Colapso Puente Topara

7/23/2019 Colapso Puente Topara

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Ingeniero ConsultoO. M UROY

AV. SAN FELIPE N 695 - DPTO. 702, JESUS MARIA - TELEFONO 261-2694

COLAPSO DEL PUENTE TOPARA

ALBUM FOTOGRAFICO

El presente Informe se ha preparado, casi exclusivamente, en base a las

fotografas del archivo adjunto

Las fotografas se han extrado de las pginas web, que se publicaron sobre este

asunto en esos das (17/7/2015 y siguientes)

En el croquis de vistas fotogrficas se muestra la orientacin de las vistas

fotogrficas

SECUENCIA PROBABLE DE SUCESOS

1. Hay seales visibles de disfuncin de las pndolas, se observan marcas

pintadas en la parte inferior de casi todas las pndolas, (ver Foto N 1D, detalle

1), probablemente fisuras o rajaduras y que no son recientes

A partir del 2 evento, todos han ocurrido el mismo da (17/7/2015) y momento

que ha cruzado el camin cargado (44.8T), por el puente

2. Hay un desprendimiento limpio de las pndolas en su conexin con el arco,

(ver Foto N 2A, detalle 2). Se observa la cara superior y los costados de la

parte superior, completamente limpios y lisos, sin trazas de desgarramientos o

rajaduras de su conexin con el arco

3. Sin el sustento de las pndolas, se produce la rotura del arco en el centro (ver

Foto N 2A, Foto N 3A, detalle 3)

4. Tambin, simultneamente con la rotura del arco, y por el peso del camin, se

produce la rotura de la viga, cerca del centro (ver Foto N 3A, detalle 4) y se

desploma el tablero

5. Con el arco quebrado, sus partes del lado sur se desploman e impactan

contra las pndolas (ver Foto N 3A, detalle 5)

6. Las partes del lado norte del arco, se quiebran cerca de sus arranques (ver

Foto N 1A, detalle 6)


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Ingeniero ConsultoO . M UROY


FOTO N 1A FOTO N 1D

FOTO N 2A FOTO N 3A


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CAUSAS DEL COLAPSO DEL PUENTE

1. La causa primordial de esta falla catastrfica, es el deficiente diseo y/o

construccin de las conexiones entre las pndolas y los arcos

2. La disfuncin en estas conexiones, ha desencadenado la falla de los arcos y de las

vigas y el tablero, seguido inmediatamente, del colapso total del puente

3. Si bien, el camin cargado ha iniciado los eventos de la falla final, la carga de

diseo, segn el Reglamento AASHTO, es muchsimo ms alto:

Carga de servicio: 2x33.3T+50.00mx2x0.97T/m=161.4T

Carga ltima: 2x33.3Tx1.75x1.33+50.00mx2x0.97x1.75=321.0TMs an este camin de 44.8T era de 6 ejes

4. De tal manera que, un puente bien diseado y construido, de acuerdo con los

Reglamentos vigentes, no hubiera fallado con estas cargas, de esta manera

5. Puede darse el caso, que un puente nunca llegue a soportar las cargas de diseo,

si consideramos los factores de seguridad superiores a 2

OTRAS DEFICIENCIAS QUE SE HAN PODIDO DETECTAR

1. Las conexiones entre los arriostramientos metlicos y en la parte superior de losarcos, no tienen pernos de anclaje (ver FOTO N 2A)

2. Se puede observar un deficiente recubrimiento de las armaduras del arco en sus

arranques (ver FOTOS 1A, 1B, 3D y 4B)

3. Deficiente calidad del concreto en la losa del tablero, extremos de apoyo, como se

observa en la FOTO N 1F

DEFICIENCIAS EN EL PUENTE GEMELO

1. Debido a que las fotos de detalles se han enfocado en el puente colapsado, no se

tienen buenas vistas del Puente gemelo2.Apenas se puede distinguir las marcas pintadas, similares a la descrita en el punto

1. de la Secuencia probable de sucesos, en las fotos N 1D, 2A, 3D y 4C

3.Aunque en menor cantidad, extensin y tamao, estos han sido seales

precursoras al colapso total del otro Puente

4. Como lo ms probable es que sea el mismo diseo para los dos puentes, lo ms

recomendable es tambin la demolicin del puente gemelo


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VULNERABILIDAD DE LOS ARCOS ATIRANTADOS

1. La Administracin Federal de Carreteras de los Estados Unidos emiti en 1978 una

nota de advertencia referido a puentes en arco atirantados metlicos sobre dos

aspectos

2. Primero, sobre la calidad de las soldaduras en las conexiones entre el arco y las

pndolas y viga inferior atirantada

3. Segundo, el mecanismo de falla de este tipo de estructuras, debido a la ausencia

de elementos redundantes que propicien la formacin de rtulas plsticas de

fluencia, que puedan advertir su inminente falla y no se produzca un colapso total y

violento de la estructura

De la Enciclopia WIKIPEDIA, artculo sobre ARCOS

ATIRANTADOS

Problemas[editar]

1. En un aviso de 1978 emitido por la Administracin Federal de Carreteras de Estados Unidos

(Federal Highway Administration,FHWA), se sealaba que los puentes en arco atirantados

eran susceptibles de tener problemas causados por soldaduras deficientes en la conexin entre

el arco costal y las vigas de empate, y en la conexin entre el arco y los vnculos verticales.

