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informe del método constructivo de vigas de hormigon postensado en la ciudad de ovalle chile.
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“FABRICACIÓN INSITU DE VIGAS POSTENSADAS,
PUENTE SAN JULIÁN I, OVALLE”
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Universidad de La SerenaFacultad de Ingeniería
Departamento de Ing. en Obras Civiles.
Asignatura: Caminos II
Profesor: José Canales
Integrantes: Miguel Díaz
Cristian Alfaro
Felipe González
Fecha: 16-12-2011
1. INDICE.
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………… 2
EXPOSICIÓN GENERAL DEL PROYECTO VIAL……………………………….. 3
ASPECTOS GENERALES PUENTE SAN JULIÁN 1………..…………............... 4
MATERIALES Y EQUIPOS A UTILIZAR………………………………………….. 5
EMPLAZAMIENTO CANCHAS DE FABRICACIÓN…………………….............. 12
COLOCACIÓN ARMADURAS PASIVAS…………………………….................... 14
PREPARACIÓN DE LAS VAINAS EN EL INTERIOR DE LAS VIGAS.............. 16
TIPO Y COLOCACIÓN DE MOLDAJES…………………………………………... 17
HORMIGONADO DE LAS VIGAS………………………………………………….. 19
RETIRO DE LOS MOLDAJES……………………………………………………… 21
TERMINACIÓN DE LAS SUPERFICIES…………………………………………... 21
COLOCACIÓN DE LOS TORONES Y DEL ANCLAJE ACTIVO………………. 23
PROCESO DE POSTENSADO DE VIGAS……………………………………….. 25
INYECCIÓN DE LECHADA EN LA VAINA………………………………………. 27
SISTEMAS DE CONTROL…………………………………………………………. 28
CONCLUSIONES……………………………………………………………………. 31
1
2. INTRODUCCIÓN.
Debido a la imperante necesidad de obtener puentes más resistentes y
duraderos en el tiempo que los construidos en el pasado, surge la necesidad de
implementar mejoras en sus diseños y el desarrollo de nuevas tecnologías.
Actualmente es posible alcanzar una mayor longitud en un solo tramo, aumentar la
relación resistencia - peso y disminuir el tiempo de construcción. Uno de los
materiales altamente empleado en la fabricación de vigas de puentes es el hormigón
preesforzado, el cual, permite un comportamiento más eficiente de los materiales
utilizados.
En el presente informe se expone el proceso constructivo de vigas post-
tensadas en base a toda la información recopilada en terreno, esto es, entrevistas al
personal en obra, fotos, videos y grabaciones. Estos últimos serán presentados
como material de apoyo de la presentación final de este trabajo. Dichas vigas,
conforman parte importante de la superestructura del puente San Julián I, el que está
aún en proceso de construcción y está ubicado en la ciudad de Ovalle con motivo
del mejoramiento de la ruta D-555.
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3. EXPOSICIÓN GENERAL DEL PROYECTO VIAL.
Tomando en consideración la relevancia estratégica que tiene Punitaqui,
(comuna de la provincia de Limarí) donde se emplazan unidades productivas
agrícolas y mineras, las autoridades comunales y regionales consideraron
fundamental mejorar el estándar de la ruta D-555 San Julián – Las Ramadas en toda
su extensión (ver Fig. 1).
El proyecto considera la pavimentación de 16 kilómetros de camino, el inicio
en la ruta 0-45, Socos-Ovalle y se orienta hacia Punitaqui terminando en el empalme
con la Ruta D-605, Ovalle Punitaqui, además de la construcción de dos puentes San
Julián 1 en el kilómetro 4.000 y San Julián 2 en el kilómetro 9.177 También
contempla obras de arte, saneamiento, sifones, ciclovías y aceras peatonales en las
localidades más pobladas.
Figura 1 "Emplazamiento Ruta D-555."
La empresa Arauco Sociedad Anónima se adjudicó la licitación de las obras
con un monto actual de 332.667 UF, que significan más de 7 mil millones de pesos
en inversión. Tiene como fecha de entrega el 4 de septiembre de 2012.
