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• ALEJANDRO PEREZ LUQUE

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MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO)

CONTENIDO Pág.

INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 12 1.

DEFINICIÓN, COMPONENTES Y TIPOLOGÍA DE PUENTES ...... 14

1.1. CLASIFICACIÓN DE SUPERESTRUCTURA POR DISTRIBUCIÓN TRANSVERSAL ................................................................................................. 17 1.2. CLASIFICACIÓN DE SUPERESTRUCTURA POR DISTRIBUCIÓN LONGITUDINAL ................................................................................................. 26 1.3. SUPERFICIE DE RODADURA .............................................................. 30 1.4. TIPOS DE JUNTAS DE DILATACIÓN ................................................ 31 1.5. TIPOS DE APOYOS ................................................................................ 33 1.6. TIPOS DE BARANDAS .......................................................................... 35 1.7. TIPOS DE ESTRIBOS ............................................................................. 36 1.8. TIPOS DE PILAS ...................................................................................... 37 2.

MATRIZ DE DIAGNÓSTICO .................................................................. 41

3.

DIAGNÓSTICO DEL ESTADO DEL PUENTE ................................... 47

3.1. SUPERFICIE DE RODADURA .............................................................. 48 3.2. JUNTAS DE DILATACIÓN .................................................................... 48 3.3 ANDENES Y BORDILLOS

54

3.4 BARANDAS

56

3.5 CONOS Y TALUDES

58

3.6 ALETAS

60

3.7 ESTRIBOS

64

3.8 PILAS

70

3.9 APOYOS

76

3.10 LOSA

82

3.11 VIGAS

86

3.12 ELEMENTOS DE ARCO

93

3.13 CABLES, PENDOLONES, TIRANTES Y MACIZOS

96

3.14 ELEMENTOS DE ARMADURAS

98

3.15 CAUCE

4.

102

ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO ..............................................106 Pág. 1

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO)

4.1. RUTINARIO .............................................................................................106 4.1

PERIÓDICO

136

5.

CONSOLIDACIÓN DE SIGLAS – CÓDIGOS...................................169

5.1

CÓDIGOS GENERALES

169

5.2

CÓDIGOS DIAGNOSTICO–MANTENIMIENTO–FORMATOS DE CAMPO

169

6.

GLOSARIO ..............................................................................................171

7.

REFERENCIAS.......................................................................................177

8.

ANEXOS ...................................................................................................179

8.1

ESTADÍSTICA DE LOS PUENTES DE LA RED VIAL NACIONAL

179

Pág. 2

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO)

LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1. Componentes básicos de un puente de dos (2) luces

14

Figura 2. Componentes de los puentes en su superestructura e infraestructura, en un puente de viga y losa en concreto reforzado.

15

Figura 3. Componentes de un puente de armadura (Puente Cajamarca – Carretera Ibagué - Armenia)

15

Figura 4. Localización de la losa de acceso.

16

Figura 5. Tipología de la superestructura de los puentes

16

Figura 6. Puente de losa en forma cajón y enviajada

18

Figura 7. Puente de losa continua

18

Figura 8. Tipos de losa

18

Figura 9. Superestructura de viga y losa en concreto preesforzado.

19

Figura 10. Superestructura de viga y losa en concreto reforzado.

19

Figura 11. Superestructura de viga y losa de sección mixta acero y concreto.

19

Figura 12. Tipología de sistema de entrepiso vigas y losa.

19

Figura 13 Tipología de vigas cajón.

20

Figura 14. Puente viga cajón en acero curva con losa en concreto reforzado (Puente Cra.5 con calle 26 – Bogotá).

20

Figura 15. Esquema de armadura de paso superior.

21

Figura 16. Puente de armadura de paso superior. Cajamarca en la vía Ibagué – Armenia

21

Figura 17. Puente de armadura de paso superior

21

Figura 18. Esquema de armaduras de paso inferior

22

Figura 19 . Esquema y foto de puente de armadura de paso inferior (Puente Puerto Salgar)

22

Figura 20 Esquema de armadura de paso superior.

23

Figura 21. Puente de armadura de paso intermedio

23

Figura 22. Puente peatonal en arco superior de la calle 26 vía al aeropuerto (Bogotá).

24

Figura 23. Esquema de arco superior.

24

Figura 24. Puente en arco superior Saldaña en el Departamento del Tolima..

24 Pág. 3

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO) Figura 25. Esquema del arco inferior abierto .

25

Figura 26. Puente de arco inferior abierto

25

Figura 27. Esquema de arco inferior cerrado

25

Figura 28. Puente de arco inferior cerrado Puente El Común

25

Figura 29. Puente provisional tipo Bailey

26

Figura 30. Puente provisional tipo Bayley

26

Figura 31. Puente simplemente apoyado de una sola luz

27

Figura 32. Puente continuo con sección constante compuesto por losa de concreto y vigas armadas de acero.

27

Figura 33. Puente continúo con sección variable compuesto por losa de concreto y armaduras de paso superior.

27

Figura 34. Construcción de vigas tipo Gerber.

28

Figura 35. Tipo de puente viga Gerber.

28

Figura 36.Puente en acero con pie de amigos. (Carretera Bogotá – Tunja)

28

Figura 37. Puente en voladizo sucesivos.

29

Figura 38. Puente colgante – Luis Ignacio Andrade – Carretera Bogotá – Honda.

29

Figura 39. Puente atirantado Cesar Gaviria Trujillo (Pereira - Risaralda)

30

Figura 40. Ejemplo de puente con superficie de rodadura en asfalto.

30

Figura 41.Ejemplo de puente con superficie de rodadura en acero.

30

Figura 42. Ejemplo de puente con superficie de rodadura en concreto.

31

Figura 43.Ejemplo de puente con superficie de rodadura en afirmado.

31

Figura 44. Junta de ángulos con neopreno.

32

Figura 45. Junta dentada.

32

Figura 46. Junta de ángulos de acero

32

Figura 47. Junta donde no hay dispositivo

32

Figura 48. Tipos de juntas de dilatación. Nota: Los códigos numéricos en estos esquemas son los que se incluyen en la base de datos del inventario.

33

Figura 49. Tipo de apoyos en los puentes.

34

Figura 50. Apoyo con rodillos en estribo. Puente Orito – Putumayo

35 Pág. 4

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO) Figura 51. Apoyo con rodillos en puente Orito - Putumayo.

35

Figura 52. Ejemplo de Junta de construcción.

35

Figura 53. Ejemplo de apoyo fijo de acero, en torre del puente Cajamarca.

35

Figura 54. Baranda de pasamanos y elementos verticales de acero.

36

Figura 55. Baranda de pasamanos y elementos verticales de concreto.

36

Figura 56. Partes básicas de un estribo con cimentación superficial

36

Figura 57. Esquema de estribos con aletas integradas. Fuente.

37

Figura 58. Estribo con aleta integrada.

37

Figura 59. Esquema con estribo con aleta independiente.

37

Figura 60. Ejemplo de puente con estribo con aletas independientes

37

Figura 61. Esquema con estribo enterrado.

37

Figura 62. Estribo enterrado.

37

Figura 63. Esquema de pila sólida.

38

Figura 64. Pila sólida.

38

Figura 65. Esquema de columna sola. Fuente:

38

Figura 66. Puente con columna sola( Puente calle 26 con carrera 5 – Bogotá)

38

Figura 67. Esquema de pila de columna con cabezal.

38

Figura 68. Esquema de pila con dos (2) o mas columnas sin cabezal.

38

Figura 69.Esquema de pilas con dos(2) o más columnas sin cabezal

39

Figura 70. Pila con dos (2) o mas columnas con cabezales separadas. . Fuente: Módulo de inventario de SIPUCOL.

39

Figura 71. Esquema de pila con dos (2) o mas columnas. Con cabezal común.

39

Figura 72. Foto de pila con dos (2) o mas columnas con cabezal común.

39

Figura 73. Dos (2) o mas columnas con cabezal común y diafragma (o vigas horizontales).

39

Figura 74. Columnas con cabezal.

39

Figura 75 Pilotes con cabezal.

40

Figura 76. Pilotes con cabezal y diafragma (o vigas horizontales).

40

Pág. 5

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO) Figura 77. Desnivel y deterioro en juntas. Puente de los Ángeles (Huila) – Falta mantenimiento. Calificación del nivel de severidad: 1

49

Figura 78. Junta sin sello y con tierra que obstruye su adecuado funcionamiento - falta de mantenimiento. Calificación del nivel de severidad: 2

49

Figura 79. Desnivel entre el acceso y el puente producto de asentamiento. Calificación del nivel de severidad: 4

52

Figura 80. Deterioro de junta cubierta de mezcla asfáltica por su inadecuado diseño. Calificación del nivel de severidad: 3

52

Figura 81. Falla unión soldada en junta de acero. Soldaduras intermitentes - Puente Caquetá. Calificación del nivel de severidad: 4

52

Figura 82. Falla unión entre la junta de acero

52

Figura 83. Desnivel y deterioro en junta dentada. Puente de Caquetá. Calificación del nivel de severidad: 1

52

Figura 84. Bordillo fracturado y con daño estructural Calificación del nivel de severidad: 3 .

54

Figura 85. Bordillo descompuesto. Calificación del nivel de severidad: 3

54

Figura 86 . Falta de Barandas. Puente Tomas Castrillón (Cauca). Calificación del nivel de severidad: 5.

56

Figura 87. Barandas inestables por impacto Calificación del nivel de severidad: 4.

56

Figura 88. Deterioro de concreto y acero expuesto (Puente Av. Boyacá con calle 26). Calificación de nivel de severidad. 3

57

Figura 89. Falta de mantenimiento (pintura) en baranda de acero - Puente de Bogotá. Calificación de nivel de severidad. 2

57

Figura 90. Falta de manejo de aguas de escorrentía. Puente Río Sucio (Cauca). Calificación de nivel de severidad: 3.

59

Figura 91. Erosión en el talud cerca al estribo, por manejo inadecuado de aguas. Puente el Playón (Meta). Calificación de nivel de severidad: 4.

59

Figura 92. Falla de aleta por socavación. Puente El Cerrito (Valle). Calificación del nivel de severidad: 5.

60

Figura 93. Grietas por falta de capacidad de carga de las aletas, producidas por un probable asentamiento. Puente Venecia (Boyacá). Calificación del nivel de severidad: 3.

60

Figura 94. Asentamiento en terraplén de acceso que afecta la aleta (Puente de la Constitución – Calle 26 – Bogotá). Calificación del nivel de severidad: 3.

61

Figura 95. Falla por capacidad de carga debida al empuje. Puente de la Regional Meta. Calificación del nivel de severidad: 3

62 Pág. 6

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO) Figura 96. Grietas por asentamiento o falta de capacidad de carga de los estribos. Calificación del nivel de severidad: 5

65

Figura 97 . Grieta horizontal en la mitad de la altura del estribo. Puente de la Regional Meta. Calificación del nivel de severidad: 3

67

Figura 98. Problemas de capacidad de carga. Puente las Juntas (Nariño). Calificación del nivel de severidad: 4

67

Figura 99 . Pérdida de sección de refuerzo principal por problemas de corrosión de estribo del puente Calle 34 con calle 26 (Bogotá). Calificación del nivel de severidad: 4

68

Figura 100. Pérdida de sección de refuerzo principal por problemas de corrosión de estribo del puente Calle 34 con calle 26 (Bogotá). Calificación del nivel de severidad: 4

68

Figura 101. Deterioro del concreto del estribo por infiltración (Puente Carrera 50 con calle 26). Calificación del nivel de severidad: 2

68

Figura 102. Grietas de flexo compresión de estribos.

68

Figura 103 . Material de soporte de pila afectado por socavación (Puente el Cofre – Cauca). Calificación del nivel de severidad: 5.

71

Figura 104. Pilotes expuestos de pila por problemas de socavación Calificación del nivel de severidad: 4.

