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miércoles, 7 de octubre de 2015

PUENTES III CIMENTACIONES,CALCULO SISMICO-CONSERVACION Y REHABILITACION




PUENTES ( III ) CIMENTACIONES, CÁLCULO SISMICO-CONSERVACIÓN Y REHABILITACIÓN
Carlos Jurado
  • Paginas  416
  • Tamaño: 17x24
  • Edición:1
  • Idioma: Español
  • Año: 2015
  • 50 Euros


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    Hace justo dos años que editamos el libro Puentes (tomo I y II) Evolución-Tipología-Proyecto y Cálculo con el objetivo de poner a disposición de los alumnos de la primera promoción del Título de Graduado en Ingeniería Civil por la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Civil de la Universidad Politécnica de Madrid un texto que cubriera de manera completa el contenido de la asignatura de Puentes de nueva creación de la que me encargué como Coordinador y Responsable. El texto se preparó para que sirviera asimismo a los profesionales de lengua castellana, considerando que había algunos aspectos en el proyecto de puentes que podrían tratarse en siguientes volúmenes.
    Por este motivo se edita este libro Puentes (tomo III) Cimentaciones-Cálculo Sísmico-Conservación/Mantenimiento con el objeto de profundizar en tres de los temas más importantes que implican el proyecto de un puente:
    - Cimentaciones de Puentes
    - Cálculo Sísmico de Puentes
    - Conservación, Mantenimiento y Rehabilitación de Puentes
    Cimentaciones de Puentes. En los capítulos 7 y 8 dedicados al cálculo de estribos y pilas se ha tratado inevitablemente el proyecto de las cimentaciones superficiales y profundas de puentes. Sin embargo el tema es de una gran amplitud que incluye muchos otros tipos de cimentación de puentes ( micropilotes, micropilotes de gran capacidad portante, pilotes de gran diámetro, elementos portantes, cajones abiertos o indios, cajones de aire comprimido, etc.) así como mejoras del terreno de cimentación de pilas y estribos (precarga, mechas drenantes, vibroflotación, compactación dinámica, jet-grouting, columnas de grava, etc.) que el autor el su experiencia profesional ha tenido que acometer en diversas ocasiones.
    Al mismo tiempo quedaban algunos aspectos como el estudio de la erosión fluvial en pilas, los recalces de cimentación y la auscultación de la cimentación, que el autor deseaba tratar en este volumen.
    Por este motivo este capítulo 11 se desarrolla con un carácter globalizador, tratando de recoger todas las técnicas existentes en la actualidad en el Proyecto y la Construcción de cimentaciones de puentes, que complementarán los aspectos iniciales tratados en los temas 7 y 8. El capítulo comienza con una introducción a las tipologías de cimentación de puentes (superficiales y profundas), continuando con las técnicas clásicas y avanzadas de reconocimiento del terreno sobre el que se va a cimentar un puente.
    Se dedica un apartado para describir las técnicas de mejora del terreno de cimentación, situación usual en los puentes que cada vez deben emplazarse en terrenos que pueden presentar cierta dificultad de soporte.
    Se dedican los dos siguientes apartados a las Cimentaciones superficiales cobre suelos y sobre rocas, con los criterios a considerar en cada caso.
    El apartado siguiente es una recopilación muy completa de los aspectos a considerar en el caso de Cimentaciones profundas tanto en los aspectos de proyecto como de construcción.
    Finalmente en el apartado 11.8 se describen las Cimentaciones especiales y en los apartados 11.9 a 11.11 aspectos relacionados con la patología de cimentaciones como la erosión fluvial, los recalces y la auscultación de cimentaciones.
    Capítulo 12: Cálculo sísmico de puentes.
    El capítulo comienza con una introducción a las Ondas Sísmicas y a la Tectónica de Placas, para continuar con el mecanismo de generación de los Terremotos y las características de los mismos. Continua con un repaso de los fallos sísmicos de puentes en los terremotos más importantes del siglo XX que dan una visión de cuáles son los elementos característicos de los puentes que suelen fallar durante la actuación de un terremoto. El apartado siguiente se dedica a describir los requisitos básicos del Proyecto Sísmico de puentes.
    Se continúa con la caracterización de la acción sísmica a considerar en función del terreno y de la aceleración del terremoto, finalizando con el procedimiento de generación de los Espectros de respuesta elástica para el caso de la Península Ibérica. En el caso de otros emplazamientos diferentes habrá que atender a la definición del espectro de respuesta elástica definido en las Normativas Nacionales.
    Se sigue con una descripción de los diferentes métodos de cálculo sísmicos.
    Los dos siguientes apartados se dedican al estudio de las comprobaciones resistentes, a las condiciones que deben cumplir los elementos resistentes de hormigón, metálicos y mixtos.