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La construcción de la nueva vía permitirá un mayor y más rápido
desplazamiento de los productos hortofrutícolas que se cultivan en la zona, además
de una mayor seguridad para peatones, ciclistas y un aporte sustancial a la calidad
de vida de las localidades interiores de las comunas de Ovalle y Punitaqui.
Entre los beneficiados por esta obra están los sectores de San Julián,
Batuco, Chalinga, Graneros, Unión Campesina y Las Ramadas de Punitaqui entre
otros.
4. ASPECTOS GENERALES PUENTE SAN JULIÁN 1.
El puente está conformado por dos estribos y tres cepas en hormigón
armado. Posee una longitud total de 150 m. Los materiales utilizados son hormigón
H-30 y acero A63-42H. Las cepas están compuestas por cuatro pilares. Luego del
terremoto del 27 de Febrero de 2010, las vigas travesaños de las cepas y mesas de
apoyo en los estribos debieron ser modificados en su diseño incorporando pernos y
topes sísmicos, para mejorar el apoyo y consiguiente comportamiento de las vigas
de la superestructura. Las vigas son postensadas fabricadas in situ, de sección “I”,
poseen una altura de 1,95 m y longitud 35 m.
Figura 2 “Vista general puente San Julián I.”
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Para lograr con éxito la construcción de las vigas postensadas se deben
seguir un procedimiento bajo estrictos controles de calidad y planificación con
objetivo de conseguir que lo especificado en los planos de proyecto sea coherente e
igual a lo construido.
Los procesos que se siguen en la fabricación de las vigas son altamente
especializados y los materiales utilizados son de alta calidad, por lo que se requiere
de plan de trabajo bien desarrollado, a continuación abordaremos las actividades y
tareas que se realizan para lograr construir las vigas postensadas insitu del puente
san Julián I.
5. MATERIALES Y EQUIPOS A UTILIZAR.
Para iniciar cualquier proceso de producción con éxito se requiere de materia
prima para la elaboración del producto y en el caso de la fabricación de las vigas
postensada del puente es necesario disponer de materiales y equipos de buena
calidad y en correcto funcionamiento. Se presentan los materiales y equipos
utilizados en la construcción de las vigas.
Armaduras Pasivas: el hormigón postensado suele requerir cierta cuantía de
armaduras pasivas, estas son las mismas utilizadas en los elementos comunes de
hormigón armado, barras de acero, sin embargo son de una calidad de acero mayor
A63-42H, estas armaduras son unidas con alambres.
Figura 3 “Armadura Pasiva barras de acero.” Figura 4 “alambres de amarre.”
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Torones: son construidos de 6 alambres de alta resistencia enrollados
helicoidalmente a la izquierda con un alambre central, en total son 7 alambres que
forman el torón, son almacenados en rollos o bobinas que posteriormente deben
estirar para su uso en las vigas. Algunas de sus características ventajosas son que
poseen un alto límite de proporcionalidad (mejores características de elasticidad).
Relación constante entre carga y deformación por tensión. Menor pérdida de
tensión, tanto a temperatura ambiente como a temperaturas elevadas causadas por
envejecimiento.
Figura 5 "Torones."
Figura 6 "Rollos o bobinas de torones."
Vainas: es el ducto para formar el hueco para el paso del cable es de acero
galvanizado. De esta manera se garantiza tanto la estanqueidad del hueco destino al
cable durante el colado, como la transmisión de la adherencia acero-cemento de
concreto una vez fraguada la lechada de inyección.
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Figura 7 "Vainas."
Refuerzo en forma de resorte: este refuerzo se dispone en los extremos de las vigas,
es de barras de acero dobladas en forma de resorte, su objetivo es mejorar la
transmisión del esfuerzo y distribuir la fuerza de tensado al interior de la viga
confinando localmente el hormigón bajo el anclaje.
Figura 8 "Refuerzo de resorte." Figura 9 "Colocación refuerzo de resorte."