71

Figura 105 . Corrosión en el acero de refuerzo de pilas. Calificación del nivel de severidad: 4

73

Figura 106. Corrosión en el acero de refuerzo de pilas. Perdida de sección de los refuerzos. Calificación del nivel de severidad: 4

73

Figura 107. Alta concentración de humedad Puente Caima (Tolima). Calificación del nivel de severidad: 2

74

Figura 108. Infiltración y degradación del concreto. Grietas que indican falta de capacidad de carga. Puente Guadualito (Cundinamarca). Calificación del nivel de severidad: 4

74

Figura 109. Corrosión, fisuras longitudinales. Viaducto El Morro (Nariño), Calificación del nivel de severidad: 4

74

Figura 110. Grietas de flexión y cortante

74

Figura 111 . Forma del apoyo en el estribo con deficiencias de mantenimiento. Puente de Cajamarca. Calificación del nivel de severidad: 2

77

Figura 112. Forma del apoyo de la superestructura con la torre del puente Cajamarca,con inadecuado diseño para la parte sísmica. Problemas de vulnerabilidad. Calificación del nivel de severidad: 3

77

Figura 113 . Deterioro de apoyos de junta de construcción - falta de anclajes. Puente Río Timbio (Cauca). Calificación del nivel de severidad: 4

80 Pág. 7

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO) Figura 114. Corrosión y deterioro del apoyo – balancín de acero. Puente de la Regional Caquetá. Calificación del nivel de severidad: 4

80

Figura 115. Corrosión generalizada por falta de mantenimiento de apoyo de acero. Puente Tutunendo. Calificación del nivel de severidad: 3.

80

Figura 116. Esquemas de daños de apoyo de balancín.

80

Figura 117. Esquemas y fotos de problemas en los apoyos.

81

Figura 118. Falla losas prefabricadas.. Calificación del nivel de severidad: 23

84

Figura 119. Acero expuesto y recubrimiento insuficiente. Calificación del nivel de severidad: 3

84

Figura 120. Infiltración de la losa por deficiencias al tener drenes cortos y afectar la durabilidad del concreto (descomposición). Calificación del nivel de severidad: 3

84

Figura 121. Grietas de 0.2 mm de espesor en voladizo de losa. Calificación del nivel de severidad: 3

84

Figura 122. Falta de capacidad de carga de la losa. Calificación del nivel de severidad: 5

84

Figura 123. Tipos de grietas en losas.

85

Figura 124. Acero principal expuesto. Falta recubrimiento y hormigueros en el concreto. Puente El Cucharón (Meta). Calificación del nivel de severidad: 4

88

Figura 125. Impacto en vigas por insuficiente galibo. Calificación del nivel de severidad: 2

88

Figura 126. Acero expuesto y corroído en un diafragma y deterioro del concreto. Puente Río Robles. Calificación del nivel de severidad: 3.

88

Figura 127. Grieta a cortante en viga principal de concreto reforzado. Espesor de la grieta mayor a 0.6mm Calificación del nivel de severidad: 5.

88

Figura 128. Grieta de flexión en viga transversal de puente en acero. Calificación del nivel de severidad: 5

89

Figura 129. Esquema para identificación de grietas a

89

flexión y cortante.

Figura 130.Grietas longitudinales producidas por la corrosión del acero o por falta de adherencia.

89

Figura 131. Grietas de torsión".

89

Figura 132.Esquema para identificación de grietas a flexión.

89

Figura 133. Grietas de cortante vertical y horizontal en forma de "S".

90

Figura 134 . Corrosión por baja de pH y cloruros. Puente el Piñal – Buenaventura. Calificación del nivel de severidad: 4

91 Pág. 8

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO) Figura 135. Corrosión e impacto, generó disminución de sección de viga. Puente Muros (Boyacá). Calificación del nivel de severidad: 4

91

Figura 136. Manchas del concreto Calificación del nivel de severidad: 2.

94

Figura 137. Fisuras y eflorescencias. Puente Calificación del nivel de severidad: 3.

94

Figura 138. Fisura en pantalla de refuerzo.

94

Figura 139. Corrosión en pendolón. Calificación del nivel de severidad: 2

96

Figura 140. Corrosión en unión entre pendolón y viga de rigidez. Puente de la Regional Meta. Calificación del nivel de severidad:

96

Figura 141. Catenaria principal con falla en alambres. (Puente Domenico Parma – Caldas). Calificación del nivel de severidad: 3

96

Figura 142. Corrosión generalizada en remaches. Puente El pescado. Calificación del nivel de severidad: 3

98

Figura 143. Problemas de corrosión, pérdida de sección de cordón inferior de acero. Calificación del nivel de severidad: 5

98

Figura 144. Corrosión y falta de pernos

100

Figura 145. Falta de pernos, problemas de vibraciones Calificación del nivel de severidad: 5

100

Figura 146. Impacto cordón superior, lo cual generó inestabilidad estructural Calificación del nivel de severidad: 5.

101

Figura 147. Oxidación de elementos estructurales. Puente Aguacaliente. Calificación del nivel de severidad: 2

101

Figura 148. Socavación de pila - Pilotes descubiertos. Puente Argelino Duran Quintero. Calificación del nivel de severidad: 4

103

Figura 149. Socavación local en estribos. Calificación del nivel de severidad: 4

103

Figura 150. Socavación local en estribos. Calificación del nivel de severidad: 5

103

Figura 151. Socavación local en el estribo – Puente Sabandija - Tolima. Calificación del nivel de severidad: 5

103

Figura 152. Obstrucción en el cauce que genera socavación. Calificación del nivel de severidad: 2

103

Figura 153. Problemas de agradación en el canal. Insuficiencia

103

Figura 154.Problemas de contracción del flujo. Puente Mariano (Ospina Pérez (Valle). Calificación del nivel de severidad: 3

104

Figura 155.Pilotes descubiertos. Puente Caranal (Casanare). Calificación del nivel de severidad: 4

104 Pág. 9

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO) Figura 156. Puente Banadia (Casanare). Puente que colapso recientemente por socavación. Calificación del nivel de severidad: 5

104

Figura 157. Socavación en estribo del Río San Juan (Santander). Calificación del nivel de severidad: 3

104

Figura 158 Distribución de los materiales de la superestructura de los puentes de la Red Vial Nacional

179

Figura 159 Distribución de las secciones transversales de la superestructura de los puentes de la Red Vial Nacional

180

Figura 160 Distribución de las secciones longitudinales de la superestructura. Nota: En vigas continuas esta el porcentaje de puentes en voladizos sucesivos.

180

Figura 161. Estadísticas de los tipos de juntas de la red Vial nacional.

181

Figura 162. Estadísticas de los tipos de apoyos de los puentes de la Red Vial Nacional.

181

Figura 163. Estadística de los tipos de pilas de los puentes de la red Vial Nacional.

182

Figura 164. Estadística de los tipos de estribos de los puentes de la red Vial Nacional.

182

Pág. 10

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO)

LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Escala de calificación de los componentes de los puentes.

47

Tabla 2. Actividades de mantenimiento recomendadas (Juntas de dilatación)

50

Tabla 3. Actividades de mantenimiento (Juntas de dilatación)

53

Tabla 4. Actividades de mantenimiento (Andenes y bordillos)

55

Tabla 5. Actividades de mantenimiento (Barandas)

57

Tabla 6. Actividades de mantenimiento (Conos y taludes)

59

Tabla 7. Actividades de mantenimiento (Aletas)

61

Tabla 8. Actividades de mantenimiento (Aletas)

63

Tabla 9. Actividades de mantenimiento (Estribos)

66

Tabla 10. Actividades de mantenimiento (Estribos)

69

Tabla 11. Actividades de mantenimiento (PILAS)

72

Tabla 12. Actividades de mantenimiento (Pilas)

75

Tabla 13. Actividades de mantenimiento (Apoyos)

78

Tabla 14. Actividades de mantenimiento (Apoyos)

81

Tabla 15. Guía para ancho admisible de fisuras en estructuras de concreto reforzado bajo cargas de servicio.

82

Tabla 16. Actividades de mantenimiento (Losa)

85

Tabla 17. Actividades de mantenimiento (Vigas)

90

Tabla 18. Actividades de mantenimiento (Vigas)

92

Tabla 19. Actividades de mantenimiento (Arcos)

95

Tabla 20. Actividades de mantenimiento (Cables y pendolones)

97

Tabla 21. Actividades de mantenimiento (Armaduras)

99

Tabla 22. Actividades de mantenimiento (Armaduras)

101

Tabla 23. Actividades de mantenimiento (Cauce)

105

Tabla 24 Códigos utilizadas en el capítulo de diagnostico y mantenimiento

169

Pág. 11

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO)

INTRODUCCIÓN Los puentes hacen parte principal de las obras de la infraestructura vial del País y deben ser administrados asegurando su conservación y funcionamiento, lo cual se realiza a través de actividades de inventario, inspección (diagnóstico), capacidad de carga, mantenimiento y rehabilitación. En este sentido ha venido trabajando el Estado desde 1983, cuando elaboró el primer proyecto relacionado con la gestión y administración de los puentes denominado "Revisión periódica de puentes". Posteriormente entre 1989 y 1991 el Ministerio de Obras Públicas y Transporte (MOPT) y la Universidad del Cauca mediante el Programa ICFES - BID realizaron a través de un convenio institucional un trabajo de "Investigación Nacional de Puentes", que consistió en el inventario e inspección de daños en los puentes ubicados en cada uno de los diferentes Distritos de Obras Públicas. Posteriormente en 1996, mediante un convenio internacional de asistencia técnica entre el Instituto Nacional de Vías y la Dirección de Carreteras del Ministerio de Transportes de Dinamarca, se implementó el Sistema de Administración de Puentes de Colombia (SIPUCOL), que consta de diferentes módulos de gestión de los puentes y una base de datos especializada. A través de este sistema el Instituto Nacional de Vías (INVIAS) ha fortalecido la gestión en el tema de puentes el cual está conformado por diversos módulos como inventario, inspección principal, inspección especial, mantenimiento rutinario, capacidad de carga, etc. Este Sistema de Gestión se define como una aproximación racional y sistemática, para organizar y llevar a cabo todas las actividades relacionadas con el manejo y la administración de los puentes. Tiene los siguientes alcances:

Predicción de las necesidades de mantenimiento y de los fondos requeridos. Elaboración de listados de puentes por prioridades de mantenimiento y rehabilitación. Identificación de puentes con restricciones o limitaciones de servicio. Búsqueda de la mejor alternativa para rehabilitación de cada puente desde el punto de vista técnico y de beneficio-costo. Cuantificación de los costos de inversión por puente. Identificación de las obras de mantenimiento menor. Determinación de la capacidad de carga de los puentes y sus restricciones. En este Manual se presenta el capítulo de puentes, cuyos lineamientos se han concebido teniendo en cuenta los antecedentes antes mencionados y empleando parte de los conceptos y experiencias de este Sistema de Administración de Puentes de Colombia (SIPUCOL), articulándolo para que sea un aporte novedoso e importante para complementar y contribuir con las labores de conservación y recuperación de los puentes en Colombia.

Pág. 12

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO)

Para su desarrollo se empleó parte de la información básica contenida en los módulos de SIPUCOL, tales como: inventario, inspección principal, inspección especial, inspección y mantenimiento rutinario De esta forma este trabajo es un complemento para el Sistema de Administración de Puentes de Colombia, constituyéndose en una nueva herramienta en el tema de gestión de puentes, realizada por el Ministerio de Transporte y de gran utilidad para ser empleada por el Instituto Nacional de Vías, las Concesiones, las Gobernaciones y los Municipios. Además se empleó para su desarrollo algunos de los trabajos realizados por el Grupo de “Estructuras” de la Universidad Javeriana, cuyos resultados ya han sido publicados a nivel nacional e internacional (Ver (Muñoz, E. E, 2001), (Muñoz, E. et.al, 2004), (Muñoz, E. et.al, 2005) y (Muñoz, E. E, 2006)). También diferentes referencias de orden nacional o internacional, las cuales se relacionan en el numeral 7 de este documento. Finalmente se constituye en una herramienta novedosa, donde se presentan algunos conceptos básicos del tema de puentes, presentando algunos indicativos sobre sus diferentes materiales y tipologías. En él se profundiza en las labores de diagnóstico y mantenimiento de este tipo de estructuras, convirtiéndose en un nuevo insumo para la ingeniería nacional. Este Manual está dirigido a ingenieros civiles con fundamentos en el área de estructuras y con experiencia especifica en labores de inspección, patología, mantenimiento y rehabilitación de puentes.

