá del tipo de obra que se esté desarrollando, lo que también condicionará las medidas de la viga. Las vigas están hechas para contener y sostener pesos, presiones y también flexión y tensión. La característica predominante estará sujeta a la finalidad que tenga la viga. De cualquier manera, es posible hacer un cálculo teniendo en cuenta el material con que está confeccionada, para saber qué es lo que puede soportar. Uno de los usos más importantes que han tenido las vigas de acero es como parte de la construcción de puentes. Estas piezas se fabrican de acuerdo a la estructura del puente que se desea instalar. Construcción de zapata para columnas: Se estableció un vaciado de 190 metros cúbicos de concreto para fortalecer las bases en la construcción de la zapata para las columnas o pilas además que cada suelo soporta un peso determinado. Si se le pone demasiado peso encima, cederá, se hundirá. Por eso es tan importante la cimentación en la construcción, porque distribuye el peso de las columnas y muros al suelo en forma segura y equilibrada, reduciendo la presión. Hay diferentes tipos de zapatas: zapata combinada, zapata conectada, zapata sobre pilotes, zapata aislada, entre otros.
  10. 10. El ingeniero civil selecciona la cimentación más adecuada entre los diferentes tipos existentes. Las zapatas aisladas se ubican entre la columna y el suelo y sirven de apoyo para las columnas. Están hechas de concreto simples o armados, y por su forma geométrica pueden ser escalonadas o de peralte variable. Son usadas en edificios de concreto reforzados, de acero estructural, en puentes, torres y otras estructuras. Antes de cimentar se debe tener en cuenta dos criterios. • El primero, saber cuánta resistencia tiene el suelo para nunca superar esa resistencia. Si eso sucediera, una cimentación podría hundirse más que otra cercana, lo que dañaría la edificación en los elementos estructurales y no estructurales. • El segundo criterio es que la cimentación siempre debe tener una mayor área de contacto con el suelo que la columna o muro. Protección hidráulica de los pilotes : El sistema hidráulico de protección es la técnica de conducir, contener, elevar y aprovechar las aguas de la mecánica de fluidos y ampliamente presente en la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los líquidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa y a las condiciones a que esté sometido el fluido, relacionadas con la viscosidad de este. Reforzamiento de pilotes mediante encamisado de concreto: Los pilote es un elemento constructivo utilizado para cimentación de obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se encuentra a una profundidad tal que hace inviable, técnica o económicamente, una cimentación más convencional mediante zapatas o losas. Tiene forma de columna colocada en vertical en el interior del terreno sobre la que se apoya el elemento que le trasmite las cargas (pilar, encepado, losa...) y que trasmite la carga al terreno por rozamiento del fuste con el terreno, apoyando la punta en capas más resistentes o por ambos métodos a la vez. Pilotes de concretos: Se pueden clasificar en dos grandes grupos: • Colados en sitio • Prefabricados Colados en sitios: Se usa concreto ordinario, la sección puede variar y los podemos clasificar en:
  11. 11. *Pilotes encamisados: los cuales pueden alcanzar longitudes máximas de 30-40 m. Las cargas que pueden soportar son entre 200-500 Kn alcanzando máximas de 800 Kn. Ventajas: • Son relativamente baratos • Hay la posibilidad de inspeccionar antes de verter el concreto. • Son fáciles de alargar. • Inicialmente son económicos • Pueden terminarse a cualquier elevación Desventajas: • Difícil de empalmar después del colado y fraguado. • Si tenemos camisas o tubos delgados estos pueden dañarse durante el hincado. • Colados en Sitio sin camisa: pueden tener longitudes usuales de 15-20 m, máximas de 30-40 m, La capacidad de carga esta entre 300-500 con máximas de 700 KN. • Pueden generarse vacíos si el proceso de colado de concreto se hace rápidamente. • Son difíciles de empalmar después del fraguado. • En suelos blandos los lados del agujero pueden desplomarse y pueden comprimir o mezclarse con el concreto Prefabricados: pueden ser de concreto reforzado o pueden ser de concreto reforzado. Reforzado: Pueden alcanzar Long. de 10-15 m y como máximas 30 m. La capacidad de carga anda de 300-3000 KN. Prerreforzado: Andan de 10-35 m alcanzando máximas de 60 m. Las cargas pueden llegar hasta 8500 KN. Ventajas de ambas: • Pueden someterse a un fuerte hincado. • Son resistentes a la corrosión. • Se pueden combinar fácilmente con la súper estructura de concreto. Desventajas:
  12. 12. • Son difíciles de transportar • Son difíciles de lograr un corte apropiado. Pilotes Combinados: Son aquellos que la parte superior e inferior son de diferente material. Se fabrican de acero-concreto y madera-concreto. Acero de concreto: Consisten en una porción inferior de acero y una porción de concreto colados en el sitio. Es usado cuando las longitudes del pilote requerido exceden la capacidad de los pilotes de concreto colado en el sitio. Madera de concreto: Consisten en una porción inferior de madera la cual estará permanentemente bajo el N.F. y una porción superior de concreto. Recalce de concreto de la pila afectada: Un recalce es la acción y efecto de reparar los cimientos de una edificación existente , es necesario dar una espera para mientras se consolida el concreto vaciado para proseguir con los detalles finales del plan para atacar la emergencia dada en el puente ante la situación presentada en una de las pilas ; el fraguado (28 días) del concreto vaciado en la fundación base. En este trabajo del deterioro del puente se utilizó un recalce de concreto en la pila afectada para así darle mayor resistencia. El recalce se divide en dos fases:  Trasmisión de la carga actuante a soportes provisorios.  Trasmisión de las cargas actuantes a una cimentación nueva o a la cimentación existente reforzada. Existen casos en que se pasa directamente a la segunda fase cuando se refuerza con sistemas de recalce no destructivos. Será necesario recurrir a recalces por:  Defecto de la ejecución.  Proyecto mal resuelto.  Variaciones en zonas aledañas a la estructura.  Variaciones en las hipótesis con arreglo a las cuales se diseñó la estructura.