Adems, los problemas con soldaduras electroslag (electroslag welds, o ESW), aunque no

aislen los puentes en arco atirantados, dan como resultado reparaciones molestas, costosas y

que llevan bastante tiempo. La estructura en su conjunto fue descrita como no redundante; el

fracaso de cualquiera de las dos vigas atirantadas se traducira en el fallo de toda la

estructura.2

Volver arriba Federal Highway Administration (28 de septiembre de 1978). TIED ARCH BRIDGES: T

5140.4.Consultado el 22 de julio de 2008.

Technical Advisory

Tied Arch Bridges

September 28, 1978

T 5140.4
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PURPOSE

To acquaint the Federal Highway Administration and States with problems recently associated with tied

arch bridges and to emphasize the need for a thorough evaluation of alternate designs which provide

more redundancy. The problems associated with these structures will also be made known.

BACKGROUND

1. Tied arch bridges have experienced lamellar tearing in the hanger connections to the arch rib, due

primarily to high restraint in the welded connections. Cracking has also been observed at weld details

in the tie girder at floorbeam locations, and in the floorbeams at locations where diagonal struts have

been provided from the bottom of the floorbeam to the stringers supported on top of the floorbeam.

2. Several tied arch structures have been fabricated with electroslag welds in the tie girders and haverequired bolted splice repairs to the tie girder.

3. Although these problems with electroslag welds are not indigenous to tied arch bridges, the serious

consequences of weld cracking associated with the tie girder of a tied arch structure should not be

overlooked. Repairs to rectify the above fractures have been very costly, time consuming and in many

cases have inconvenienced the traveling public.

4. While the tied arch structure may be economically competitive with other alternate designs, it is one of

the most nonredundant structures, relying entirely on the capability of two tie girders to accommodate

the total thrust imposed by the arch ribs.

5. The effect of rib shortening in a tied arch is accentuated by the effect of tie lengthening and hanger

stretch and the resultant moments in both the rib and tie girder can be largely eliminated by proper

camber, provided the fabrication and erection account for this. If fabrication and erection procedures

are such that reversing moments are not introduced into the structure, the actual stresses in the final

structure may be quite different than designed.

RECOMMENDATIONS

Preliminary and detailed development which involves a tied arch structure should be given careful

consideration in light of the previous comments. Existing structures having similar details should be

inspected carefully, especially the tie girders.

W. J. Wilkes, DirectorOffice of Engineering


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EL ARCO ATIRANTADO ES UN ARCO VERDADERO?

Segn la definicin de arco verdadero (true arch) que figura en la Seccin 6,

Estructuras de Acero del Reglamento AASHTO, el arco atirantado no sera un arco

verdadero

El arco atirantado es en realidad una estructura reticulada, cuya brida superior en

compresin tendra forma curva

En el croquis siguiente se muestra cmo evoluciona un reticulado tpico de peralte

constante al arco atirantado (reticulado con brida superior curva)

Pero ms all de esta cuestin semntica, existe un criterio de fondo que lo diferencia yes que el arco verdadero se concibe con una configuracin curva de tal forma que se

eliminen o disminuyan los momentos de flexin, cuando se somete a cargas verticales.

As las secciones del arco funcionan bsicamente a esfuerzos axiales, consiguindose

la distribucin de esfuerzos ms eficiente en la seccin. La curva directriz del arco con

la que se equilibran las cargas actuantes, se llama curva funicular

Un puente est sometido a cargas variables de trnsito, por lo que se tendra

funiculares variables para cada caso de carga, por lo que se tiene que fijar el estado de

cargas ms representativo crtico para encontrar una funicular, tal que los otros casos

de carga, produzcan curvas funiculares de cargas que se desven lo menos posible de

la directriz seleccionada

Sin embargo, mientras ms largo sea el puente, (en arcos de concreto se han

alcanzado los 400m y en arcos de acero ya se superan los 500m), el peso propio y

peso muerto se hace predominante y el efecto de las cargas variables de trnsito sera

insignificante

En el puente de Gladesville, de 305m de luz entre arranques, se calcul la curva

funicular y se encontr que la excentricidad por la variacin de las cargas, eran

menores de 2.5cm

Este puente fue construido como un puente romano de la antigedad, usando dovelas

prefabricadas, que se montaban sobre el falso puente y no tiene ninguna armadura de

continuidad.

El arco se sostiene solamente por su estado de compresin y un pretensado inicial con

gatas chatas (flat jacks)


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Puente de Gladesville, Sydney, Australia

Montaje de las dovelas prefabricada sobre el falso puente

Puente de Gladesville, Sydney, Australia

Vista panormica del Puente terminado


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Documents

Colapso Puente Topara