Pág. 13

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO)

1.

DEFINICIÓN, COMPONENTES Y TIPOLOGÍA DE PUENTES

Un puente se define como una estructura destinada a salvar obstáculos naturales, como ríos, valles, lagos o brazos de mar; y obstáculos artificiales, como vías férreas o carreteras, con el fin de unir caminos de viajeros, animales y mercancías. Para sus labores de mantenimiento es importante conocer las partes que lo componen y su función. Así como los diferentes materiales y tipologías de este tipo de estructuras. Los puentes están conformados por dos (2) partes principales: superestructura e infraestructura. La superestructura corresponde a todos los componentes que hacen parte de su tablero, tales como: losas, vigas, riostras, armadura, arco, cables, tirantes, pendolones, bordillos, andenes, barandas, juntas de dilatación, apoyos, pavimento, drenes, separadores, etc. La infraestructura incluye estribos, torres y las aletas con su correspondiente cimentación. También las losas de aproximación o de acceso (Ver Figura 4), el terraplén de acceso, los conos y taludes. En las Figura 2 y Figura 3 se muestran algunas de las partes básicas en estos puentes. Las definiciones desde los puntos de vista estructural y vial se encuentran descritas en el numeral 6 (Glosario) de este documento.

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16)

1

1

Losa de concreto Vigas de acero Apoyos Pedestal Estribo Pilotes del estribo Pila Pilotes en pilas Cono sobre estribo Bordillo Baranda Superficie de rodadura Losa de acceso Terraplén de acceso Juntas de dilatación Cauce

Figura 1. Componentes básicos de un puente de dos (2) luces1

Fuente: Esquema elaboración propia.

Pág. 14

MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO)

Viga

Bordillo

Baranda Losa Drenes

Apoyos

Conos Y taludes

Riostras Pila

Estribo

Cauce

Figura 2. Componentes de los puentes en su superestructura e infraestructura, en un puente de viga y losa en concreto reforzado2. Losa, vigas transversales, vigas longitudinales, juntas,etc

Conos y taludes

Apoyos

Armaduras

Torre

Cimentación Cimentaci ón Torre torre

Figura 3. Componentes de un puente de armadura (Puente Cajamarca – Carretera Ibagué - Armenia)3

2

Fuente: Fotomontaje en base a imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: Fotomontaje en base a imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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Figura 4. Localización de la losa de acceso4.

La Red Vial Nacional consta aproximadamente de 2100 puentes, sin incluir los que hacen parte de las redes secundarias y terciarias, que administran las Gobernaciones y Municipios. El Módulo de inventario de SIPUCOL clasifica los componentes de la superestructura de estos puentes como se observa en la Figura 5: Clasificación de los componentes de la superestructura Materiales

•Concreto •Concreto reforzado •Concreto preesforzado •Acero •Mixto (acero y concreto) •Madera •Concreto ciclópeo •Mampostería

Superficie de rodamiento

Tipos de sección transversal

•Losa •Losa y vigas •Viga cajón •Armadura de paso inferior •Armadura de paso superior •Armadura de paso intermedio •Arco superior •Arco inferior abierto •Arco inferior cerrado •Provisional tipo Bailey •Provisional tipo Callender Hamilton

•Mezcla asfáltica •Asfalto •Concreto •Acero •Afirmado

Tipos de juntas de dilatación •Placa de acero •Junta dentada •Acero con neopreno •Bloque de neopreno •Junta de goma asfáltica •No dispositivo de junta •Junta de cartón asfáltico

Apoyos •Junta de construcción •Balancín de concreto •Placa de neopreno •Apoyo fijo de acero •Apoyo de deslizamiento •Balancín de acero •Apoyos de rodillos •Basculante

Tipos de sección longitudinal

•Simplemente apoyado constante y variable. •Simplemente apoyado (luces múltiples) •Continuo constante y variable. •Viga Gerber con sección transversal constante y variable. •Pórticos sencillos y múltiples •Pórtico con pie de amigos •Voladizos sucesivos •Colgante •Atirantado

Barandas •Mampostería sólida •Concreto sólido •Concreto con pasamanos metálicos •Construcción metálica ligera •Parte integral de la superestructura

Figura 5. Tipología de la superestructura de los puentes

4

Fuente: Esquema - Pontificia Universidad Javeriana

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En el anexo de este documento, se presentan algunas estadísticas de la composición y tipología de los puentes de la Red Vial Nacional, basados en el Módulo de Inventario de SIPUCOL. Aunque esas estadísticas, son de los puentes de la Red Vial Nacional y no de los puentes de la Red Vial Secundaria, son “indicativos” que pueden servir para que los ingenieros se documenten sobre la conformación de las tipologías y materiales (superestructura, infraestructura, barandas, estribos, pilas, juntas, apoyos, etc.), que generalmente tienen los puentes en nuestro país. Además para que conozcan partes de las ventajas y utilidades del módulo de inventario de SIPUCOL, cuya experiencia puede ser utilizada y aplicada, por parte de las Entidades responsables del diagnostico y mantenimiento de los puentes de la Red Vial Secundaria.

1.1.

CLASIFICACIÓN DE SUPERESTRUCTURA POR DISTRIBUCIÓN

TRANSVERSAL A continuación se relacionan los tipos de sección transversal que pueden presentar la superestructura de los puentes: •

Losa

•

Losa y vigas

•

Viga cajón

•

Armaduras de paso inferior

•

Armaduras de paso superior

•

Armaduras de paso intermedio

•

Arco superior

•

Arco abierto

•

Arco inferior cerrado

•

Provisionales Tipo Bailey

•

Provisionales Tipo Callender

•

Provisionales Tipo Hamilton)

A continuación se presenta una breve descripción de las secciones transversales, que normalmente tienen los puentes de Colombia.

1.1.1 Losa Esta superestructura consiste en losas que se diseñan y construyen generalmente macizas y en algunos casos aligerados. Su refuerzo principal de flexión es paralelo al tráfico y pueden hacer parte de un sistema cajón o Box Coulvert. No se deben confundir con alcantarillas, ya que son construidas cuando se necesita cubrir luces que varían entre 9 y 15 metros (Figura 6, Figura 7 y Figura 8).

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Figura 6. Puente de losa en forma cajón y enviajada 5

Figura 7. Puente de losa continua

6

Figura 8. Tipos de losa7

1.1.2. Losa y vigas Este tipo de tablero consiste en losas en concreto reforzado (con refuerzo principal perpendicular al tráfico) apoyadas en vigas: de concreto reforzado, de concreto postensado o de acero armado (sección mixta). (Véase Figura 9, Figura 10 y Figura 11). En Figura 12 se presentan la forma como generalmente se encuentran en diferentes puentes en Colombia. Una forma de identificar las vigas reforzadas con las preesforzadas, es que estas últimas tienen forma de “I”, bloque de anclaje y zona de transición.

5

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 7 Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 6

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Figura 10. Superestructura de viga y losa en concreto reforzado 9.

Figura 9. Superestructura de viga y losa en concreto preesforzado8.

Figura 11. Superestructura de viga y losa de sección mixta acero y concreto 10. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

Losa en concreto reforzado Viga principal en concreto reforzado Riostras en concreto reforzado Bordillo Viga principal en concreto preesforzado Viga principal en acero Arriostramientos

Figura 12. Tipología de sistema de entrepiso vigas y losa 11.

8

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 10 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 11 Fuente: Esquema de elaboración propia. 9

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1.1.2 Vigas Cajón Son tableros compuestos por una losa de concreto reforzado apoyada sobre vigas con sección tipo cajón de una o varias celdas. Estas vigas pueden ser de concreto reforzado, concreto postensado o acero armado (sección mixta). Un ejemplo de este tipo de sección transversal son los puentes en voladizos sucesivos, que tienen viga cajón con sección longitudinal variable (Véase Figura 13 y Figura 14). Losa

Losa

Viga cajón de una sola celda

Viga cajón de tres celdas Figura 13 Tipología de vigas cajón12.

Figura 14. Puente viga cajón en acero curva con losa en concreto reforzado (Puente Cra.5 con calle 26 – Bogotá). 13

1.1.3 Armaduras Existen varios tipos de superestructuras de armaduras de acero que logran cubrir luces representativas en rangos entre 50 y 100 metros. De acuerdo con el inventario de puentes de Colombia, existen armaduras de paso superior, inferior e intermedio. A continuación se hace una breve descripción, esquemas y fotos de cada una de ellas.

1.1.3.1 De paso superior En las superestructuras de paso superior los vehículos pasan por encima de las armaduras y tienen un tablero compuesto por una losa de concreto reforzado apoyada sobre vigas longitudinales de acero y estas a su vez en vigas transversales en acero. Estas últimas se apoyan en los nudos de los cordones superiores de las armaduras (véase Figura 15, Figura 16 y Figura 17).

12 13

Fuente: esquema elaboración propia. Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL

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Figura 15. Esquema de armadura de paso superior 14.

Figura 16. Puente de armadura de paso superior. Cajamarca en la vía Ibagué – Armenia15

Figura 17. Puente de armadura de paso superior16

1.1.3.2 De paso inferior Las de paso inferior están compuestas por armaduras laterales y arriostramientos horizontales en la parte inferior y superior. Su tablero está compuesto por una losa de concreto reforzado, vigas longitudinales y transversales de acero que se apoyan sobre el cordón inferior de las armaduras (véase Figura 18 y Figura 19).

14

Fuente: Esquema elaboración propia. Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 16 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 15

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Figura 18. Esquema de armaduras de paso inferior17

Figura 19 . Esquema y foto de puente de armadura de paso inferior (Puente Puerto Salgar) 18

1.1.3.3 De paso intermedio La superestructura de paso intermedio constan de dos (2) armaduras laterales, una losa de concreto y vigas longitudinales y transversales en acero que tienen la misma forma de apoyo que las armaduras de paso inferior. Se diferencian de las de paso inferior por no tener arriostramientos en la parte superior y que su estabilidad depende de la capacidad lateral de cada armadura. (Véase Figura 20 y Figura 21).

17 18

Fuente: autor. Fuente: Esquema elaboración propia.

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Figura 20 Esquema de armadura de paso superior 19.

Figura 21. Puente de armadura de paso intermedio 20

1.1.4 Arcos Existen puentes de arco en acero, concreto o mampostería. Los de acero son superestructuras que constan de dos (2) arcos laterales con arriostramiento superior, pendolones y vigas de rigidez. Estos arcos trabajan generalmente a compresión con una flexión pequeña y las vigas de rigidez especialmente a flexión. El tablero consta de losa de concreto reforzado y vigas de acero apoyado 19 20

Fuente: Esquema elaboración propia. Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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en la viga de rigidez. En las Figura 22, Figura 23 y Figura 24 se presentan puentes con tipología de arco superior, en donde los vehículos pasan por debajo de este tipo de estructuras con la cual se logran luces importantes. En la Figura 23 se muestra su elevación y sección transversal. Pendolones Arco

Vigas de rigidez Figura 22. Puente peatonal en arco superior de la calle 26 vía al aeropuerto (Bogotá)21.

Arco Pendolón

Tablero Figura 23. Esquema de arco superior22.

Figura 24. Puente en arco superior Saldaña en el Departamento del Tolima.23.

