Puentes de madera tensada, una nueva aplicación de la ... - · PDF filePuentes de...

Puentes de madera tensada, una nueva Puentes de madera tensada, una nueva

aplicaciaplicacióón de la madera estructuraln de la madera estructural

GianGian Mario Mario GiulianoGiuliano M.M.Ingeniero Civil, Universidad de Concepción

Departamento de Ingeniería Civil

Universidad de Concepción



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• Material renovable

• Fabricación y Prefabricación

• Carbono atrapado

• Durabilidad de la madera

Nuevas tecnologNuevas tecnologíías aplicadas a la maderaas aplicadas a la madera

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3 Puentes:3 Puentes:



Puentes de madera tensadaPuentes de madera tensada

REALIDAD EN PAISES DESARROLLADOSREALIDAD EN PAISES DESARROLLADOS

• Europa, Norteamérica, etc.

– Alternativa de reparación de puentes

en mal estado y puentes en caminos

secundarios.

– Poseen normativas que regulan el

diseño de puentes (AASHTO,

Eurocódigo, etc.)



REALIDAD NACIONAL:REALIDAD NACIONAL:

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Proyecto de Transferencia Tecnológica

¿Tableros de madera tensada?

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EXPERIENCIA EN CHILE CON TABLEROS TENSADOSEXPERIENCIA EN CHILE CON TABLEROS TENSADOS

• Puente Cautín

–– RegiRegióón: IX Araucann: IX Araucanííaa–– Largo: 100m aprox.Largo: 100m aprox.–– Ancho: 4,5m aprox.Ancho: 4,5m aprox.–– Tiempo Tiempo construcconstruc.: 30 .: 30 diasdias–– Costo : 57 Costo : 57 M$M$ aproxaprox

•• !!NO EXISTE NORMATIVA LEGAL!!!!NO EXISTE NORMATIVA LEGAL!!



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ESTADOS DE CARGAESTADOS DE CARGAANALISIS ESTRUCTURAL ANALISIS ESTRUCTURAL -- CARGA VIVACARGA VIVA

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VERIFICACIONES DEL ANÁLISIS

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2

6

h

Mp

y=

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µh

Qp

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Investigación Teórica:MODELACIÓN NUMÉRICA

MATRIZ CONSTITUTIVA MATERIAL ORTÓTROPO

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XYYXXY

YXYX

YXYX

YXXY

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G

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1

υυ

υ

υ

υυ

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1

0

0

α

α



ANANÁÁLISIS DEL TABLERO LISIS DEL TABLERO CON DOS VCON DOS VÍÍAS DE AS DE

CIRCULACICIRCULACIÓÓNN

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7.25 m

BidireccionalBidireccional

∆∆∆∆z =1.34 cm

∆∆∆∆z =1.34 cmMM yy= 4.74= 4.74 KNmKNm/m/m

MM yy= 4.83= 4.83 KNmKNm/m/m

Efecto local cercano a las

ruedas

Resultados similares



INVESTIGACION EXPERIMENTALINVESTIGACION EXPERIMENTAL



DESARROLLO DE CURVAS DE DISEDESARROLLO DE CURVAS DE DISEÑÑOO

E' para L/360 v/s espesor HS 20-44

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4

t (m)

E' p

ara

L/3

60 (

x10^

6 T

/m2)

DETERMINACDETERMINACÍÍON DEL ESPESOR DE TABLEROON DEL ESPESOR DE TABLERO



TABLEROS DE 3 VANOS

y = 0.3237Ln(x) + 0.1497

y = 0.0436Ln(x) + 1.0263

y = 0.5804Ln(x) - 0.8581

0.300

0.550

0.800

1.050

1.300

6 9 12 15 18

Longitud Total del Tablero (m)

C b

j

Flexión Positiva Flexión Negativa

Deflexión AASHTO

Logarítmica (Flexión Positiva) Logarítmica (Flexión Negativa)

Logarítmica (Deflexión)

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Investigación Teórico-Experimental:COMPORTAMIENTO REOLÓGICO



Deformación v /s TiempoPino 2

0,000

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0,009

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (dias)

De

form

ac

ión

��

��

Fuerza v/s Tiempo

0

1000

2000

3000

4000

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (dias)

kg

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Tiempo (dias)

De

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2000

3000

4000

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (dias)

kg

��

��

Calibración Deformaciónes tolales v/s Tiempo

0.000

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Tiempo (días)

De

form

ac

ión

Calb def medida total Rec elást total Calib Creeo total Def total medida

Fuerza v/s Tiempo

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Tiempo (días)

Fu

erz

a (

Kg

)

Pino 6 Pino 7 Pino 8

Deformación v/s Tiempo

0.003

0.004

0.004

0.005

0.005

0.006

0.006

0.007

0.007

0.008

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Tiempo (días)

De

form

ac

ión

Pino 6 Pino 7 Pino 8



EXPERIENCIA PUENTE CAUTIN EXPERIENCIA PUENTE CAUTIN Seguimiento ConstrucciSeguimiento Construccióónn

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Seguimiento Construcción


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: Secuencia de ensamble

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:Obras complementarias


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Seguimiento del puente CautSeguimiento del puente Cautíín.n.

