Facultad de Ingeniería ·Universidad Nacional de La Plata

Puentes

UT.8 Aparatos de apoy para puentes

Integrantes de la Cátedra Prof. Titular: lng. Leonardo P. Veriier

J.T.P: lng. Fabián Morquecho , Ayte. de 18

: lng. Alejandro Loudet

Centro de Est~diantes de Ingeniería La Plata

47 N. 279 La Plata. T (0221) 4838499 ceílp_mail@yahoo.com.ar www. ing. un/p. edu. arlceilp

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APARATOS DE APOYO

ASPECTOS CONCEPTUALES Y FUNCIONES DE LOS APARA TOS DE APOYOS

Los aparatos de. apoyo son dispositivos que vinculan a la superestructura con la meso estructura, como ocurre en los puentes vigas, o directamente con la fundación, tal como se presenta en pórticos y arcos. .·

. Las funciones principales de estos dispositivos consisten en asegurar el equilibrio estático, · fijar con precisión el lugar físico de aplicación de las fuerzas reactivas y definir inequívocamente las restricciones O libe¡1ades a los mOVimientos en puntos singula~es de la estructura. . .

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· ·. Consecuentemente nos permiten i.dentificar la isostaticidad o hiperestaticidad del sistema; en · · lo que se refiere a su vinculacic)n.extema · · · · · · · ·

Una vez que se han adoptado los grados de libertad y el juego de las. rigideces relativas de .· · los '• distintos elementos . que componen la . estructUra, . podemos imaginar su meearlisrno de .funcionamiento y de allí en ~delante proponer el modelo matemático ~ estructural que ser/irá de base al cálculo de solicitaciones y deformaCiones. · · ·

: . · · · En · la . medida · que el funcionamiento . de los aparatos de apoyo sea más perfecto, las respues~as que encontraremos .a través del modelo de cálculo se aproximarán con mayor precisión al comp~rtamientoreal de ia estructura . . · · .· · · · · · ·. · · · · · .·

·. · .. ·· . " ·. La predicción r.del verdadero CO t .l portamiento estructural tiene un alto nivel de importancia en . $1 caso de los puentes, donde las estructuras portantes cubren luces que pueden llegar a centenares de metros. En ~fecto, una suposición errónea en las condiciones de vínculo de una estructura . de gran luz, puede dar lugar a que se produzcéln efectos no previstos, los cuales d.esvirtuarían completa merite los resultados de los cálculos estructurales y pondrían en serio riesgo . ~1 noimal comportamiento, la seguridad y la durabilidad de la obra.

. . . .

De allí que los aparatos de apoyo deban. tener una respuesta confiable y constante a lo l~rgo . de toda la vida útil del pu~nte. ·

A título de ejemplo, si suponemos que una viga se sustenta en forma isostática y las postesamos, 1;:~ misniá se acortará y flexionará libremente según se lo imponga la fuerza de postesado y el. trazaqo del cable, no generándose reacciones en lo~ apoyos. . . . .

.. . Si . esta . suposición no resulta válida porqu~. por ejemplo, el apoyo móvil se bloquea e impide, · aunque sea parcialmente; el acortamiento, en ese apoyo se generarán reacciones no · previstas y parte del pretensado ·dejará de actuar sobre la viga, con las consecuencias previsibles en su cómportamiento frente a las cargas de servicio. . ·

Ejemplos similares podríamos encontrar frente a otras deformaciones impuestas tales como las derivadas de los cambios térmicos, deformaciones lentas, retracción, etc. · ·

. · Una condición es~ncial • que . debe cumplir entonces un apoyo e~ su durabilidad. Resulta necesario conocer de antemano la vida útil del apoyo y, en los casos en que sea necesario, prever su recambio en cuanto pierda su funcionalidad original.

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DISTINTOS TIPOS DE APOYOS

Desde el punto de vista de los movimientos que permiten, los apoyos pueden ser fijos o móviles.

Los apoyos fijos sólo permiten rotaciones, las que pueden ser según un eje, como en el caso de las articulaciones lineales o bien multidireccionales como las rótulas esféricas. ·

. . Los apoyos móviles, además de las rotaciones, permiten desplazamientos en una o más · direcciones.'

Los apoyos se pueden comportar como rígidos o elásticos. Un apoyo es ·rígido cuando elimina totalmente el grado de libertad que anula.

. . . .· . . . . . ·. . . .