En las Figura 25 y Figura 26 se presentan fotos y esquemas de puentes de arco inferior abierto. Estos generalmente son de concreto o de mampostería y los vehículos pasan por encima de este tipo de estructuras. Los de concreto constan de pendolones que transmiten la carga del tablero (losa en concreto reforzado, pavimento, barandas, etc.) A los arcos laterales los cuales se poyan o anclan en los estribos.

21

Fuente: imagen de módulo de inventario SIPUCOL Fuente: imagen de módulo de inventario SIPUCOL 23 Fuente: imagen de módulo de inventario SIPUCOL 22

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Arco inferior abierto Tablero (losa, pavimento, etc)

Pendolones Arco

Arco

Figura 25. Esquema del arco inferior abierto

24

.

Figura 26. Puente de arco inferior abierto25

En laFigura 28 y la Figura 27 se presentan fotos y esquemas de puentes con arco inferior cerrado, que generalmente son en mampostería. Arco inferior cerrado

Figura 27. Esquema de arco inferior cerrado 26

Figura 28. Puente de arco inferior cerrado Puente El Común2728

1.1.5 Provisionales Este tipo de superestructuras son puentes de acero compuestos por armaduras, que generalmente se construyen en caso de emergencia vial, cuando por ejemplo se presenta un colapso de un puente. Esta estructura provisional es necesaria para que la movilidad en la vía no 24

Fuente: imagen tomada módulo de inventario SIPUCOL Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 26 Fuente: imagen tomada módulo de inventario SIPUCOL 27 Fuente: imagen tomada módulo de inventario SIPUCOL 28 Fuente: imagen tomada módulo de inventario SIPUCOL 25

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se suspenda. También son utilizadas mientras se rehabilita un puente existente o cuando se va construir uno nuevo (Ver Figura 29 y Figura 30). Un puente Bailey es un puente portátil prefabricado, diseñado para uso militar, usado para librar luces de hasta 60 metros. Su construcción no requiere de herramientas especiales o de equipo pesado. Los elementos de un puente Bailey son lo suficientemente pequeños para ser transportados en camiones. Los puentes Callender-Hamilton son estructuras prefabricados y de diseño modular. El tramo puede variar entre 30 y 150 metros y el ancho admite varios carriles.

Figura 29. Puente provisional tipo Bailey29

1.2.

Figura 30. Puente provisional tipo Bayley30

CLASIFICACIÓN DE SUPERESTRUCTURA POR DISTRIBUCIÓN

LONGITUDINAL De acuerdo a su sección longitudinal, la superestructura de los puentes se puede clasificar según el módulo de inventario de SIPUCOL, como se indica a continuación: •

Simplemente apoyado

•

Continuo

•

Viga Gerber con sección transversal constante y variable.

•

Pórticos sencillos y múltiples

•

Pórtico con pie de amigo

•

Voladizos sucesivos

•

Colgante

•

Atirantado

A continuación se presenta una descripción de cada una de las tipologías mencionadas anteriormente.

29 30

Fotomontaje, imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fotomontaje, imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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1.2.2. Simplemente apoyados Son superestructuras no continuas, estáticamente determinadas y con las siguientes posibilidades: • De una sola luz con sección transversal constante. •

De una sola luz con sección transversal variable.

•

De múltiples luces con sección transversal constante.

Este tipo de distribución longitudinal se presenta en la mayoría de los puentes de Colombia (Véase Figura 160 y Figura 31), lo cual representa que contienen varias juntas de dilatación intermedias y externas. Además, cuando se quieren lograr grandes luces, se debe construir varias pilas que soportan estas luces de tableros simplemente apoyados.

Figura 31. Puente simplemente apoyado de una sola luz

31

1.2.3. Continuo Son superestructuras estáticamente indeterminadas que pueden tener una sección transversal constante o variable. Tienen la ventaja que no requieren juntas de dilatación intermedias y que son estáticamente indeterminadas (posibilidad de distribución de momentos negativos y positivos en un caso de sobrecarga) (Ver Figura 32 y Figura 33).

Figura 32. Puente continuo con sección constante compuesto por losa de concreto y vigas armadas de acero 32.

Figura 33. Puente continúo con sección variable compuesto por losa de concreto y armaduras de paso superior33.

31

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 33 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 32

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1.2.4. Vigas Gerber con sección transversal constante y variable. Las vigas Gerber son estructuras simplemente apoyados sobres voladizos que sobresalen de las pilas, con lo cual se pueden obtener luces más amplias (Ver Figura 34 y Figura 35).

Viga “Gerber”

Voladizo Figura 34. Construcción de vigas tipo Gerber 34.

Figura 35. Tipo de puente viga Gerber35.

1.2.5. Pórticos sencillos, múltiples o con pie de amigo. Son superestructuras con un sistema estático longitudinal consistente en pie de amigo (elementos diagonales con su propia cimentación), que hace que se forme un pórtico y con el cual se logra luces mayores (Ver Figura 36).

Pie de amigo Figura 36.Puente en acero con pie de amigos. (Carretera Bogotá – Tunja) 36

34

Fuente: Tomado de Percivati Franco, R.D (2006) Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 36 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 35

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1.2.6. Voladizos sucesivos. Son puentes de concreto postensado con sección longitudinal variable, que se construyen a través de dovelas sucesivas (Ver Figura 37). Su superestructura puede ser compensada o no compensada. Es compensado, cuando las luces a cada lado de la pila son simétricas (iguales). Y no compensado cuando las luces de cada lado de las pila son diferentes. Su superestructura está constituida por secciones transversales tipo cajón con distribución longitudinal variable (acartelada). El tablero y la pila que tiene una sección transversal tipo cajón o maciza, forman un sistema estructural tipo pórtico.

Figura 37. Puente en voladizo sucesivos37.

1.2.7. Colgante. Son puentes constituidos por cables principales (“catenaria”), que deben soportar pendolones que les dan apoyo a las vigas de rigidez. Dichos cables principales se soportan sobre una torre central y en un bloque macizo en concreto generalmente enterrado, el cual debe ser capaz de soportar la carga que asume la catenaria transmitida por estos pendolones. La viga de rigidez recibe la carga de los componentes del tablero del puente, tales como: losa, pavimento, vigas longitudinales y transversales. (Ver Figura 38). Cables principales o catenaria Torre Pendolones

Figura 38. Puente colgante – Luis Ignacio Andrade – Carretera Bogotá – Honda38.

37 38

Fotomontaje, imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fotomontaje, imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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1.2.8. Atirantado Son puentes constituidos por uno o varios pilones que deben soportar las cargas transmitidas por tirantes los cuales transmiten las cargas de los tableros mixtos (acero y concreto) o de concreto postensado. Tirante Pilón o torre

Figura 39. Puente atirantado Cesar Gaviria Trujillo (Pereira - Risaralda) 39

1.3.

SUPERFICIE DE RODADURA

La superficie de rodadura con una rugosidad adecuada permite el paso de vehículos y camiones por esta zona del puente. Su diseño y construcción se basa en el Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes y en las Especificaciones Generales de la Construcción de Carreteras (2007). Dicho componente debe estar siempre en buen estado para que no afecte componentes del puente. La superficie puede ser de mezcla asfáltica, concreto, acero (con dispositivo de fricción), madera u otro material. En las Figura 40, Figura 41, Figura 42 y Figura 43, se presentan ejemplo de juntas en asfalto, acero, concreto y afirmado respectivamente.

Figura 40. Ejemplo de puente con superficie de rodadura en asfalto40.

Figura 41.Ejemplo de puente con superficie de rodadura en acero41.

39

Fotomontaje, imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 41 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 40

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Figura 42. Ejemplo de puente con superficie de rodadura en concreto42.

1.4.

Figura 43.Ejemplo de puente con superficie de rodadura en afirmado43.

TIPOS DE JUNTAS DE DILATACIÓN

Son los elementos responsables de permitir los movimientos relativos (desplazamientos y rotaciones) entre dos partes en el puente, la cuales pueden ser: La zona de acceso y el tablero (losa, vigas, etc.) del puente generalmente en los estribos. Dos partes del tablero, lo cual se presentan generalmente en las pilas. Es un componente que debe asegurar que los movimientos horizontales que se generan en el puente, no afecten los elementos estructurales adyacentes. Es diseñado para dar continuidad de la capa de rodadura y debe ser impermeable, de tal forma que el agua de escorrentía de la vía no afecte los apoyos, estribos y pilas. No debe ser fuente de ruidos y vibraciones al soportar las cargas de tráfico. La inspección visual de los dispositivos de junta cubiertos con asfalto (desconocido) se debe hacer a través de una remoción parcial del pavimento o basándose en los planos de diseño o “as built”. En las Figura 44, Figura 45, Figura 46 Y Figura 47 se presentan algunos ejemplos de juntas de dilatación de los puentes en Colombia. En la Figura 48 se exponen lo diferentes tipos de juntas de acuerdo con la clasificación del módulo de inventario de SIPUCOL.

42 43

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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Figura 44. Junta de ángulos con neopreno 44.

Figura 45. Junta dentada45.

. Figura 46. Junta de ángulos de acero46

Figura 47. Junta donde no hay dispositivo 47

44

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 46 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 47 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 45

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Junta de expansión tipo 10, placa de acero Junta de expansión tipo 13, junta dentada

Junta de expansión tipo 40, Junta de goma asfáltica Junta de expansión tipo 11, placa de acero cubierta de asfalto

Junta de expansión tipo 21, acero con sello de neopreno comprimido

Junta de expansión tipo 50, No dispositivo de junta

Junta de expansión tipo 12, ángulos o placas verticales de acero

Junta de expansión tipo 30, bloque de neopreno Junta de expansión tipo 51, Junta de cartón asfaltado

Junta de expansión tipo 52, Junta de cartón asfaltado con sello

Figura 48. Tipos de juntas de dilatación. Nota: Los códigos numéricos en estos esquemas son los que se incluyen en la base de datos del inventario. 48

1.5.

TIPOS DE APOYOS

Son elementos encargados de transmitir en forma adecuada las cargas de la superestructura (vigas, armaduras, etc.) a los componentes de la infraestructura (Estribos, pilas, aletas, muros, etc.). Con relación a la forma como se pueden presentar los apoyos en un puente se tiene: Fijos y móviles en los estribos. Fijos y móviles en los pilas. Fijos y móviles en las vigas. En la Figura 49 se exponen algunos de los esquemas con los tipos de apoyos de acuerdo con la clasificación de SIPUCOL. En la Figura 50, Figura 51, Figura 53 y Figura 53 se presentan algunas fotos de este tipo de apoyos que se encuentran en los puentes de Colombia.

48

Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL

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Junta de construcción (caso de una capa de cartón asfaltado ó de plomo)

Balancín de concreto

Placas de neopreno

Apoyo fijo de acero

Apoyo de deslizamiento (acero)

Balancín de acero

Apoyos de rodillos (acero) Figura 49. Tipo de apoyos en los puentes49.

49

Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL

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Figura 50. Apoyo con rodillos en estribo. Puente Orito – Putumayo50

Figura 51. Apoyo con rodillos en puente Orito - Putumayo.

Figura 52. Ejemplo de Junta de construcción 52.

Figura 53. Ejemplo de apoyo fijo de acero, en torre del puente Cajamarca. 53

1.6.

51

TIPOS DE BARANDAS

La baranda es un componente de seguridad vial que protege el paso de peatones y vehículos en la vía. Debe cumplir con las especificaciones de señalización (pintura) para que su funcionamiento sea adecuado desde el punto de vista vial en horas del día y la noche. Su diseño y construcción se debe basar en las especificaciones del Código Colombino de Diseño Sísmico de Puentes (CCDSP). En la Figura 54 y Figura 55 se presentan barandas de acero y concreto respectivamente.

50

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 52 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 53 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 51

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Figura 54. Baranda de pasamanos y elementos verticales de acero54.

1.7.

