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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

Laurate International Universities

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

INFORME

CURSO: ESTRUCTURAS Y CARGAS.

TEMA: MEGAPUENTES DEL METRO DE LIMA PUENTE

HUSCAR Y PUENTE RIMAC.

CLASE: 10021343.

PROFESOR: PINTO BARRANTES RAUL.

ALUMNO: HURTADO ZELADA, ANIBAL.

HILARIO FIAFILIO, MARCELO.

ROMERO VILLEGAS, STEVE JESUS.

JUNIO 2014

LIMA PERU

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INDICE

Desafos de la ingeniera - Megapuentes del Metro de Lima: Inicios de la Obra3

Materiales necesarios...4

el concreto usado..6

Tramo 2...8

Detalles del Puente Huscar ..9

Concepcin estructural...10

Pilares12

Cimentaciones..13

Construccin.14

Puente Rmac defensas provisionales del rio.15

Relleno y compactacin para plataformas Estructura....16

Cimentacin y excavacin concepcin estructural.18

Pilares y cimentaciones22

Construccin. 23

Caractersticas comunes en ambos puentes: Estudio geotcnico de los suelos.

Parmetro de diseo24

Cargas - Predimensionamiento estructural..25

Superestructura26

Postensado27

Ficha tcnica.28

Encofrado de modo eficiente 29

Construccin del tramo 2 del Metro de Lima muestran gran avance.30

Bibliografa31

3

DESAFIOS DE LA INGENIERIA

MEGAPUENTES DEL METRO DE LIMA

Con el inicio de la construccin de los puentes Huscar y Rmac, la

imponencia de estas obras en la ciudad ya se puede apreciar, no solo por las

primeras columnas de fierro y de concreto de 30 m, sino tambin por las

enormes gras utilizadas para edificarlas.

Los trabajos para concretar ambas estructuras se efectuaron en la parte

seca del rio Rmac, a la altura de la Va de Evitamiento, en cuya zona tambin

se efectuaron dos viaductos del proyecto Va Parque Rmac a cargo de la

Constructora OAS.

El Consorcio Metro de Lima hizo todas las coordinaciones para que

ambos proyectos no interfieran entre s. En su momento se realizaron

perforaciones en el suelo del rio hasta una profundidad de 35 m en donde se

ha colocado varios pilotes que servirn de base a 17 columnas, de unas 30 Ton

cada una, que soportaran el peso de ambos puentes.

De igual modo, inicio la colocacin de la infraestructura horizontal en los

puentes, conocida como encofrados de dovela. Estos encofrados se llenaran

de concreto en la misma parte superior del puente gracias a un sistema de

rieles de carros de arrastre y una gra para vaciar la mezcla. Este mtodo

constructivo permitir la culminacin de los puentes sin necesidad de

interrumpir el trnsito en la Va de Evitamiento o de trabajar en pleno cauce del

rio.

INICIOS DE LA OBRA

En la construccin de esta obra, se usa el sistema de dovelas sucesivas

que es una tecnologa nueva en Lima. Las caracterstica de este proceso

constructivo es que ejecutamos desde arriba, sin necesidad de apuntalar la

parte central de la losa de ambos puentes.

4

Cuando se empez la construccin de la dovela cero 0 (o de inicio) se

desencofro para luego iniciar el armado del carrito de avance. Todo esto se

realiz en el pilar izquierdo.

En el pilar derecho, en la dovela 0 se vaco la losa inferior y los muros laterales,

as como como se procedi a vaciar la losa superior de la dovela, referentes al

puente sobre el ro Rmac.

Tambin se trabaj las columnas externas del puente Rmac. En el eje O27 se

ha iniciado la construccin de la viga cajn y en el eje O24 se culmin la

tercera etapa de la columna.

Cada columna tiene 20 m de altura con cimentacin profunda que consta de

pilotes de 30 m de profundidad y de dimetro de 1,5 m. en cada estructura

central se tiene 9 pilotes de 30 m y en los extremos, cuatro pilotes de 22 a 18 m

de profundidad.

El primer puente que se realizo es el Puente sobre el ro Rmac, para lo cual se

implement dos torres gra (una con capacidad de carga de 2,5 Tn y otra de 4

Tn) para movilizar los materiales y equipos que se necesitan en la parte

superior de la losa.

En el puente Huscar se concluy el estribo izquierdo ya que primero se hizo el

estribo derecho que tiene 25 m de altura, algo as como un edificio de cinco o

seis pisos.

MATERIALES NECESARIOS

En las zapatas del rio Rmac se han empleado 370 Tn de acero y en sus

columnas, cerca de 160 Tn.

En las zapatas del puente Huscar se ha utilizado 25% ms pues la estructura

es ms grande.

Para las zapatas centrales se ha empleado alrededor de 1350 m3 de concreto,

en las laterales cerca de 650 m3 y en la columnas centrales, aproximadamente,

5

320 m3 de mezcla. Se obtuvo un rendimiento de 10 m lineales por cada siete

das cuando se inici el proceso de ejecucin del tablero superior a travs de

las dovelas sucesivas.

Cabe decir que ambas estructuras pasaran por encima de los viaductos 9 y 10

de Va Parque Rmac, la altura del puente Huscar con respecto al ro Rmac

es de 27,5 m, con relacin a la va de evitamiento, 8 m y con proporcin al

viaducto 9 del proyecto de la municipalidad de Lima, 6.5 m.

