ES2372095A1 - Sistema de reacondicionamiento de puentes mediante elementos de disipación pasiva. - Google Patents
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Abstract
Sistema de reacondicionamiento de puentes mediante elementos de disipación pasiva, que comprende, al menos, una pluralidad de amortiguadores (5), apoyados en las vigas auxiliares (6) y anclados a las mismas; y donde las vigas auxiliares (6) se encuentran ancladas al paramento interior (3b) del alzado del estribo (3), y empotradas en el mismo.
Description
Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva.
La presente invención describe un sistema de
reacondicionamiento de puentes, particularmente de puentes de
ferrocarril, mediante elementos de disipación pasiva con el objeto
de reducir las vibraciones verticales inadmisibles, aumentando su
amortiguamiento global, gracias a los disipadores
fluido-viscosos (FVD) y disipadores
visco-elásticos (VED).
El comportamiento dinámico de puentes sometidos
al paso de vehículos ferroviarios es un tema de creciente interés
debido a la construcción de nuevas líneas de Alta Velocidad y a la
posibilidad de un aumento en la velocidad de explotación de las
líneas férreas existentes. Este tipo de trenes puede inducir
fenómenos de resonancia en las estructuras de paso, especialmente en
aquellas cuyos elementos resistentes principales son vigas
simplemente apoyadas. El fenómeno resonante se produce cuando el
tiempo de paso entre grupos de cargas consecutivos sobre una misma
sección del puente es un múltiplo de alguno de sus períodos
naturales. A medida que la velocidad de circulación se acerca a la
de resonancia se produce un aumento de la amplificación dinámica de
la respuesta que puede resultar en aceleraciones verticales
inadmisibles. Éstas pueden empeorar el confort del viajero,
desconsolidar la capa de balasto y, por consiguiente, aumentar las
operaciones y el coste de mantenimiento e incluso incrementar el
riesgo de descarrilamiento, tal y como han descrito miembros del
Comité D-214 del European Rail Research Institute,
como son L. Frýba (L. Frýba, Dynamic behaviour of bridges due to
high-speed trains. Departamento de Engenharia
Civil da FEUP, Workshop Bridges for High-Speed
Railways, Porto, 2004, pp. 137-158) y F. Mancel
(F. Mancel, Cedypia: Analytical software for calculating dynamic
effects on railway bridges. Fourth European Conference on
Structural Dynamics Eurodyn `99, Prague, 1999, pp.
675-680).
El reacondicionamlento de puentes o vigas
sometidos a cargas móviles mediante elementos de disipación pasiva,
ha sido tratado por varios autores. Kwon et al. (H. C. Kwon,
M. C. Kim and I. W. Lee, "Vibration control of bridges under
moving loads", Computers & Structures Vol. 66, pp.
473-480, 1998) investigan la posibilidad de
instalar amortiguadores de masa sintonizada (TMD) en la sección
central de vanos de 30-40 metros de longitud en
puentes continuos. Según estos autores, el desplazamiento vertical
llega a reducirse en un 21% pero las aceleraciones apenas se ven
modificadas, achacándolo a que el tiempo de paso de las
composiciones no es suficiente para alcanzar el régimen de vibración
requerido en el TMD. Wang et al. (J. F. Wang, C. C. Lin and
B. L. Chen, "Vibration suppression for
high-speed railway bridges using tuned mass
dampers", International Journal of Solid and
Structures Vol. 40, pp. 465-491, 2003) a su vez
estudian el reacondicionamiento con TMD de puentes con luces
comprendidas entre 30 y 40 metros de la red de Alta Velocidad de
Taiwán, sometidos a la circulación del I.C.E., el T.G.V. y el S.K.S.
Concluyen que el sistema es eficaz sólo cuando las composiciones
viajan a velocidades de resonancia, y analizan también los
problemas de desintonización del amortiguador y la influencia de la
variabilidad de las frecuencias del sistema al tener en cuenta la
interacción vehículo estructura. Yau y Yang (J. D. Yau and Y. B.
Yang, "Vibration reduction for cablestayed bridges travelled by
high-speed trains", Finite Elements in
Analysis and Design Vol. 40, pp. 341-359, 2004)
proponen la instalación de un sistema formado por varios TMD estando
cada uno de ellos sintonizado a una frecuencia. Finalmente, Das y
Dey (A. K. Das and S. S. Dey, "Effects of tuned mass dampers on
random response of bridges", Computers & Structures
Vol. 43, pp. 745-750, 1992) estudian los efectos de
instalar TMD en puentes sometidos a una excitación de tipo
aleatorio.
Por otra parte, Minsili et al. (L. S.