    Finalmente en los apartados 12.11 y 12.12 se estudian los elementos de unión del tablero con las pilas o estribos de los puentes y las condiciones que deben cumplirse y a los cimientos y estribos.
    Capítulo 13: Conservación, mantenimiento y rehabilitación de puentes.
    Este capítulo se dedica al importante aspecto de la conservación, mantenimiento y rehabilitación de puentes, que hoy en día con el gran acervo de estructuras de obra civil, cada vez es más necesario acometer, sobre todo el países desarrollados, así como las consideraciones de proyecto a tener en cuenta para una mayor duración de este tipo de estructuras, a tener en cuenta en fase de proyecto y construcción.
    El capítulo comienza con un repaso de la tipología de este tipo de estructuras y de las definiciones a tener en cuenta.
    A continuación se desarrollan los diferentes tipos de inspecciones a realizar en la obras de paso de carreteras y ferrocarriles, de acuerdo con un sistema global de mantenimiento.
    En función de las distintas tipologías los tres siguientes apartados se dirigen hacia las Tres tipologías básicas, dejando los puentes de fábrica que requieren un estudio especial a juicio del autor para el final:
    - Pequeñas obras de fábrica
    - Puentes de Hormigón
    - Puentes metálicos y mixtos
    En el apartado 13.7, se incide de nuevo en la socavación de pilas en ríos. Los siguientes apartados se dirigen hacia los tipos de daños más comunes en los diferentes elementos del puente:
    - Aparatos de apoyo y juntas de dilatación
    - Sistemas de contención
    - Estribos de suelo reforzado
    En el apartado 13.12 se analizan los daños producidos por impactos sobre la estructura y por último se ha dejado para el final el apartado correspondiente a las patologías de los puentes de fábrica que suelen ser los más numerosos por el gran espacio temporal durante el cual se han construido, analizando los diferentes elementos del puente y los daños que suelen producirse en ellos:
    - Cimentaciones
    - Pilas y Estribos
    - Arcos y Bóvedas
    - Rellenos
    - Tímpanos
    Terminando con los mecanismos de deterioro y los posibles procedimientos de reparación de este tipo de puentes.

    CAPÍTULO 11: CIMENTACIONES DE PUENTES
    11.1. Introducción
    11.2. Tipologías de cimentación de puentes
             11.2.1. Cimentaciones superficiales
             11.2.2. Cimentaciones profundas
    11.3. Reconocimientos geotécnicos
             11.3.1. Técnicas clásicas de reconocimiento del terreno
             11.3.2. Técnicas avanzadas de reconocimiento del terreno
    11.4. Mejora del terreno de cimentación
             11.4.1. Precarga
             11.4.2. Mechas drenantes
             11.4.3. Vibroflotación o vibrocompactación
             11.4.4. Compactación dinámica
             11.4.5. Inyecciones
             11.4.6. Jet-grouting
             11.4.7. Columnas de grava
             11.4.8. Compactación por explosivos
             11.4.9. Congelación del terreno
             11.4.10. Electroósmosis
    11.5. Cimentaciones superficiales sobre suelos
             11.5.1. Cimentación rectangular equivalente
             11.5.2. Presión vertical
             11.5.3. Presión de servicio
             11.5.4. Estabilidad global
             11.5.5. Seguridad frente al hundimiento
    11.6. Cimentaciones superficiales sobre roca
             11.6.1. Carga admisible
             11.6.2. Seguridad frente al deslizamiento
             11.6.3. Seguridad frente al vuelco
             11.6.4. Cálculo de asientos
    11.7. Cimentaciones profundas
             11.7.1. Sección equivalente
             11.7.2. Procedimientos de ejecución
             11.7.3. Comprobaciones a realizar en un pilotaje
             11.7.4. Características de la cimentación
             11.7.5. Acciones sobre el pilotaje
             11.7.6. Carga de hundimiento de pilotes hormigonados in situ
             11.7.7. Carga de hundimiento de pilotes prefabricados hincados
             11.7.8. Asientos en pilotes y grupos de pilotes
             11.7.9. Cálculo de la resistencia al arranque
             11.7.10. Cálculo de la resistencia horizontal
             11.7.11. Deformabilidad de pilotes
             11.7.12. Coeficientes de seguridad
    11.8. Cimentaciones especiales
             11.8.1. Micropilotes y anclajes
             11.8.2. Micropilotes de gran capacidad portante
             11.8.3. Recintos estancos (cofferdams)
             11.8.4. Pilotes de gran diámetro
             11.8.5. Elementos portantes
             11.8.6. Cajones abiertos o indios (open well caissons)
             11.8.8. Cajones cerrados (box caissons)
    11.9. Erosión fluvial