De otro lado la altura del puente Rmac desde el nivel del ro ser de 23,40 m.

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EL CONCRETO USADO

Para las labores del Tramo 2 de la Lnea 1 del Metro de Lima, UNICON

se encuentra suministrando el concreto, tanto para la construccin de las

estructuras del viaducto del tren y estaciones, como prefabricados. UNICON

est empleando concretos de diversas resistencias, los cuales sern usados en

grandes cantidades hasta finalizar la obra estructural. El contrato asciende a

255,000 m3 de concreto en un plazo de 18 meses, y cuyo trmino est

previsto para diciembre 2013.

Debido a que el cliente Consorcio Metro de Lima, utiliza para la

elaboracin de sus vigas prefabricadas el sistema de pretensado, dicho

sistema requiere que el concreto llegue a altas resistencias en poco ms de

medio da para poder destensarlas, desencofrarlas y utilizar nuevamente el

encofrado metlico, dndole mayor rotacin al encofrado y adems dichas

vigas ya fabricadas pueden ser izadas y colocadas en suposicin al poco

tiempo.

En la planta de prefabricados, hay tres lneas de pretensado en la cual

se fabrican diariamente los elementos, teniendo el acero habilitado, tanto el

convencional como el de pretensado, el cual se coloca en los encofrados ya

habilitados para luego hacer el tensado de los cables y posteriormente el

vaciado de los mismos, luego al da siguiente ya se pueden destensar y

desencofrar para luego ser izados hacia la zona de curado. Para los bordes

tpicos y prelosas se utiliza concreto convencional.

La planta de prefabricados, la planta dosificadora y la planta de Ancieta

cuentan con una alta capacidad de produccin de concreto por da,

suministrando material para la lnea del metro, zapatas, columnas y estaciones,

realizndose el encofrado en el lugar. Ambas plantas trabajan en turnos de

produccin de 24 horas al da de lunes a sbado, coment el ingeniero.

Para trasladar esta enorme produccin, UNICON ha asignado a la obra ms de

30 mixers, de los cuales 21 estn en la planta de prefabricados y 10 en Ancieta,

y 7 bombas pluma. Cada frente de trabajo cuenta con una bomba pluma y los

mixers necesarios para el vaciado de zapatas y columnas.

7

Para los puentes sobre el Ro Rmac y la Va de Evitamiento, el Ing.

Villaseca seal que se utilizar un producto especial mediante el empleo de

aditivos de ltima generacin en base a policarboxilatos. En lugar de colocar

un sistema de encofrado convencional falsopuente, el Consorcio utilizar un

novedoso sistema mediante el uso de carros de avance que consiste en

construir el viaducto por bloques suspendidos, los cuales sern colocados en

forma simultnea a fin de que las cargas en el tramo de puente avanzado se

mantengan balanceadas y equilibradas en todo momento. A travs de los

carros de avance se harn los encofrados, los cuales luego sern

postensados, explic.

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TRAMO 2

Los puentes Huscar y Rmac pertenecen al tramo 2 de la lnea 1 del

Metro de Lima, que abarca alrededor de 12,4 Km desde la Av. Grau (estacin

Grau) en el cercado de Lima hasta la Av. Los Hroes del Cenepa (estacin

Bayoyar) en San Juan de Lurigancho.

Los puentes Huscar y Rmac pertenecen al tramo 2 de la lnea 1 del metro de Lima, que

abarca alrededor de 12.4 Km desde la Av. Grau en el cercado de Lima hasta al Av.

Hroes del Cenepa en san Juan de Lurigancho.

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DETALLES DEL PUENTE HUASCAR

El puente Huscar es del tipo mnsula y est conformado por tres vanos

de 75 m, 124 m y 75 m, dando una longitud de 274 m. la estructura se ubica

dentro del cauce y con el mismo alineamiento del eje del rio. La superestructura

tiene 8,60 m de ancho, que permite desarrollar las dos lneas del riel para

soportar la circulacin del tren en ambas direcciones.

La cimentacin de los pilares est conformada por zapatas apoyadas

sobre pilotes debido a las grandes cargas que se trasmiten.

La cantidad de pilotes es de 9 y 11 pilotes en cada uno de los pilares

centrales, y 4 pilotes en los pilares extremos. El diseo de las cimentaciones

tambin contempla la construccin de un sistema de enrocado para proteger la

base del nuevo muro de contencin que, a su vez, mantiene al puente aislado

del cauce del rio.

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CONCEPCION ESTRUCTURAL

El puente propuesto para el viaducto elevado es del tipo segmental de

volados sucesivos, con un alineamiento de sur a norte. Posee una altura

variable de 3,07 m en los pilares extremos y 7 m en los pilares centrales. El

tablero esta diseado para ser vaciado in situ con concreto postensado. Las

juntas de dilatacin estn localizadas al final de los soportes de los pilares en

las luces cortas.

El diseo conceptual de estos puentes segmental de volados sucesivos

(Cantilver) escogido para este cruce est directamente relacionado con las

necesidades funcionales del mismo y los requerimientos solicitados para

construirlo tratando de evitar o minimizar impactos en el cauce del rio y el

trfico de la Va de Evitamiento.