Minsili, T. Zhong, H. Xia and D. E. Manguelle, Design and
vibration control by friction dampers in truss bridges, Botswana
National Construction Industry Council, 2nd international
conference on construction in developing countries: Challenges
facing the construction industry in developing countries,
Bostwana, 2002) proponen la aplicación de Conexiones de Fricción en
puentes metálicos para reducir las vibraciones debidas a cargas
móviles y sísmicas. Señalan que esta alternativa da lugar a una
reducción importante de los desplazamientos estructurales, pero que
las aceleraciones verticales experimentadas por la estructura
reacondicionada pueden ser incluso superiores debido a la naturaleza
de las fuerzas adicionales introducidas.
Algunos autores proponen también el empleo de
materiales viscoelásticos (VE). Choo et al. (J. F. Choo, H.
M. Koh, S. C. Kang and B. S. Kim, Vibration control of
long-span high-speed railway bridges
under periodic moving loading using viscoelastic damper,
International association for bridge and structural engineering,
Structures for high-speed railway
transportation, 2003) llevan a cabo un programa experimental de
ensayos en el que tratan de reducir la respuesta dinámica de una
viga simplemente apoyada aprovechando la energía disipada por un
material acrílico sometido a deformaciones tangenciales conectado a
ésta.
Además, varios autores han contribuido desde el
punto de vista puramente teórico al estudio del tipo de sistemas que
esta patente propone. Oliveto et al. (G. Oliveto, A. Santini
and E. Tripodi, "Complex modal analysis of a flexural vibrating
beam with viscous end conditions", Journal of Sound and
Vibration, Vol. 200, pp. 327-345, 1997) y Greco
y Santini (A. Greco and A. Santini, "Dynamic response of a
flexural non-classically damped continuous beam
under moving loadings", Computers & Structures, Vol.
80, pp. 1945-1953, 2002) resuelven el problema
dinámico de una viga continua con dos amortiguadores rotacionales
viscosos puros situados en ambos extremos, estando el sistema
sometido a una única carga móvil puntual y empleando una extensión
del método de superposición complejo. Oniszczuk (Z. Oniszczuk,
"Free transverse vibrations of elastically connected simply
supported double-beam complex system", Journal
of Sound and Vibration, Vol. 232(2), pp.
387-403, 2000) presentó la solución de la vibración
libre de un sistema de viga doble de tipo general (dos vigas en
paralelo conectadas mediante una capa de material viscoelástico). Vu
et al. (H. V. Vu, A. M. Ordóñez, B. H. Karnopp, "Vibration
of a double beam system", Journal of Sound and Vibration,
Vol. 229(4), pp. 807-822, 2000) obtuvieron la
solución para un sistema de viga doble formado por dos vigas
idénticas y sometidas a la acción de una carga arbitraria. Oniszczuk
(Z. Oniszczuk, "Forced transverse vibrations of an elastically
connected complex simply supported double-beam
system", Journal of Sound and Vibration, Vol. 264, pp.
273-286, 2003) resolvió el mismo problema que Vu
et al. pero para vigas de tipo cualquiera y, finalmente,
Abu-Hilal (M. Abu-Hilal, "Dynamic
response of a double Euler-Bernoulli beam due to a
moving constant load", Journal of Sound and Vibration,
Vol. 297, pp. 477-491, 2006) resolvió el movimiento
de un sistema similar al considerado por Vu et al. ante el
paso de una carga móvil.
En lo referente a las vigas auxiliares, existen
trabajos anteriores donde se han analizado sistemas con vigas
formadas por cajones metálicos biapoyados. Dichos cajones metálicos
presentan dos inconvenientes; por un lado la corrosión, agravada por
su ubicación bajo el tablero del puente, cercana muchas veces a
ambientes muy húmedos (puentes sobre cauces, etc); por otro lado la
frecuencia de la viga biapoyada, que no es muy elevada debido a sus
condiciones de contorno y a que gran parte de la masa de la viga se
\hbox{encuentra formando parte de las dos almas que componen el
cajón.}
Para paliar los problemas arriba mencionados, se
presenta el sistema de reacondicionamiento de puentes mediante
elementos de disipación pasiva, objeto de la presente invención.
Dicho sistema consiste en un acoplamiento del dispositivo de
amortiguamiento con la superestructura del puente que permite
aumentar el amortiguamiento de los tableros de puentes
ferroviarios. Este sistema, además, comprende elementos de
disipación pasiva, del tipo fluido-viscoso o
visco-elástico, enlazados a vigas auxiliares
situadas debajo del tablero del puente, estando dichas vigas
auxiliares empotradas en los estribos.
