Evaluación teórico experimental de la capacidad de carga de un antiguo puente metálico reticulado compuesto con fines de rehabilitación

Abstract

El tema de la presente tesis se origina en la necesidad de una empresa minera de reducir los gastos de peaje de su flota de camiones al transitar por el sector Lima - Lurín de la Carretera Panamericana Sur y para lo cual era necesario utilizar la Vía Libre y transitar por el antiguo Puente Lurín, un puente de más de 50 años de antigüedad. En dicho puente existe un aviso reglamentario del MTC limitando el peso de los vehículos a 18 toneladas, y lo cual por supuesto era imposible de cumplir, además de no existir control alguno, al tratarse de una vía libre y no existir una ruta alterna. Esta situación y las necesidades de la empresa resultaron en un ofrecimiento al MTC para financiar el reforzamiento del puente que permitiera el pase de sus camiones. Para esto era necesario efectuar primero un estudio que permitiera determinar la real capacidad de carga de los diferentes elementos estructurales principales del puente. El presente estudio fue encargado al Dr. Ing. Víctor Sánchez Moya, Profesor Principal de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería, el cual planteó la ejecución de un estudio teórico experimental, y en el cual el suscrito ha tenido a su cargo el desarrollo de la parte analítica bajo el asesoramiento del Dr. Sánchez Moya. El estudio ha permitido determinar que el elemento estructural que requiere ser reforzado para permitir el tránsito de estas mayores cargas es la losa del tablero superior y para lo cual se ha planteado su reforzamiento mediante el uso de viguetas longitudinales y una vigueta transversal intermedia por tramo. El trabajo experimental basado en mediciones durante las pruebas de carga, ha tenido por objeto suplir la falta de información sobre el puente, dado que no existían planos de la estructura original. El modelamiento y análisis estructural del puente en sus diferentes etapas, ha tenido por objeto inicialmente determinar las dimensiones de la estructura original mediante un proceso de calibración para una sobrecarga de diseño H15 S12 del AASHTO, y considerando además el encamisetado en concreto de toda la estructura metálica y la contribución de la losa del tablero superior. Igualmente se ha revisado y analizado el proceso de reforzamiento mediante el postensado de la brida inferior realizada por la Ingeniera Dina Carrillo. Finalmente los resultados obtenidos durante las pruebas de carga y su verificación teórica permitieron establecer como realmente está funcionando la estructura con los apoyos fijos impidiendo el alargamiento de la brida inferior y generando fuerzas de compresión en la brida de tracción. De esta manera ha sido posible explicar cómo una estructura metálica de reducida capacidad de sobrecarga H15 S12 del AASHTO pueda actualmente soportar las cargas autorizadas para la Red Vial Nacional de 48 toneladas, y más aun con pequeños refuerzos pueda soportar los camiones aún más pesados de la empresa minera.