El puente ha sido diseado como una superestructura de viga continua

de concreto, tipo cajn y vaciado in situ, que ser postensada en voladizo

balanceado desde los dos pilares centrales.

La luz principal del puente tendr 124 m y contara con dos luces

adyacentes de 75 m de largo cada una. Contiene un total de cuatro pilares,

siendo los dos pilares centrales de unin monoltica con la superestructura

(empotrada), y los dos apoyos extremos restantes soportaran la viga de cajn

en apoyos deslizantes. Las juntas de expansin sern colocadas en los pilares

extremos, constituyendo los lmites del puente segmental.

Esto ltimo sugiere un mtodo de construccin por volados sucesivos

compensados, el cual consiste en construir el cajn del tablero del puente

mediante dovelas o segmentos sucesivos, donde cada dovela de concreto se

ejecutaran en sitio mediante encofrado deslizante y soportando el peso del

siguiente segmento y del encofrado.

Cada voladizo es de aproximadamente 62 m de largo; por lo tanto, hay

13 m de luz posterior adyacente al ltimo pilar (pilares 1 y 4) que no pueden ser

construidas con esta tcnica. Esta pequea porcin deber construirse con

apoyos temporales. En general, el proceso de construccin escogido elimina el

uso de apuntalamiento temporal en la luz principal de 124 m, que resultara

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dificultoso por la presencia de interferencias. Para esta fase, se han utilizados

cdigos que funcionan en condiciones de diseo de viento para estructuras

similares, y en condiciones ssmicas en varias partes del mundo.

El tablero se postensar con tendones de acero de alta resistencia que

aseguren que todas las cargas durante la construccin y etapa de servicio se

realicen de acuerdo con los requisitos de los criterios de diseo del proyecto.

El anlisis estructural, diseo y detalles tienen en cuenta el efecto de las

fuerzas debida a la etapa de la construccin. La redistribucin de fuerzas como

resultado de la fluencia en funcin del tiempo y los efectos de contraccin

resultante de cambios en el sistema esttico son debidamente evaluados de

acuerdo al modelo de fluencia CEB-FIP 1990.

El puente tiene un total de cuatro pilares, siendo los dos centrales monolticos

con la superestructura (empotrada), y los dos apoyos extremos restantes

soportaran la viga cajn en apoyos deslizantes, demarcando adems los

lmites mediante juntas de dilatacin.

La subestructura del puente segmental incluye las columnas que sern de

concreto reforzado y vaciadas in situ. Por otro lado, debido a la magnitud de

por efectos de socavacin, se ha realizado una cimentacin profunda por

medio de zapatas apoyadas en pilotes de gran dimetro excavados y vaciados

in situ.

Adems de trasmitir las cargas verticales vivas y muertas en el suelo, la

superestructura tambin esta diseada para resistir las fuerzas laterales,

siendo los ms importantes los efecto ssmicos y los desplazamientos

causados por la fluencia, la contraccin y la temperatura.

El puente segmental escogido comprende tambin un conjunto de obras

complementarias que permiten salvaguardar las estructuras de los posibles

daos que generaran las avenidas extraordinarias al Rio Rmac. Estas obras

adicionales comprenden la construccin de sistemas de proteccin,

encauzamiento y trabajos de limpieza del cauce.

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PILARES

Los pilares externos 1 y 4 son del tipo monocolumnas con dimensiones de su

seccin transversal de 3,20 m por 2,40 m, mientras que los pilares centrales 2 y

3 son del tipo Twin Leaf que tiene la composicin de dos columnas con la

misma seccin que las columnas extremas, con una separacin de 1,60 m

entre las dos secciones. El anlisis de los pilares centrales 2 y 3 se realiz

empleando un modelo global 3D en el que la altura libre de las columnas varia

en 24,664 m para las pilas O15 y O18, 20,186 m para la pila O16 y 20,501 m

para la pila O17.

De acuerdo con las especificaciones AASHTO LRFD para diseo ssmico

Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, y contando con las

condiciones de terreno reportadas en el informe de suelos, el sitio se puede

13

clasificar como SDC C o D. en consecuencia, los principios de capacidad de

diseo son seguidos y las columnas estn diseadas como rotulas plsticas

para el caso de cargas ssmicas.

Con el fin de lograr los niveles de ductilidad requeridos para la formacin de

una rotula plstica, se ha realizado el confinamiento de la columna de concreto,

lo que se logra pro medio de zunchos estrechamente espaciados en las zonas

plsticas. Se les debe de tener en cuenta que el acero de los pilares cumple

con la norma ASTM A706.

CIMENTACIONES

Este puente sobre la Va de Evitamiento esta cimentado sobre pilotes

perforados de 1,5 m de dimetro. Los pilares externos 1 y 4 estn fundados

sobre un grupo compuesto de 5 pilotes de 20 m de longitud y 5 pilotes de 31 m

de longitud. Dicho grupo est conectado a travs de un cabezal de pilotes de 9

m por 9 m por 3 m. el pilar interno est fundado sobre un grupo compuesto de

9 pilotes de 34 m de longitud. Dicho grupo est conectado a travs de un

cabezal de pilotes de 15 m por 15 m por 3m. El pilar interno 3 est fundado

sobre un grupo

Compuesto de 11 pilotes de 31 m de longitud. Ese grupo est conectado a

travs de un cabezal de pilotes rectangulares de 21m por 10 m por 3 m, el cual

queda esviado 33 con respecto al eje del puente, con la finalidad de librar la

interferencia con una tubera troncal de agua.