En cambio, un apoyo elástico permite un cierto movimiento en la dirección del grado de libertad que anula. O sea que este apoyo se comporta como un resorte elástico, en donde existe una proporcionalidad lineal entre la reacción y el corrimiento del apoyo. · · · ·~ .·

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Consideremos el apoyo central de una viga continua de dos tramos bajo una carga uniforme. · Si el apoyo tonsiderado no se mueve verticalmente, la viga se comportará como una viga continua sobre . apoyos rígidos y la reacción central tomará su máximo valor, al igual que el momento negativo sobre ese apoyo.

Si, por el contrario, cuando la viga es cargada, el apoyo central experimenta algún corrimiento vertical, la reacción y el momento de apoyo disminuyen respecto a los valores correspondientes a apoyo rígido. Este efecto será tanto más importante cuanto menór sea la constante de resorte que vincula las reacciones con los desplazamientos verticales del apoyo. Por otra parte, para una constante de resorte de valor infinito, ei apoyo se comportará como un apoyo rígido. ·

Desde otro punto de vista, podemos clasificar a los apoyos según el material con que están construidos. Así tenemos apoyos metálicos, de hormigón armado y de neopreno zunchado.

APOYOS METÁLICOS

. Son los clásicos apoyos de las antiguas grandes vigas · metálicas, tanto én puentes carreteros como en los ferroviarios . Cuando se encuentran en buen estado de conservación, tienen un funcionamiento casi perfecto, coincidente con las previsiones teóricas. · · ·

· La figura 1 nos muestra, un apoyo fijo y la figura 2 lino móvil. En la figura 3 se observa.lm .. . apoyo móvii en forma de cilindro, · con un dispositivo de retención frente . a grande$ fuerzas . transversales. ·· .. · · .. .

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La figura 4 nos m~estra un complicado aparato de apoyo formad~ por una rÓtuia lineal y dos planos de cilindros que permiten desplazamientos multidireccionales.

Si se descuida su conservación, con el paso del tiempo estos. apoyos se deterioran y pierden .· totalmente su funcionalidad. Véase al respecto el impresionante aspecto del apoyo móvil que se muestra en la figura 5, en donde se observa un aparato con movimientos totalmente bloqueados por la corrosión. Este apoyo tiene una edad de unos setenta años con un· mantenimiento probablemente nulo .

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En la actualidad, los apoyos metálicos sólo se utilizan en el caso de grandes luces, donde ocurren corrimientos y giros Importantes. En la figura 6 se aprecia una biela metálica de unos siete metros de altura, perteneciente a unos de los puent~s principales del Complejo Zárate - Br :1zo Largo. Esta biela constituye el . apoyo extremo del tablero del puente principal sobre obenques, el cual descansa sobre el primer pórtico de hormigón armado del viaducto de aproximación.

Los apoyos metálicos son .costosQs, requieren, como ya se dijo, un mantenimiento periódico y son de difícil reemplazo: · · · ·' . . ·. · · · · · · · .

. . Figura 1 . ·. · .. · ;-

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Figura 3

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APOYOS DE HORMIGÓN . .'

. sOn debajo costo, prácticamente no necesitan m~mtenimient~ypueden disponerse bajo el nivel del terr;eno en las mismas condiciones que. cualquier otra parte: de la estructura de hormigón.

Las . rótulas de hormigón se generan, ~n un elemento ·dado, .por un ~strechamiento de su sección a menos de un tercio de su valor, de manera de crear en _la sección reducida un estado de

,' .elevadas tensiones normales que plastifican al hormigón, a la vez que queda zunchada por la ·presencia, a ambos lados del cuello, de dos bloques fuertemente armados en todas ias direcciones.

La figura 7 nos muestraun~rótula plástica lineal -típica. Si se observa ~~ trazado de ias · · · isostáticas, se aprecia la fuerte desviación de las mismas en los bloques vecinos al cuello, a la par que su concentración en el cuello mismo, La desviación de las isostáticas indica la existencia de .. elevadas tracciones en l.os bloques adyacentes y la concentración de las mismas nos explica lá

. plastifica~ión de la zona estrechada. ·

El estado de elevada bicom~resión existente en el cuell~ ·~ . su . consiguiente plastifieación, .· permite rotaciones del orden de 15/1000 en este tipo de articul~ción. ·

