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• Efrain Alejos Lopez

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“Año de la Promoción de la Industria Responsable y Compromiso Climático”

UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ANGELES DE CHIMBOTE

FACULTAD:

INGENIERÍA

ESCUELA:

INGENIERÍA CIVIL

CURSO:

PATOLOGIA Y REPARACIONES DE ESTRUCTURAS EN INGENIERIA

MONOGRAFICO: paTOLOGIAS ENCONTRADAS EN PUENTE PROFESOR:

ING. HUGO PISFIL REQUE

CICLO:

IX

ALUMNO:

DAVID CESAR GIRALDO CARRANZA EFRAIN ALEJOS LOPEZ

Universidad Los Ángeles de Chimbote

INDICE

DATOS GEOGRÁFICOS Y POBLACIONALES

3

Introducción

4

Capítulo I

5

1.1

Objetivos del informe

5

1.2

Datos de Partida.

5

Capitulo II. 2. Marco Teórico

5

3. Causas de Patologías en Puentes

5

3.1

Grietas y Fisuras.

4. Estado Actual. Patologías.

5 6

4.1

Cimentaciones Socavadas.

6

4.2

Fallos en las Juntas.

6

4.3

Estructuras Metálicas Oxidadas.

7

5. Rehabilitación de la Estructura. 5.1

Rehabilitación en cimentaciones Socavadas

5.2

Rehabilitación al deterioro por falta de mantenimiento

5.3

8 8

o por Impacto

9

Oxido en estructuras metálicas.

10

6. Conclusiones

12

7. Recomendaciones.

12

8. Anexo. Fotos de la visita de inspección.

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DATOS GEOGRÁFICOS Y POBLACIONALES. UBICACIÒN DE PUENTE CARRIZAL DISTRITO:

CASMA

PROVINCIA:

CASMA

REGION:

ANCASH

UBIGEO:

020801

LATITUD SUR:

9° 29' 25.1" S (-9.49030665000)

LATITUD OESTE: 78° 16' 22.6" W (-78.27294728000) ALTITUD: USO HORARIO:

65 MSNM UTC – 5

DATOS DEL PUENTE CARRIZAL CLASIFICACION:

Rural

CATEGORIA:

Caserío

VIVIENDAS APROXIMADAS:

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1. INTRODUCCION: La importancia de los puentes en el desarrollo y en las relaciones humanas ha sido el objetivo principal del impulso para el conocimiento en la construcción y mantención de dichas estructuras. En general el propósito inicial de un puente es superar un obstáculo para luego continuar el camino. Sin embargo, tomando en cuenta la literatura técnica sobre clasificaciones de puentes, es necesario considerar aspectos de diseño, tales como obstáculos superados, vistas laterales, cantidad de vanos libres, área de soporte que constituye el material, naturaleza del tránsito, etc. En general, se reconoce que técnicamente existe un énfasis en los grandes puentes con sistemas estructurales complejos, sin considerar adecuadamente los puentes pequeños y de tamaño mediano. Sin embargo miles de pequeños puentes conectan a un sinnúmero de personas, ofreciéndoles acceso a oportunidades de recursos necesarios y a un flujo de producción.

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Universidad Los Ángeles de Chimbote Desgraciadamente, es posible notar que la mayoría de los puentes rurales y urbanos presentan condiciones patológicas críticas, poniendo en riesgo la seguridad de la sociedad y produciendo pérdidas económicas. Este artículo intenta colaborar con las tareas de identificación de patologías en puentes pequeños y de tamaño mediano. Para tal efecto, es necesario revisar los factores relativos a los diseños de puentes y patologías en estructuras de acero y concreto.

