Upload
others
View
9
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Construcción del 3er Puente sobre el Canal de Panamá
Gloribel Arlin Céspedes Meléndez
• CANAL DE PANAMA• INGENIERA DE PROYECTO• [email protected]
AGENDA
• Marco Histórico y Geográfico• Marco Legal y Social• Objetivos del Proyecto• Descripción General del Proyecto• Contrato de Diseño• Estudios Especiales• Métodos Constructivos• Retos en la Construcción• Avance del Proyecto
CONSTRUCCION DEL 3ER PUENTE SOBRE EL CANAL DE PANAMA
MARCO HISTORICO Y GEOGRAFICO
Fuente: Google Maps
MARCO GEOGRAFICO
Fuente: Google MapsFuente: The Panama Canal: An Army’s Enterprise
MARCO GEOGRAFICO
Fuente: Autoridad del Canal de Panamá
PUENTES SOBRE EL CANAL
Fuente: Autoridad del Canal de Panamá
PUENTE DE LAS AMERICAS
Fuente: Autoridad del Canal de Panamá
PUENTE CENTENARIO
Fuente: Autoridad del Canal de Panamá
PUENTE GIRATORIO EN MIRAFLORES
Fuente: Autoridad del Canal de Panamá
PUENTE GIRATORIO EN GATUN
§ Cruce de una sola vía
§ Estructura de acero a nivel del mar, en la ubicación de las compuertas originales No.1, No.2, No.3 y No.4.
§ Abierto de acuerdo con las necesidades de tráfico de buques por las esclusas
§ Propenso a accidentes marítimos.
§ Requiere de mantenimiento frecuente.
§ Limitaciones geométricas y de carga
CARACTERISTICAS DEL CRUCE ACTUAL
CONSTRUCCION DEL 3ER PUENTE SOBRE EL CANAL DE PANAMA
MARCO LEGAL Y SOCIAL
§ Visión: Líder en conectividad global e impulsor delprogreso de Panamá
§ Misión: Contribuir de forma sostenible a la prosperidadde Panamá, a través de nuestro valioso equipohumano, conectando la producción con los mercadosglobales para aportar valor a nuestros clientes
MARCO SOCIAL
Cumplir con la Ley 28, del 17 de julio del2006, que aprueba la propuesta deconstrucción del Tercer Juego deEsclusas en el Canal de Panamá, ydispone que la ACP debe desarrollar losestudios necesarios para identificar laopción más conveniente, a fin deestablecer un cruce vehicular, ya seapuente o túnel, en el extremo Atlántico delCanal de Panamá, que la construccióndebe iniciarse, a más tardar,inmediatamente después de concluido elTercer Juego de Esclusas, y que el costode la obra deberá ser cubierto por la ACP.
COMPROMISO
CONSTRUCCION DEL 3ER PUENTE SOBRE EL CANAL DE PANAMA
OBJETIVOS DEL PROYECTO
§ Permitir un cruce ininterrumpido, rápido y seguro entre el sector Este y Oeste de la Provincia de Colón.
§ Reducir los tiempos de viaje existentes.
§ Limitar la interferencia con las operaciones del Canal a mínimas o inexistentes.
§ Considerar y permitir futuras expansiones del Canal (cuarto juego de esclusas).
§ Considerar el diseño del tráfico para futuros desarrollos.
OBJETIVOS DEL PROYECTO
Fuente: Google Maps
Costa Abajo de Colon14 Corregimientos495 comunidades40,000 habitantes
PROGRESO Y DESAROLLO REGIONAL
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTOCONSTRUCCION DEL 3ER PUENTE SOBRE EL CANAL DE PANAMA
• Estudio de prefactibilidad2002-2006
•Estudio de factibilidad •Viabilidad del Puente2009-2010
•Diseño Final2011-2012
2006 • Ley No. 28 de 17 de julio de 2006
Artículo 3: ACP deberá identificar la opción más conveniente, para uncruce vehicular y su construcción deberá iniciarse, a más tardar,inmediatamente después de concluido el tercer juego de esclusas.