Si lo que se quiere admitir es un desplazamiento, ello se consigue diseiiando una bie.Ja. Un · dispositivo de este tipo se puede ver en la fig . 8, estando constituido por un fuste limitado superior e interiormente por dos rótulas plásticas. · ·

La posibilidad de desplazamiento esta ligada a la longitud de la biela, ya que, como dijimos, la rotación admisible en este tipo de articulaciones es del orqen de 15/1000 (Apr()X. 0.86 °) ·

El dimensionado de este tipo de rótulas, que puede seguirse en los tratados de hormigón armado, requiere fundamentalmente el cálculo de la armadura de zunchado ·de Jos bloques adyacentes al cuello de la articulación y la verificación de la tensión de compresión en el cuello ·. · mismo, en donde llegan a admitirse valores del orden de 2.5 veces la tensión caracterlstica de . rotura por compresión.

. En la figt•ra 9 se mue~tran .;l~s detalles una . rótula realizada : ~n una. b_aiTa cilíndric~ . . Conceptualmente no exis.ter) dife!rérícias de funcionamiento eón la rótÚia plástica lineal mostrada en lafigura7. _.· _-.- _ . ;. _ . /•; ; _:: :<· ·: - : .-. :·- ~ - . : ~,·<·:> · :: : ·< .. ··•- . _· .. •. ..

En. el caso de que existan lmpo~antes '(m~yores que 1/8 de la carga axial) solicit~ciones de corte en correspondencia con la rótula, como ocurre en la articulación de la base del pórtico de la figura 10, estas solicitaciones deberán ser tomadas por una armadura especiai en forma de X, tal .· como se observa en la figura mencionada. Debe señalarse sin embargo que, según la opinión de .. algunos autores, estas armaduras restringen la capacidad de rotación de la articulación.

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Figura 7

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Figura 8

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Figura 9

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Figura 10

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APOYOS Df: .NEOPRENO ZUNCHADO . ~ . •'. . . . .

: . . Están constituidos por un bloque de policloropreno (Caucho sintético) zunchado en su altura · porchapas de acero dispuestas horizontalmente. En la figura N° 11 se pueden observar los detalles de. un apoyo de este tipo, como as( también su forma de colocación sobre un tetón de mortero de cemento armado con malla metálica. ' . .

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.. . . . . ,: La unión .~ntre chapas y caucho se reali~a por VUlCanizado. Se trata que las chapas no estén . en contacto eón . el medio ambiente, siendo las . más exteriores recubiertas con una capa de neopren.o de unos 3 mm de espesor. · ·: .

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. 'X : Eri .la página siguiente se puede_ ver un grupo . de apoyos de. neoprene instalados sobre el cabezal ·de pilar . en. forma .de. pantalla de un puente ferroviario' de hormigón pretensado pr?fab,~cado .. :·· · . . .· .. :·•.···: ·. · · · ·. · · · ·

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Apoyos qe neop·r~ne $obre un pilar de vn pu~nfe .-oiMfi!oiu . .

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BLOQUE SIN ZUNCHAR

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GIROS

Figura 12

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BLOQUE ZUNCHADO

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FUERZA HORIZONTAL Y DEFORMACIONES IMPUESTAS . .

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DIAGRAMAS DE TAU

CHAPA DE ACERO DE ZUNCHADO

TENSJON ES TANGENCIALES TAU THANSMJTIDAS POR EL NEOPRENO A LA CHAPA

Fig. 13

El espesor de las capas de neopreno es del orden de los 8 mm, mientras que las chapas de acero tienen un espesor que varía entre 2 a 3 mm.

Durante el montaje, los apoyos son pegados al tetón de mortero con un adhesivo epoxídico ·especial, el cual asegura el correcto posicionamiento del dispositivo.

Desde eJ punto de vista de su funcionamiento, estos apoyos no son ni fijos ni móviles en uri sentido estricto de la palabra.

. El bajo módulo de elasticidad transversal del neoprene hace qu~ los apoyos sean muy defonnables en sentido horizontal, mientras que sus deformaciones verticales son reducidas.

Justamente la razón de que en sentido vertical sean poco deformables, se e·ncuentra en el efecto de zunchado que le proporciona la . existencia de . chapas de . acer(; colocadas

. horizontalmente, las cuales restringen el efecto de "abarrilamiento" del bloque de neopreno. Vease al respecto la figura N° 12 · ·

Estos apoyos permiten giros, reacci()nando con pares originados por la deformación impuesta. Estos pares no son significantes para la estructura y en general pueden ser omitidos en

. ei cálculo de las solicitaciones. · · . La forma en planta de estos apoyos puede ser rectangular, cuadrada o circular, según sean

las características de los corrimientos y giros que deban soportar. · En el caso de apoyos con giros multidireccionales (rótulas), la forma indicada es la· circular.