El trabajo de este sistema permite reducir, a
valores admisibles, las aceleraciones verticales que experimentan
los tableros de puentes al paso de trenes de alta velocidad.
Por otro lado, la acción del sistema evita la
desconsolidación de la capa de balasto de la vía dispuesta sobre el
tablero del puente y, por consiguiente, permite disminuir el coste
de mantenimiento, así como el potencial riesgo de descarrilamiento
del tren.
Además los amortiguadores que forman parte del
sistema presentan una vida útil muy larga, permitiendo su trabajo
durante un número de ciclos muy elevado. Esto hace que el coste de
mantenimiento y sustitución de los mismos sea reducido.
En la presente invención las vigas auxiliares
empleadas son de hormigón, presentando menos problemas de corrosión,
biempotradas en lugar de biapoyadas, y su sección puede ser de dos
tipos: una doble T, con la masa concentrada sobre todo en las alas,
en las cuales se optimiza el binomio masa-inercia,
consiguiendo una máxima frecuencia; o bien una sección de cajón que,
a pesar de no poseer la mejor relación masa-inercia,
no presenta problemas de corrosión y es la mejor opción en caso de
que existan problemas de gálibo bajo el tablero, ya que en ella los
amortiguadores atraviesan el cajón ocupando el conjunto una altura
reducida.
La conexión de todos los elementos se realizaría
de la siguiente manera:
- -
- unión de los amortiguadores con la cara inferior del tablero, mediante chapas, y anclajes, preferentemente metálicos;
- -
- disposición de la viga auxiliar de hormigón pretensado, orientada según la dirección del tablero, y en la cual se ancla cada amortiguador mediante una unión, también formada por chapas y anclajes metálicos;
- -
- unión de los extremos de la viga auxiliar con la infraestructura del puente, es decir con los dos estribos, anclando la viga auxiliar al paramento interior del estribo.
Por cuestiones económicas y de espacio
disponible bajo el tablero del puente, se busca optimizar la sección
transversal de la viga auxiliar. La idea de biempotrar la viga a los
estribos es la solución idónea pues se consigue la máxima rigidez en
la viga. Dicha unión se realiza empotrando los extremos de la viga
auxiliar al paramento interior del estribo, materializando dicho
empotramiento mediante chapas, cartelas y pernos metálicos.
Preferentemente los elementos metálicos empleados son de acero
inoxidable para evitar problemas de corrosión.
El funcionamiento del conjunto de la invención
sería de la siguiente manera: el paso del tren hace vibrar el
tablero, deformándose verticalmente; el tablero con su movimiento
pone en carga los amortiguadores, que empiezan a actuar; los
amortiguadores transmiten su carga a las vigas auxiliares,
realizando el conjunto amortiguadores-vigas
auxiliares su trabajo de disipación de energía; por último, las
vigas auxiliares transmiten sus reacciones a la infraestructura del
puente (estribos) y de aquí al terreno.
Con el sistema así descrito se obtienen las
siguientes ventajas:
- (i)
- los elementos de disipación pasiva disipan energía no sólo en bandas estrechas de frecuencia como es el caso de los TMD y por lo tanto no presentan los inconvenientes relacionados con la sintonización y resintonización;
- (ii)
- cualquier elemento cuya disipación energética se basa en procesos de fricción o plastificación necesariamente requiere de una sustitución periódica y da lugar a un aumento de los costes de mantenimiento; sin embargo algunos FVD y VED presentan hoy en día características técnicas que les permiten experimentar un número de ciclos muy elevados antes de tener que ser reemplazados;
- (iii)
- los FVD y VED consiguen reducir la aceleración vertical para casos de puentes donde dicha aceleración vertical presenta valores elevados.
A continuación se pasa a describir de manera muy
breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la
invención y que se relacionan expresamente con una realización de
dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de
ésta.
La figura 1 es una sección longitudinal en
alzado de un puente a reacondicionar, donde se observa: un tablero 1
compuesto de de vigas prefabricadas 1a con losa superior hormigonada
in situ 1b; elementos de apoyo 2 bajo el tablero; estribos 3,
donde se indica el paramento del intradós 3b del alzado del
estribo; relleno del trasdós 4.
La figura 2 es una sección longitudinal en
alzado de un puente a reacondicionar, donde se observa: vigas
prefabricadas 1a; losa superior hormigonada in situ 1b;
paramento del intradós 3b del alzado del estribo; tierra contenida
por los estribos 4; amortiguadores 5; vigas auxiliares 6.
La figura 3 muestra la sección transversal en el
centro de luz del tablero, para un primer modo de realización de la
solución propuesta, donde se observa: vigas prefabricadas 1a; losa
superior hormigonada in situ 1b; amortiguadores 5; vigas
auxiliares 6.
