APOYOS ELASTOMÉRICOS PARA PUENTES DE CARRETERAS - Curso Proyecto 2 - 2016

Tipos de apoyo

Apoyos elastoméricos zunchados

Acciones en apoyos Cargas verticales Fuerzas horizontales Frenado Viento Fuerza centrífuga Choque de vehículos Sismo 3) Desplazamientos horizontales Temperatura Retracción Fluencia 4) Giros a

Tipos de apoyo elastomérico Tipo A

Tipos de apoyo elastomérico Tipo B

Tipos de apoyo elastomérico Tipo C

Materiales 1 ) Elastómero: En general se utilizan cauchos sintéticos como el cloropreno o el policloropreno (Neopreno). Una de las características mecánicas más importantes es el módulo de elasticidad transversal G que oscila entre valores de 8 𝑘𝑔/𝑐𝑚 2 y 12 𝑘𝑔/𝑐𝑚 2 . Se deben respetar otros parámetros físicos para asegurar un comportamiento y una adecuada durabilidad de los mismos tales como: Dureza Ductilidad Resistencia a tracción Resistencia al desgarramiento Resistencia al Ozono Resistencia a aceites y grasas Resistencia a temperaturas elevadas Variaciones de estos parámetros con el tiempo (envejecimiento)

Materiales 2) Acero de zunchos: Atmosfera no corrosivas -> Acero Dulce Atmosfera corrosiva -> Acero Inoxidable

1) Cargas verticales – Tensiones normales 𝜏 𝑁 = 1.5 𝑆 𝜎 𝑚 𝑒 𝑡 = ∆𝑒 1 +1𝑚𝑚 ∆𝑒 1 = 𝐾 1 ∗𝑛∗ 𝑡 3 𝑎 2 ∗ (𝜎 𝑚 +30) 𝐺 S= ab 2t(a+b) 𝜎 𝑚 = N ab

2) Desplazamientos horizontales Cargas de lenta aplicación (dilatación, retracción y fluencia) tan 𝛾 =𝑢/𝑇 𝑥~0 → tan 𝛾 ≅ 𝛾= 𝑢/𝑇 𝜏 𝑢 =𝐺 ∗tan 𝛾 =𝐺 𝑢 𝑇 Siendo T el espesor total de elastómero 𝐻= 𝜏 𝑢 𝑑𝐴= 𝜏 𝑢 ∗𝑎∗𝑏 → 𝐻=𝐺∗𝑎∗𝑏∗ 𝑢 𝑇 Horizontalmente puede modelar el apoyo como un resorte de constante 𝐾 𝑟,𝑑 =𝐺 𝑎𝑏 𝑇

3) Fuerzas horizontales Cargas instantáneas (frenado, viento, etc.) 𝜏 𝐻 = 𝐻 𝑎𝑏 Para cargas de rápida aplicación el elastómero Responde con un módulo de elasticidad transversal 2G 𝜏 𝐻 =2𝐺 ∗tan 𝛾 𝑥~0 → tan 𝛾 ≅ 𝛾= 𝑢/𝑇 Siendo T el espesor total de elastómero 𝐻 𝑎𝑏 =2𝐺 𝑢 𝑇 -> 𝑢= 𝑇 2𝐺𝑎𝑏 𝐻 Horizontalmente puede modelar el apoyo como un resorte de constante 𝐾 𝑟,𝑖 =2𝐺 𝑎𝑏 𝑇

Se tiene entonces, para una fuerza aplicada H y un desplazamiento impuesto u en la misma dirección, una tensión rasante total igual a: 𝜏 𝐻,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐺𝑢 𝑇 + 𝐻 𝑎𝑏 MOPU (pg.14): Al momento de verificar las tensiones de rasantes máximas se deberán sumar vectorialmente las tensiones horizontales en cada dirección, longitudinal y transversal al puente. 𝜏 𝐻 = 𝜏𝑥 2 +𝜏𝑦 2

4) Giros 𝜏 𝛼 = 𝐺 2 ∗ 𝑎 𝑡 2 ∗ 𝛼 𝑇 𝑀=𝐺∗ 𝛼 𝑇 ∗ 𝑎 5 𝑡 3 ∗ 1 𝐾 2 𝜏 𝛼 = 𝐺 2 ∗ 𝑎 𝑡 2 ∗ 𝛼 𝑇 𝑀=𝐺∗ 𝛼 𝑇 ∗ 𝑎 5 𝑡 3 ∗ 1 𝐾 2 Al momento de verificar las tensiones de rasantes máximas se deberán sumar vectorialmente las tensiones horizontales en cada dirección producto de giros según el eje del tablero y el eje normal al mismo. Para considerar posibles faltas de paralelismo entre la pila y el tablero se deberá Considerar una rotación accidental igual a: Tableros Hormigonados en sitio -> 𝛼 𝑎 =3/1000 Tablero prefabricados -> 𝛼 𝑎 =10/1000 Tablero Metálicos -> 𝛼 𝑎 =3/1000

Limitaciones Limitaciones de la tensión tangencial: 𝜏= 𝜏 𝑁 + 𝜏 𝐻,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 + 𝜏 𝛼,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ≤5𝐺 𝜏 𝑢 ≤0.5𝐺 𝜏 𝐻𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ≤0.7𝐺 b. Limitaciones de la tensión media: 𝜎 𝑚 ≤150 𝑘𝑔/ 𝑐𝑚 2 c. Deslizamiento: Con: 𝑓=0.10+ 6 𝜎 𝑚 para apoyos tipo A 𝑓=0.12+ 2 𝜎 𝑚 para tipo B y C 𝜎 𝑚 ≥20 𝑘𝑔/ 𝑐𝑚 2 y 𝐻≤𝑓∗𝑁 d. Condición de estabilidad 𝑎 10 ≤𝑇≤ 𝑎 5

Limitaciones e. Levantamiento: 𝛼 𝑡 ≤𝑛∗ 3 𝑆 ∗ 𝑡 2 𝑎 2 ∗ 𝜎 𝑚 𝐺 𝛼 𝑡 ≤𝑛∗ 3 𝑆 ∗ 𝑡 2 𝑎 2 ∗ 𝜎 𝑚 𝐺 f. Espesor de zunchos: 𝑒≤ 𝑎 𝑆 ∗ 𝜎 𝑚 𝑓 𝑦 𝑦 𝑡≥2𝑚𝑚 Siendo el límite elástico del acero de los zunchos 𝑓𝑦

Apoyos Anclados En caso de no poder cumplir las limitaciones de deslizamiento, estabilidad o levantamiento, resulta necesario incorporar medidas para mitigar estos efectos tales como anclar los elastómeros o incorporar placas de deslizamiento.

Apoyos tipo POT Cuando la limitación es por cargas verticales elevadas resulta ventajoso utilizar el sistema POT.

Documentación complementaria

Documentación complementaria