La forma más común es la rectangular, con el lado menor orientado en la dirección de la mayor rotación. En los apoyos rectangulares, la relación de lados más usual es a/b = 0.50, siendo "a" el lado paralelo al eje de rotación del apoyo.

Pág. 14

• . .

El material policloropreno está normalizado según la IRAM 113091/74, en la cual se prescriben una serie de ensayos de aprobación, de manera de · garantizar la durabilidad de los apoyos por un periodo del orden de los 50 años.

Una de las propiedades que caracteriza ai neopreno es su dureza, la cual se mide en grados Shore. Este parámetro se determina mediante la penetración de una . aguja en el neopreno bajo condiciones normalizadas. Para puentes, se utiliza por lo general uri neopreno de dureza Shore 60°. El valor de la dureza está relacionado cori el módulo de elasticidad transversal que se ha de utilizar en la verificación tensional y en el cálculo de las deformaciones del apoyo. · ·

. . .

Las . cargas verticales, las cargas y desplazamientos horizontales y los giros generan tensiones de corte entre las chapas de acero y el neoprenp. En ia ya citada fig . N° 12 se pueden ver graficadas estas tensiones y en la figura N° 13 se ha representado la distribución de las tensiones ·de corte en la superficie de contacto entre neopreno y chapa, para un bloque cargado con una carga vertical. · · ·

. A continuación desarrollaremos un camino de cálculo para la verificación de un apoyo dé neoprerio zunchado. La misma consiste fundamentalmente en J~ cuantificación de las tensiones de cortE! y de· compresión, como asimismo en el ~lculo de las deforrr1aciones vertieales y horizontales

·. y los giros que ha de experimentar el apoyo bajo las distintas condiciones de carga. Tanto las tensiones como los coriímientos y las rotaciones deben conservase por debajo de los valores máximos que recomiendan las normas. Asimismo se ha de comprobar la posibilidad de reptación del apoyo, c~n el control de la seguridad al deslizamiento del mismo .

. Las normas también limitan la altura del apoyo en función de la dimensión de si.J lado menor, . con el objeto de asegurar su estabilidad v~rtical.

Verificación de un apoyo de neopreno zunchado

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1.- Definiciones geométricas

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longitudinal

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chapa de acero de espesort

n = tfumero de i:apas

2.- Cartas actuantes

Vperm: Vertical permanente Vsobr: Vertical sobrecarga

Hlperm: Horizontal longitudinal permanente Htperm: Horizontal transversal permanente Hlsobr: Horizontal longitudinal sobrecarga Htsobr: Horizontal transversal sobrecarga

3.- Deformaciones impuestas

.ó.lperm: Corrimiento longitudinal permanente

.ó.tperm: Corrimiento transversal permanente a.lperm: Rotación longitudinal permanente <XIsobr: Rotación longitudinal sobrecarga

4.- Predimensionado

. La superficie en planta del apoyo la predimensionamos adoptando uria presiqn v~rticar de contacto con el hormigón de unos 70 kg/cm2:

cr = (Vperm + Vsob)/a • b = 70 kg/cm2

Además fijamos que a/b = 0.50, con lo que ya podemos calcular a y b, es decir los lados del apoyo.

El espesor total de neopreno, lo estimamos en una milésima de la luz tributaria.

Para una viga simplemente apoyada, la luz tributaria es la mitad de la luz de la viga. Para una viga continua, la luz tributaria de un apoyo es la longitud de viga que interviene en

el cálculo del corrimiento horizontal por dilatación térmica en la posición de ese apoyo.

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Ac.lararemos con un ejemplo:

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20m 20m 20m 20m

Apoyo 8 : longitud tributaria = 20 m Altura total de neopreno: 2000/1 000 = 2 cm = 20 mm .