Hormigón: Tanto el hormigón empleado en los radieres (mesas de apoyo) como el
utilizado en las vigas fue comprado a la empresa “B.S.A. Hormigones”, los
requerimientos del hormigón son altos, tanto en su resistencia como en su fluidez.
Figura 10 "Sistema de Hormigonado.”
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Lechada: es un mortero de alta fluidez que se introduce a presión dentro de las
vainas una vez finalizado el tensado de los torones, para la dosificación de la
lechada es necesario disponer de cemento de alta resistencia, agua e intraplast. El
cemento de alta resistencia le da la resistencia requerida y el intraplast expande el
mortero inyectado antes y durante el fraguado.
Figura 11 "Acopio cemento de alta resistencia" Figura 12 "Aditivo SIKA INTRAPAST."
Inyectadora lechada: La mezcla de cemento, agua y aditivos debe ser hecha bajo un
control estricto de tiempo y velocidad de mezclado y no debe contener terrones ni
burbujas de aire durante el inyectado dentro de los ductos se utilizó el siguiente
equipo.
Figura 13 "Equipo mezcladora de lechada."
Anclaje activo AS: estos anclajes van situados en el extremo de los cables desde el
que se aplica la fuerza de tensado, este se forma por un ducto en forma cónica que
hace la transición de sección entre la vaina y la placa de acuñamiento, una placa
8
metálica que distribuye la fuerza de compresión y la placa de acuñamiento que
separa cada torón pasado para su posterior tensado.
Figura 14 "Placa de acuñamiento" Figura 15 "Placa de acero con agujero central."
Figura 16 "Cono acero galvanizado."
Cuña Europea: Las cuñas, son pequeñas piezas de acero de alta resistencia con
forma de cono truncado, con un agujero central de superficie dentada, que se
encarga de ajustar los torones para bloquear el cable y sostener la tensión en el
mismo.
Figura 17 "Cuña Europea."
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Separadores de hormigón: Este debe presentar unas características de resistencia,
permeabilidad, higroscopicidad, dilatación térmica comparables a las del hormigón
utilizado en la construcción de la pieza, estos van equipados con alambre y se
disponen de este tipo para garantizar el recubrimiento en el paramento vertical y
porque es preciso garantizar su posición. Proporciona recubrimientos de 50 a 150
mm.
Figura 18 "Separadores de hormigón." Figura 19 "Colocación de separadores."
Equipo de tensado: La bomba portátil y la prensa está diseñado para el tensado uno
a uno de los cables o torones, es de construcción ligera para su utilización manual.
Está equipado con un manómetro, que es el equipo de medición con el cual se
verifican las cargas inducidas a los torones. Por tratarse de un sistema hidráulico, los
manómetros indican lecturas de presiones, permitiendo calcular la carga que se
aplica a los torones, conociendo la curva de calibración.
Figura 20 "Bomba portátil.”
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Moldajes: Los moldajes son de madera con placas de terciado fabricado en obra,
para mantener la separación entre ambas caras se requiere de anclaje que es una
pieza de hierro fundido o acero aleado, este anclaje es utilizado para mantener
estancos e indeformables los moldajes se necesita una barra de acero, el tope y
equipo tensor de la barra de acero.
Figura 21 "Zona de confección de moldajes."
Generador: por su lejanía con los centros urbanos, se hace difícil contar con energía
eléctrica por lo que se necesita un sistema de generación propia de electricidad para
los diversos procesos que lo requieran.
Figura 22 "Generador eléctrico."
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6. EMPLAZAMIENTO CANCHAS DE FABRICACIÓN.
En primer lugar se debe ejecutar una preparación de la zona de trabajo. El
terreno natural tenía una cota inferior a la necesaria para alcanzar el nivel superior
del estribo, por lo que se realizó un relleno estructural hasta alcanzar la altura total
del estribo (dicha plataforma se ocupa posteriormente como nivel de subrasante), el
objetivo principal de trabajar a este nivel es la facilidad de transportar las vigas a la
lanzadora, ya que permite que desde las mesas de apoyo solo sea necesario
deslizar las vigas sin necesidad de una mayor elevación de éstas (ver figura 23).
