CARGAS PORTUARIAS

1. INTRODUCCIÓN

Con el pasar de los años, las viejas construcciones son renovadas y/o mejoradas provocando que sus estructuras sean analizadas, como el espigón N°8, estructura portuaria, del Puerto de Mariel en Cuba, que fue construido en finales de 1980, que cuenta con dos grúas que ejercen una fuerza de 400kN, sin embargo ahora se desea colocar una nueva grúa, la cual transmite hasta 9000kN, para ello se desea comprobar si la estructura hidráulica soportará las nuevas cargas, analizando la capacidad de carga de los pilotes, losa y vigas, y empleando la tecnología mediante un modelo numérico , comparando entre modelos teóricos y matemáticos empleando el Método de los Elementos Finitos.

1. PRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN

1. Desarrollo.

La estructura portuaria presenta los siguientes elementos estructurales pilotes, Figura N°1, una pared tablestaca, vigas cabezales, una losa, bolardos, y pilotes inclinados para efectos de cargas horizontales. Se realiza un estudio mediante una modelación espacial del muelle en 3D, de esa manera se tendrá en cuenta todos los elementos de dicha estructura, como su área e inercia, también el Módulo General de Deformaciones.

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Figura 1. Esquema del muelle y la posición de la carga.

Se modelan las vigas y pilotes como elementos lineales, mientras la losa del muelle como elemento tipo “shell”, donde la grúa será traslada y colocada en diferentes posiciones, obteniendo los siguientes datos en la Tabla 1, de reacciones máximas por pilote según la carga de apoyo de la grúa.[pic 4]

Tabla 1. Determinación de la carga máxima a nivel de pilote.

Así mismo se presenta una estructura espacial de la concentración del esfuerzo, caracterizado por la coloración, generándose mayor esfuerzo de color celeste, por debajo de la grúa y así mismo se obtiene que se los pilotes serán sometidos a una carga de 500kN[pic 5]

Figura 2. Distribución de esfuerzos principales en la losa del muelle.

1. Características de la estratificación.

En estudios Geológicos realizados se obtuvo varios estratos de cieno, arcilla y argilita, estos estudios se hacen con la finalidad de obtener las características físico-mecánicas de los suelos para luego obtener un buen lugar para la colocación de los pilotes de 22metros, como notamos en la Figura 3, la cala C-2 es crítica pues el pilote atravesará 14 metros de arcilla y uno de argilita y un metro de argilita.

A partir de estos datos se analiza la capacidad de carga de los pilotes mediante la modelación por el método de elementos finitos y métodos experimentales.

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Tabla 2. Características físico-mecánicas de los suelos.

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Figura 3. Perfiles de suelo.

1. Modelación con el Método de los Elementos Finitos.

Se realizó el modelamiento teniendo en cuenta los límites respecto de las dimensiones y formas de los pilotes, generando una malla, para después realizar el análisis de la cimentación por elementos finitos, realizando varios modelos hasta alcanzar una mínima variación en la densificación de la malla y la malla inicial, cuya malla posee 7400 elementos como se aprecia en la Figura 5. Mientras que la fricción que ocurre entre el suelo y los pilotes se modela mediante una superficie de interfase, reduciendo las propiedades del[pic 8]

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