Evaluación de la reconstrucción del Puente Franco - Análisis estructural de pilares

Abstract

Los puentes vienen a ser una de las obras de infraestructura de mayor importancia para el desarrollo de un país, por lo que su diseño y construcción requiere el aporte de las diversas áreas de la Ingeniería tales como: Geología, Hidráulica, Topografía, Geotecnia y Estructuras. En base a estos estudios los puentes deben ser proyectados y diseñados para cumplir satisfactoriamente las condiciones impuestas por los estados límite previstos en el proyecto. En el presente informe se hace un análisis estructural de la superestructura y subestructura del puente Franco, tomando como base los estudios hechos anteriormente por el MTC, dicho análisis considera los nuevos parámetros y normas de diseño. El Puente Franco se encuentra ubicado en el Departamento de Tumbes específicamente en el Km. 0+246.33 de la carretera Corrales - Pampas de Hospital. Antes de producirse el fenómeno climatológico de EL NIÑO del año 98, el puente en mención se encontraba en proceso de construcción habiéndose construido dos de los tres tramos proyectados, la severidad del caudal de las aguas originó el colapso total del estribo derecho. El tablero existente está formado por vigas metálicas de 1.90 m de alma, 0.4 m de ala superior e inferior y presenta una losa de 0.25 m de espesor La subestructura existente tiene las siguientes características: El estribo izquierdo es tipo muro y está cimentado sobre un cajón de cimentación, no se han producidos daños. El pilar existente Nº 1 es tipo pórtico con columnas circulares de 1.9 m de diámetro y una viga cabezal de 1.9 m x 1.15 m. se encuentra cimentada sobre pilotes tipo Franki, este pilar ha sufrido asentamientos y efectos de socavación, el estribo derecho ha colapsado totalmente y se va a reemplazar por un pilar El nuevo proyecto contempla la construcción de 4 nuevos tramos, haciendo un total de 6, con una longitud total de 243.35 m y un ancho de vía de 7.20 m En cuanto a la nueva cimentación se va a mantener el estribo izquierdo y se va a reforzar la cimentación del pilar Nº 1, el estribo derecho se va a convertir en el pilar Nº 2 y se van a considerar 3 pilares adicionales más el estribo derecho. Los nuevos tramos mantienen las características iniciales del proyecto, la superestructura tiene la misma sección que el primer tramo, en cuanto a la subestructura se mantiene los pilares de sección circular tipo pórtico. Debido a las características del terreno los estudios geotécnicos determinaron usar cimentación profunda mediante pilotes excavados. El análisis estructural se realizó mediante el programa SAP 2000 versión 9.1.6 inicialmente se hizo el modelamiento de la superestructura donde se incluían los pilares, las cargas consideradas son peso propio, carga viva y las cargas por sismo. Asimismo, se usaron las combinaciones de carga de la norma LRFD. Una vez calculadas las fuerzas que se transmiten de la superestructura, se procedió a realizar el análisis de la cimentación donde se incluía a la zapata y los pilotes excavados, asimismo se colocaron las fuerzas que se producían en la superficie de contacto de la zapata y los pilares y que habían sido calculadas previamente en el análisis de la superestructura. Posteriormente se hizo la verificación del diseño por corte tanto de los pilares, zapatas y pilotes excavados Finalmente se muestran las conclusiones y recomendaciones del presente informe donde se verifica que el diseño actual cumple para todas las combinaciones de carga que se puedan presentar.