REHABILITACIÓN DEL VIADUCTO LA CABRERA Ing. José Vicente Heredia T.

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1 REHABILITACIÓN DEL VIADUCTO LA CABRERA Ing. José Vicente Heredia T.
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA GOBERNACION DEL ESTADO CARABOBO INSTITUTO AUTONOMO DE VIALIDAD DEL ESTADO CARABOBO INVIAL REHABILITACIÓN DEL VIADUCTO LA CABRERA INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA HISTÓRICA Y ADECUACIÓN SÍSMICA DEL VIADUCTO LA CABRERA T001 – ESTADO CARABOBO Ing. José Capobianco A. Ing. José Vicente Heredia T.

2 UBICACIÓN.- El Viaducto La Cabrera se encuentra en la Autopista Regional del Centro en la Troncal 001, a la altura de la progresiva de acuerdo al nomenclador nacional, en el Estado Carabobo, en el tramo de vía entre Valencia y Maracay, adyacente a la frontera con el Estado Aragua, cercanos a otros centros poblados como San Joaquín y Guacara. Los Guayos Dist. Sta Clara Lago de Valencia 1 Limite Yaracuy Urama Morón Falcón 3 El Palito 11 Encrucijada Carabobo Municipio Naguanagua 6 Límite Aragua Puerto Cabello Bejuma VALENCIA Mariara Campo de Canoabo 4 San Blas Alpargatón Bárbula Taborda Manuare Central Tacarigua Bucarito Güigüe El Cangrejo 5 Flor Amarilo La Florida 2 VIAS TRONCALES VIAS LOCALES POBLACION DISTRIBUIDOR Cojedes Belén VIADUCTO LA CABRERA

3 ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA GEOLOGÍA Y GEOTECNIA
El viaducto La Cabrera entra en servicio en el año 1957 Existió control de carga en los años 60 Problemas geotécnicos por asentamientos en los primeros 10 años de servicio. Rehabilitaciones importantes 1968 y Profundidad de los pilotes originales probablemente entre 12.0 y 15.0 metros. Reforzamiento pilotes de tubo perdido 30.0 m. Viaducto La Cabrera para ferrocarril pilotes 1.20 m de diámetro y longitud entre 32.0 y 36.0 m. Suelos diatomáceos del Lago de Valencia (intercalación de turba y caracolillo) Características mecánicas del caracolillo.

4 INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS Y ESTUDIOS DE RIESGO SÍSMICO PREVIAS AL PROEYCTO DE REHABILITACIÓN DEL VIADUCTO LA CABRERA

5 “REFORAGRO 1957” (Posiblemente entre 1955 y 1956) AÑO 1979
ESTUDIO GEOTÉCNICO ORIGINAL “REFORAGRO 1957” (Posiblemente entre 1955 y 1956) ESTUDIO GEOTÉCNICO VIADUCTO LA CABRERA AÑO 1973 EMPRESA SUELOS-CONCRETO-ASFALTO ESTUDIO GEOTÉCNICO DIAGNÓSTICO VIADUCTO LA CABRERA AÑO 1979 OFICINA DE INGENIERÍA DE CONSULTA ING. ROBERTO CENTENO W. ING. CARLOS RODRIGUEZ A

6 PELIGRO SISMICO Y ESPECTROS DE RESPUESTA PARA EL VIADUCTO LA CABRERA
AGOSTO 1996 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA INSTITUTO DE MATERIALES Y MODELOS ESTRUCTURALES ING. OSCAR LOPEZ, ING. RONALD TORRES, ING. FRANK AUDEMAR, ING. ANGELO MARINILLI PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN VIADUCTO LA CABRERA PARA SISTEMA FERROVIARIO AÑO Y AÑO 2004 ACTUALIZACIÓN INVIAL PROYECTO DE REHABILIACIÓN VIADUCTO DE LA CABRERA AÑO 2004 Y AÑO 2005

7 RESUMEN DE DAÑOS INFORME CENTENO – RODRIGUEZ 1979
Se observaron: Grietas verticales en los diferentes elementos estructurales Grietas horizontales en columna Grietas transversales Elementos estructurales oxidados Fenómeno de subsidencia en terreno adyacente al viaducto

8 DATOS IMPORTANTES DE LA INVESTIGACIÓN AUSCULTACIÓN RADIOMÉTRICA
TOTAL DE EJES AFECTADOS : NÚCLEOS TOMADOS EN CONCRETO : PILOTES ESTUDIOS RADIOMÉTRICAS (TESTCRET) : PILOTES PILOTES CON ANOMALÍAS GRAVES : PILOTES PILOTES SIN FALLAS : PILOTES RESULTADOS DUDOSOS : PILOTE

9 EVOLUCIÓN DEL NIVEL FREÁTICO (1957-2005)
Referencia 1957 Profundidad aproximada = -2.5 m Datos importantes: De 1957 a 1979 = 22 años el nivel freático descendió 12 cm/año De 1957 a 1979 = 22 años el nivel del Lago descendió 22 cm/año