Se compactó adecuadamente la zona de trabajo y se procedió a la ejecución
de las respectivas mesas de apoyo de las vigas o radier esta será la plataforma de
trabajo para cada viga.
Antes de la confección del radier se dejan pasadas tubería conduit con el
objetivo de generar aberturas que posteriormente serán útiles se pasa por la
abertura barras de acero para trabar la mesa de apoyo al suelo para que no se
mueva en conjunto con la viga cuando está sea movida o deslizada a la zona de
lanzamiento, así la mesa no sufrirá alteraciones en su emplazamiento y geometría
quedando disponible para ser nuevamente utilizada (ver figura 24).
Figura 23 "Emplazamiento canchas de fabricación."
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Figura 24 "Disposición mesa de apoyo y tubería conduit."
Sobre la superficie del radier se aplicó un aceite para asegurar que la viga
pudiese deslizar previo a su alzado y al momento de generarse la contra flecha de la
viga (debido a la carga de preesfuerzo) pueda despegarse de la mesa a fin de no
tener inconvenientes entre unión mesa de apoyo y la viga.
Figura 25 "Superficie de Radier."
Figura 26 "Mesa de apoyo en contacto con la viga."
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7. COLOCACIÓN ARMADURAS PASIVAS.
Las vigas llevan dos tipos de armaduras, armaduras activas y pasivas. Las
armaduras pasivas son las mismas que utilizamos en los elementos comunes de
hormigón armado con una calidad en su acero del tipo A63-42H de diferentes
diámetros según las especificaciones del cálculo.
La confección se llevan a cabo por maestros enfierradores que trabajan en
mesas de doblado y corte de armaduras pasivas (ver figura 27), terminada la
geometría de varias armaduras se transportan a las mesas de apoyo donde se
armaran los esqueleto y geometría completa de las armaduras pasivas (ver figura
28).
Figura 27 "Mesa doblado armadura pasiva." Figura 28 "Armaduras pasivas."
Estas armaduras, si bien no trabajan a tracción como usualmente se
emplean las barras de acero en el diseño de vigas y otros elementos estructurales,
cumple una función de montaje de viga para entregar soporte y estabilidad a la viga.
Además la armadura pasiva es utilizada para aportar al hormigón de resistencia de
corte frente a los esfuerzos generados en la pieza.
El acero del ala superior que excede la altura de la viga (ver figura 31) son
necesarios para asegurar la adherencia en la superficie de contacto viga - losa, una
vez que las vigas sean montadas sobre las cepas del puente.
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Figura 29 “Vigas armadas sobre mesas de apoyo”. Figura 30 “Esqueleto de las vigas”
La disposición de esta armadura es debidamente inspeccionada por la
asesoría del proyecto, quienes darán el visto bueno, si se cumple con lo establecido
en el diseño o planos de proyecto.
Figura 31 “Armadura que excede la altura de la viga”.
Figura 32 “Mesas de apoyo”.
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8. PREPARACIÓN DE LAS VAINAS EN EL INTERIOR DE LAS VIGAS.
Los cables que se tensarán posterior al hormigonado de la viga, se disponen
en el interior de unos ductos llamados “vainas”, los cuales, en este caso están
hechos de aluminio como se puede apreciar en la figura. El diseño contempla cuatro
ductos con 12 torones interiores conformados por 7 cables tensados como se mostró
anteriormente en la figura. Las vainas se introducen en forma manual al interior de la
viga, pero teniendo en consideración una forma parabólica en toda la longitud en
base a un diseño previo. Para asegurar que estos ductos cumplan con esta forma
geométrica, se disponen de apoyos con barras de acero, en ciertos puntos a medida
que avanza en el interior de la viga. Así, los cuatro ductos o vainas se situarán en la
zona inferior de la viga justo al centro del vano (ver figuras adjuntas). Dos vainas
deben desplazarse en el ancho de la viga para permitir que las superiores lleguen a
la zona inferior.
Figura 33 “Vainas dispuestas en la viga”. Figura 34 “Vainas en toda la longitud”.