La configuracin de los pilotes est diseada para resistir los momentos de

nivel de servicio, fuerzas cortantes, las cargas axiales y demandas de fuerza

inducida por el mecanismo de rotula plstica de la columna.

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CONSTRUCCION

La construccin del tablero se realizara con el mtodo de voladizo

equilibrado.

Primero se construir la cimentacin y los pilares, incluyendo las dovelas

vaciadas in situ que tambin servirn como segmentos de arranque de los

voladizos, que sern lanzados en los dos pilares interiores.

Cada segmento tpico posterior de 4 m de largo sobre el voladizo ser lanzado

con un carro de avance desarrollado para adaptar el encofrado a la geometra

del puente segmental. El carro de avance se engancha al extremo de la viga en

la parte construida y, despus del concretado y fraguado de la dovela

correspondiente, se pondr en marcha hacia adelante para construir el

siguiente segmento.

La estabilidad del voladizo se asegura en cada etapa de la construccin

mediante postensamiento de tendones que se ubican en el ala superior de la

viga. Una vez que todos los segmentos tpicos del cantilver se construyen, las

vigas voladizas sern conectadas con la dovela de cierre y, de esta forma, el

tamo principal se hace continuo por medio del concretado de un segmento de

cierre de 2 m de largo.

Los tramos laterales de 75 m son sensiblemente ms largos que la

longitud del brazo en voladizo del tramo principal. As, aproximadamente los

ltimos 13 m de los tramos laterales, situados cerca de los pilares externos 1 y

4, no se podrn construir mediante la tcnica de voladizo. Esta parte se

construir sobre apoyos de carcter temporal.

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PUENTE RIMAC

Para iniciar la ejecucin de esta estructura, una de las tareas

preliminares que se efectu fue el encauzamiento del ro Rmac aguas arriba

del puente Huscar. Estos trabajos fueron necesarios debido a que el eje de la

va est sobre el lecho de rio y tiene tal forma que uno de los ramales de agua

est sobre el alineamiento propuesto. Para realizar dicho encauzamiento se ha

diseado la construccin de un dique de piedra, considerando rocas de 0,80 m

de dimetro mximo, bajo una longitud de 80 m, y en su prolongacin un

terrapln (encimado) conformado por material propio de la zona. Los niveles

dela corona del dique (enrocado) son controlados hasta un nivel aproximado de

1,5 m por encima del nivel real del rio, y el del terrapln est ubicado a 1 m por

encima del nivel de las plataformas de trabajo.

DEFENSAS PROVISIONALES EN EL RIO

Adems del trabajo de encauzamiento del ro se ha efectuado la

construccin de una defensa de roca y material propio. El enrocado de

proteccin tendr una longitud en planta de 134, aproximadamente, y se han

empleado rocas de 0,60 m de dimetro en promedio, teniendo un nivel de

corona de 1 m por encima del nivel de las plataformas de trabajo conformadas.

El diseo de este enrocado est hecho bajo la premisa que los trabajos

se realizaran en pocas de estiajes. La funcin principal del enrocado

propuesto es la de dar proteccin a trabajadores y maquinas que se ubican en

el rea de trabajo, la cual se emplaza en la ribera del rio y est destinada a la

construccin de la cimentacin a travs de pilotes y la columna del eje O24, el

cual es uno de los pilares centrales del puente sobre el Rio Rmac.

Cabe resaltar que tambin se han realizado labores de ensanchamiento

del cauce del curso del rio mediante el proceso del corte de volmenes de

material de lecho en las riberas del mismo.

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RELLENO Y COMPACTACION PARA PLATAFORMAS

Se han efectuado labores de rellenos compactados para la conformacin

de las plataformas necesarios para trabajos de pilotajes y excavaciones para

cimentaciones de los ejes O24-25-26-27. Los niveles de estas plataformas

sern controlados hasta obtener 50 cm, (aproximadamente), por encima del

nivel real del ro. El material a emplear para estas tareas ser, principalmente,

el propio de la zona, proveniente de los cortes de taludes (piedra grande y

material granular).

ESTRUCTURA

El Puente Rmac propuesto es del tipo mnsula y est conformado por

tres vanos de 65 m, 110 m y 65 m, dando una longitud total de 240 m, dejando

libre todo el cauce del ro y proporcionando una longitud mayor a lo

recomendado. La superestructura tiene 8,64 m de ancho, que permite

desarrollar las dos lneas de riel para soportar la circulacin del tren en ambas

direcciones.

La cimentacin de los pilares est conformada por zapatas apoyadas

sobre pilotes debido a las grandes cargas que se transmiten, as como los

posibles efectos de socavacin delos pilares cimentados en el ro. La cantidad

de pilotes para cada uno de los pilares es de 9 nueve en cada una de las

centrales, y de cinco en cada uno de los dos pilares extremos.