10 CONCLUSIONES FALLAS CONSTRUCTIVAS EN PILOTES STRAUSS EJE 9 Y EJES 12 AL 119 NO EXISTEN FALLAS APARENTES EN PILOTES DEL TIPO FRANKI Y RAYMOND LONGITUD MÁXIMA DE LOS PILOTES : 15.0 M. PROFUNDIDAD DE SUELOS RESISTENTES: ENTRE 25.0 Y 30.0 M REFUERZO DE PILOTES DE TUBO METÁLICO DE 30.0 CM DE DIÁMETRO COMPARACIÓN NIVELES FREÁTICO PROMEDIO Referencia 2.5 m m m

11 CONCLUSIONES IMPORTANTES DEL INFORME PELIGRO SISMICO Y ESPECTROS DE RESPUESTA PARA EL VIADUCTO LA CABRERA DE AGOSTO 1996 Aceleración horizontal máxima : 0.40 g (400 cm/seg2) Aceleración vertical máxima: 0.28 g (70 % de la horizontal) Factor de amortiguamiento de 0.05 Los suelos son susceptibles a sufrir licuación Probabilidades de excedencia 5-10 % en un lapso de 50 años Duración del sismo: 5 segundos (Fase intensa) Duración total: 25 segundos

12 Actualidad Actualmente, las condiciones que se encuentra el Viaducto La Cabrera, nos lleva a realizar una investigación geotécnica con miras a reforzar el sistema de fundaciones de la estructura del viaducto y adecuarla a la normativa sísmica vigente. Para ello se realizaron seis perforaciones complementarias a los estudios anteriores mediante el método S.P.T., a continuación se presenta un resumen de los resultado obtenidos.

13 REGISTRO DE PERFORACIÓN

14 REGISTRO DE PERFORACIÓN

15 REGISTRO DE PERFORACIÓN

16 REGISTRO DE PERFORACIÓN

17 REGISTRO DE PERFORACIÓN

18 REGISTRO DE PERFORACIÓN

19 PERFILES PROBABLES DEL SUELO

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23 Basados en: Resultados de los ensayos de laboratorio
Registros de perforación. Interpretación estratigráfica de las perforaciones. Informes Geotécnicos iniciales ejecutados por la oficina de Ingeniería de Consulta por los Ingenieros Roberto Centeno y Carlos Rodríguez (1.979). Informe Peligro Sísmico y Espectros de Respuesta para el Viaducto La Cabrera por los Ingenieros Oscar López, Ronald Torres, Frank Audemar y Angelo Marinilli (1.996). Información geotécnica y sedimentaria de los suelos del Lago de Valencia, disponible en la empresa.

24 Y Considerando : Método constructivo rápido que considere la estructura existente y espacio disponible entre pilas. Menor tiempo de cierre de la principal arteria vial del país en una de sus trochas. Efecto de las cargas de las gandolas en las cotas sobre la vía abierta en el viaducto usada como doble vía. Presencia del túnel de la Cabrera que forma un embudo natural aún en servicio las dos trochas del viaducto. Costo del proyecto, dentro de los parámetros económicos del país.

25 Se llegó a la siguiente conclusión :
La solución más factible desde el punto de vista de facilidad constructiva, sigue siendo el uso de pilotes de camisa perdida trabajando exclusivamente por fricción lateral.

26 Características del pilote recomendado:
Profundidad de suelos con poca fricción lateral a la hinca L1 = 18.0 m (variable) Coeficiente de fricción en los estratos superficiales de poca fricción lateral 2.0 T/m2 Profundidad del pilote 30.0 m Diámetro del pilote 0.32 m Prof. estimada de suelos con buena fricción lateral L2 = 12.0 m (Variable) Coeficiente de fricción lateral 6.0 T/m2

27 Recomendaciones Constructivas

28 El proyecto de rehabilitación del viaducto La Cabrera es una obra de ingeniería compleja por las variables condiciones geotécnicas del suelo, donde se presentan erráticamente estratos ó lentes de turba y depósitos diatomáceos, esto provocará bajas en el número de golpes de la hinca del pilote sobre todo en los primeros 12.0 m, donde todo el perfil indica la presencia de suelos de baja capacidad de soporte. Otra razón de la complejidad del proyecto, es la necesidad estructural de hincar pilotes inclinados, para absorber el efecto nocivo de las cargas horizontales sobre la estructura existente. Por estas razones la inspección deberá chequear los siguientes parámetros: Verificar que no exista oxidación superficial de las camisas perdidas, como sucede típicamente en este tipo de tubos.