Figura 55. Baranda de pasamanos y elementos verticales de concreto55.

TIPOS DE ESTRIBOS

Los estribos son apoyos que soportan la carga vertical de la superestructura del puente en los extremos, además tienen la función de conformar, conjuntamente con las aletas, el terraplén de acceso y de soportar los empujes horizontales (estáticos y dinámicos) producidos por el suelo de relleno. A continuación se expresan las partes principales de un estribo.

Figura 56. Partes básicas de un estribo con cimentación superficial56

A continuación se presentan algunos de los tipos, esquemas y fotos de los tipos de estribos que tienen los puentes de la Red Vial Nacional. Los estribos con aletas integradas son los que más se presentan en la Red Vial Nacional, los cuales trabajan conjuntamente para soportar las cargas producidas por el terraplén de acceso. Otras son independientes o individuales y se identifican por la junta de construcción que tienen con el estribo como se observa en las Figura 60.

54

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 56 Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 55

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Figura 57. Esquema de estribos con aletas integradas. Fuente57.

Figura 58. Estribo con aleta integrada 58.

Junta de construcción

Figura 59. Esquema con estribo con aleta independiente59.

Figura 60. Ejemplo de puente con estribo con aletas independientes60

Figura 61. Esquema con estribo enterrado 61.

Figura 62. Estribo enterrado62.

1.8.

TIPOS DE PILAS

La pila es un componente estructural que tiene la función de soportar las cargas verticales que le transmite la superestructura y las de origen sísmico que actúan sobre el puente. Pueden tener una cimentación superficial o profunda, de acuerdo con las características del subsuelo, la capacidad

57

Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 59 Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 60 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 61 Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 62 Fuente:, imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 58

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portante y las condiciones de socavación. A continuación se presentan esquemas y fotos de algunos tipos de las pilas que tienen los puentes de la Red Vial Nacional.

Figura 63. Esquema de pila sólida63.

Figura 64. Pila sólida64.

Figura 65. Esquema de columna sola. Fuente65:

Figura 66. Puente con columna sola( Puente calle 26 con carrera 5 – Bogotá)

Figura 67. Esquema de pila de columna con cabezal66.

Figura 68. Esquema de pila con dos (2) o mas columnas sin cabezal67.

63

Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 65 Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 66 Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 67 Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 64

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Figura 69.Esquema de pilas con dos(2) o más columnas sin cabezal68

Figura 71. Esquema de pila con dos (2) o mas columnas. Con cabezal común69.

Figura 73. Dos (2) o mas columnas con cabezal común y diafragma (o vigas horizontales) 71.

Figura 70. Pila con dos (2) o mas columnas con cabezales separadas. . Fuente: Módulo de inventario de SIPUCOL.

Figura 72. Foto de pila con dos (2) o mas columnas con cabezal común70.

Figura 74. Columnas con cabezal72.

68

Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 70 Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 71 Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 72 Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL 69

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Figura 75 Pilotes con cabezal73.

73 74

Figura 76. Pilotes con cabezal y diafragma (o vigas horizontales)74.

Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL Fuente: Módulo de inventario SIPUCOL

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2.

MATRIZ DE DIAGNÓSTICO

Mediante la “Matriz diagnostico – actividades de mantenimiento”, se pretende relacionar los daños descritos en este manual, con su respectiva acción de mantenimiento, y así facilitar el uso práctico del presente manual. A continuación se presenta la “matriz diagnostico – acciones de mantenimiento”, para el capítulo de puentes.

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COMPONENTE

DAÑO

Obstrucción de junta de dilatación. Juntas de dilatación Deterioro de juntas dilatación

Andenes y bordillos

Deterioro de andes y bordillos

DESCRIPCIÓN

NOMBRE DE ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO

Consisten en la presencia de obstáculos o basuras (sólidas) en las juntas de dilatación, que no permiten un funcionamiento adecuado de este componente. De esta forma el componte no es impermeable y permite el paso del agua que afecta la durabilidad de los apoyos del puente. Este problema impide disipar esfuerzos.

Limpieza de juntas de expansión Reparación y/o reposición de sello de juntas de dilatación

Consiste en la degradación de este componente, limitando su capacidad de absorber los movimientos relativos (deformaciones verticales, horizontales, contracción, asentamientos, etc.) entre las dos partes en el puente, producidas por cargas actuantes

Limpieza de juntas de expansión Reparación y/o reposición de sello de juntas de dilatación Reemplazo de juntas de dilatación metálicas

Consiste en el deterioro y degradación de los andenes y bordillos del puente, con lo cual no cumplen con sus funciones principales. De esta forma dificultan el paso de los peatones, cuando el componente que está afectado son los andenes.

Limpieza de andenes y bordillos Reparación de concreto Reparación o reemplazo de bordillos y andenes

Barandas

Deterioro de barandas

Consiste en el deterioro y degradación de las partes principales (pasamanos, postes, anclajes, etc.) De las barandas de los puentes, cuyos daños no permiten que cumplan con sus funciones principales.

Conos y taludes

Erosión o socavación de conos y taludes

Consiste en la inestabilidad de los taludes adyacente a las aletas y estribos de los puentes.

Limpieza de barandas de concreto Limpieza de barandas de acero Reparación de concreto Pintura de componentes de concreto Pintura de componentes de acero Reparación parcial o total de barandas de concreto Reparación parcial o total de barandas de acero Limpieza de conos y taludes Protección de conos y taludes Recuperación y protección con

CÓDIGO DE FICHA DE MANTENIMIENTO BR-0 2 BP-01

BR-0 2 BP-01 BP-02 BR-0 5 BP-05 BP-11

BR-0 3 BR-0 4 BP-04 BP-05 BP-06 BP-09 BP-10

BR-09 BP-013 BP-14

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COMPONENTE

DAÑO

Asentamiento o socavación en aletas Aletas

Deterioro de aletas

Asentamiento o socavación de estribo Estribos

Deterioro de estribo

DESCRIPCIÓN

Inestabilidad estructural de las aletas de los puentes producidas por asentamiento y/o socavación, que pone en cierto riesgo la estabilidad de los terraplenes de acceso.

Detrimento o desperfecto estructural de las aletas, las cuales tienen la función de conformar el terraplén de acceso sobre el puente.

Inestabilidad estructural del estribo producido por asentamiento y/o socavación, que pone en riesgo la estabilidad de la superestructura, las aletas y el terraplén de acceso del puente.

Grietas e inestabilidad estructural de los estribos. También problemas de durabilidad.

NOMBRE DE ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO

CÓDIGO DE FICHA DE MANTENIMIENTO

muros de gaviones Recuperación y protección con bolsacretos

BP-15

Limpieza de aletas, muros de contención, pilas y estribos Protección de conos y taludes Recuperación y protección con muros de gaviones Recuperación y protección con bolsacretos Limpieza de conos y taludes Limpieza de aletas, muros de contención, pilas y estribos Reparación de concreto Limpieza de conos y taludes Limpieza de aletas, muros de contención, pilas y estribos Reparación de concreto Protección de conos y taludes Recuperación y protección con muros de gaviones Recuperación y protección con bolsacretos Limpieza de conos y taludes Reparación o reemplazo de bordillos y andenes Reparación de concreto

BR-10 BP-013 BP-14 BP-15

BR-09 BR-10 BP-05 BR-09 BR-10 BP-05 BP-013 BP-14 BP-15 BR-09 BR-10 BP-05

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COMPONENTE

NOMBRE DE ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO

Inestabilidad estructural de la pila, por el asentamiento y/o socavación, que pone en riesgo la estabilidad de este componente y del puente en general. Esto se debe a Deformaciones o rotaciones de las pilas producto del asentamiento de su cimentación, para lo cual este componente no están preparados estructuralmente. También a movimientos y desplomes generados por la socavación lateral del cauce sobre las cimentaciones de las pilas.

Limpieza de aletas, muros de contención, pilas y estribos. Limpieza y remoción de obstáculos en el cauce. Recuperación y protección de muros de gaviones Recuperación y protección con bolsacretos

Deterioro de pilas

Este daño se relaciona con actividades de construcción deficiente, hormigueros en el concreto y aceros expuestos, deficiencias en la durabilidad del concreto, corrosión, infiltración y acumulación de maleza o basura que afecta a mediano plazo la durabilidad el material de este componente.

Limpieza de aletas, muros de contención, pilas y estribos Reparación y/o reposición de sello de juntas de dilatación Reparación de concreto

Vulnerabilidad sísmica de apoyos

Vulnerabilidad sísmica de los apoyos en estribos y pilas, que ponen en riesgo la estabilidad general del puente.

Limpieza de apoyos

BR-0 8

Deterioro de apoyos

Detrimento, mala calidad y deficiencias estructurales de los apoyos, con lo cual no cumplen adecuadamente con su función principal en los puentes.

Limpieza de apoyos Limpieza de componentes de acero Pintura de componentes de acero

BR-0 8 BR-11 BP-06

Limpieza de drenes Limpieza de losa y vigas Reparación de concreto Construcción o alargamiento de los drenes

BR-0 6 BR-0 7 BP-05 BP-12

Asentamiento o socavación de pilas Pilas

Apoyos

Losa

CÓDIGO DE FICHA DE MANTENIMIENTO

DESCRIPCIÓN

DAÑO

Falta de capacidad de carga y/o deterioro de la losa

Detrimento y deficiencias estructurales de la losa, por lo cual no cumple su función principal en los puentes. Esto se refleja por grietas estructurales y no estructurales, procesos de construcción deficientes, segregación y juntas frías inadecuadas, deficiencias en la durabilidad del concreto, insuficiente e incorrecta disposición de los drenes y acumulación de maleza o basura que afecta su durabilidad.

BR-10 BR-13 BP-14 BP-15

BR-10 BP-01 (para evitar infiltración) BP-05 BP-05

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COMPONENTE

DAÑO

Falta de capacidad de carga y/o deterioro de las vigas

DESCRIPCIÓN

Deficiencias estructurales y deterioro de las vigas principales de los puentes. Esto se refleja por grietas estructurales y no estructurales, procesos de construcción deficientes, deficiencias en la durabilidad del concreto, corrosión, infiltración, insuficiente e incorrecta disposición de los drenes y acumulación de maleza o basura que afecta su durabilidad.

Vigas

Corrosión en vigas

Arcos

Falta de capacidad de carga y/o deterioro de arcos

Cables, pendolones y macizos

Corrosión, deterioro y deficiencias estructurales en cables y pendolones

Corrosión del refuerzo de vigas en concreto reforzado o preesforzado, lo cual genera una pérdida de sección y afecta su capacidad de carga. Corrosión de acero estructural de vigas metálicas que hacen parte de tableros de puentes de sección mixtos (concreto y acero), armaduras, arcos, colgantes, atirantados y puentes provisionales. Deficiencias estructurales y deterioro de los arcos de concreto, mampostería o acero en los puentes. En arcos de concreto se reflejan sus daños en fisuras transversales y longitudinales, ausencia o pérdida de recubrimiento, hormigueros, acero expuesto, carbonatación o baja de pH, sulfatos y cloruros. En los de mampostería se reflejan en fisuras, grietas en las bóvedas e infiltraciones en exceso. En los de acero por deficiencias en su detallado estructural, elementos deformados y fisurados con indicios de corrosión, deficiencias en la soldadura e impacto de vehículos. Deficiencias estructurales y deterioro de los cables y pendolones de los puentes.