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Para 20 mm de espesor total, actoptamos 3 capas de 8 mm = 24 mm Apoyo C: longitud tributaria = 40 m Altura total de neopreno: 4000/1000 = 4 cm = 40 mm Para 40 mm de espesor total, adóptamos 5 capas de 8 mm = 40 mm Apoyo A: longitud tributaria = O Se toma a este apoyo como el origen de las dilataciones. Se adopta directamente 2 capas de 8 mm

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Conviene señalar que en una viga continua, con apoyos de distinto espesor de neopreno, la fuerza horizontal, longitudinal o transversal, que actúe sobre el tablero, se repartirá entre los distintos tipos de apoyos en función de su rigidez transversal, la cual tiene la siguiente fonna:

· Rt = G • a • b 1 n

en el caso que todos los apoyos tengan la mlsm& sección en planta, vale que:

Rt = kln

Es decir que cada apoyo tomará una carga que será inversamente proporcional a su número de . capas de neopreno.

Para el caso que estamos viendo se cumplen las siguientes expresiones:

H = 2 HC + 2 HB + HA

HA = klna • H o sea que HA*nA=k*H

Y de igual fonna: HB • nB =k • H

HC • nC =k* H

Con estas ecuaciones podemos determinar fácilmente los valores de HA, HB y HG.

Siendo H: Fuerza horizontal a nivel del tablero para toda la viga nA, nB, y nC: Número de capas de neoprerio de los apoyos A, B y C. · HA, HB y HC la fuerza horizontal que toma cada apoyo.

El espesor "t'' de la chapa de acero lo fijamos, por razones constructivas, en 3 mm. ·como al resto de los elementos predimensionados, sus dimensiones habrán de ser ratificadas o rectificadas mediante la verificación tensional. · · · ·

~-- Verificación 5.1 .- Inestabilidad

n • ela <= 0.20

5.2 .. - Compresión

cr = (Vperrn + Vsobr)/a*b <= cr adm

cradm = 2 * GL • S cr <= 120 kg/cm2 en puentes carreteros cr <= 100 kg/cm2 en puentes ferroviarios cr >= 30 kg/cm2

La exigencia de una tensión mínima de 30 kg/cm2 se establece para evitar el corrimiento horizontal de apoyo (Reptación)

Valores del módulo de elasticidad transversal del neopreno dureza shore 60° · GL = 8 kg/cm2 Módulo de elasticidad transversal para cargas lentas

Gi = 16 kg /cm2 ídem para cargas rápidas

Factor de fonna del apoyo: S= (a*b)/(2*(a+b)*e)

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5.3.- Deslizamiento

HL =lll perm * GL * a • b/(n*e) + Hlperm + Hlsobr HT = llt perm • GL • a • b/(n*e) + Htperm + Htsopr H = (HL"2+HT112)".5 H/(Vperm+Vsobr) <= F1 F1 = 0.12 + 2 kg/cm2/cr F1 = 0.10 + 6 kg/cm2/cr

(Chapa/HqrmiJón} (Neopreno/Hormigón)

5.4.- Tensiones tangenciales 5.4.1.- Por fuerzas verticales

-cv = 3/2 * (Vperm+Vsobr)*1/(a*b)*1/S -cv <= 3 GL

5.4.2.- Por fuerzas horizontales

-eh= (Hif2+HT"2}".5.1/a"1/b -eh <= 0.50 GL

5.4.3.- Por giros

-ca= (a/e)"2 • 1/(2*n)*(GL*a.lperm+Gi*a.lsobr) -ca <= 1.50 GL

5.4.4.- Por estado suma

-cv + th + 1:a <= 5 GL

5.5 Distorsión

Dist. perm = Dlperm/(n*e) + Hlperm/GL*1/(a*b) Dist. perm <= 0.50 Dist. sum(;l = Dist. perm + Hlsobr/Gi*1/(a*b) Dist. suma<= 0.70

5.6.- Rotación

a.perm adm = n"3/s * (e/a)"2 * Vperm/(a*b) *1/GL a.perm adm > a.lperm

· a.sobr adm = n*3/s • (e/a)112 .. Vsobr/(a*b) • 1/Gi a.lperm + aJsobr <= a.perm adm + a.sobr adm

5.7.- Espesor necesario de la chapa de acero

t >= a/S * (Vperm + Vsobr)/(a*b) • 1/crek ;

5.8.- Deformación vertical

crek = tensión característica de fluencia Para acero común: 2400 kg/cm2

llV = 0.1 cm+ k • n • e"3/a"2 * ((Vperm/GL+Vsobr/Gi)*1/(a*b)-30 kg/cm2/GL)

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k = función de b/a para 1=<b/a<=2 para b/a>=2

