Ingeniería Estructural y Rehabilitación del Puente Cautín: Diseño con Tablero de Madera Pretensada
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Proyecto de Rehabilitación del Puente Cautín: Diseño con Tablero de Madera Tensada
Propiedades de la Madera Estructural
Propiedades Mecánicas
- Módulo elástico longitudinal y transversal.
- Tensiones Admisibles.
- Clasificación Estructural.
Propiedades Físicas
- Cambios volumétricos debido al contenido de humedad y variación de temperatura.
- Deformación de la madera en el tiempo con carga constante.
- Resistencia al medio ambiente: pudrición y ataques de termitas, etc.
- Preservación de la madera.
Especificaciones de Materiales
Madera
Se utiliza Pino Radiata grado estructural C24. Las piezas son cepilladas en sus cuatro caras y dimensionadas en milímetros. La escuadría utilizada es de 2 x 9 (50 mm x 220 mm).
Preservación
Impregnación con solución de Creosota según estándar AWPA C14-97. Se aplican ciclos de vacío - presión - temperatura para lograr penetración en todo el espesor y conseguir la estabilidad adimensional de las piezas.
Acero
Barras galvanizadas de 15 mm de diámetro, marca Dywidag. Se trata de acero pretensado con una tensión última de 160 ksi (11.250 kg/cm2).
Descripción del Tablero Tensado
El tablero consiste en tablones dispuestos de canto, en el sentido longitudinal del puente. Estos tablones, en conjunto, son tensados en la dirección transversal por medio de barras de acero de alta resistencia.
El tensado le entrega continuidad al tablero, con lo que este actúa como una placa sólida de madera, mejorando su comportamiento estructural.
Justificación Técnica y Económica
El objetivo principal es reducir significativamente los costos de conservación y aumentar la seguridad y confort de los usuarios.
Contexto Operacional
- El Puente Cautín presenta un elevado Tránsito Medio Diario Anual (T.M.D.A.) de 1.500 vehículos/día.
- El trazado en planta de los accesos actuales tiene radios de curvas restringidos, en particular en el lado sur que cruza la Vía Férrea.
Ahorro de Costos
Anualmente, el costo de conservación era de M$ 3.000.- (Reemplazo de Rodado). Además, cada seis años, un reemplazo total de las maderas significaba M$ 30.000.- (Solo materiales).
Configuración Estructural
Superestructura
La superestructura consta de dos vigas continuas de cuatro tramos de 25 m de luz cada una, con vigas travesaños dispuestas cada 2.40 m. Sobre estas vigas descansa el tablero de madera tensada.
Infraestructura
La infraestructura está compuesta por:
- Dos estribos típicos estructurados en base a muros y alas rectas.
- Tres cepas tipo marco.
- Las fundaciones son del tipo indirecta, basadas en pilotes de acero doble riel.
Conclusiones y Beneficios de la Tecnología
La implementación de esta tecnología de tablero de madera tensada permite:
- Rapidez de Fabricación: Efectuar los trabajos en un tiempo menor.
- Optimización de Costos: Estandarizar soluciones tipo, lo que conlleva a disminuir los costos asociados a su construcción.
- Larga Vida Útil: Alcanzar una vida útil superior a 30 años (resultados obtenidos en países con experiencia como Canadá y Estados Unidos).