Además, se dispusieron unos resortes de acero en ambos extremos de los
cuatro ductos con objeto de ayudar en la transferencia de fuerza una vez aplicada la
tensión final en los cables. Dichos cables adoptan una función de amortiguador de
carga distribuyendo eficientemente la carga de tensión.
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Figura 35 “Resortes de acero en los extremos”. Figura 36 “Restricción de la posición de la vaina”.
Figura 37 “Distribución de las vainas en la sección”.
9. TIPO Y COLOCACIÓN DE MOLDAJES.
Los moldajes son de madera fabricados en obra, y se colocan una vez que la
armadura pasiva está completamente instalada y aceptada por la asesoría del
proyecto, estos deben ser estancos, indeformables y resistentes. Entre la armadura y
el moldaje para asegurar el recubrimiento especificado en los planos del proyecto se
instalan separadores de hormigón hechos en base a un producto “Sika”. Se utilizan
los mismos moldajes en la fabricación de cuatro vigas y se reemplazan los
defectuosos. El método empleado en la colocación de moldajes consiste en disponer
los moldajes laterales (o “costillas”) en cada lado del alma (ver figura 38) y luego los
moldajes en los extremos de las vigas (ver figura 39), previamente se cubre las caras
internas de los moldajes con un producto desmoldante “sikaform”, cabe señalar que
la parte inferior la mesa de apoyo queda en contacto con el hormigonado de la viga y
para evitar su adherencia se le hecha aceite con petróleo y en la parte superior se
deja sin moldaje y la superficie lo más rugosa posible.
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Figura 38 "Moldaje avanzando por la costilla". Figura 39 "Moldaje en el extremo de una viga".
Entre las caras de las costillas se deja pasado un tubo conduit para luego
pasar una “aguja” o barra de acero entre ellos (ver figura 40), con un tope en una
cara (ver figura 41) y desde la otra se aplica un apriete comprimir y fijar dichos
moldajes con el objetivo de resistir las fuerzas que le provocara el hormigón, la
herramienta que logra tensar la barra de acero o aguja se muestra en la figura 42.
Figura 40 "Barra de acero pasada Aguja". Figura 41 "Topes dispuesto en las caras".
Figura 42 "Herramienta para tensado de la aguja".
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10. RECEPCIÓN DEL HORMIGÓN Y LOS CORRESPONDIENTES
CONTROLES DE CALIDAD.
Se realizaron los respectivos controles de calidad al hormigón previo su
vaciado en el interior de las vigas. Debido a que las vigas presentan espacios
bastante estrechos debido a la alta densidad de acero y el acoplamiento de los
ductos hacia el centro de su longitud, el hormigón requirió ser muy fluido en su
composición. Para lo anterior, se realizó antes del hormigonado el ensayo del cono
de Abrams exigiendo un cono 18 a 20. Se realizaron ensayos de compresión en
probeta cilíndrica verificando una resistencia de 400 Kg/cm2 al séptimo día.
11. HORMIGONADO DE LAS VIGAS.
Los hormigones son adquiridos a la empresa “B.S.A. Hormigones” de
cementos Búfalo los cuales tiene la capacidad de abastecer el volumen adecuado
para el completo y continuo hormigonado de las vigas (ver figura 43).
El hormigón se distribuyó en todo el volumen de manera que nunca se produjo el
endurecimiento del hormigón colocado, antes de quedar cubierto por hormigón
fresco, no se aceptan pegas frías ya que atentan contra el monolitismo y la
seguridad.
La distribución del hormigonado se realizó en forma ordenada y avanzando
en capas de un espesor compatible con los equipos de vibrado, de manera que no
hayan puntos en que el hormigón no haya recibido una adecuada compactación.
Figura 43 "Entrega de hormigón en obra".
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Compactación: El hormigón en el punto de colocación posee un alto contenido de
aire, el cual debe ser disminuido al mínimo posible, para lograr este objetivo se utilizó
un vibrador de inmersión.
El vibrador de inmersión se sumerge comprometiendo una zona y reduciendo
el aire contenido.
