XVI FORUM DE CIENCIA Y TÉCNICA MITRANS UNIÓN DE FERROCARRILES DE CUBA

XVI FORUM DE CIENCIA Y TÉCNICA
MITRANS
UNIÓN DE FERROCARRILES DE CUBA
EMPRESA VÍAS OBRAS Y CONSTRUCCIONES
UEB VIAS Y PUENTES
PLACETAS
Título: La investigación de Puentes método económico y eficaz
para su reparación o rehabilitación
Autores: Ing. Gregorio Aragón López
Ing. José Leiva Pérez
Dr. Carlos Recarey Morfa.
Junio 2006
INDICE
Página
- Objetivos del trabajo ---------------------------------------------------------------- 2
- Introducción
---------------------------------------------------------------- 3
- Debilidades de la actividad de puentes --------------------------------------------
3
- Desarrollo
---------------------------------------------------------------- 5
- Investigación
---------------------------------------------------------------
- Instrumentación
---------------------------------------------------------------- 9
7
- Cálculos Teóricos Manuales --------------------------------------------------------- 11
- Cálculos Teóricos Computarizados ------------------------------------------------- 16
- Pruebas de cargas y mediciones ----------------------------------------------------- 17
- Conclusiones y Proposiciones
------------------------------------------------- 25
- Efecto económico
---------------------------------------------------------------- 29
- Agradecimientos
---------------------------------------------------------------- 30
- Bibliografía
---------------------------------------------------------------- 31
- Anexos
---------------------------------------------------------------- 32
OBJETIVOS
1.- Análisis profundo de la necesidad de reactivar la actividad de puentes ferroviarios,
como uno de los primeros objetivos para asegurar la seguridad del transporte en las vías
férreas del país y con ello el cumplimiento del programa de “La Batalla de Ideas”.
2.- Debilidades, amenazas, oportunidades y fortalezas que presenta hoy la actividad de
puentes ferroviarios dentro del Ministerio de Transporte.
3.- Exponer resultados de los trabajos investigativos, producto de la colaboración entre
los especialistas de la Estación Comprobadora de Puentes y de la Universidad Central de
Las Villas.
4.- La fortaleza que representa contar con la Estación Comprobadora de Puentes, como
herramienta eficaz que nos garantiza, con la ayuda de la computación, no solo conocer
las patologías, sino las causas que las provocan y con ello tomar las decisiones correctas
y más económicas para eliminarlas.
5.- Propuesta de creación de dos brigadas Especializadas en la reconstrucción y
reparación de Puentes Ferroviarios.
I.- INTRODUCCIÓN.
Como todos conocemos, las dificultades que atravesó nuestro país en la década del 90 del pasado siglo
tocó de trágica forma a todas las esferas económicas del país, el ferrocarril fue de las esferas que más lo
sufrió. De un parque de más de 900 locomotoras, 15 000 vagones y planchas se vieron reducidos a
menos del 20 %. Las vías férreas que tenían más de 18 000 kilómetros se vieron reducidas a poco
menos del 40 %, los talleres de reparaciones de los equipos sufrieron el éxodo y las pérdidas del
personal y una drástica reducción del equipamiento, herramientas, piezas y falta de apoyo material para
enfrentar los mantenimientos y las reparaciones.
Las empresas que tenían la responsabilidad de las reparaciones y el mantenimiento de las vías y los
puentes fueron también maltratadas por la carencia de materiales, equipos y herramientas, la falta de
medios de protección, ropa, calzado, campamentos, avituallamiento y deficiente atención al hombre que
hicieron posible el éxodo de gran parte de los especialistas, técnicos y personal calificado en la
actividad.
Como todos conocemos el transporte es la columna vertebral del desarrollo de cualquier país y el
ferrocarril el más económico de los transportes a partir de 150 kilómetros, mucho más en una isla como
la nuestra: alargada y estrecha, es por ello que de forma muy sabia la máxima dirección del Estado
decidió colocar esta esfera dentro del Programa de la Batalla de Ideas.
Consideramos que la reactivación del Ferrocarril tiene que estar aparejada con el mejoramiento de la red
ferroviaria, al menos de sus vías de mayor importancia, que deben ser reparados para poder cumplir con
este programa en el que ya estamos enfrascados.
Es importante destacar que debemos trabajar siempre por evitar cualquier tipo de accidente, nuestra
premisa fundamental ha sido siempre SEGURIDAD ANTE TODO, pero es bueno recordar que los
puentes son en el ferrocarril el “Talón de Aquiles” debido a que en la vía un accidente puede ser un
simple descarrilo, sin pérdidas humanas y materiales pero en un puente este mismo accidente toma
grado de catástrofe, por muy pequeño que éste sea las pérdidas pueden ser incalculables.
Debilidades que a nuestro juicio presenta hoy la actividad de Puentes.
1.- Hoy nuestra red ferroviaria la conforman 65 líneas y ramales, con un total de 1852 puentes, una
longitud total de 46 286,61 metros, de ellos 912 son cama de hormigón (26 315,27 metros), 917 de acero
con cama de madera (18 558,28 metros), 16 combinados (1193,85metros), 7 de madera (219,21 metros).
De ellos alrededor de un 30% se encuentran en regular y mal estado, manteniéndose en muchos de
ellos precauciones de velocidad que datan de varios años.
2.- La poca capacidad para ejecutar las reparaciones de puentes por problemas objetivos y subjetivos que
desde hace más de una década presentan las unidades empresariales de base de vías y puentes en el país
ha motivado un serio problema. A nuestro juicio es tan grande el volumen de trabajo por hacer, que si no
se toman MEDIDAS URGENTES nuestra red ferroviaria se verá en breve incapacitada para transportar
cargas y pasajeros con el mínimo de seguridad para los mismos.