La figura 4 muestra la sección transversal en el
centro de luz del tablero, para un segundo modo de realización de la
solución propuesta, donde se observa: vigas prefabricadas 1a; losa
superior hormigonada in situ 1b; amortiguadores 5; vigas
auxiliares 6; cartelas de apoyo de amortiguadores 17.
La figura 5 muestra la sección transversal en el
centro de luz del tablero, para un tercer modo de realización de la
solución propuesta, donde se observa: vigas prefabricadas 1a; losa
superior hormigonada in situ 1b; amortiguadores 5; vigas
auxiliares 6. En esta figura la viga (6) mostrada es una viga de
cajón.
La figura 6 muestra un alzado longitudinal de la
viga auxiliar 6, en este caso con perfil en forma de doble T, donde
se observa: viga auxiliar 6; zona aligerada 6b; zona de transición
6c; zona extrema maciza 6d; cajón macho 15.
La figura 7 muestra la sección transversal de la
zona aligerada de la viga auxiliar, en este caso con perfil en forma
de doble T, donde se observa: ala superior 7a; ala inferior 7b; alma
7c.
La figura 8 muestra la sección transversal de la
zona de transición de la viga auxiliar, en este caso con perfil en
forma de doble T, donde se observa: ala superior 7a; ala inferior
7b; alma 7c.
La figura 9 muestra la sección transversal de la
zona extrema maciza de la viga auxiliar, en este caso con perfil en
forma de doble T, donde se observa: cajón macho 15; elementos de
sujeción 16.
La figura 10 muestra un alzado longitudinal de
la viga auxiliar, en este caso viga de cajón, donde se observa: viga
auxiliar 6; zona aligerada 6b; zona extrema maciza 6d; cajón macho
15.
La figura 11 muestra la sección transversal de
la zona aligerada de la viga auxiliar, en este caso viga de cajón,
donde se observa: ala superior 7a; ala inferior 7b; almas 7c.
La figura 12 muestra la sección transversal de
la zona extrema maciza de la viga auxiliar, en este caso viga de
cajón, donde se observa: cajón macho 15; elementos de sujeción
16.
La figura 13 muestra un alzado frontal del
anclaje de la viga auxiliar, en su zona aligerada, a la losa
superior donde se observa: Losa hormigonada in situ 1b;
amortiguador 5; ala superior 7a; elementos de sujeción 8a; bulón 8b;
bulón 8c; elementos de sujeción 8d; placa metálica horizontal 9a;
chapas verticales 9b; chapas verticales 9c; placa horizontal 9d;
chapas horizontales 9e.
La figura 14 muestra un alzado lateral del
anclaje de la viga auxiliar, en su zona aligerada, a la losa
superior donde se observa: losa superior hormigonada in situ
1b; amortiguador 5; ala superior 7a; elementos de sujeción 8a;
bulón 8b; bulón 8c; elementos de sujeción 8d; placa horizontal 9a;
chapas verticales 9b; chapas verticales 9c; placa horizontal 9d;
chapas horizontales 9e.
La figura 15 muestra un alzado frontal del
anclaje de la viga auxiliar, en su zona aligerada, a la losa
superior donde se observa: losa superior hormigonada in situ
1b; amortiguadores 5; alma 7c; elementos de sujeción 8a; bulones 8b;
bulones 8e; tornillos 8f; mediante elementos de sujeción 8g; placas
horizontales 9a; chapas verticales 9b; angulares metálicos 9f,
cartelas de apoyo de amortiguadores 17.
La figura 16 muestra un alzado lateral del
anclaje de la viga auxiliar, en su zona aligerada, a la losa
superior donde se observa: losa superior hormigonada in situ
1b; amortiguadores 5; alma 7c; elementos de sujeción 8a; bulones 8b;
bulones 8e; tornillos 8f; mediante elementos de sujeción 8g; placas
horizontales 9a; chapas verticales 9b; angulares metálicos 9f,
cartelas de apoyo de amortiguadores 17.
La figura 17 muestra una sección transversal del
anclaje de la viga auxiliar, en su zona aligerada, a la losa
superior donde se observa: losa superior hormigonada in situ
1b; amortiguador 5; zona aligerada 6b de la viga auxiliar; ala
superior 7a; ala inferior 7b; elementos de sujeción 8a; bulón 8b;
bulón 8c; elementos de sujeción 8d; placa horizontal 9a; chapas
verticales 9b; chapas verticales 9c; placas horizontales 9d; placa
horizontal 9e; orificio circular practicado en el ala superior de la
viga auxiliar 18; orificio circular practicado en el ala inferior de
la viga auxiliar 19; macizado de hormigón 20.
