La construcción del nuevo puente de Guayllabamba que reemplazará al antiguo construido hace 40 años y que ya cumplió su vida útil

Escuela Politécnica Nacional

Facultad de Ingeniería Mecánica

Soldadura de producción y Mantenimiento

Puente de Guayllabamba

Integrantes:

Cáceres Guerrero Mauricio Alfredo

Fajardo Pruna Cristian Alexander

Sangacha Edwin Vinicio Robalino

Grupo: 01

Primer Bimestre

Periodo: 2011-02

Puente de Guayllabamba

Introducción

La construcción del nuevo puente de Guayllabamba que reemplazará al antiguo construido hace 40 años y que ya cumplió su vida útil.

Los daños más evidentes de la infraestructura se presentan en la base. En el centro se evidencian resquebrajamientos que generan fuertes vibraciones cuando atraviesa un vehículo.

Diego Olmedo, técnico de obra de PANAVIAL, explicó los avances del nuevo puente del río Guayllabamba, que forma parte de la ampliación de la Panamericana Norte, entre Calderón y Guayllabamba. Este puente tendrá tres carriles por sentido y estará listo en octubre de este año.

Análisis

El puente que está en construcción para remplazar al puente ya colapsado esta constituido por 3 tramos, 2 tramas de 30 [m] (laterales) y 1 tramo de 60 [m] (central). El puente tiene una cota de 30 [cm], y al fundir la losa se estima que la cota será de 15 [cm].

Estos tramos están compuestos por cuatro vigas parletas, a su vez las vigas están formadas con dovelas arriostradas y soldadas. Un total de 12 vigas.

Las vigas están constituidas de partes llamadas dovelas.

Para los tramos exteriores (30 [m]) están constituidas por tres dovelas de longitud que se designaran como A y B.

Patines vigas exteriores: 30 [m] de longitud y 1,20 [m] de altura

Para el tramo central (60 [m]) está constituido por cinco dovelas de longitud que se designaran como C, D y E.

Patines viga central: 60 [m] de longitud y 2,40 [m] de altura

Longitud total del puente 120 [m]

Esto nos da un total de:

2 x 4 x 2 = 16 Dovelas A

2 x 4 x 4 = 32 Dovelas B

2 x 4 x 1 = 08 Dovelas C

2 x 4 x 2 = 16 Dovelas D

2 x 4 x 2 = 16 Dovelas E

Material base:

Las dovelas están fabricadas a partir de planchas de acero estructural de baja aleación y alta resistencia, el ASTM A-588 cortadas mediante oxicorte con propano y unidas entre sí mediante soldadura por arco con núcleo de fundente (FCAW), en el montaje se realiza la soldadura con el proceso soldadura por arco con electrodos revestido SMAW

Empleando un electrodo E71T-1C/9C y protección gaseosa de CO2, también se emplea soldadura por arco con electrodo revestido (SMAW) con electrodo E7018, aunque este se lo emplea en menores cantidades y principalmente para punteo.

HSLA, ASTM A-588 el cual fue elegido debido a sus propiedades superiores a las de un acero al carbono, como el tradicional A-36. Dentro de las ventajas de emplear este acero tenemos: una mayor resistencia a la corrosión, un mayor límite de fluencia, lo cual nos permite usar secciones de menores dimensiones, reduciendo así el peso de la estructura.

Tabla No.1 Propiedades Mecánicas Acero ASTM A-588

Límite de fluencia mínimo Resistencia a la tracción mínima Elongación mínima

% en 200mm (8’’)

MPa KSI MPa KSI

345 50 485 70 18

Tabla No.2 Composición Química Acero ASTM A-588

Aleantes Cantidad

Carbono (C) 0,20% máx.

Manganeso (Mn) 0,75-1,35%

Silicio (Si) 0,15-0,50%

Fosforo (P) 0,04% máx.

Azufre (S) 0,05% máx.

Cobre (Cu) 0,20-0,40%

Niquel (Ni) 0,50% máx.

Cromo (Cr) 0,40-0,70%

Vanadio 0,01-0,10%

Acero A 36 para las C’s para darle agarre al concreto (losa a fundir)

Nota: Las dimensiones específicas de las dovelas se hallan en los planos adjuntos.

Material de aporte

En la soldadura de producción de las vigas es FCAW:

Empleando un electrodo E71T-1C/9C y protección gaseosa de CO2

En la soldadura de montaje por facilidad es SMAW

Se emplea un electrodo (Lincon Gricon) E7018 de 1/8 [in] para punteado y pase de raíz y Electrodo (Indura) E7018 de 5/32 [in] para pases de relleno

Nota: La longitud de los electrodos es 35 [cm]

Diseño de las juntas

Para las juntas de producción de las dovelas

Con el proceso FCAW se realizan las juntas en T a doble lado, (Patín - Alma)

Para los elementos rigidizadores se realiza en T

Juntas en T doble lado

Para la soldadura de los rigidizadores con el alma se tiene el siguiente diseño de junta:

Rigidizadores intermedios Rigidizadores apoyo y diafragma

Para la soldadura de los patines con los rigidizadores y con el alma se tiene el siguiente diseño de junta:

Rigidizadores Alma

Juntas a traslape

Para la soldadura de los refuerzos sobre los patines se tiene la siguiente configuración:

La distancia libre máxima que se puede tener es de 2mm por lo cual el pie del filete no puede ser menor que 28mm.

Producción en zona

Juntas a tope

A un lado para la unión entre dovelas en los patines inferior y superior, entre 12- 16 pasadas

Para las placas de 30 y 25 mm de espesor se realiza una preparación de la junta teniendo unas preparadas en V y otras con juntas en doble V o X, mientras que las placas de 10mm basta con juntas en V.

Nota: Las dimensiones del talón y las de abertura de raíz varían entre 2 y 3mm.

Imagen de una junta irregular en el extremo del puente

Velocidad de soldadura

La velocidad de procedimiento para SMAW se tiene una velocidad entre 8-16 cm/min

De acuerdo a las juntas consideramos una velocidad de 12 cm/s

La velocidad para el proceso FCAW está entre 11.5 – 19,0 cm/min. En las juntas especificadas

Se considera una velocidad de soldadura 18 cm/s.

Calculo de masas

Cálculo de la masa de material metálico utilizado en el puente.

Parte A Parte B

Parte A:

Vigas:

Alma total:

29.990*1.197*0.010=0.3590 m^3

Patín total superior:

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