1.2 Objetos del Informe: El perfil del puente presenta una acusada deformación que, además es diferente en los dos aristones de aguas arriba y aguas abajo. Se observan también distintos agrietamientos y desplomes tanto en los aristones y bóveda como en los muros de acompañamiento. El objetivo del presente informe es: 1) Identificar las patologías estructurales 2) Tratar de explicar su origen 3) Determinar la seguridad del puente en su estado actual 4) Sugerir opciones posibles para la consolidación del puente

1.3 Datos de Partida: La ejecución del informe se basa en:

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Universidad Los Ángeles de Chimbote 1) Datos recogidos en la visita de inspección. 2) Patologías en puentes de Acero 2. MARCO TEÓRICO: El uso continuo de estos puentes, los factores climáticos, los movimientos de asentamiento, movimientos sísmicos y la antigüedad de sus estructuras, son causantes de patologías que aparecen a lo largo del tiempo; por ello, requieren de un mantenimiento periódico programado para conservarlas en buen estado y cumplir así con la función para la cual han sido construidas. 3. CAUSAS DE PATOLOGÍAS EN PUENTES: 3.1 Grietas y Fisuras: Las causas que originan las grietas y fisuras en puentes son: 

Incremento de cargas.



Materiales de mala calidad.



Inestabilidad elástica (Pandeo)



Deslizamiento del terreno.



Fallos en las cimentaciones.



Temperaturas extremas.



Enraizamiento de árboles y arbustos.

4. ESTADO ACTUAL. PATOLOGÍAS: 4.1 Estructuras Metálicas Oxidadas: Las estructuras metálicas de los puentes pueden sufrir los efectos de la oxidación originados en: 

Acción erosiva continúa por fenómenos climáticos.



Deformaciones por impactos o por el ataque de óxido.

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Universidad Los Ángeles de Chimbote 

Ausencia de protección sobre las superficies metálicas.

En las fotos podemos aprecias los daños causados por la reacción de la superficie de un metal con el oxígeno del aire o del agua produciendo una capa superficial de óxido metálico lo cual puede derivar en una pérdida de capacidad resistente del elemento al verse reducida su sección. 4.2 Fallo en las Juntas: 

Dimensionamiento incorrecto de las juntas del puente.



Impactos de los vehículos.



Desgaste o ausencia del material de la junta.

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En las foto podemos apreciar la falla que se presenta en la junta entre la separación de los tableros. Al fallar la subestructura y ocasionar asentamientos tenemos una patología que causa daños serios a las juntas, en el caso que vemos se trata de un ligero hundimiento y desprendimiento del tablero del puente. 4.3 Cimentaciones Socavadas Existen diversos factores que pueden socavar los cimientos de los puentes: 

Cimientos inadecuados.



Acción continúa del agua.



Inundaciones, riadas.



Incorrecta ubicación de los cimientos en cauces.

En la foto podemos apreciar una ligera falla por socavación causada por el agua o también debido, a los remolinos del agua, que se originan donde encuentra algún obstáculo. Patología y Reparación en Estructuras de Construcción civil

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Universidad Los Ángeles de Chimbote 5. REHABILITACIÓN DE LA ESTRUCTURA: Todas estas Patologías que pueden afectar los Puentes, requieren de tratamientos diferentes en función del material y del daño sufrido. Veremos a continuación las reparaciones posibles a distintas patologías. 5.1 Rehabilitación en Cimentaciones Socavadas: Para rehabilitar un puente con sus Cimentaciones Socavadas, podemos realizar las siguientes acciones: 

Zuncho Perimetral de Refuerzo.

Se realiza un encofrado perimetral en forma de tajamar, con un espesor mínimo de 50 cm. aguas arriba. Se arma dejando como mínimo, un recubrimiento de 10 cm y se efectúa el cosido a los elementos existentes por medio de horquillas de acero corrugado. Se ejecuta el hormigonado y luego de un lapso establecido, se desencofra. 

Solera de Protección

Sobre la superficie donde se apoyará la solera, se realiza la excavación y nivelación efectuando la compactación en forma manual o mecánica. Se realiza la excavación de los rastrillos o zócalos, con una profundidad de 0,75 cm a 1 metro; éstos se colocan en los extremos de la solera, y trabajan como una viga vertical impidiendo el desplazamiento de la solera. A continuación se coloca la ferralla en la solera y en los zócalos. 