•Construcción2013-2018
ANTECEDENTES
F-2
T-1
B-1
F-3B-2
F-1
Approximate A-2 alignment
of new locks
Existing locks
alignment9°45’
Alternativas evaluadas por la ACP 6
2002-2006
ESTUDIO DE PRE-FACTIBILIDAD
• Puente con pendiente de 4%
Alineamiento B
• Túnel con pendiente de 4%
Alineamiento M
• Puente con pendiente de 5%
Alineamiento H
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD
Tipo de PuenteCajón de acero 60 180Cajón segmentado 60 180Preestresado 120 280Cerchas 150 380Arco 150 380Atirantado 180 1000Suspendido 450
2000+Luz central (metros) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Fuente: FHWA
Rango de luz central paraPuente en el Atlántico
Atirantado180 - 1000 m Suspendido
450 - +2000
TIPO DE PUENTE
TIPO DE TORRE PRINCIPAL
TIPO DE SUPERESTRUCTURA
• Altura recomendada= 75m
• Permite el paso de barcos futuros (cruceros que son los mas altos).
• Grúa Titán no necesita cruzar por debajo del puente.
GALIBO O ALTURA LIBRE
Ubicación Nombre del puente Cruce Gálibo (MHW)
ALTURAS LIBRES DE PUENTES
§Puente central atirantado § Superestructura con viga de borde de
concreto§ Torre tipo delta§ Luz central de 530 m§ Pendiente de 5%§ 75 metros de altura libre § Cuatro carriles
§Puentes de acceso§ Cajón de concreto segmentado§ Luces de 75 metros
§Método de entrega§ Diseño – Licitación – Construcción
Licitación3 proponentesprecalificados
Inició el 05 de mayo de 2012
Diseño
1. Contrato de diseño : Consorcio - China CommunicationsConstruction Company y Louis Berger Group (CCCC-LBG)2. Contrato de revisión de diseño: TYPSA-CFC
Construcción
Vinci Construction
Grands Projects
El proceso de licitación se inició antes de terminarla fase de diseño para
obtener el mejorbeneficio para ACP.
ESTRATEGIA DE EJECUCION
CONTRATO DE DISEÑOCONSTRUCCION DEL 3ER PUENTE SOBRE EL CANAL DE PANAMA
10
SOLUCION TECNICA DE DISEÑO
Viaducto Este 1125 mPuente Principal 1050 mViaducto Oeste 906 mCarreteras 1400 m
UBICACION Y CONFIGURACION GENERAL
Puente principalPuente atirantado, doble plano de cables, en configuración de
semi-abanico
Carriles de circulación 2 carriles en cada dirección
Sección transversal 23.6m ancho de tablero.
Vida útil de diseño100 años para el puente principal50 años para los viaductos de aproximación
Velocidad de diseño 90 kph en el puente principal
Altura libre 75m (desde elevación 0.30m PLD, marea alta promedio)
Pendiente máxima 5%
Fuente: Autoridad del Canal de Panamá
PARAMETROS GEOMETRICOS
-
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
2025
2028
2031
2034
2037
2040
2043
2046
2049
2052
2055
2058
2061
2064
2067
2070
2073
Tráf
ico
prom
edio
dia
rio e
stim
ado
Tráfico diario estimado (10% de camiones)
LowMidHigh
Mayor que 36,700 vpd requiere 6 carriles
Mayor que 16,500 vpd require 4 carriles
DETERMINACION DEL NUMERO DE CARRILES
§ Velocidad del viento (período de retorno de 100 años)Elevación
(m)1-hr Avg.
(m/s)10-min Avg.