    11.10. Recalces de cimentación
    11.11. Auscultación de la cimentación
    CAPÍTULO 12: CÁLCULO SÍSMICO DE PUENTES
    12.1. Introducción
    12.2. Ondas Sísmicas
              12.2.1. Resumen de la propagación de ondas en sólidos
    12.3. Tectónica de Placas
              12.3.1. Teoría de la deriva continental. Teoría de Wegener
    12.4. Terremotos
              12.4.1. Características de un terremoto
              12.4.2. Intensidad de un terremoto
              12.4.3. Magnitud de un terremoto
              12.4.4. Energía de un terremoto
    12.5. Fallo sísmico de puentes
              12.5.1. Terremoto de San Francisco (1906)
              12.5.2. Terremoto de Valdivia (1960)
              12.5.3. Terremoto de Alaska (1964)
              12.5.4. Terremoto de Niigata (1964)
              12.5.5. Terremoto de San Fernando (1975)
              12.5.6. Terremoto de México DF (1985)
              12.5.7. Terremoto de Loma Prieta (1989)
              12.5.8. Terremoto de Costa Rica (1991)
              12.5.9. Terremoto de Kobe (1995)
              12.5.10. Terremoto de Japón (2011)
    12.6. Requisitos básicos de Proyecto
              12.6.1. Requisitos fundamentales
              12.6.2. Tipos de sismos
              12.6.3. Clasificación de los puentes según su importancia
              12.6.4. Combinación sísmica de cálculo
              12.6.5. Tipos de comportamiento estructural
              12.6.6. Condiciones de cada tipo de comportamiento
              12.6.8. Consideraciones de la acción sísmica
    12.7. Actuación de la Acción Sísmica
              12.7.1. Caracterización del terreno
              12.7.2. Caracterización del movimiento sísmico
              12.7.3. Aceleración sísmica horizontal de cálculo
              12.7.4. Espectros de respuesta elástica
    12.8. Métodos de Cálculo Sísmicos
              12.8.1. Cálculo modal espectral
              12.8.2. Cálculo dinámico no lineal en el tiempo
              12.8.3. Cálculo estático no lineal. Método del empuje incremental
              12.8.4. Consideraciones adicionales
    12.9. Comprobaciones resistentes
              12.9.1. Introducción
              12.9.2. Materiales a utilizar en puentes de zonas sísmicas
              12.9.3. Comprobaciones para el sismo último de cálculo
              12.9.4. Comprobaciones para el sismo frecuente de cálculo
              12.9.5. Consideraciones adicionales
    12.10. Elementos estructurales
              12.10.1. Introducción
              12.10.2. Elementos estructurales de hormigón
              12.10.3. Elementos estructurales metálicos
              12.10.4. Elementos estructurales mixtos
              12.10.5. Consideraciones adicionales
    12.11. Elementos de Unión
              12.11.1. Juntas de tablero
              12.11.2. Entregas mínimas
              12.11.3. Aparatos de apoyo
              12.11.4. Dispositivos de anclaje vertical
              12.11.5. Conectores sísmicos
              12.11.6. Sistemas de aislamiento sísmico
              12.11.7. Consideraciones adicionales
    12.12. Cimientos y Estribos
              12.12.1. Introducción
              12.12.2. Propiedades del terreno
              12.12.3. Comprobaciones relativas al terreno de cimentación
              12.12.4. Comprobaciones relativas a los cimientos
              12.12.5. Estribos
              12.12.6. Marcos enterrados
              12.12.7. Consideraciones adicionales
    CAPÍTULO 13: CONSERVACIÓN, MANTENIMIENTO Y REHABILITACIÓN DE PUENTES
    13.1 Introducción
    13.2 Definiciones y Tipología
    13.3 Inspecciones de obras de paso
            13.3.1 Tipos de Inspección
    13.4 Pequeñas obras de fábrica
    13.5 Puentes de Hormigón
            13.5.1 Acciones químicas
            13.5.2 Acciones físicas
    13.6 Puentes metálicos y mixtos
            13.6.1 Protección mediante pintura
            13.6.2 Utilización de aceros autopatinables
    13.7 Socavación de cimientos en el caso de los ríos
    13.8 Daños en aparatos de apoyo y juntas de dilatación
            13.8.1 Aparatos de apoyo
            13.8.2 Juntas de dilatación
    13.9 Fallos en los sistemas de drenaje e impermeabilización
    13.10 Sistemas de contención
    13.11 Estribos de suelo reforzado
    13.12 Impactos sobre la estructura
    13.13 Puentes de fábrica
               13.13.1 Cimentaciones
               13.13.2 Pilas y estribos
               13.13.3 Arcos y Bóvedas
               13.13.4 Rellenos
               13.13.5 Tímpanos
               13.13.6 Mecanismos de deterioro
               13.13.7 Procedimientos de reparación
    REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS (TOMO III)