Se controlaron 11 barras (194) espaciadas cada 20 , las cuales fSe controlaron 11 barras (194) espaciadas cada 20 , las cuales fueron ueron

pintadas para su identificacipintadas para su identificacióón.n.

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Período de 15 días, pero varió en un rango de 11 a 18 días.



La tensión de las barras se midió usando un gato hidráulico, mediante el

método del enroscado.

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Seguimiento del puente CautSeguimiento del puente Cautíín.n.

La temperatura de mide in situ con un termLa temperatura de mide in situ con un termóómetro ambiental metro ambiental

con una sensibilidad de 1 grado Celsius.con una sensibilidad de 1 grado Celsius.

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La humedad ambiental se obtiene de los datos meteorolLa humedad ambiental se obtiene de los datos meteorolóógicos gicos

que registra la direccique registra la direccióón meteoroln meteorolóógica de chile , emplazada en el gica de chile , emplazada en el

Aeropuerto Aeropuerto MaquehueMaquehue..



Resultados del seguimientoResultados del seguimiento

Gráfico

Fuerza v/s Tiempo

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435

Tiempo (Días)

Fu

erz

a (K

g)

Barra 1

Barra 20

Barra 40

Barra 59

Barra 78

Barra 97

Barra 113

Barra 135

Barra 154

Barra 173

Barra 194

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Promedio de porcentajes de

TENSION VS TIEMPO

10092

8695

838492 93

87828588 88

69

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480

Tiempo (Días)

Po

rce

nta

je d

e T

en

sió

n

Promedio de Tensiones

TENSION MINIMA

OtoOtoññoo OtoOtoññooInviernoInvierno PrimaveraPrimavera VeranoVerano

Dentro del rango seguro.



Humedad relativa del Aire v/s Tiempo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Tiempo (Días)

Hu

med

ad

Re

lati

va (

%)

Humedad relativa


TENSION VS TIEMPO

0102030405060708090

100110

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Tiempo (Días)

Porc

enta

je d

e T

ensió

n


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Temperatura vs Tiempo

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Tiempo (Días)

Te

mp

era

tura

(º

ce

lciu

s)

Temperatura


TENSION VS TIEMPO

0102030405060708090

100110

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Tiempo (Días)

Porc

enta

je d

e T

ensió

n




Deformación v/s Tiempo

3.67

3.675

3.68

3.685

3.69

3.695

3.7

3.705

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Tiempo (Dias)

Dis

tan

cia

(m

)

Taco 1

Taco 8

Taco 14

Taco 21

Taco 27

Taco 33

Taco 40

Taco 46

Taco 52

Taco 59

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� �� **+��,��$��-+��,��$��-



No se apreciaron

filtraciones de agua en la

parte inferior del tablero.

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Universidad de Concepción Prueba de cargaPrueba de carga

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Resultados de la prueba de cargaResultados de la prueba de carga



Resultados de la prueba de cargaResultados de la prueba de carga

La deformaciLa deformacióón por carga viva esperada por el disen por carga viva esperada por el diseñño es de 5.4 mm., en promedio es 10 o es de 5.4 mm., en promedio es 10

veces mayor al obtenido en la prueba de carga.veces mayor al obtenido en la prueba de carga.

Posibles causas de las diferencias de deformación obtenidas:

1. Las dimensiones de la sección son mayores que las consideradas.

2. Las propiedades de los materiales son mayores a las consideradas.

3. Modelo simplemente apoyado.

¡¡ Error de InterpretaciError de Interpretacióón de las Mediciones ! n de las Mediciones !

Determinación de anchos equivalentes de diseño en tableros tensados de madera



• Modelo en SAP 2000

cm4776.0EsperadaLL =∆

cm4470.0Cautín.PLL =∆



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'��+ ��

.. �/��/�0��!1!�� (�%(0��(�(/2(��!%(�3�/��/�0��!1!�� (�%(0��(�(/2(��!%(�3

5 ��



Conclusiones Conclusiones

�� No requieren de mano de obra calificadaNo requieren de mano de obra calificada

�� MMéétodos simples de disetodos simples de diseññoo

�� Real alternativa para reemplazo de tableros tradicionales:Real alternativa para reemplazo de tableros tradicionales:

�� Rapidez de montajeRapidez de montaje

�� Materia prima abundanteMateria prima abundante

�� Vida Vida úútil 6 veces mayortil 6 veces mayor

�� Mayor estMayor estáándarndar

�� Mayor capacidad cargaMayor capacidad carga



EL PROCESO DE SEGUIMIENTO INDICA MEJORAR:

1.1. Detalle de pasillosDetalle de pasillos

2.2. Carpeta asfCarpeta asfáálticaltica

3.3. Tacos sTacos síísmicossmicos

4.4. AcumulaciAcumulacióón de suciedad bajo los pasillosn de suciedad bajo los pasillos

5.5. Evitar perforar las piezas en obra.Evitar perforar las piezas en obra.



Tablero tradicionalTablero tensado



MUCHAS GRACIAS !MUCHAS GRACIAS !

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