(m/s)3-sec Gust
(m/s)
10 28.8 30.6 43.6
§ Análisis y Evaluación de riesgo sísmico
Nivel de Riesgo Sísmico
Período de Retorno Eventos Criterios Básicos de Desempeño
Sismo de Evaluación
Funcional (FEE)475 años
10% en 50 años Probabilidad de
Ocurrencia
l Ningún daño a elementos estructurales primarios
l Daño mínimo a otros componentes l Acceso total a tráfico normal
inmediatamente
Sismo de Evaluación de
Seguridad (SEE)
2,475 años
2% en 50 años Probabilidad de
Ocurrencia
l Sin colapso, daño reparable
l Acceso limitado para tráfico de emergencia en 48 h
l Servicio total en meses
PARAMETROS DE DISEÑO
Características Físicas — Geológicasn AM-Atlantic Muckn Much higher ground PGAn Larger Foundation
CARACTERISTICAS GEOLOGICAS
Superestructura Compuesta vs Concreto
���
���
���
���
���
� ��
Mai
n S
pan
(m)
Composite girderConcrete girder
Experiencias relevantesEvaluación IntegralDurabilidadComportamiento SísmicoCostosRiesgos Potenciales
TIPOS DE SUPERESTRUCTURA
CORROSION
METODO CONSTRUCTIVO
Erección del Puente no debe interrumpir el tráfico de buques en el cauce
Puente Principal — Erección de la Cubierta
METODO CONSTRUCTIVO
Opción
ITEM
Opción 1 Opción 2 Opción 3
EstabilidadAeroelástica Pobre Buena Excelente
RacionalidadEstructural Regular Buena Buena
Peso del segmento(8m )
378 T 326T 332T
Erección Formaleta sencilla Moderada Compleja
Conclusión X Recomendada X
Superestructura de Concreto
CONFIGURACION DE LA SUPERESTRUCTURA
ESTUDIOS ESPECIALESCONSTRUCCION DEL 3ER PUENTE SOBRE EL CANAL DE PANAMA
Pilas de viaducto
ApoyosApoyos en varias etapas del
movimiento
n Solución: Apoyos doblemente cóncavos de péndulo de fricción
Evaluación del Riesgo Sísmico y Análisis Sísmico
ESTUDIOS ESPECIALES REALIZADOS
n Solución: Amortiguador Viscoso
Evaluación del Riesgo Sísmico y Análisis Sísmico
ESTUDIOS ESPECIALES REALIZADOS
Modelo Seccional
Análisis Numérico
Ensayos de Túnel de Viento y Estabilidad Aerodinámica
Flujo Turbulento
ESTUDIOS ESPECIALES REALIZADOS
Modelo Seccional del Estado de Servicio
Modelo Seccional de la etapa constructiva
Análisis Aerodinámico del Estado de Servicio Análisis Aerodinámico de la Etapa Constructiva
Flujo suave Flujo turbulento
Ensayos de Túnel de Viento y Estabilidad Aerodinámica
ESTUDIOS ESPECIALES REALIZADOS
n Buque de Contenedores de 12,400TEU con un calado de 15m,
n Desplazamiento de 165,000t y de 90,000t
Velocidad de estudio: 8 nudos = 4.11m/s = 14.8 Km/hr
Estudio de impacto de Buques
ESTUDIOS ESPECIALES REALIZADOS
n Ángulo de colisión: 30�
Torre Este Torre Oeste
Estudio de impacto de buques
ESTUDIOS ESPECIALES REALIZADOS
Análisis de Elementos Finitos
Para la Torre Este: El buque en la condición de diseño no impactará nientrará en contacto con la pila directamente.
Para la Torre Oeste: El buque en condición de balasto, encallaprimariamente disipando la energia del buque y luego tocará el cabezal de los pilotes a una velocidad de 1.5 m/s. Para esta condiciónla fundación se mantiene segura en un margen razonable.