En el diseo de las cimentaciones se ha considerado la ejecucin de un

sistema de enrocado para proteger los estribos de los posibles deslizamientos

de los taludes adyacentes, que podran ocurrir como consecuencia de la

socavacin general, ocurrir una avenida del ro poco inusual.

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Ambos puentes han sido diseados como una superestructura de viga continua de

concreto, tipo cajn vaciado in situ, que ser postensada en voladizo balanceado desde

los dos pilares centrales. Este mtodo constructivo permite edificar ambas estructuras

tratando de evitar o minimizar impactos n el cauce del ro y el trfico desarrollado en la

Va de Evitamiento.

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CIMENTACIONES Y EXCAVACIONES

La parte de la cimentacin involucra a los pilotes medidos desde el nivel

del fondo de zapata cabezal hasta la punta inferior del pilote. Los trabajos a

ejecutar se consideran desde el nivel de fondo de zapata cabezal hasta la

superestructura. Luego de haber realizado los trabajos de vaciado de concreto

de los pilotes se procedi a la construccin de la zapata cabezal, para lo cual

fue necesario hacer excavaciones en el lecho del ro.

CONCEPCION ESTRUCTURAL

El puente propuesto para el viaducto elevado sobre el ro Rmac es del

tipo segmental de volados sucesivo, con un alineamiento de sur a norte. Est

conformado por tres vanos de 65 m, 110 m y 65 m; el vano central de 110 m

cruza exactamente sobre el ro Rmac, siendo entonces de una longitud de 240

m, con una superestructura de 8,40 m de ancho y de altura variable de 2,75 m

en los pilares extremos y 6 m en los pilares centrales, que permiten desarrollar

las dos lneas del riel para soportar la circulacin del tren en ambas direcciones.

El primer tramo del puente de 65 m, se ubica en una curva horizontal de 400 m

de radio.

Este tablero est diseado para ser vaciado in situ con concreto

postensado. Las juntas de dilatacin estn localizadas al final de los soportes

de los pilares en luces cortas. Las juntas tambin constituyen los lmites de los

puentes sobre el ro Rmac.

El diseo conceptual del puente segmental de volados sucesivos

(cantilver) escogido para este cruce est directamente relacionado con las

necesidades funcionales del mismo y los requerimientos solicitados para este

cruce que permita construir el puente sobre el ro Rmac, tratando de evitar o

minimizar impactos sobre el cauce del ro y el trafico desarrollado en la Av. 9 de

Octubre.

El puente ha sido diseado como una superestructura de viga continua

de concreto, tipo cajn y vaciado insitu, que ser postensada en voladizo

balanceado desde los dos pilares centrales.

19

Se han realizado perforaciones al suelo del ro

Hasta una profundidad de 35 m, en donde se han

Colocado varios pilotes que servirn de base a

17 columnas, de 30 Tn cada una, que soportaran

el peso de ambos puentes

La luz principal del puente tendr 110m y dos luces adyacentes de 65m

de largo cada una. Contiene un total de 4 pilares, siendo los dos pilares

centrales de unin monoltica con la superestructura (empotrada), y los dos

apoyos extremos restantes que soportan la viga cajn en apoyos deslizantes.

Las juntas de expansin sern colocadas en los pilares extremos,

constituyendo los lmites del puente segmental.

Esto ltimo sugiere un mtodo de construccin por volados sucesivos

compensados, el cual consiste en construir el cajn del tablero del puente

mediante dovelas o segmentos sucesivos , donde cada dovela de concreto

se ejecuta en sitio mediante encofrado deslizante y soporta el peso del

siguiente segmento y del encofrado.

20

Cada voladizo tiene aproximadamente 55m de largo ; por lo tanto,

hay 10m de luz posterior adyacente al ltimo pilar ( pilares 1 y 4) que no

pueden ser edificados con esta tcnica . Esta pequea porcin se ejecutara

con apoyos temporales.

En general, el proceso de construccin escogido elimina el uso de

apuntalamiento temporal en la luz principal de 110 m, que resultara dificultoso

por la presencia del cauce del rio. Para esta fase del diseo se han utilizado

cdigos que funcionan en condiciones de diseo de viento para estructuras

similares , y para condiciones ssmicas en varias partes del mundo.

La solucin estructural del puente segmental viene definida por una

superestructura de viga continua de concreto, tipo cajn y vaciado en sitio,

que ser postensada en voladizo balanceada desde los dos pilares centrales

. El tablero se postensa con tendones de acero de alta resistencia que

aseguren que todas las cargas durante la construccin y la etapa de servicio

se realizan de acuerdo con los requisitos de los criterios de diseo del

proyecto.

El anlisis estructural, diseo y detalles tienen en cuenta el efecto de

las fuerzas debidas a las etapas de construccin. la redistribucin de fuerzas

debido a la fluencia en funcin del tiempo y los efectos de contraccin

resultante de cambios en el sistema esttico son debidamente evaluados de

acuerdo al modelo de fluencia CEB-FIP 1990.

El puente tiene un total de cuatro pilares, siendo los dos pilares

centrales monolticos con la superestructura (empotrada), y los dos apoyos

extremos restantes , que soportan la viga cajn en apoyos deslizantes ,

demarcando adems los limites mediante juntas de dilatacin .