Figura 44 "Vibrador de inmersión".
El espesor de la capa que se está compactando debe ser adecuada al tipo de
vibrador y la vibración debe efectuarse en forma y sistemática introduciendo el
vibrador de inmersión a distancias similares a su radio de acción, el tiempo de
vibración debe ser el estrictamente necesario para lograr el afloramiento de pasta de
cemento.
Curado: La construcción de las vigas se realiza en primavera, para esta estación las
temperaturas de la comuna de Punitaquí son altas, por lo que se debe tener un alto
cuidado en el curado del hormigón, el sistema empleado fue riegos con agua cada 1
hora por 3 días, este proceso no se puede dejar de hacer ya que un mal curado nos
puede provocar fisuras no deseadas en las vigas.
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12. RETIRO DE LOS MOLDAJES.
El retiro de los moldajes debe producirse sin producir golpes, choques o
sacudidas para no destruir los bordes, las esquinas o la superficie del hormigón, para
que quede en buenas condiciones para su reutilización.
Cada moldaje retirado pasa por una revisión de sus caras y si no presenta
defectos se vuelve a utilizar, sino se reparan y queda nuevamente utilizable solo
hasta que su uso sea menor a 3 veces.
Figura 45 "Descimbre o retiro de moldajes".
13. TERMINACIÓN DE LAS SUPERFICIES.
La superficie final del elemento recibe normalmente un tratamiento, cuyas
características van dependiendo básicamente si se trata de una superficie moldeada
o libre.
Las terminaciones de las superficies no reciben mayor tratamiento quedando
el hormigón a la vista (ver figura 46), sin embargo debe destacarse que existen
zonas de la viga donde se busca lograr una superficie con características especiales.
Esto aplica en el ala superior donde se necesita una rugosidad alta con el objeto de
lograr una mejor adherencia entre las superficies de contacto de la viga y la losa (ver
figura 47).
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Figura 46 "Superficie luego del descimbre". Figura 47 "Rugosidad intencional para adherencia".
Las vigas llevan 2 travesaños y 1 arriostramiento para transmitir las fuerzas
laterales a las vigas y evitar el pandeo lateral torsional manteniendo la geometría de
la sección transversal. Para lograr una correcta unión de estos elementos con la viga
se debe tratar la superficie picando los extremos y el centro del vano de las vigas
interiores para lograr una estructura monolítica.
También se debe picar la zona de anclaje activo (zona posterior y anterior de la viga)
para generar una tapa de hormigón a fin de proteger las placas de acuñamiento (ver
figura 48).
Figura 48 "Picazón del anclaje activo”.
La preparación de las superficies rugosas se pueden efectuar mediante
herramientas manuales como suelen ser chuzos, picotas, o mecánicas, consistentes
en martillos mecánicos, generalmente livianos (ver figura 49). Mediante ellos se
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demuele superficialmente el hormigón, aplicando luego una limpieza con agua, y
eventualmente aire a presión, para eliminar el material suelto.
Figura 49 "Equipo de preparación de la superficie".
14. COLOCACIÓN DE LOS TORONES Y DEL ANCLAJE ACTIVO.
Como se señaló anteriormente, cada torón o cable está conformado por 7
cables de acero enrollados helicoidalmente a la izquierda. Se hacen pasar los
torones de acero de un extremo de la viga al otro por el interior de las vainas ya
instaladas (similar al sistema de “laucha”).
Para la colocación del anclaje activo (ver figura 50) Cada ducto o vaina tendrá
12 torones que deberán pasar por los agujeros de la placa de acuñamiento (ver
figura 51), para lograr esto se fija un cono de acero galvanizado al extremo de las
vainas, luego una placa de acero con un agujero en el centro por donde pasan los
torones, posterior la placa de acuñamiento que separa cada torón y finalmente las
cuñas que impiden que el torón se recoja al aplicar la carga de tensado (ver figura
17, ítem equipos y materiales).
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Figura 50 "Esquema de la colocación del anclaje activo".