Refuerzo con Escollera

Se prepara el acceso con un camino hasta llegar a la pila (pilas: pilares de apoyos centrales de un puente) mediante un extendido y compactado de tierras. Patología y Reparación en Estructuras de Construcción civil

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Universidad Los Ángeles de Chimbote Se ejecuta una escollera con elementos constructivos que superen un peso de 500 kg en sus capas inferiores y con más de 150 kg en sus capas superiores, de manera de cubrir el ancho entre pilas, continuándolas aguas abajo (entre 5 y 10 m.)

5.2 Rehabilitación al deterioro por falta de mantenimiento o por Impacto: Cuando no es suficiente para la circulación de algunos vehículos (por ejm: camiones con caja muy alta o con transporte de objetos sobresaliendo, sobre puente carretero), se producen impactos sobre las vigas que pueden comprometer la estabilidad de la estructura; por otro lado, la falta de mantenimiento de las estructuras puede también producir problemas serios en su seguridad estructural. 

Reparación de Vigas

Se realiza en la zona afectada el repicado manual dejando las armaduras a la vista despejando la zona de todo material suelto o deteriorado para conseguir la adherencia de los materiales de reparación. Se realiza el cepillado manual o con chorro de arena quitando así el óxido de las armaduras y dejando las superficies rugosas para mejorar el agarre. Se coloca un revestimiento del producto anticorrosivo sobre las armaduras a base de cemento con resinas epoxy. Patología y Reparación en Estructuras de Construcción civil

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Universidad Los Ángeles de Chimbote Se realiza la conveniente reposición de volúmenes mediante un mortero a base de cemento y resinas que le otorgan gran resistencia mecánica y logran buena adherencia. Finalmente se procede a darle una pintura de protección logrando una superficie impermeable y que impide la carbonatación del hormigón.

5.3 Oxido en estructuras metálicas: Para eliminar el óxido presente en las estructuras metálicas (causante de la corrosión), deben realizarse las siguientes acciones: Se inician las tareas montando los andamios y plataformas que se requieran para limpiar de óxido con chorrro de arena y luego aplicarles la protección en las superficies. Se realiza la limpieza con chorro de arena sobre toda la superficie. Ya libre del óxido y de restos de arena, se procede a la aplicación de las capas de protección: 1. Se aplica una capa de imprimación epoxy enriquecida con zinc, de espesor 60 micras aproximadamente. 2. Se aplica otra capa de pintura epoxy, de espesor 125 micras. 3. Finalmente se le da una mano de esmalte al poliuretano, Luego se efectúa el desmontaje de plataformas y andamios.

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Universidad Los Ángeles de Chimbote 6. Conclusiones Este informe destaca las inadecuadas condiciones de muchos puentes para el tráfico vehicular. Esto es confirmado por el número comprobado de patologías serias encontradas, que proveen evidencia sobre las deficiencias en planificación, diseño y mantención. Finalmente se concluye que la prevención es la mejor manera de prevenir condiciones patológicas. La mantención preventiva es apoyada no sólo por un correcto diseño o apropiada implementación de acuerdo a parámetros de calidad, sino también por un programa de mantención estructural. 7. Recomendaciones Se sugiere que en casos más severos, las entidades públicas presenten soluciones viables, tales como el reemplazo de estructuras dañadas por nuevos puentes, actuando de manera rápida y con eficiencia en la implementación de tales estructuras. También se observa la necesidad de conocimiento técnico en relación al estudio de patologías antes de realizar una inspección. En el aspecto de la durabilidad, se observa que las patologías localizadas afectan significativamente la estructura, y a través de ellas pueden surgir otras patologías que reducirían la vida útil de la estructura.

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Universidad Los Ángeles de Chimbote 8. ANEXOS.

Foto 01 : Rajadura en el apoyo norte del puente.

Foto 02 : Desnivel de la estructura.

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Foto 03 : Fisuras en la vereda del puente Casma

Foto 04 : estructura de acero que presenta oxidacion principalmente en las uniones de sus elementos de acero.

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Foto 05 : en la imagen podemos ver como la oxidacion esta presente en la union del acero.

Foto 06 : En esta imagen se puedde ver el grado de deterioro en estas juntas que facilmente se puedde desprender con la mano.

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