La subestructura del puente segmental incluye las columnas que son

de concreto reforzado y vaciados in situ. por otro lado debido a la magnitud

de las cargas transmitidas , las caractersticas del suelo y el relleno

existente , y los factores a considerar por efectos de socavacin se tiene

que realizar una cimentacin profunda por medio de zapatas apoyadas en

pilotes de gran dimetro excavados y vaciados in situ.

21

Adems de transmitir las cargas verticales vivas y muertas al suelo,

la superestructura tambin est diseada para resistir las fuerzas laterales ,

siendo las ms importantes los efectos ssmicos y los efectos de los

desplazamientos causados por la fluencia , la contraccin y la temperatura .

El puente segmental escogido para el cruce sobre el rio Rmac

comprende tambin un conjunto de obras complementarias que permiten

salvaguardar las estructuras de los posibles daos que generaran las

avenidas extraordinarias del rio Rmac .

Estas obras complementarias comprenden la construccin de

sistemas de proteccin , encauzamiento y adicionalmente trabajos de

limpieza del cauce.

22

PILARES

Los pilares extremos 1 y 4 (ejes O24 y O27) son del tipo monocolumnas

, con dimensiones de su seccin transversal de 3.50 m por 1.40m , mientras

que los pilares centrales 2 y 3 ( ejes O25 y O26) son del tipo twin leaf que tiene

la composicin de dos columnas con la misma seccin que las columnas

extremas , con la separacin de 1.40m de claro entre las dos secciones . el

anlisis de los pilares centrales 1 y 2 (ejes O25 y O26), se realiz

empleando un modelo global en 3D , en el que la altura libre de las columnas

varia como sigue : 21.619 m para la pila O24 , 17.497 m para las pilas O25 y

O26 , y 18.181 m para la pila O27.

Las columnas sern diseadas como rotulas plsticas para el caso de

cargas ssmicas. con el fin de lograr los niveles de ductilidad requeridos

para la formacin de una rotula plstica , es necesario el confinamiento de la

columna de concreto , lo que se logra por medio de zunchos estrechamente

espaciados en las zonas plsticas . Se debe de tener en cuenta que le

acero de los pilares cumple con la norma ASTM A706.

CIMENTACIONES

El puente Rmac esta cimentado sobre pilotes perforados de 1.5 m de

dimetro. Los pilares externos 1 y 4 (ejes O24 y O27) estn fundados sobre un

grupo compuesto de cinco pilotes de 13.5 m de longitud. Dicho grupo est

conectado a travs de un cabezal de pilotes de 11m por 9m por 2.5 m. Los

pilares internos 2y 3 (ejes O25 y O26) estn fundados sobre un grupo

compuesto de nueve pilotes de 23m de longitud. Dicho grupo est conectado

a travs de un cabezal de pilotes de 15m por 15m por 2.5m.

La configuracin de los pilotes est diseada para resistir los

momentos de nivel de servicio, fuerzas constantes, las cargas axiales y las

demandas de fuerza inducida por el mecanismo de rotula plstica de la

columna.

23

CONSTRUCCIN

La ejecucin del tablero del puente se realizara con el mtodo de

voladizo equilibrado. primero se construir la cimentacin y los pilares

,incluyendo las dovelas vaciadas in situ que tambin servirn como

segmentos de arranque de los voladizos que sern lanzados en los dos

pilares interiores.

Cada segmento tpico posterior de 4m de largo sobre el voladizo ser

lanzado con carro de avance desarrollado para adaptar el encofrado a la

geometra de puente segmental.

El carro de avance se engancha del extremo de la viga en la parte

construida y despus del concretado y fraguado de la dovela correspondiente,

podr ponerse en marcha hacia adelante para construir el siguiente

segmento.

La estabilidad del voladizo se asegura en cada etapa de la construccin

por postensionamiento de tendones que se ubican en el ala superior de la

viga .

Una vez que todos los segmentos tpicos del cantilver se construyen

, las vigas voladizas sern conectadas con la dovela de cierre y, de esta

forma , el tramo principal se hace continuo por medio del concretado de un

segmento de cierre de 2 m de largo.

Los tramos laterales de 65 m son sensiblemente ms largos que la

longitud del brazo en voladizo del tramo principal. As, los ltimos 10m,

aproximadamente, de los tramos laterales, situados cerca de los pilares

externos 1 y 4 no se pueden construir mediante la tcnica de voladizo. Esta

parte se construir sobre apoyos de carcter temporal.

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CARACTERSTICAS COMUNES EN AMBOS PUENTES

ESTUDIO GEOTCNICO Y DE SUELOS

El consorcio metro de Lima, dentro de su programa de estudios

geotcnicos, considero la ejecucin de sondajes diamantinos y ensayos de

penetracin estndar, adems de la investigacin geofsica que abarca los

puentes, para lo cual se efectuaron ensayos MASW y de refraccin a o largo

del alineamiento de dichas estructuras.

El tramo o, donde se ubican Huscar y Rmac, eta conformado por

material aluvial que pertenece al cono de deyeccin del rio. Asimismo, cerca al

cauce se presentan terrazas artificiales con depsitos de depsitos y basura.