La figura 18 muestra una sección longitudinal
del anclaje de la viga auxiliar, en su zona aligerada, a la losa
superior donde se observa: losa superior hormigonada in situ
1b; amortiguador 5; zona aligerada 6b de la viga auxiliar; ala
superior 7a; ala inferior 7b; elementos de sujeción 8a; bulón 8b;
bulón 8c; elementos de sujeción 8d; placa horizontal 9a; chapas
verticales 9b; chapas verticales 9c; placas horizontales 9d; placa
horizontal 9e; orificio circular practicado en el ala superior de la
viga auxiliar 18; orificio circular practicado en el ala inferior de
la viga auxiliar 19; macizado de hormigón 20.
La figura 19 muestra una vista en perspectiva
donde se observa: paramento interior del alzado del estribo 3b;
cajón hembra 10; chapa metálica frontal 11; chapa inferior 12a;
chapas laterales 12b; chapa superior 12c; chapas rigidizadoras 13;
elementos de conexión 14.
La figura 20 muestra una vista frontal donde se
observa: cajón hembra 10; chapa frontal 11; chapa inferior 12a;
chapas metálicas laterales 12b; chapa superior 12c; chapas
rigidizadoras 13; elementos de conexión 14.
La figura 21 muestra un alzado lateral donde se
observa: cajón hembra 10; chapa frontal 11; chapa inferior 12a;
chapas laterales 12b; chapa superior 12c; chapas rigidizadoras 13;
elementos de conexión 14.
La figura 22 muestra una vista en perspectiva
donde se observa: viga auxiliar 6; zona aligerada 6b; zona de
transición 6c; cajón hembra 10; chapa frontal 11; chapas laterales
12b; chapa superior 12c; chapas rigidizadoras 13; elementos de
conexión 14; cajón macho 15.
La figura 23 muestra una vista en perspectiva
donde se observa: viga auxiliar 6; zona aligerada 6b; cajón hembra
10; chapa frontal 11; chapas laterales 12b; chapa superior 12c;
chapas rigidizadoras 13; elementos de conexión 14; cajón macho
15.
De forma general, la invención propuesta se
lleva a cabo de la siguiente manera:
Normalmente, un puente (Figura 1) tipo de
ferrocarril a reacondicionar, tiene un solo vano, de un tablero (1)
apoyado en dos estribos (3). El tablero (1) se compone de unas vigas
prefabricadas (1a) y una losa de hormigón (1b), que se hormigona
in situ y está ubicada sobre las vigas prefabricadas. El
apoyo de las vigas prefabricadas (1a) en los estribos (3) se realiza
a través de elementos de apoyo (2), preferentemente fabricados en
neopreno, y tras los estribos (3) se sitúa un terraplén de tierras
(4) contenidas por los propios estribos (3).
El sistema de reacondicionamiento objeto de la
invención (Figura 2) comprende, al menos, una pluralidad de
amortiguadores (5), situados bajo el tablero (1) según el proceso de
optimización del proyecto de reacondicionamiento del puente y donde
dichos amortiguadores (5) se anclan, en su parte superior a la cara
inferior de la losa de hormigón (1b) del tablero (1).
Los amortiguadores (5) se apoyan en unas vigas
auxiliares (6), mostradas en la figura 1 con forma de doble T,
anclados a las y donde dichas vigas auxiliares (6), se encuentran
ancladas al paramento interior (3b) del alzado del estribo (3),
empotradas en él.
Las vigas auxiliares (6) tienen una zona
aligerada (6b), cuyo perfil se puede apreciar en la figura 7, en la
que el alma (7c) de la viga es más estrecha. A medida que se acerca
a sus extremos, a lo largo de la denominada zona de transición (6c),
el grosor del alma aumenta (figura 8) y en sus extremos la sección
se transforma en maciza, parte de la viga que hemos denominado
"zona extrema maciza" (6d). La sección de esta zona se puede
ver en la figura 9.
La sección de la viga se maciza en su extremo
con objeto de conseguir una transmisión efectiva del cortante, y
asimismo materializar correctamente el empotramiento de la viga
auxiliar (6) con el cajón hembra (10) como se puede observar en la
figura 23.
Abrazando la zona extrema maciza (6d) se dispone
un cajón macho (15), a modo de collarín, como se aprecia en la
figura 12. Dicho cajón macho (15) se coloca en taller, en el momento
de fabricar la viga. Interiormente al cajón se unen, preferentemente
soldados, elementos de sujeción (16), que quedarán embebidos en el
hormigón vertido en taller para fabricar la viga, garantizando de
este modo que la sección maciza de la viga (6d) quede empotrada en
el cajón macho (15).