NOMBRE DE ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO

CÓDIGO DE FICHA DE MANTENIMIENTO

Limpieza de drenes Limpieza de losa y vigas Limpieza de componentes de acero Pintura de componentes de concreto Sujeción y reposición de pernos Reparación de concreto Pintura de componentes de acero

BR-0 6 BR-0 7 BR-11 BP-03 BP-05 BP-06

Limpieza de losa y vigas Limpieza de componentes de acero Reparación de concreto Pintura de componentes de acero

BR-0 7 BR-11 BP-05 BP-06

Limpieza de componentes de acero Limpieza de arcos Sujeción y reposición de pernos Pintura de componentes de concreto Pintura de componentes de acero Limpieza de cables, pendolones y tirantes

BR-11 BR-12 BP-03 BP-04 BP-06 BP-07

Limpieza de componentes de acero Limpieza de cables, pendolones y tirantes Pintura de componentes de

BR-11 BP-06 BP-07 BP-08

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COMPONENTE

Armaduras

Cauce

DAÑO

DESCRIPCIÓN

Corrosión en armaduras

Corrosión de los elementos de armaduras y sus conexiones, que genera perdida de sección y afecta su capacidad de carga.

Deterioro y deficiencias estructurales de los elementos de armadura

Deficiencias estructurales y detrimento de los elementos de las armaduras de los puentes. Estas se identifican cuando se detectan problemas de pandeo local o general de los elementos de las armaduras, grietas de los elementos, grietas en las soldaduras de las conexiones, falta o desajuste de remaches o tornillos, vibraciones excesivas, etc.

Socavación o colmatación de cimentaciones de estribos, aletas y pilas

Perdida del material de soporte (suelo) de la cimentación de los estribos, aletas y pilas, producto del arrastre ocasionado por la corriente del cauce, que los hace inestables, ocasionando un posible colapso parcial o total del puente en general

NOMBRE DE ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO acero Pintura de cables, pendolones y tirantes Limpieza de componentes de acero Pintura de componentes de acero Limpieza de componentes de acero Sujeción y reposición de pernos Pintura de componentes de acero Limpieza y remoción de obstáculos en el cauce Protección de conos y taludes Recuperación y protección con muros en gaviones Recuperación y protección con bolsacretos

CÓDIGO DE FICHA DE MANTENIMIENTO

BR-11 BP-06

BR-11 BP-03 BP-06

BR-0 13 BP-013 BP-14 BP-15

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3.

DIAGNÓSTICO DEL ESTADO DEL PUENTE

A continuación se presenta el diagnóstico de cada uno de los componentes de los puentes. Dicho diagnóstico se basa en los siguientes aspectos: Tipo de daño Descripción del daño Posibles causas del daño Nivel de severidad Medición Intervención recomendada Para el nivel de severidad de los daños de los componentes de los puentes, se recomienda emplear la escala cualitativa que contiene el módulo de inspección principal del Sistema de Administración de Puentes de Colombia (SIPUCOL), que es la que en la actualidad es usada por el Instituto Nacional de Vías. Tabla 1. Escala de calificación de los componentes de los puentes.

Calificación 0 1 2 3 4 5 ¿

Descripción Sin daño o con daño insignificante Daño pequeño, pero no se requiere reparación Existe daño, el componente funciona como se diseño Daño significativo, se requiere pronta reparación Daño grave, se necesita inmediata reparación Daño extremo, falla total o riesgo de falla total del componente Desconocida

Además SIPUCOL califica la condición de limpieza y mantenimiento rutinario por medio de ’+’ o ’-’, donde: ’+’ indica que el trabajo se hizo o se está haciendo de forma adecuada. ’-’ significa que no se ha realizado el trabajo, o no se ha hecho satisfactoriamente. Los niveles de severidad deben ser evaluados y definidos en campo, por parte de ingenieros con experiencia específica en esta área (con el perfil profesional que se mencionó en la Introducción de este documento), los cuales se deben basar en inspecciones visuales detalladas. Esta evaluación en campo debe incluir el estudio de diferentes variables en cada caso, tales como : antecedentes(inspecciones anteriores), ha tenido monitoreo, tipo de componente, importancia (si es un elemento funcional o estructural),tránsito promedio diario(porcentaje de camiones, autos y buses), cuantos y cuales elementos tienen daño, como ha sido su propagación, que obras se les ha realizado, cual es su año de construcción, bajo que norma se construyó, cual es su camión de diseño( H-20-44, HS-20-44, etc.), etc. Además el ingeniero debe evaluar, basado en el tipo de daño y su magnitud, si es necesario realizar una inspección especial o auscultación profunda, para determinar su verdadera causa. Estas inspecciones especiales pueden ser: Estudios de patología. Evaluación de capacidad de carga.

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Estudios especializados hidráulicos, hidrológicos, de socavación, estabilidad de taludes, geológicos, sísmicos, etc. Con el propósito de dar algunas guías (sugerencias) de diagnóstico, ya que como se mencionó su evaluación depende es de su inspección en campo, se presentan en este capítulo para algunos tipos de daños (solamente los daños que se presentan en las fotografías), la asignación (aproximada) de sus niveles de severidad. Además para algunos daños específicos (grietas a cortante, etc.), se sugieren en este documento unos rangos indicativos para la estimación de sus niveles de severidad, la cual debe ser comprobada en campo. Es importante aclarar que esta asignación es responsabilidad del ingeniero (que debe hacerse en campo y depende de sus criterios y fundamentos) y que lo anterior son solamente evaluaciones aproximadas.” Este manual solo tiene las especificaciones de las actividades de mantenimiento y no de rehabilitación.

3.1.

SUPERFICIE DE RODADURA

Los tipos de daños que pueden presentarse en la superficie de rodadura de los puentes, se explican y se clasifican en el capítulo de Pavimentos de este manual.

3.2.

JUNTAS DE DILATACIÓN

Los tipos de daño que pueden presentarse en las juntas de dilatación son: Obstrucción en Junta de Dilatación (OJ) Deterioro Junta de Dilatación (DJ)

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1. DAÑO: Obstrucción en junta de dilatación (OJ) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Consiste en la presencia de obstáculos o basuras (sólidas) en las juntas de dilatación, que no permiten su adecuado funcionamiento, es decir que afecta los movimientos horizontales y verticales que deben soportar. También puede producir el deterioro del sello, lo que permite el paso del agua a través de la junta, afectando la durabilidad de los apoyos, estribos y pilas del puente.

3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Deficiencias en el diseño de la junta acompañado con una falta de sello. Permite que haya acumulación de obstáculos que con el tiempo no contribuyen al adecuado funcionamiento de la misma (Ver Figura 77). Obstrucción, rotura o ausencia de sello: No permite cumplir con su función impermeable y además puede impedir el movimiento del dispositivo de junta (Ver Figura 78). Falta de mantenimiento rutinario.

Figura 77. Desnivel y deterioro en juntas. Puente de los Ángeles (Huila) – Falta mantenimiento. Calificación del nivel de severidad: 175

Figura 78. Junta sin sello y con tierra que obstruye su adecuado funcionamiento - falta de mantenimiento. Calificación del nivel de severidad: 2 76

4. MEDICIÓN Se calcula con base en la proporción de la longitud afectada respecto a la longitud total de la junta.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 2 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto).

75 76

Fuente: inspección –SIPUCOL-INVIAS. Fuente: inspección –SIPUCOL-INVIAS.

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MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO) 2 de 2 Tabla 2. Actividades de mantenimiento recomendadas (Juntas de dilatación)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3 4-5

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario: BR-0 2 Actividad de mantenimiento periódico : BP-01 No aplicable

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1. DAÑO: Deterioro junta de dilatación (DJ) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Son los daños de la junta que limitan de la capacidad de absorber los movimientos relativos (deformaciones verticales, horizontales, contracción, asentamientos, etc.) entre las dos partes en el puente, producidas por cargas actuantes (Ver numeral 1.4). Estos movimientos se generan entre: El terraplén de acceso y el tablero del puente(Juntas externas en zona de estribos) Las partes del tablero (Juntas intermedias en zona de pilas)

3.

POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Asentamientos en los terraplenes de acceso que producen un desnivel con el tablero de la superestructura del puente, lo cual genera un aumento del impacto vehicular, para cuyo efecto no está preparado estructuralmente dicho componente (Ver Figura 79). Deficiencias en su diseño estructural, que implica que dicho componente no tenga la capacidad de absorber las deformaciones verticales y horizontales entre la zona de acceso y el tablero del puente (Ver Figura 80). Esto sucede cuando el tipo de junta seleccionado no es el adecuado, lo cual depende del tipo de puente, su tipología y longitud. Juntas que no están adecuadamente ancladas a los componentes del puente (funcionamiento no solidario), tales como los diafragmas del estribo, la losa, etc. Este problema se refleja en el deterioro y desprendimiento de sus partes por la inadecuada conformación combinada con un aumento de impacto (Ver Figura 82). Inadecuado diseño de la zona alrededor de las juntas, donde se generan problemas de empozamiento de agua y posterior afectación de los componentes de este dispositivo. A causa de este se generan problemas de infiltración que acelera la degradación y deterioro de los componentes del puente adyacentes a este dispositivo (apoyos, losa en concreto reforzado, etc.). Corrosión en ángulos y platinas que hacen parte de los tipos de juntas de acero. Inadecuada conexión soldada entre los ángulos y las platinas, la cual es generalmente intermitente con diversos defectos de fabricación que generan una concentración de esfuerzos y posterior deterioro, desprendimiento y falla de los elementos de la junta (ver Figura 81 y Figura 83). Falla de los anclajes que unen los componentes del dispositivo de las juntas con las partes adyacentes del puente (losa, diafragma, etc.). Inadecuada construcción de los guardacantos, por falta de adherencia y mala calidad del concreto. Aumento de las cargas legales previstas, producen un inevitable deterioro y posterior falla parcial o total de la junta. Caída de agentes químicos inadmisibles que afectan la masilla empleada para su instalación.

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Figura 79. Desnivel entre el acceso y el puente producto de asentamiento. Calificación del nivel de severidad: 4 77

Figura 80. Deterioro de junta cubierta de mezcla asfáltica por su inadecuado diseño. Calificación del nivel de severidad: 378

Figura 81. Falla unión soldada en junta de acero. Soldaduras intermitentes - Puente Caquetá. Calificación del nivel de severidad: 479

Figura 82. Falla unión entre la junta de acero y los componentes donde se ancla - Puente – Chocó. Calificación del nivel de severidad: 3 80

Figura 83. Desnivel y deterioro en junta dentada. Puente de Caquetá. Calificación del nivel de severidad: 181

77

Fuente: Imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 79 Fuente: Imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 80 Fuente: Imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 81 Fuente: Imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 78

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4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en la proporción de la longitud afectada respecto a la longitud total del componente.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 3 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 3. Actividades de mantenimiento (Juntas de dilatación)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3

4-5

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario - BR-0 2 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-01 y BP02, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños de este componente tengan relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

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3.3 ANDENES Y BORDILLOS 1. DAÑO: Deterioro de andenes y bordillos (DA) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Consisten en fallas o desperfectos del concreto de los andenes y bordillos del puente, lo cual afecta el cumplimiento de sus funciones principales. De esta forma dificultan el paso de los peatones (ver Figura 84).

3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Hormigueros en el concreto combinado con aceros expuestos, producto de deficiencias en su proceso constructivo y/o mal diseño. Grietas estructurales. Muchas veces estas fallas estructurales pueden estar asociadas al impacto de los vehículos (Ver Figura 84 y Figura 85). Grietas no estructurales producidas por contracción, retracción de fraguado, etc. Daños por deficiencias en la durabilidad del concreto, producida en algunos casos por carbonatación (baja de pH), sulfatos, materia orgánica y cloruros. Aceros expuestos acompañados con óxido e indicios de corrosión.

Figura 84. Bordillo fracturado y con daño estructural Calificación del nivel de severidad: 3 82.

Figura 85. Bordillo descompuesto. Calificación del nivel de severidad: 383

4. MEDICIÓN Para el caso de andenes se debe calcular con base en la proporción del área afectada respecto al área total de componente. Para el caso de bordillos se debe calcular con base en la proporción de la longitud afectada respecto a la longitud total del componente.