La placa de acuñamiento mostrada en las figuras queda entonces sellada
herméticamente salvo un orificio. Este último constituye una entrada al interior de la
vaina, mediante el cual, se aplicará una lechada viscosa que rellenará su interior.
Una vez realizado la colocación del anclaje activo los cables quedan listos
para la aplicación de la carga de postensado (ver figura 52) .
Figura 51 "Placa de acuñamiento".
Figura 52 "Torones listo para ser tensados".
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15. PROCESO DE POSTENSADO DE VIGAS.
El proceso de tensado se divide en dos etapas, la primera corresponde a la
aplicación de una precarga y la carga final que debe ser aplicada al segundo día,
dejando un día para que la viga tome la precarga. La tensión total aplicada a cada
torón o cable según el diseño del proyecto es de 20 (ton-f), en total son 12 torones
por lo que en cada grupo de cable se aplica 240 (ton-f).
Se aplicó una pre-carga de 6 (ton-f) a las vigas por un extremo el primer día.,
para sustentar el peso propio de la viga y también para corregir cualquier
imperfección en la posición de los cables al interior de las vainas, en caso de
encontrarse enredados o en una forma inadecuada.
Al siguiente día se aplicó la carga restante de 14 (ton-f) por el otro extremo de
la viga quedando lista para su puesta en servicio
El tensado de los cables se hace mediante un sistema con gato hidráulico (ver
figura 20, ítem equipos y materiales), Se utiliza un manómetro para medir las
presiones inducidas en los cables.
El personal requerido son 3 personas para manipular el dispositivo de agarre
del tendón, denominado prensa (ver figura 53) este tiene la función de estirar los
cables y aplicar la carga. Se necesita de una persona calificada para manipular la
bomba portátil (ver figura 54) este debe ver el manómetro e indicar cuando se
alcanzan las fuerzas requeridas de diseño y finalmente un supervisor que lleve un
registro de la elongación real de los cables.
Figura 53 "Colocación de la prensa".
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Figura 54 "Accionamiento de la bomba portátil”
En primer lugar la prensa se debe instalar en un torón, el personal se aleja
(ver figura 55) para que el operador active la bomba hasta el valor de la precarga, se
registra con huincha la elongación del cable como forma de verificación (ver figura
56), se repite esto para todos los cables. El orden de tensado según la enumeración
de la figura 57 fue : 1 – 2 – 4 – 3, se lleva este orden para evitar un pandeo lateral
debido a que la vaina 3 y 4 se desvían del eje de la viga por ende estas deben ser
las ultimas en tensarse.
Para alcanzar la carga total se debe repetir el mismo procedimiento antes
descrito un día después y en otro extremo de la viga.
Figura 55 "Mantener la distancia mientras opera la prensa".
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Figura 56 "Registro de elongación".
Figura 57 "Numeración de los cables".
16. INYECCIÓN DE LECHADA EN LA VAINA.
En primer lugar se debe introducir agua por un extremo de la viga con objeto
de limpiar el interior de la vaina. Esto se hace a través del orificio restante en la placa
de acuñamiento al que se le suelda un tubo de acero previamente tal como muestra
la figura 58. Luego se introduce la lechada o mortero de alta fluidez de forma de
rellenar todos los espacios interiores vacíos. Esto se hace hasta el momento en que
salga toda el agua retenida en el interior, luego se sellan los tubos de acero en cada
extremo de la viga.
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Figura 58 "Soldadura en ducto de inyección de lechada".
La lechada se prepara en una máquina mezcladora donde se agrega un
producto Sika expansor intraplast y es impulsada por una bomba eléctrica (ver figura
12, ítem equipos y materiales).
Los especificaciones que exige el manual de carretera lo podemos revisar del
anexo A.
17. SISTEMAS DE CONTROL.
La resistencia del hormigón f, necesaria para ejecutar la transferencia, no
deberá ser menor a la especificada en los planos del Proyecto, fci, y será controlada
de acuerdo a lo que se indica a continuación:
• Se procederá a tomar 5 muestras, de 6 probetas cada una, de la primera viga
que se hormigones en el puente o estructuras similares.