El enlace del amortiguador (5) con la losa de
hormigón (1b) se materializa de la siguiente forma: el amortiguador
(5) dispone en su parte superior de un orificio pasante, atravesado
por un bulón (8b) que atraviesa al mismo tiempo dos orificios
pasantes practicados en dos chapas verticales (9b), formando una
orejeta. Dichas chapas verticales (9b) se unen a una placa
horizontal (9a), que va anclada por su cara inferior a la losa de
hormigón (1b), mediante elementos de sujeción (8a), preferentemente
pernos.
Por otro lado, el enlace del amortiguador (5)
con la sección aligerada (6b) de la viga auxiliar se puede llevar a
cabo de diferentes formas, en función del tipo de viga empleado,
como se muestra en los distintos modos de realización.
El conjunto de chapas y bulones se dimensionan
con objeto de que su deformación sea despreciable, posibilitando la
entrada en carga y correcto funcionamiento del amortiguador. Las
placas (9a), (9d) y (9e) y chapas (9b), (9c), (12a), (12b), (12c) y
(13) son, preferentemente, metálicas.
Las figuras 3, 4 y 5 muestran distintas
disposiciones de los amortiguadores y las vigas auxiliares, mientras
que las figuras 13, 14, 15, 16, 17 y 18 permiten observar distintas
formas de anclaje que se detallan en los distintos modos de
realización de la invención.
Las vigas auxiliares se fijan a los paramentos
interiores del puente (3b) empotrando (Figuras 22 ó 23) sus dos
extremos en un cajón hembra (10).
Como se puede apreciaren las figuras 19, 20 y
21. El cajón hembra (10) se compone de una chapa inferior (12a), dos
chapas laterales (12b) y una chapa superior (12c). Estas cuatro
chapas van unidas entre sí. A su vez estas cuatro chapas se enlazan
con una chapa frontal (11), que va anclada al paramento interior
(3b) del alzado del estribo. Para garantizar el empotramiento del
cajón hembra (10) con el paramento interior (3b) del alzado del
estribo se emplean al mismo tiempo chapas rigidizadoras (13),
dispuestas en la parte superior y en la parte inferior del cajón
hembra (10). Dichas chapas rigidizadoras (13) se unen a la chapa
superior (12c), a la chapa inferior (12a) y a la chapa frontal (11).
En la figura 20 se muestra una vista frontal del cajón hembra (10),
y en la figura 21 se muestra un alzado lateral del cajón hembra
(10), con los mismos elementos descritos en la figura 19.
Un primer modo de realización para el que se han
empleado vigas auxiliares con perfil en forma de doble T, se muestra
en la figura 3. En esta solución se emplean una pluralidad de
amortiguadores (5) que apoyan directamente encima del ala superior
(7a) de una viga auxiliar (6), en su zona aligerada (6b), como se
muestra en la figura 7.
Como primera operación de montaje en obra, se
empotran las vigas auxiliares a los paramentos interiores del puente
(3b) empotrando (figura 22) sus dos extremos en un cajón hembra
(10).
El enlace (figuras 12 y 13) del amortiguador (5)
con la losa superior del tablero (1b) se realiza de la forma
descrita anteriormente, mientras que el enlace del amortiguador (5)
con viga auxiliar se realiza, en su la zona aligerada de la viga
(figura 6, 6b) de la siguiente manera: el amortiguador (5) dispone
en su parte inferior de un orificio pasante, atravesado por un
bulón (8c); dicho bulón (8c) atraviesa al mismo tiempo dos orificios
pasantes practicados en dos chapas verticales (9c) que forman una
orejeta; dichas chapas verticales (9c) se unen, preferentemente
soldadas, a una placa horizontal (9d), que va anclada por su cara
superior al ala superior (7a) de la viga auxiliar en su zona
aligerada (6b), mediante elementos de sujeción (8d), preferentemente
pernos, que atraviesan completamente el ala superior (7a) de la zona
aligerada (6b) de la viga auxiliar, fijados en su extremo inferior a
una placa metálica horizontal (9e).
Un segundo modo de realización (figura 4) de la
solución propuesta, utilizando también vigas con perfil en forma de
doble T, se lleva a cabo mediante el empleo de una pluralidad de
amortiguadores (5) que apoyan por ambos lados de la viga auxiliar
(6, a través de cartelas (17). Dicho apoyo se realiza en su zona
aligerada (6b) como se puede observar en la figura 7.
De nuevo, como primera operación de montaje en
obra, se empotran las vigas auxiliares a los paramentos interiores
del puente (3b) empotrando (figura 22) sus dos extremos en un cajón
hembra (10).