Del registro de perforaciones desarrolladas por el consorcio se

encontr material fluvial-aluvial de rio Rmac , conformados por bolos y

cantos 20 cm a 60cm , englobados en una matriz de grava arenosa con

algunos lentes de arena algo gravosa y, en muy pocos sectores , algunos

pequeos lentes de material fino de tipo limos y arcillas .

PARMETROS DE DISEO:

La velocidad mxima permitida ser de 80 km/h. Esta ser la rapidez

en los puentes ya que se encuentran en tramos rectos. Las obras tendrn

cada una un galibo mnimo entre calzada y estructuras sobre pasante 5m (en

zona urbana), altura libre a considerar de acuerdo a la evaluacin hidrulica, y

el sistema de va estar acondicionada especialmente para permitir el

rodamiento y el guiado de los coches por medio de ruedas metlicas. Las vas

estarn constituidas por rieles y elementos similares a los de una va frrea

clsica, con una trocha estndar de 1.436mm.

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CARGAS

Para el clculo de las demandas por peso propio de los elementos de

concreto se utiliz un peso unitario gc= 2.50tn/m3 , mientras que las cargas

muertas se dieron en funcin a un metrado de cargas de peso muerto tales

como balasto, riel, durmientes, bordes tpicos ,canaletas , etc.

Es importante notar que la magnitud de las cargas muertas es

considerablemente mayor a los niveles de carga que se presentan en

puentes de carreteras y, por lo tanto , las estructuras de los puentes ; al igual

que el resto del viaducto del metro de lima , tendr una configuracin y

propiedades esencialmente distintas. Con respecto a las cargas vivas

empleadas en el dimensionamiento, estas corresponden a las de un tren de

dos coches ms la locomotora de maniobra (carga mxima por eje de un

coche cargado de 11.58 tn y carga mxima por eje de la locomotora de

maniobra de 17 tn).

PREDIMENSIONAMIENTO ESTRUCTURAL:

En la construccin segmentada, los procedimientos de ejecucin de las

superestructuras de los puentes se realizaran segmento por segmento,

gradualmente, con voladizos desde dos pilares centrales. A medida que los

voladizos avanzan en ambos lados, la secuencia de construccin asegura que

esta se mantenga balanceada y equilibrada en todo momento.

La estabilidad del voladizo ser segura en cada paso de la

construccin, postensionando los cables (cordones de 19-0.6) que estarn

en el ala superior de la viga. La unin de los voladizos en el centro de la luz

principal se lograra mediante el vaciado de cierre.

Las losas de plataformas sern postensadas con cables de acero de

gran resistencia para asegurar que todas las cargas durante la construccin y

el servicio sean resistidas de acuerdo con los requisitos del diseo del

proyecto.

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El anlisis estructural ,diseo y detalles consideran el efecto de fuerzas

contenidas durante las etapas de construccin .la redistribucin de fuerzas

debido a la fluencia y retraccin del concreto resultado de cambios en el

sistema esttico son debidamente considerados usando el modelo de fluencia

del concreto CEB-FIP de 1990.

Adems de transmitir las cargas verticales permanentes y vivas al

terreno, las subestructuras tambin estn diseadas para soportar los efectos

laterales, principalmente los efectos ssmicos y de desplazamientos causados

por fluencia, retraccin y temperatura.

Los dos pilares centrales 2 y 3 en cada uno de los puentes son

monolticos con la superestructura, mientras que los pilares exteriores 1 y 4

permiten el libre desplazamiento longitudinal de la superestructura .sin

embargo el desplazamiento relativo transversal en los pilares extremos est

restringido mediante el empleo de llaves de corte .

El diseo est orientado a liberar los pilares exteriores de los efectos de

fluencia o retraccin o desplazamientos relacionados con la temperatura.

Esto lleva a un concepto ssmico en el que solo los dos pilares centrales de

Huscar y Rmac participan longitudinalmente; sin embargo, de modo

transversal, todos los pilares pueden resistir las fuerzas ssmicas.

SUPERESTRUCTURA

Esta parte en ambos puentes estar conformada por una viga cajn con

dos almas, relativamente gruesas, de 550mm de ancho, ya que una porcin de

la seccin del alma ocupada por los ductos del postensado debe ser

descontinuada al anlisis de capacidad de corte .adicionalmente, almas

gruesas harn que sea ms fcil el posicionamiento de los anclajes para

tendones y el vaciado de concreto de los mismos.

Las almas verticales, en contraste con las inclinadas, han sido

propuestas para minimizar los costos de las formas requeridas debido al

peralte variable. El peso propio de las vigas, que es de proporcin considerable

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con respecto al peso total debido al proceso constructivo envuelto, es

completamente soportado por las secciones en la vecindad de las pilas; por lo

tanto, las secciones medias en las luces tienen mucho menos esfuerzo que las

secciones cerca de los soportes .en consecuencia, esto nos lleva a la opcin

de una viga con peralte variable, disminuyendo desde las pilas hacia el punto

del vano.

El espesor mnimo de 250 mm del ala superior de la viga est

determinado por su resistencia transversal a la flexin bajo cargas vivas;

mientras que el espesor del ala inferior de la viga, variable desde 300mm

hasta 900 mm de espesor, est determinado por el recubrimiento requerido

para los tendones localizados en su interior.

El peralte de la viga tiene una variacin parablica, la cual corresponde

prcticamente con la deformacin de vigas en voladizo bajo peso propio.