ESTUDIOS ESPECIALES REALIZADOS
Diseño General
SOLUCION TECNICA DE DISEÑO
§ Disposición de vanos
SOLUCION TECNICA DE DISEÑO
TORRES PRINCIPALES
n Segmentos de 8 m en la luz principal.
n Segmentos de 7m y 8m en las luces laterales.
n Peso Típico del segmento: 300T.
SUPERESTRUCTURA DE CONCRETO
VIADUCTO ESTE
VIADUCTO OESTE
n Torre Este: 35 Pilotes de 2.5m de diámetron Torre Oeste: 45 Pilotes de 1.8m de diámetro
Relleno
Formación tipo Atlantic Muck
Suelo ResidualRoca Meteorizada
Formación tipo Gatun
FUNDACIONES DE LAS TORRES
MÉTODOS CONSTRUCTIVOSCONSTRUCCION DEL 3ER PUENTE SOBRE EL CANAL DE PANAMA
CAMBIO DE INGENIERIA DE VALOR
CAMBIO DE INGENIERIA DE VALOR
Fuente: http://en.vsl.cz/incremental-launching-method/
METODO DE LANZADO
Fuente: http://en.vsl.cz/incremental-launching-method/
VIADUCTO OESTE
METODO DE LANZADO
Fuente: http://en.vsl.cz/incremental-launching-method/
VIADUCTO OESTE
METODO DE LANZADO
Fuente: http://en.vsl.cz/incremental-launching-method/
VIADUCTO ESTE
METODO DE LANZADO
Fuente: http://en.vsl.cz/incremental-launching-method/
VIADUCTO ESTE
METODO DE LANZADO
METODO DE CANTOLIBRE BALANCEADO
Fase 1• Deslizar la formaleta
deslizante• Ajustar formaleta • Ajustar prefabricado• Deslizar
prefabricado
Fase 2• Vaciar losa
central inferior del segundo segmento
• Vaciar losasuperior del primer segmento
Fase 3• Instalar refuerzo de
conexiones y bloques de anclaje
• Deslizamiento y apertura de formaletas internas
• Refuerzo de la parte superior de la losa
CICLO TIPICO DEL DECK
Fase 4• Vaciado de las losas
laterales superiores• Preparación para los
trabajos de pretensado
• Instalacion de los tirantes
Fase 5• Vaciado de losas
laterales superiores
Fase 6• Pretensado longitudinal• Retensado de los tirantes• Abertura de formaletas y
bajado de formaleta deslizante
CICLO TIPICO DEL DECK
PROCESO DE INSTALACIÓN DE LOS TIRANTES
• Instalación de anclajes• Soldadura del ducto• Preparación del torón maestro• Preparación de izado• Izado del ducto• Tensado del torón maestro• Enfilado de los torones y tensado • Retensado
• Bloqueo de cuña• Fijación de la prensaestopa• Instalación del tapón e inyección de cera
INSTALACION DE LOS TIRANTES
INSTALACIÓN DE ANCLAJE• Control:
• Orientación
• Planteo del anclaje superior
BLOCK Bloque
NUT Tuerca
PRESET + BLOCK
• Aspecto• No debe
haber corrosion dentro de los huecos cónicos
• Centreado
INSTALACION DE ANCLAJE
SOLDADURA DE DUCTOSUbicación:• En el suelo hasta el tirante n°7
SOLDADURA DE DUCTOS
ENFILADO DE TORON MAESTRO
ENFILADO DE TORONES: TENSADO• General:
• Tensado se realiza en el anclaje superior
• Con un gato de monotorón• Con equipo de Isotension®
• Principio de Isotension:• Una célula de carga lee permanentemente la fuerza
en el torón maestro• Durante el tensado, cuando la carga del gato es
igual a la carga en la célula, el tensado automáticamente se detiene,
• El torón maestro es la referencia para el tensado,ya que se realiza para la fuerza requerida de talmanera que cuando todos los torones soninstalados, la fuerza de todos los cablescorresponde a la fuerza objetivo.