5.9.- Momento inducido

k= 2.32 * (b/a)"(-0.695) k= 1.43 - 0.045 * (b/a-2)

Ma. = e * a115 * b • 1/e"3 • (GL *a.lperm+GI*a.lsobr)

e= función de b/a para 1=<b/a<=2 para 2=<b/a<=3 para b/a > 3

e= 0.011 + 0.003 * (b/a-1) e= 0.014 + 0.001 • (b/a-2) e= 0.015 + 0.002/7 * (b/a-3)

5.10.- Corrimiento horizontal longitudinal total

Es igual a la distorsión suma multiplicada por el espesor total de neopreno

óh = Dist. suma * n '' e

· ·Aspectos constructivos en la instalación de los apoyos de neojneno

Tetones de apoyo

Como ya se mencionara antes, los apoyos de neopreno se colocan sobre los llamados . "tetones de apoyo". Estos son bloques macizos con una medida en planta que excede unos 5 cm a cada lado del apoyo, y una altura del orden de los 5 cm, estando constituidos por un mortero de arena y cemento con una resistencia característica del orden de los 300 kg/cm2 y zunchados con

. una armadura en forma de malla, con un diámetro de unos 8 mm separados 5 cm.

Estos tetones se moldean con posterioridad al hormigonado de la infraestructura (Pilares y estribos), debiendo presentar una cara superior perfectamente plana y horizontal, cuya cota deberá respetar rigurosamente los val()res indicados en los respectivos planos. ·

Sj la viga presenta una pendiente longitudinal, se deberá disponer en la misma una cu~a de ·adaptación en el lugar donde se ubicará al apoyo. Al respecto, ver la figura N° 14

eje de apoyo

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Figura 14

· letón de apoyo

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En los puentes viga ortogonales, los apoyos se colocan con su lado menor "a" paralelo al eje de la viga, es decir que el eje de rotación del apoyo es normal a este eje.

Los apoyos también se colocan de esa manera en los puentes viga oblicuos. En estos casos no conviene colocar vigas de arriostramiento Intermedias y, en el caso de que se dispongan vigas de arriostramiento en los extremos, éstas deberán tener la menor rigidez torsional posible, es decir serán de ancho reducido. Ver al respecto la figura N° 15.

viga de a r r ioslramienlo de ancho reducido

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Figura 15

De esta manera, al reducir la rigidez torsional del tablero, se prioriza la deformación flexiona! . en el sentido de la luz de la viga, de manera que la dirección de las mayores rotaCiones coincide con el eje longitudinal de la viga. . · ·

Un caso particular de instalación de los apoyos, lo constituyen los puentes lb~a de planta oblicua. Se sabe que en una losa oblicua simplemente apoyada, las reacciones de apoyo no se distribuyen uniformemente sobre el lado apoyado · sino que, por el contrario, la verdadera distribución nos muestra una concentración de la reacción hacia el ángulo obtuso.

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. . En 1~ práctica, si se utiliza un mismo tamaño.de apoyo, se los coloca a distancias variables, con los mínimos valores en correspondencia cori el ángyiQ 9bt~so. · · · ·· · . · .· · · · •

SiJ por el contrario, se los ubica igualmente d\~tanciados, se deberán disponer apoyos de mayor superficie hacia los mencionados ángulos. · ·

En cuanto a la orientación de los apoyos, el estudio de la deformación de una placa oblicua cargada uniformemente nos muestra que la qirección de mayor pendiente en las zonas de los apoyos, resulta ser perpendicular al borde apoyado. Por lo -;tCVlto, los apoyos se dispondrán con su eje de giro paralelo aliado apoyado. Ver figura 16. · '· . · • · . · ··

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Eje de rotación '&---- - - - - - -: 1

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Figura 16

APOYOS DE NEOPRENO CONFINADO

La figura 17 nos muestra al bloque de neopreno confinado o embutido en un dispositivo metálico. El mismo consiste en una carcasa inferior que contiene al apoyo en su base y en su superficie lateral, mientras que superiormente es comprimido por un pistón de apoyo .

. Al encontrarse confinado, el neopreno aceptará presiones muy elevadas, del orden de los 250 a 3oo kg/cm2, comportándose como un fluído. ·

Un apoyó de este tipo se ccmportará como un clásico apoyo fijo, impidiendo los desplazamientos pero en cambio pennitiendo importantes rotaciones.