En las figuras 15 y 16 se materializa el enlace
del amortiguador (5) con la losa superior del tablero (1b) y con la
viga auxiliar (6). El enlace de cada amortiguador (5) con la losa
superior del tablero (1b) se materializa de la forma previamente
descrita. El enlace del amortiguador (5) con la zona aligerada (6b)
de la viga auxiliar se materializa de la siguiente manera: el
amortiguador (5) dispone en su parte inferior de un orificio
pasante, atravesado por un bulón (8e); dicho bulón (8e) atraviesa al
mismo tiempo dos orificios pasantes practicados en las cartelas
(17); cada una de las cartelas (17) se une a un angular metálico
(9f) que va anclado al alma (7c) de la viga auxiliar en su zona
aligerada (6b). La unión de la cartela (17) y el angular metálico
(9f) se materializa mediante tornillos (8f); la unión del angular
metálico (9f) y el alma (7c) de la viga auxiliar se materializa
mediante elementos de sujeción (8g), preferentemente pernos.
El conjunto de chapas, tornillos, pernos y
bulones se dimensionan con objeto de que su deformación sea
despreciable, posibilitando la entrada en carga y correcto
funcionamiento del amortiguador.
El modo de realización preferido representado en
la figura 5 se materializa mediante el empleo de vigas de cajón
cerrado. En este caso, los amortiguadores (5) que se conectan con el
ala inferior (7b) de la viga auxiliar (6), en su zona aligerada (6b)
(ver figura 11). La sección se maciza igualmente en su extremo dando
lugar a la denominada zona extrema maciza (6d) (ver figura 12).
De nuevo, como primera operación de montaje en
obra, se empotran las vigas auxiliares a los paramentos interiores
del puente (3b) empotrando (figura 23) sus dos extremos en un cajón
hembra (10).
El enlace del amortiguador (5) con la losa
superior del tablero (1b) realiza de la forma descrita
anteriormente. El enlace del amortiguador (5) con la viga auxiliar
(6) se realiza, en su zona aligerada (figura 10, 6b), de la
siguiente manera (ver figuras 17 y 18): El amortiguador (5) dispone
en su parte inferior de un orificio pasante, atravesado por un bulón
(8c); dicho bulón (8c) atraviesa al mismo tiempo dos orificios
pasantes practicados en dos chapas verticales (9c) que forman una
orejeta; dichas chapas verticales (9c) se unen a una placa
horizontal (9e), que va anclada por su cara inferior al ala inferior
(7b) de la viga auxiliar en su zona aligerada (6b), mediante pernos
de anclaje (8d); estos pernos (8d) atraviesan completamente el ala
inferior (7b) de la sección aligerada (6b) de la viga auxiliar; la
sujeción superior se realiza en la cara superior de un pequeño
macizado de hormigón (20) interior al cajón, a través de unas placas
horizontales (9d); dicho macizado de hormigón se hormigona en taller
con objeto de que la fuerza puntual introducida por el anclaje del
amortiguador (5) no produzca deformaciones locales en el ala
inferior (7b).
Para posibilitar su montaje, inspección y
sustitución, el amortiguador atraviesa la sección del cajón a través
de dos aberturas practicadas en taller, una abertura (18) en el ala
superior (7a), y otra abertura (19) ejecutada en el ala inferior
(7b) y en el macizado (20).
De nuevo, el conjunto de chapas, pernos y
bulones se dimensionan con objeto de que su deformación sea
despreciable, posibilitando la entrada en carga y correcto
funcionamiento del amortiguador.
Claims (15)
1. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, caracterizado porque
comprende, al menos:
- una pluralidad de amortiguadores (5), apoyados en las vigas auxiliares (6) y anclados a las mismas; y donde las vigas auxiliares (6) se encuentran ancladas al paramento interior (3b) del alzado del estribo (3), y empotradas en el mismo.
2. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicación 1,
caracterizado porque los amortiguadores (5) se anclan, en su
parte superior, a la cara inferior de la losa (1b) del tablero
(1).
3. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicación
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque las vigas auxiliares (6) comprenden una zona aligerada (6b);
y donde los extremos de dicha viga auxiliar (6) son macizos
(6d).
4. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicación 3,
caracterizado porque los extremos macizos (6d) de la viga
auxiliar (6) se encuentran abrazados por un cajón macho (15) a modo
de collarín.
5. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicaciones 3 ó
4, caracterizado porque los amortiguadores (5) se conectan
con el ala inferior (7b) de la viga auxiliar (6) en su zona
aligerada (6b).
6. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque la viga
auxiliar (6) se empotra en un cajón hembra (10) anclado al paramento
interior (3b) del alzado del estribo (3).
7. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicación 6,
caracterizado porque el cajón hembra (10) comprende, al
menos:
- una chapa inferior (12a), dos chapas laterales (12b) y una chapa superior (12c), unidas entre sí; y enlazadas con una chapa frontal (11), que va anclada al paramento interior (3b) del alzado del estribo (3); y donde además comprende una pluralidad de chapas rigidizadoras (13), dispuestas en la parte superior y en la parte inferior del cajón hembra (10), uniéndose dichas chapas rigidizadoras (13) a la chapa superior (12c), a la chapa inferior (12a) y a la chapa frontal (11).
8. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicaciones 3 ó
4, caracterizado porque los amortiguadores (5) apoyan
directamente sobre el ala superior (7a) de la viga auxiliar (6), en
su zona aligerada (6b).
9. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicación 8,
caracterizado porque el amortiguador (5) dispone en su parte
inferior de un orificio pasante, atravesado por un bulón (8c); dicho
bulón (8c) atraviesa al mismo tiempo dos orificios pasantes
practicados en dos chapas verticales (9c) que forman una orejeta;
donde dichas chapas verticales (9c) se unen a una primera placa
horizontal (9d), que va anclada por su cara inferior al ala superior
(7a) de la viga auxiliar en su sección aligerada (6b) mediante
elementos de sujeción (8d) que atraviesan completamente el ala
superior (7a) de la zona aligerada (6b) de la viga auxiliar, fijados
en su extremo inferior a una placa metálica horizontal (9e).
10. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicación 3,
caracterizado porque los amortiguadores (5) apoyan por ambos
lados de la viga auxiliar (6), a través de una pluralidad de
cartelas (17), y donde dicho apoyo se realiza en la zona aligerada
(6b).
11. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicación
anterior, caracterizado porque cada amortiguador (5) dispone
en su parte inferior de un orificio pasante, atravesado por un bulón
(8e); dicho bulón (8e) atraviesa al mismo tiempo dos orificios
pasantes practicados en las cartelas (17); cada una de las cartelas
(17) se une a un angular metálico (9f) que va anclado al alma (7c)
de la viga auxiliar en su zona aligerada (6b). La unión de la
cartela (17) y el angular metálico (9f) se materializa mediante
tornillos (8f); la unión del angular metálico (9f) y el alma (7c) de
la viga auxiliar se materializa mediante elementos de sujeción
(8g).
12. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicaciones 4 u
8, caracterizado porque el amortiguador (5) dispone en su
parte inferior de un orificio pasante, atravesado por un bulón (8c);
dicho bulón (8c) atraviesa al mismo tiempo dos orificios pasantes
practicados en dos chapas verticales (9c) que forman una orejeta;
donde dichas chapas verticales (9c) se unen a una primera placa
(9e), que va anclada por su cara inferior al ala inferior (7b) de la
viga auxiliar en su sección aligerada (6b) mediante elementos de
sujeción (8d); estos elementos de sujeción (8d) atraviesan
completamente el ala inferior (7b) de la sección aligerada (6b) de
la viga auxiliar; la sujeción superior se realiza en la cara
superior de un pequeño macizado de hormigón (20) interior al cajón,
a través de unas segundas placas (9d).
13. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según reivindicación 8,
caracterizado porque el amortiguador (5) dispone en su parte
superior de un orificio pasante, atravesado por un bulón (8b); dicho
bulón (8b) atraviesa al mismo tiempo dos orificios pasantes
practicados en dos chapas metálicas verticales (9b), formando una
orejeta; dichas chapas verticales (9b) se unen, preferentemente
soldadas, a una placa metálica horizontal (9a), que va anclada por
su cara inferior a la losa de hormigón in situ (1b) del
tablero, mediante elementos de sujeción (8a).
14. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque los
amortiguadores (5) comprenden disipadores
fluido-viscosos FVD.
15. Sistema de reacondicionamiento de puentes
mediante elementos de disipación pasiva, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
amortiguadores (5) comprenden disipadores
visco-elásticos VED.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200801342A ES2372095B8 (es) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Sistema de reacondicionamiento de puentes mediante elementos de disipación pasiva. |
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2372095A1 true ES2372095A1 (es) | 2012-01-16 |
| ES2372095B1 ES2372095B1 (es) | 2012-11-23 |
| ES2372095B8 ES2372095B8 (es) | 2013-05-28 |
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| ES (1) | ES2372095B8 (es) |
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| CN105525679B (zh) * | 2016-01-21 | 2017-09-29 | 东南大学 | 一种局部预应力装配式耗能梁柱节点 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2372095B1 (es) | 2012-11-23 |
| ES2372095B8 (es) | 2013-05-28 |
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