Carga por torón
Número de torón
Carga Total : n x Fn
1
F1max
2
F2max
3
F3max
n
Fn
TENSADO DE LOS TORONES
CONSTRUCCION DEL 3ER PUENTE SOBRE EL CANAL DE PANAMA
RETOS CONSTRUCTIVOS
RETOS CONSTRUCTIVOS
Localización del Proyecto lejana a suministros de materiales y facilidades
Fundaciones profundas de tamaños considerables en suelos blandos
Elementos masivos de concreto
Geometría compleja en el Delta Shape
Complejidad de operaciones constructivas en la superestructura
RESUMEN DE PILOTES Puente Principal
Pila Cantidad de Pilotes
Diámetro(mts)
Longitud(mts)
P20 14 2.50 39.70P21 14 2.50 47.00P22 35 2.50 50.35P23 45 1.80 41.85P24 18 1.80 24.65P25 18 1.80 17.20
TOTAL DE PILOTES EN TODO EL PROYECTO: 36711,220.20 METROS LINEALES
FUNDACIONES PROFUNDAS
§ Temperatura del hormigón fresco ≤ 32°C (90°F) durante el vertido.§ Temperatura máxima en el interior de hormigón (Tmáx) deberá ser <
75°C en todo momento.§ Diferencia de temperatura máxima en el interior de hormigón (ΔTmax)
deberá ser < 25°C en todo momento.
Solución:ü Dividir grandes bloques en capas.ü Serpentinas de enfriamiento y
disipación térmica.
ELEMENTOS MASIVOS DE CONCRETO
Dimensiones: 42.5 m. de largo x30.0 m. de ancho x 7.0 m. de alto.
Pilotes: 35 de 2.5 m. de diámetro.
Volumen aproximado: 8900 m3
ELEMENTOS MASIVOS DE CONCRETO
ELEMENTOS MASIVOS DE CONCRETO
ELEMENTOS MASIVOS DE CONCRETO
CONSTRUCCIÓN DEL “DELTA SHAPE”
Ø Concreto y Acero– 6 Módulos– Total de Concreto = 2,540 m3– Total de Acero = 558 tons– Total de acero para postensado
43 tons
Ø Formaletas– Formaletas inclinadas = 380 m2
/por pila– Formaletas laterales = 800 m2 /
por pila– Formaletas internas = 370 m2 /
por pila– Formaletas norte/sur y laterales =
510 m2 / por pila
Elev +59.50 m. @ +77.00 m.
CONSTRUCCIÓN DEL “DELTA SHAPE”
CONSTRUCCION DEL 3ER PUENTE SOBRE EL CANAL DE PANAMA
AVANCE DEL PROYECTO
AVANCE DEL CONTRATO
0% 50% 100%
• Fecha de Adjudicación: 26 de octubre de 2012
• Orden de Proceder: 8 de enero de 2013
• Monto: $380,597,908.49
• Empresa: VINCI CONSTRUCTION GRANDS PROJECTS. El contrato fue cedido a PUENTE ATLÁNTICO, S.A.
86 %Avance del Contrato
ALCANCE DEL PROYECTO§ “Proyecto del puente" (4.6 Kms):
– Puente atirantado y viaductos de acceso.
– 1.2 Km de carreteras.– Nuevas Intersecciones.
§ “Proyecto de carretera" ( 7.7 Kms):Adjudicación 5-Sept-2017Consorcio COPISA-COCIGE-PUENTES– Fase 1 (3.7 Kms): Rehabilitación
de carretera existente desde el Punto B hasta Esclusas de Gatún(Punto D).
– Fase 2: (4.0 Kms) de carretera: Desde las esclusas de Gatún(Punto D) hasta carretera a Escobal (Punto I) incluyendoPuente sobre el río Chagres.
86%
7 %
3er PUENTE SOBRE EL CANAL DE PANAMA
GRACIAS POR SU ATENCION