  13. 13. Reforzamiento estructural de las cepas y estribos: Se cumplieron las labores para las excavaciones en base de pilotes, construcción de gaviones alrededor de área excavada en la base de pilas. El reforzamiento estructural de las cepas o zanjas son excavaciones dentro de las cuales se construye la cimentación de una construcción. El ancho y la profundidad de esta excavación debe ser de un tamaño adecuado a las dimensiones de los cimientos que se van a construir, de lo contrario, no cabrá el cimiento, si es que está muy angosta o se desperdiciará trabajo si se hace más ancha o más profunda. Y el reforzamiento estructural de un estribo o contrafuerte es la parte de un puente destinada a soportar el peso del tablero. Sus objetivos son los siguientes:  Transmitir el peso a los cimientos.  Mantener la disposición de la tierra.  Unir la estructura a las vías de acceso.  Servir de apoyo a un arco dentro de una estructura. Rectificación de la nivelación y alineación de la vía sobre el puente: En la rectificación de la nivelación de los tableros afectados y la alineación de la sobre el puente, esto se encarga un ingeniero calculista en la cual se utiliza una estructura que hará una base, la empresa que se encarga de la reparación del puente de la Troncal 5, sobre el río Santo Domingo de Barinas, realizará el proceso de nivelación, para luego avanzar con la construcción de los nuevos pilotines y dejarlo operativo para el paso de vehículos. El personal de soldadores y sus ayudantes, construyeron la segunda estructura de hierro, para la cual, utilizan tubos de 175 por 175, donde se colocarán los gatos hidráulicos que irán llevando el puente a su punto exacto. Son unos rectángulos súper reforzados para soportar el gran peso de la zona averiada. Instalación de nuevos apoyos y topes antisísmicos: Se procedió a la edificación de dos losas de apoyo para pórticos a fin de reforzar el tramo afectado por el asentamiento y así colocar los respectivos pórticos. La fabricación de los apoyos y topes antisísmicos para puentes cumpliendo con todas las normas nacionales e internacionales que marca la Secretaría de Comunicaciones y Transportes Federal en materia de seguridad y calidad son construidos para soportar o resistir las cargas, cumpliendo con las especificaciones a prueba de compresión, adhesión y bajas temperaturas además los topes antisísmicos, utilizados en la construcción de modernos edificios y puentes, que permite el movimiento disminuya su impacto en la gran estructura edificada.
  14. 14. Metodología constructiva de intervención del cauce del estero: Se realizó el desvío del cauce del río con la construcción de una berma de protección. El cauce o lecho fluvial es la parte de un valle por donde discurren las aguas en su curso, es el confín físico normal de un flujo de agua, siendo sus confines laterales las riberas, sólo es invadido por el curso de las crecidas y, en general, durante la estación anual en que el caudal aumenta y cuyo periodo depende, por su duración y por la época del año en que se sitúa, del régimen propio de cada río. Y con respecto al cauce del estero se designa a una extensión pantanosa de gran tamaño que suele llenarse de agua por la lluvia (anegación) o por desborde de un río o laguna durante las crecientes (inundación). La naturaleza de cualquier lecho fluvial es siempre una función de la dinámica del flujo y de los materiales geológicos locales que pueden influenciar a dicho flujo. Solo utilizando retroexcavadoras de distintas capacidades será está retirando el sedimento y la basura de todo el cauce por parte de las fuertes precipitaciones, que afectaron la obra, que habían construido con maquinarias dentro del cauce, para desviar las corrientes. Presupuesto: Sobre los trabajos del puente, un coordinador estadal del MTT, tiene que asegurar la culminación de la construcción de los accesos al puente, se culmina con la primera etapa donde se han invertido más de 100 millones de bolívares y para la segunda fase del puente sobre el río se cuenta con 60 millones de bolívares, aclarando que la obra sufrió un retraso debido a la modificación que sufrió el proyecto.
  15. 15. Anexos

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