82 83

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 4 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 4. Actividades de mantenimiento (Andenes y bordillos)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3

4-5

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario – BR-0 5. Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-05 y BP-11, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños de este componente tengan una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

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3.4 BARANDAS 1. DAÑO: Deterioro de barandas (DB) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Consiste en fallas o desperfectos de las partes principales (pasamanos, postes, anclajes, etc.) de las barandas de los puentes, cuyos daños no permiten que cumplan con sus funciones principales.

3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Impactos producidos por accidentes de camiones y vehículos, que afectan a cualquier tipo de baranda (acero, concreto, mixta, etc.). Procesos de construcción deficientes, lo cual se evidencia por la presencia de hormigueros y aceros expuestos de los componentes de las barandas en concreto (Ver Figura 88) Deficiencias en la durabilidad del concreto, producida por carbonatación o baja de pH. Esto genera que su recubrimiento no logre proteger el acero de refuerzo y lo hace vulnerable a fenómenos de corrosión. También su deterioro se puede deber a un alto contenido de sulfatos y cloruros en puentes construidos en zonas costeras (especialmente). Esto se refleja a través de grietas no estructurales o cambios de color cerca donde hayan indicios de humedad. Corrosión de elementos de acero estructural por falta de pintura de protección, para el caso de barandas de acero o mixtas (Ver Figura 89). Desniveles generalizados en diferentes zonas producto de asentamientos o socavación de las pilas o estribos de los puentes. Acumulación de maleza o basura, que afectan la durabilidad de los materiales de la baranda.

Figura 86 . Falta de Barandas. Puente Tomas Castrillón (Cauca). Calificación del nivel de severidad: 5 84.

84 85

Figura 87. Barandas inestables por impacto Calificación del nivel de severidad: 485.

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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Figura 88. Deterioro de concreto y acero expuesto (Puente Av. Boyacá con calle 26). Calificación de nivel de severidad. 386

Figura 89. Falta de mantenimiento (pintura) en baranda de acero - Puente de Bogotá. Calificación de nivel de severidad. 287

4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en la proporción de la longitud afectada respecto a la longitud total.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 5 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 5. Actividades de mantenimiento (Barandas)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2

3

4-5

86 87

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario – BR-0 3 y BR-0 4 Este nivel de severidad hace necesario que se empleen las recomendaciones de este manual, en lo referente a señalización. Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico BP-04, BP-05, BP-06 , BP-09 y BP-10, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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3.5 CONOS Y TALUDES 1. DAÑO: Erosión o socavación de conos y taludes (EC) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Consiste en la inestabilidad de los taludes adyacentes a las aletas y estribos de los puentes, producto de erosión o socavación. Esto se detecta por movimiento lento del terreno en donde no se distingue una superficie de falla. La superficie del terreno presenta escalonamientos y los troncos de árboles se inclinan en el sentido del movimiento. El material cae desplazándose principalmente por el aire pero con algunos golpes, rebotes y rodamiento. Rotación hacia adelante de uno o varios bloques de roca o suelo, alrededor de un punto o pivote de giro en su parte inferior. Deslizamiento translacional, consistente en el desplazamiento de la masa de suelo o roca a lo largo de una superficie de falla plana u ondulada (Ver capítulo de estabilidad de taludes).

3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Erosión de los taludes adyacentes a los estribos, generada por la falta de dispositivos para el adecuado manejo de las aguas de escorrentía provenientes de la carretera en época de invierno. Estos dispositivos pueden ser: cunetas o disipadores de energía (Ver Figura 90 y Figura 91). Inestabilidad de los conos y taludes, producto de una mala conformación de su relleno (No cumple con las recomendaciones estipuladas en 300.2 del Artículo 300 para afirmados o subbases granulares, de las Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras (2007)). Asentamientos en las aletas y en los accesos del puente. Deslizamientos aledaños a los estribos de los puentes que pueden afectar la seguridad del puente. Afectación de los taludes por el efecto de socavación lateral. Acumulación de basuras en los taludes aledaños que afectan su estado y conservación. Por otro lado no permiten un adecuado acceso para inspeccionar los componentes de la infraestructura del puente.

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Figura 90. Falta de manejo de aguas de escorrentía. Puente Río Sucio (Cauca). Calificación de nivel de severidad: 3 88.

Figura 91. Erosión en el talud cerca al estribo, por manejo inadecuado de aguas. Puente el Playón (Meta). Calificación de nivel de severidad: 4 89.

4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en la proporción del volumen con respecto al área total.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 6 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 6. Actividades de mantenimiento (Conos y taludes)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3

4-5

88 89

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario - BR-09 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-013, BP-14 y BP-15, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Es importante recordar que son recomendadas para realizar obras de mantenimiento de emergencia y no obras de rehabilitación definitivas. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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3.6 ALETAS 1. DAÑO: Asentamientos o socavación en aletas (AS) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Inestabilidad estructural de las aletas de los puentes producidas por asentamiento y/o socavación, que pone en cierto riesgo la estabilidad de los terraplenes de acceso. Este se identifica a través de grietas en las aletas y/o rotaciones identificadas visualmente.

3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Deformaciones o rotaciones de las aletas producto de los asentamientos de su cimentación, para lo cual estos componentes no están preparados estructuralmente (Ver Figura 93 y Figura 94). Movimiento y desplomes por problemas de socavación lateral del cauce sobre las cimentaciones de las aletas (Ver Figura 92). Erosión producida por la inestabilidad de los taludes aledaños que afectan estabilidad de las aletas (Ver Figura 92). Asentamientos de los terraplenes de acceso que afectan la estabilidad de las aletas (Ver Figura 94).

Figura 92. Falla de aleta por socavación. Puente El 90 Cerrito (Valle). Calificación del nivel de severidad: 5 .

90 91

Figura 93. Grietas por falta de capacidad de carga de las aletas, producidas por un probable asentamiento. Puente Venecia (Boyacá). Calificación del nivel de severidad: 391.

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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Figura 94. Asentamiento en terraplén de acceso que afecta la aleta (Puente de la Constitución – Calle 26 – Bogotá). Calificación del nivel de severidad: 3 92.

4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en la proporción del volumen del concreto con daños con respecto al volumen total del componente.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 7 se presentan las actividades de mantenimiento o rehabilitación necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 7. Actividades de mantenimiento (Aletas)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3

4y5

92

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario – BR-10 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-013, BP-14 y BP-15, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Es importante recordar que son recomendadas para realizar obras de atención y no obras de rehabilitación definitivas. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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1. DAÑO: Deterioro de aletas (DA) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Fallas o desperfectos estructurales en las aletas, las cuales afectan su capacidad de carga y por lo tanto la función de soportar las cargas horizontales que le transmite el relleno del terraplén de acceso. También deterioro que afecta su durabilidad.

3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Deficiencia estructural producto de un inadecuado diseño estructural (geometría inadecuada, cimentación y unión con estribo no apropiado), donde el componente no está en capacidad de soportar los empujes de tierra horizontal provenientes del terraplén de acceso (Ver Figura 95). Empleo inadecuado de este componente para soportar cargas de una ampliación del tablero del puente o de una pasarela peatonal, para lo cual no está preparado estructuralmente. Este caso sucede cuando se quiere ampliar el tablero de los puentes y se decide emplear las aletas como de apoyo de esta nueva estructura, para lo cual no está preparada estructuralmente. También cuando se quiere construir una pasarela peatonal, paralela al puente y esta se apoya inadecuadamente en las aletas. Acumulación de maleza o basura que afecta la durabilidad el material de este componente. Procesos de construcción deficientes, lo cual se evidencia por la presencia de hormigueros y aceros expuestos en la aleta. Deficiencias en la durabilidad del concreto, producida por carbonatación o baja de pH. Esto genera que su recubrimiento no logre proteger el acero de refuerzo y lo hace vulnerable a fenómenos de corrosión. También su deterioro se puede deber a un alto contenido de sulfatos y cloruros en puentes construidos en zonas costeras (especialmente). Esto se refleja a través de grietas no estructurales o cambios de color cerca donde hayan indicios de humedad.

Figura 95. Falla por capacidad de carga debida al empuje. Puente de la Regional Meta. Calificación del nivel de severidad: 393

93

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en la proporción del volumen del concreto con daños con respecto al volumen total de componente.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 8 se presentan las actividades de mantenimiento o rehabilitación necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 8. Actividades de mantenimiento (Aletas)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3

4y5

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario – BR-09 y BR-10. Se recomienda realizar la siguiente obra de mantenimiento periódico BP-05, la cual es aplicable cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de esta actividad. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

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3.7 ESTRIBOS Los tipos de daño que pueden presentarse en los estribos son: Asentamiento o socavación de estribo (AE) Deterioro del estribo (DE)

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1. DAÑO: Asentamiento o socavación de estribo (AE) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Inestabilidad estructural del estribo producido por asentamiento y/o socavación, que pone en riesgo la estabilidad de la superestructura, las aletas y el terraplén de acceso del puente. Cuando es un daño por asentamiento, este se manifiesta por la rotación de la estructura del estribo, separación entre el estribo y la aleta, grietas en los estribos, grietas en las aletas, etc. Cuando es un daño por socavación, este se manifiesta por la pérdida de soporte de la cimentación de los estribos, observándose por ejemplo: pilotes descubiertos, huecos o vacíos por debajo en las zarpas de la zapata de cimentación, etc. También cuando la luz del puente no es suficiente (poca área hidráulica) y el cauce afecta los terraplenes de acceso y la cimentación de las aletas y de los estribos.

3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Deformaciones o rotaciones de los estribos producto de los asentamientos de su cimentación, para lo cual este componente no están preparados estructuralmente (Ver Figura 96). Movimientos y desplomes generados por la socavación lateral del cauce sobre las cimentaciones de los estribos.

Figura 96. Grietas por asentamiento o falta de capacidad de carga de los estribos. Calificación del nivel de severidad: 594

4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en la proporción del volumen del concreto con daños con respecto al volumen total de componente. .

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 9 se presentan las actividades de mantenimiento o rehabilitación necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto).

94

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO) 2 de 2 Tabla 9. Actividades de mantenimiento (Estribos)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3

4y5

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario – BR-09 y BR-10. Se recomienda realizar las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-05, BP013, BP-14 y BP-15, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Es importante recordar que son recomendadas para realizar obras de atención y no obras de rehabilitación definitivas. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

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1. DAÑO: Deterioro de estribos (DE) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Deterioro y falta de capacidad de carga de los estribos, los cuales son los elementos responsables de soportar las cargas de la superestructura y los empujes del terraplén de acceso. Esto se manifiesta por medio de grietas o fisuras estructurales. Además por problemas de durabilidad.

3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Deficiencia estructural producto de un inadecuado diseño, donde el componente no está en capacidad de soportar los empujes de tierra horizontal provenientes del terraplén de acceso, ni las cargas verticales provenientes de la superestructura del puente (Ver Figura 97 y Figura 98). Esto se evidencia por la presencia de grietas especialmente a flexión (grietas en la zona de los apoyos) (Ver Figura 102). Procesos de construcción deficientes, lo cual se evidencia por la presencia de hormigueros y aceros expuestos en el estribo. Deficiencias en la durabilidad del concreto, producida por carbonatación o baja de pH. Esto genera que el recubrimiento del concreto de este componente no proteja adecuadamente el acero de refuerzo y este tenga problemas de corrosión (ver Figura 99 y Figura 100). También su deterioro se puede deber a un alto contenido de sulfatos y cloruros en puentes construidos en zonas de ambientes agresivos (Zonas costeras especialmente). Esto se refleja a través de grietas no estructurales o cambios de color cerca donde hayan indicios de humedad. Falla por aplastamiento del concreto del estribo en la zona de apoyos, por la falta de capacidad de soportar este tipo de cargas. Deterioro del concreto de los estribos por infiltración proveniente de las juntas de dilatación (sin sello y permeable), lo cual afecta su durabilidad como se observa en la Figura 101. Acumulación de maleza o basura que afecta a mediano plazo la durabilidad el material de este componente.