29 PROYECTO DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL.-

30 PROYECTO DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL

31 CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES.-
El Viaducto “La Cabrera” está constitutito por dos (2) estructuras paralelas, identificadas como Pista Norte y Pista Sur. Cada una de estas pistas tiene una longitud de 2054 metros, conformada por 157 tableros isostáticos, de los cuales 155 tienen total de 13,00 metros cada uno. Uno de longitud total de 26 metros y otro de 14,00 metros. El ancho total de cada pista es de metros, repartidos en dos (2) burladeros acera – baranda de 0.95 metros cada uno y un ancho libre de calzada de 11.35metros. Para efectos de la descripción e identificación de los elementos estructurales evaluados, se dividió la estructura en cuatro (4) sectores, de acuerdo con el tipo de elementos estructurales que conforman sus tableros.

32 PERFIL GENERAL DEL VIADUCTO.-

33 FILOSOFIA DEL REFORZAMIENTO.-
Las directrices en la selección de este proceso de reparación pueden enumerarse de la siguiente manera: Satisfacer los requisitos de las Normas aplicables, en cuanto a seguridad de la estructura reforzada. Esto se refiere a que los elementos reforzados satisfagan las tensiones admisibles por flexión, y que el proceso de refuerzo no perjudique la integridad de los elementos existentes. Satisfacer los objetivos de las Normas aplicables, en cuanto a la durabilidad de la estructura reforzada: se desea que sus deflexiones no produzcan daños a otros elementos más frágiles (el tablero de concreto). Economía y rapidez en la ejecución del refuerzo, con objeto de minimizar el costo y el impacto de las actividades requeridas para la reparación.

34 VIGAS METÁLICAS DEL TABLERO: (DETALLE 1)
Aumento de su momento de inercia mediante la adhesión de una nueva viga metálica en su ala inferior, mediante la utilización de pernos y tuercas especiales.

35 VIGAS METÁLICAS DEL TABLERO: (SECCION B-B)
Aumento de su momento de inercia mediante la adhesión de una nueva viga metálica en su ala inferior, mediante la utilización de pernos y tuercas especiales.

36 VIGAS METÁLICAS DEL TABLERO:
Aumento de su momento de inercia mediante la adhesión de una nueva viga metálica en su ala inferior, mediante la utilización de pernos y tuercas especiales.

37 PILAS APORTICADAS: Nuevos Pilotes.
Nueva zapata de fundación colocada sobre la zapata existente y apoyada sobre los nuevos pilotes.

38 PILAS APORTICADAS: (VISTA FRONTAL)

39 PILAS APORTICADAS: (VISTA LATERAL)

40 DETALLE DE REFUERZO DE COLUMNA
PILAS APORTICADAS: Refuerzo de Columnas mediante Aumento de Sección. Reforzamiento de columnas mediante aumento de sección original embutiendo la misma. El refuerzo metálico de las columnas arranca desde la nueva zapata de fundación y remata en la viga superior. DETALLE DE REFUERZO DE COLUMNA

41 DETALLE DE REFUERZO DE VIGA
PILAS APORTICADAS: REFUERZO DE VIGAS SUPERIORES. Reforzamiento de vigas superiores mediante aumento de sección original en su parte inferior y en ambos laterales. Los tableros quedaran apoyados en las mismas superficies originales. DETALLE DE REFUERZO DE VIGA

42 PILAS APORTICADAS: REFUERZO DE VIGAS SUPERIORES.

43 PLANTA GENERAL DE PILAS - MURO REFORZADAS
PILAS MUROS: Para cada pila se propone hincar tres (3) pilotes en cada lateral, fuera del tablero, reforzar la viga de la pila mediante el aumento de su sección en su parte inferior y en ambos laterales y prolongar su longitud hasta apoyar sus extremos en los nuevos cabezales de pilotes colocados sobre los nuevos pilotes. PLANTA GENERAL DE PILAS - MURO REFORZADAS

44 PLANTA DE PILA - MURO REFORZADA
PILAS MUROS: Para cada pila se propone hincar tres (3) pilotes en cada lateral, fuera del tablero, reforzar la viga de la pila mediante el aumento de su sección en su parte inferior y en ambos laterales y prolongar su longitud hasta apoyar sus extremos en los nuevos cabezales de pilotes colocados sobre los nuevos pilotes. PLANTA DE PILA - MURO REFORZADA

45 VISTA DE PILA - MURO REFORZADA
PILAS MUROS: Para cada pila se propone hincar tres (3) pilotes en cada lateral, fuera del tablero, reforzar la viga de la pila mediante el aumento de su sección en su parte inferior y en ambos laterales y prolongar su longitud hasta apoyar sus extremos en los nuevos cabezales de pilotes colocados sobre los nuevos pilotes. VISTA DE PILA - MURO REFORZADA

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47 A nombre del equipo técnico del
INSTITUTO AUTONOMO DE VIALIDAD DEL ESTADO CARABOBO ( INVIAL ) MUCHAS GRACIAS………..