Anillo de estanqueidad

Neopreno

APOYOS DE NEOPRENO Y TEFLÓN

Pistón de apoyo

Carcasa

Figura 17

Si los recorridos horizontales son importantes (mayores a 1 O cm), se pueden usar placas de neopreno combinadas con chapas de teflón deslizando sobre una superficie pulida de acero inoxidable. La figura 18 nos ilustra con un ejemplo, en donde la chapa de teflón se ha dispuesto en la cara superior del apoyo de neoprene, lo que resulta conveniente para evitar la· acumulación de polvo sobre la superficie pulida de acero inoxidable.

El teflón es un material sintético de muy bajo coeficiente de roce. A continuación damos algunos valores de este coeficiente en función de la presión de contacto.

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Presiones Coeficientes de Kg/cm2 roce

50 0.047 100 0.040 150 0.033

· El uso de este tipo de apoyos deberá ir necesariamente acompañado por otros apoyos fijos o elásticos de neopreno zunchado, que nos aseguren la inmovilidad del tablero en el plano horizontal.

Disco de teflón -

Anillo de estanqueidad

Figura 18

Placa de reparto

Acero inoxidable

eopreno confinado

DISPOSITIVOS LIMITADORES Y AMORTIGUADORES DE MOVIMIENTOS RELATIVOS ENTRE EL TABLERO Y LA INFRAESTRUCTURA

Las aceleraciones horizontales que producen los movimientos sísmicos, pueden generar desplazamientos que superen las previsiones del cálculo, con el consiguiente riesgo de

. deslizamiento y/o rotura de los apoyos de neopreno. De no limitarse el desplazamiento relativo entre infra y superestructura, además de la rotura del apoyo, s~ presenta el riesgo cierto de la caída de . un extremo de puente .por quedar los extremos de vigas fuera de la zona de las bancadas de apoyo.

Una forma de limitar el movimiento relativo, consiste en la colocación de anclajes antisísmicos. Un dispositivo de este tipo se muestra en la figura N° 19. Consiste en una camisa metálica empotrada en la superestructura y rodeada por un fuerte zuncho de acero. Dentro de esa camisa, se aloja un perno metálico de acero A-52, el cual a su vez se empotra en la infraestructura

. y se zuncha con una armadura en espiral. · · ·

El huelgo entre el perno y la camisa es suficiente para permitir los movimientos normales y previsibles entre la infra y superestructura, los que, por otra parte, son admitidos. por el apoyo de neopreno.

Mayores corrimientos serán impedidos por el contacto entre perno y camisa, pasándose a comportar el apoyo como fijo frente a ese tipo de solicitaciones excepcionales. ·

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Figura 19

. . Sindudaeste tipo de tope ~ígido generará en esas circunstancias fuertes cargas dinámicas . (Choques) en la infraestructura. Una man~ra de paliar este efecto consiste en la colocación de amortiguadores viscosos, los cuales disipan energía y aumentan el tiempo de aplicación de las

. cargas, disminuyendo el citado efecto de choque.

En la figura N° 20 se muestra un esquem.a de este tipo de amortiguadores, Jos que asimismo limitan la extensión de los corrimientos horizontales relativos entre super e infraestructura . .

Este dispositivo no difiere mayormente q~l anclaje de la figura 19, salvo en que el espaGio entre perno y carcasa es rellenado con una materia viscosa que genera el efecto de amortiguación.

Superestructura

Perno

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Infraestructura

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En el caso de los puentes colgantes, resulta también necesario el uso de amortiguadores no · ·solamente en la prevención de acciones sísmicas sino también para controlar oscilaciones · producidas por efectos aislados o combinados de las cargas y el viento.

Estos amortiguadores son del tipo hidráulico, de principio de funcionamiento similar al de los automóviles. Su .diseño se debe adaptar a cada caso en particular. En la figura N° 21 se ven los amortiguadores hidráulicos del puente principal de Zárate - Brazo Largo. Estos dispositivos están conectados entre el tablero y la pila principal y controlan tos movimientos horizontales del tablero. Constituyen la única vinculación horizontal entre el tablero y las pilas. El tablero de este puente cuelga en su totalidad de Jos obenques y sólo se apoya en la infraestructura en correspondencia con los pórticos de tos extremos dei viaducto de aproximación. En ese lugar se encuentran las bielas metálicas que se han indicado en la figura 1\!6 6.

Figura 21

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