Figura 97 . Grieta horizontal en la mitad de la altura del estribo. Puente de la Regional Meta. Calificación del nivel de severidad: 395 95 96

Figura 98. Problemas de capacidad de carga. Puente las Juntas (Nariño). Calificación del nivel de severidad: 4 96

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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Figura 99 . Pérdida de sección de refuerzo principal por problemas de corrosión de estribo del puente Calle 34 con calle 26 (Bogotá). Calificación del nivel de severidad: 497

Figura 100. Pérdida de sección de refuerzo principal por problemas de corrosión de estribo del puente Calle 34 con calle 26 (Bogotá). Calificación del nivel de severidad: 4 98

Figura 101. Deterioro del concreto del estribo por infiltración (Puente Carrera 50 con calle 26). Calificación del nivel de severidad: 299

Figura 102. Grietas de flexo compresión de estribos100.

4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en la proporción del volumen del concreto con daños con respecto al volumen total de componente.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de

97

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 99 Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS 100 Fuente: Módulo de inventario de SIPUCOL 98

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las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 10. Actividades de mantenimiento (Estribos)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3

4y5

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario – BR-09 y BR-10. Se recomienda realizar la siguiente obra de mantenimiento periódico - BP-05, la cual es aplicable cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de esta actividad. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

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3.8 PILAS Los tipos de daño que pueden presentarse en las pilas son: Socavación o asentamiento de pilas (AP) Deterioro de pilas (DP)

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1. DAÑO: Socavación o asentamiento en pilas (SP) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Inestabilidad estructural de la pila, producida por el asentamiento o la socavación, que se identifica por irregularidades en la nivelación longitudinal del tablero de la superestructura. También por la formación de remolinos en el cauce cerca de la cimentación de las pilas, lo que representa una socavación en proceso.

3. POSIBLES CAUSAS Deformaciones o rotaciones de las pilas producto del asentamiento de su cimentación, para lo cual este componente no está preparado estructuralmente. Este tipo de asentamientos se evidencia por las deformaciones longitudinales en las barandas. Movimientos y desplomes generados por la socavación lateral del cauce sobre las cimentaciones de las pilas (Ver Figura 103 y Figura 104).

Figura 103 . Material de soporte de pila afectado por socavación (Puente el Cofre – Cauca). Calificación del nivel de severidad: 5101.

Figura 104. Pilotes expuestos de pila por problemas de socavación Calificación del nivel de severidad: 4 102.

4. MEDICIÓN Para la estimación de la actividad necesaria de mantenimiento y/o rehabilitación de este componente, se debe emplear la unidad global.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 11 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto).

101 102

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS

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MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO) 2 de 2 Tabla 11. Actividades de mantenimiento (PILAS)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3

4y5

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario - BR-10 y BR-0 13. Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-14 y BP-15, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

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1. DAÑO: Deterioro de Pilas (DP) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Fallas o desperfectos de las pilas que son las que tienen la mayor responsabilidad de ofrecer seguridad desde el punto de vista sísmico y de tener la capacidad de soportar la carga vertical que transmite la superestructura.

3. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Deficiencia estructural que no permite que la pila este en la capacidad de soportar las cargas sísmicas ni las cargas verticales provenientes de la superestructura del puente. Esto se evidencia por la presencia de grietas a flexión y a cortante (Ver Figura 110). Procesos de construcción deficientes, lo cual se evidencia por la presencia de hormigueros y aceros expuestos en la pila. Deficiencias en la durabilidad del concreto, producida por carbonatación o baja de pH. Esto genera que el recubrimiento del concreto no proteja adecuadamente el acero de refuerzo generando problemas de corrosión (ver figura 96 y 97). También su deterioro se puede deber a un alto contenido de sulfatos y cloruros en puentes construidos en zonas con ambientes agresivos, como se observa en la figura 100. (Zonas costeras especialmente). Esto se refleja a través de grietas no estructurales o cambios de color cerca donde hayan indicios de humedad. Deterioro del concreto de las pilas por infiltración proveniente de las juntas de dilatación (sin sello y permeable), lo cual afecta su durabilidad (ver Figura 107). Acumulación de maleza o basura que afecta a mediano plazo la durabilidad el material de este componente.

Figura 105 . Corrosión en el acero de refuerzo de pilas. Calificación del nivel de severidad: 4103

103 104

Figura 106. Corrosión en el acero de refuerzo de pilas. Perdida de sección de los refuerzos. Calificación del nivel de severidad: 4 104

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS IDEM

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Figura 107. Alta concentración de humedad Puente Caima (Tolima). Calificación del nivel de severidad: 2105

Figura 108. Infiltración y degradación del concreto. Grietas que indican falta de capacidad de carga. Puente Guadualito (Cundinamarca). Calificación del nivel de severidad: 4106

Figura 109. Corrosión, fisuras longitudinales. Viaducto El Morro (Nariño), Calificación del nivel de severidad: 4 107

Figura 110. Grietas de flexión y cortante108

4. MEDICIÓN Se debe emplear la unidad global.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 12 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto).

105

Fuente: módulo de inventario de SIPUCOL Fuente: módulo de inventario de SIPUCOL 107 Fuente: módulo de inventario de SIPUCOL 108 Fuente: módulo de inventario de SIPUCOL 106

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Tabla 12. Actividades de mantenimiento (Pilas)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3

3,4 y 5

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario – BR-10. Se recomienda la siguiente obra de mantenimiento periódico - BP-05 y BP-01, la cual es aplicable cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de esta actividad. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

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MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL SECUNDARIA (PAVIMENTADA Y EN AFIRMADO)

3.9 APOYOS Los tipos de daño que pueden presentarse en los apoyos son: Vulnerabilidad sísmica de apoyos (VY) Deterioro de apoyos (DY)

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1. DAÑO: Vulnerabilidad Sísmica de Apoyos (VY) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Diseño inadecuado que se convierte en una vulnerabilidad sísmica de los apoyos en estribos y pilas, que no lo hacen competente o preparado estructuralmente en el momento de un sismo y que ponen en riesgo la estabilidad general del puente. Esto sucede cuando los apoyo no cumplen con las especificaciones( Numeral A.3.5.9) del Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes(CCDSP), relacionadas con las longitudes de apoyo mínima. Esta vulnerabilidad se identifica en campo, cuando son menores los asientos de los apoyos que soporten el extremo libre de las vigas, comparados con la longitud de apoyo mínima estipulada por el CCDSP. También cuando su forma y dimensiones son inadecuadas e inestables para soportar fuerzas sísmicas horizontales (Ver Figura 51 y numeral 1.5 de este documento: apoyos de balancín de acero, balancín de concreto, apoyos de acero, rodillos, etc.).

3. POSIBLES CAUSAS Longitud de apoyo insuficiente e inadecuada, que no cumple con las especificaciones de longitudes de apoyo mínimas, establecidas por las especificaciones del Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes (CCDSP). Estas longitudes de apoyo dependen de la categoría de comportamiento sísmico de cada puente, de la longitud de la superestructura y la altura de las pilas. Ausencia de elementos de restricción transversal o topes sísmicos, que garanticen estabilidad lateral de la superestructura del puente ante un evento sísmico (Figura 111 y Figura 112). Tipos de apoyos con una forma y dimensiones inadecuadas e inestables (Ver Figura 51 y Figura 112), que hacen que no estén preparados para resistir movimientos horizontales símicos, con lo cual no se garantiza la estabilidad general del puente.

Figura 111 . Forma del apoyo en el estribo con deficiencias de mantenimiento. Puente de Cajamarca. Calificación del nivel de severidad: 2109

109 110

Figura 112. Forma del apoyo de la superestructura con la torre del puente Cajamarca, con inadecuado diseño para la parte sísmica. Problemas de vulnerabilidad. Calificación del nivel de severidad: 3110 2 de 2 2 de 2

Fuente: imagen tomada inspección –SIPUCOL-INVIAS IDEM

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4. MEDICIÓN Se debe emplear la unidad global.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 13 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 13. Actividades de mantenimiento (Apoyos)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3,4 y 5

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario – BR-0 8. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas.

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1. DAÑO: Deterioro de apoyos (DY) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Fallas y detrimento estructural de las partes que componen los apoyos, con lo cual no cumplen adecuadamente con su función principal en los puentes. Este problema se refleja por evidencia de corrosión, desalineación, desgaste, perdida de sección, etc.

3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Deterioro, deformación y distorsión de apoyos de neopreno (Figura 113 y Figura 113). Desconches debajo de los apoyos por falla por aplastamiento del concreto en los estribos y las pilas. Apoyos de acero tipo móvil (rodillos) sin lubricar y por lo tanto sin cumplir su función de permitir movimientos horizontales, para lo cual se diseñó originalmente el puente. Apoyos de balancín sin una correcta verticalidad (Ver Figura 116), que lo hace inestable para efectos de cargas verticales y horizontales. Corrosión generalizada en los apoyos de acero (Figura 114 y Figura 115), con lo cual pueden perder sección y por lo tanto su capacidad estructural para cumplir la función para la cual fue diseñado. Además esto afecta sus conexiones: soldadura, anclajes, tornillos, etc. Falta de anclajes o tornillos en apoyos de acero móviles. Acumulación de maleza o basura que afecta a mediano plazo la durabilidad el material de este componente. Deterioro del apoyo que se observa en la Figura 114, por las siguientes causas: o Debilidad del recubrimiento y las barras principales (caso (a)). o Generalmente se presenten grietas de apoyo, producidas por el doblado del refuerzo principal en el extremo, por la necesidad de un radio de curvatura importante para varillas de mayor diámetro (caso (b)). o El caso (c) se debe al mal acabado del concreto o al movimiento del apoyo. o El caso (d) se debe a que la forma del refuerzo del concreto del estribo o la pila es inadecuado en la zona de apoyo, que es donde se asientan y producen cargas verticales las vigas. Esto hace que el concreto donde se apoya la superestructura sufra aplastamiento o fractura. Mala calidad de los apoyos, producto de falta de mantenimiento.

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Figura 113 . Deterioro de apoyos de junta de construcción - falta de anclajes. Puente Río Timbio (Cauca). Calificación del nivel de severidad: 4 111

Figura 115. Corrosión generalizada por falta de mantenimiento de apoyo de acero. Puente Tutunendo. Calificación del nivel de severidad: 3. 113

Figura 114. Corrosión y deterioro del apoyo – balancín de acero. Puente de la Regional Caquetá. Calificación del nivel de severidad: 4112

Figura 116. Esquemas de daños de apoyo de balancín114.

3 de 3

111

Tomado módulo de inventario de SIPUCOL Tomado módulo de inventario de SIPUCOL 113 Tomado módulo de inventario de SIPUCOL 114 Tomado módulo de inventario de SIPUCOL 112

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Figura 117. Esquemas y fotos de problemas en los apoyos115.

4. MEDICIÓN Se debe emplear la unidad global.

5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 14 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 14. Actividades de mantenimiento (Apoyos)

Rangos de calificación – Nivel de Severidad 0-2 3

4y5

Actividades de mantenimiento Actividad de mantenimiento rutinario – BR-0 8 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-06, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. 1 de 4

115

Tomado módulo de inventario de SIPUCOL

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3.10 LOSA 1. DAÑO: Falta de capacidad de carga y/o deterioro de la losa (CL) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Deficiencias estructurales, que se reflejan por la presencia de grietas a flexión (grietas primarias o secundarias), con lo cual no cumplen con su capacidad de carga (ver Figura 123). También por fallas y desperfectos en el concreto, encontrándose aceros expuestos, hormigueros, deficiencias en la construcción, problemas de durabilidad, etc. En este diagnóstico incluye las losas de acceso en concreto reforzado.

3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Insuficiente capacidad de carga, por su inadecuado diseño. Esto puede producir un colapso parcial o total de este componte. Esto se refleja en campo por algunos de los siguientes factores: o Cuando losa tienen un espesor menor al especificado por el Código Colombiano de Diseño Símico de Puentes (