• Se ensayarán 5 probetas, 1 por muestra, de modo de obtener en todas ellas
una resistencia igual o superior a la de transferencia (fci)
• Se aceptará realizar la transferencia de fuerzas (tensado), siempre que se
cumpla con la condición f > fci.
• Si no se obtiene la resistencia mínima exigida para la transferencia, se deberá
esperar, a lo menos, 24 horas y volver a ensayar otra serie de 5 probetas. El
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procedimiento se repetirá hasta determinar la edad requerida para la puesta
en tensión pero reservando, a lo menos, 3 probetas de cada muestra para el
ensayo a los 28 días.
• Para el resto de las vigas y dependiendo de los resultados obtenidos, el
Inspector Fiscal podrá disminuir el número de probetas de cada muestra,
reservando a lo menos 3 para el ensayo a los 28 días.
Las especificaciones técnicas generales definen el alargamiento que se debe
lograr, este alargamiento ya considera las pérdidas de tensión que podrían ocurrir
por roce, desgaste, etc., por ello en terreno mientras se realiza el tensado solo se
debe verificar el alargamiento y la fuerza inducida que indica el manómetro ya que el
Contratista deberá entregar el correspondiente certificado del tensado de cada viga.
La calibración de la bomba portátil se realiza una vez al año. Para efectuar
esto, se lleva a un laboratorio certificado, en este caso al DICTUC, donde se hace
un ensayo de bomba. Se comparan las lecturas del manómetro del dispositivo con
las del manómetro del laboratorio a fin de obtener (gracias a una serie de registros y
ajustes) una recta que relacionará la fuerza real medida en el laboratorio con la
lectura del manómetro. Esto es de vital importancia, ya que de esta forma se podrá
definir cuanto tendrá que marcar el manómetro para una determinada tensión en
terreno durante el postensado de viga. Por ejemplo el calculista necesita una carga
de 200 (ton-f), esta carga se evalúa en la recta y se obtiene el valor que debe marcar
el manómetro en el terreno al momento de inducir la carga (ver Figura 59).
Figura 59 "Presión registrada en manómetro"
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Al término del proceso de postensado es visible en el centro del vano de la
viga la contraflecha inducida por la carga de tensión, esta debe verificarse con la de
proyecto la cual era de 5 cm.; la medición de la contraflecha debe hacerse en el
momento justo cuando la viga es lanzada al puente (aumenta la contraflecha al
momento de levantarla de la mesa de apoyo) y debe realizarse con topografía (ver
figura 60).
Las especificaciones de control expuestos en el manual de carreteras lo
podemos ver en el anexo A.
Figura 60 "Contraflecha producto del tensado".
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18. CONCLUSIONES.
Actualmente existen nuevos métodos constructivos que permiten aumentar
tanto la resistencia como la durabilidad de los materiales y elementos
estructurales, de forma de generar soluciones más eficientes en el ámbito de la
construcción. Se cuenta así, con mejores alternativas a la hora de dar continuidad
a una vía, a través de un puente como ha sido expuesto en este trabajo. Las vigas
postensadas presentadas en este informe permiten cubrir tramos de 35 m, lo cual,
en el pasado habría sido prácticamente imposible sin apoyos intermedios.
El proceso de fabricación de vigas postensadas requiere de mano de obra
especializada y equipos sofisticados, por ende las empresas que participen de
este proceso deben tener la experiencia o el capital necesario para manejar los
costos que involucra la fabricación insitu de estas vigas. Es pertinente señalar que
en la fabricación in-situ, se mantiene un exhaustivo control de los procesos
pudiéndose observar directamente los resultados de principio a fin de las obras,
situación muy distinta a cuando las vigas son compradas a una empresa externa.
Para obtener altos estándares de calidad en las obras, resulta obligatorio y
de vital importancia la calibración de los equipos utilizados en el tensado, ya que,
el envejecimiento de los componentes, los cambios de temperatura y el estrés
mecánico que soportan, deterioran poco a poco sus funciones.
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