POSTENSADO

En ambas estructuras, el post tensado longitudinal del puente segmental en

volados sucesivos est formado por tendones para voladizos y tendones para

continuidad. Cada tendn est compuesto por un nmero variable de cordones

de siete cables. Un cordn tpico tiene 15.2mm de dimetro y est hecho de

acero de alta resistencia, con una capacidad mxima de 1860 M Pa.

Los tendones de la viga en voladizo se colocan en las proximidades del

ala superior de la viga y se instalan durante la construccin en voladizo para

resistir el momento negativo. Estos tendones se tensan simtricamente a cada

lado de los pilares centrales y se mantienen esencialmente horizontales con el

fin de reducir la friccin y, por consiguiente, facilitar su enroscado.

En comparacin con los tendones desviados convencionalmente, esta

configuracin de pretensado conduce a una cierta prdida de la capacidad

de corte, sin embargo, esta merma es fcilmente compensada ya sea

aumentando el espesor del alma ,aadiendo ms acero en esta ltima o

mediante la instalacin de pretensado vertical en la misma .cabe resaltar que

tendones para continuidad sern instalados cerca del centro de luz pues su

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objetivo es lograr la continuidad de la viga y resistir los momentos resultantes

de flexin.

FICHA TCNICA

PROYECTO:

Ejecucin de obras civiles y electromecnicas del sistema

elctrico de transporte masivo de Lima y Callao. Lnea 1, tramo 2: Av.

Grau san juan de Lurigancho.

SUBPROYECTO:

Tramo 0, Puente sobre la va de Evitamiento y el rio Rmac.

UBICACIN:

Distritos de Cercado, El Agustino y San Juan de Lurigancho

CLIENTE:

MTC-Autoridad Autnoma del Tren Elctrico.

CONTRATISTA:

Consorcio Metro de Lima

(Constructora Odebrecht GyM).

SUPERVISOR:

Consorcio cesel Poyry

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ENCOFRADO DE MODO EFICIENTE

Pr alas columnas de ms de 20 m se utiliz el encofrado vertical ORMA que es

un sistema verstil que ya puede soportar grandes presiones de concreto, y se

vienen utilizando en diferentes columnas del proyecto, lo operarios previa

capacitacin, pudieron armar fcilmente el encofrado.

Las columnas fueron realizadas en dos etapas: en la segunda se utilizaron las

CONSOLAS BMK y andamios BRIO, que sirvieron como plataforma de trabajo

para colocar el encofrado ORMA de una manera segura y rpida.

Por otro lado para la dovela 0 donde se emplearan carros de avance para los

puentes, se usaron cimbras MK de 20 m de altura lo cual sirve de soporte para

los perfiles, hasta la empresa ULMA tambin ha brindado el sistema de

andamios ULMA.

ULMA no solo brinda soluciones para grandes desafos, sino tambin para

facilitar el bienestar y dar seguridad cuando se requiera.

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JUNIO 2014

CONSTRUCCIN DEL TRAMO 2 DEL METRO DE LIMA MUESTRAN GRAN AVANCE.

Las obras del Tramo 2 de la lnea 1 del Metro de Lima, continan

adelante. Por ejemplo, los puentes Huscar y Rmac, sobre la Va de

Evitamiento y el ro Hablador, que son parte del citado tramo, se encuentran,

hasta la fecha, en un avance del 57%.

La obra civil de las estaciones de dicho tramo, que tiene una longitud de

12.40 km, se encuentra prcticamente terminada y ahora los trabajos estn

ingresando a la fase mecnico-elctrica, es decir, colocar las escaleras

mecnicas y las instalaciones elctricas necesarias para que pasen los trenes

del Metro de Lima.

El ingeniero residente de esta obra, Walter Villavicencio, inform que se

han levantado las columnas de los puentes Huscar y Rmac, de 30 m de alto,

con el apoyo de una gra de 240 toneladas.

Estas columnas pesan 40 toneladas y ahora estamos trabajando en el

puente Huscar, la superestructura en los pilares centrales, para implementar

la metodologa de carros de avance y construir a nivel areo sin tener que

interrumpir el trfico vehicular en la zona, precis.

Villavicencio tambin seal que para la construccin de dichos puentes

se han levantado muros de contencin a fin de trabajar en el lecho del ro

Rmac.

Dichos muros pueden soportar hasta 315 m3 de agua y estn

preparados para aguantar los embates del ro Hablador hasta en su nivel ms

alto, como fue en enero pasado.

La proyeccin de este diseo es para soportar hasta 500 m3 de agua

cuando se entregue la obra y, como se puede observar, aqu hemos trabajado

sin problemas: el agua no ha ingresado para nada, recalc.

Cabe sealar que los puentes Huscar y Rmac tienen un plazo de 15 meses

para ser culminados y que cada uno tiene una longitud de 240 y 270 m2.

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BIBLIOGRAFIA

Metro de Lima, Lnea 2, (consulta internet http://www.aate.gob.pe/metro-

de-lima/la-red/linea-2/) fecha 22 junio 2014 10pm.

Constructivo, Revista al servicio y desarrollo de la construccin, ao 15

edicin 92, Abril Mayo 2013, pg. 41 51.