3.- Es esta la rama de la superestructura de la vía férrea donde menos especialistas se han preparado en
nuestras universidades, hoy no existe una cátedra en ninguna de nuestras facultades de construcciones,
son hoy contados con muy pocos dedos los especialistas que conocen la actividad de proyección,
reparación mantenimiento o rehabilitación de puentes de ferrocarril.
4.- El volumen de trabajo atrasado en esta esfera por diversas razones es tanta, que nos atrevemos
asegurar que con las condiciones en que se encuentran nuestras unidades empresariales de base, donde
muchas solo tienen un técnico medio que vela por la actividad, en otros casos un obrero de experiencia
que con una brigada de 6 u 8 obreros pretende atender al menos una centena de puentes, en muchas
ocasiones sin equipos ni recursos materiales y humanos, mal atendidos, sin transporte, sin campamentos,
sin medios de protección, salarios que en muchas unidades deben revisarse porque hoy, a pesar de que
es de los trabajos más peligrosos y de mayor riesgo en cuanto a calidad en las terminaciones, son los
mas bajos.
5.- La reparación actual consta de cambio de traviesas, en casi todos los casos, solo se colocan traviesas
para romper los grupos de traviesas en mal estado (es muy poca la cantidad que recibes), se mueve la
cama del puente y al final se queda en peor condiciones que en la que estaba, puesto que al mover la
cama las claveras se aflojan y aunque reclaves la seguridad es peor que la que existía hasta entonces.
6.- Estamos convencidos que hay que reanimar esta actividad. Antes Puentes era un departamento en las
unidades básicas y una subdirección subordinada a la Subdirección de Infraestructura de los
Ferrocarriles, hoy esta actividad carece en la Dirección del VOC de un departamento que supervise los
trabajos de mantenimientos o las reparaciones, carece de especialistas que nacionalmente verifiquen la
calidad o den soluciones que impliquen economía y longevidad a las obras de fabricas.
7.- Los puentes de acero en su mayoría alcanzan los 100 años de trabajo, los más jóvenes de hormigón
tienen alrededor de 30 años, todos con falta de reparaciones, mantenimientos y muchos no se pintan en
los últimos 25 años.
Teniendo en cuenta lo anterior en este trabajo además de explicar la situación actual, proponemos la
forma que a nuestro juicio y experiencia en más de 20 años en la actividad, se podría minimizar y
resolver esta problemática que presenta hoy nuestro ferrocarril en el área de puentes al más corto plazo
posible.
II.- DESARROLLO.
La investigación de puentes, método económico y eficaz para la ejecución de su reparación,
imprescindible para la seguridad del movimiento de trenes.
Hace algunos años cuando revisábamos los puentes la mayoría de los métodos utilizados eran visuales,
que dependían en gran medida de la experiencia del especialista, cuando llegábamos a un puente en mal
estado y analizábamos sus patologías, podían existir opiniones diferentes entre los propios especialistas,
en cuanto a las causas que las motivaban, sus efectos y su rehabilitación, lo que hacia que se tomarán
decisiones y se ejecutarán proyectos de restauración que en muchos casos eran erróneas o inseguras y
que traían consigo a corto plazo la reaparición de la patología, pues atacábamos el efecto y no la causa
que la motivaba.
Hoy el desarrollo de las ciencias ha puesto en nuestras manos herramientas eficaces que nos garantizan
con la ayuda de la computación, no solo conocer las patologías, sino las causas que las provocan y con
ello tomar las decisiones correctas y más económicas para eliminar estas causas, los efectos, defectos o
patologías y con ello rehabilitar la construcción, imprimiéndole a la obra de fábrica una nueva vida.
Nuestra teoría, puesta ya en práctica, se basa en la vida útil o de trabajo de la obra de fábrica, ella como
los seres vivos nace, se desarrolla y envejece, los elementos que la componen tienen su vida útil y como
los humanos necesitan reparaciones.
Fase de concepción de la Vida Útil
Investigaci
ón
Investigación
Vida útil
de
Proyecto
Vida útil
de
Servicio
VIDA
RESIDUAL
VIDA UTIL
Vida útil
última
Evaluación
Levantamiento y Evaluación Levantamiento y
Patológica Preliminar
Evaluación
Patológica Detallada
Concepto de vida residual
Si en algún momento durante la vida útil de una estructura
hacemos una evaluación, podremos definir la vida residual.
Concepto de rehabilitación
Si luego de la evaluación y diagnóstico, se rehabilita la estructura, se genera
una nueva vida útil de proyecto
<
La mayoría de nuestras obras de fábrica, sobre todo las de acero, alcanzan el siglo de existencia, los
puentes más jóvenes son aquellos que fueron construido en los diferentes tramos de la vía central,
puentes de hormigón y cama balastada que muchos alcanzan los 30 años, si conocemos que el hormigón
a partir de los 25 años comienza a perder características elementales que inciden en la pérdida de las
capacidades de cargas en las construcciones entonces podemos afirmar que hoy se necesitan investigar
el 100 % de los puentes, independiente del tipo de elemento que lo componen.
En este trabajo queremos de forma práctica demostrar todo lo anteriormente expuesto mediante el
siguiente ejemplo:
Puente kilómetro 285,680 de Línea Central:
Puente de vigas de acero y pilas de cantos, con cama de traviesas de madera, de 47,10 metros de
longitud y tres luces, por su estado técnico malo, durante 8 años se mantenía una inspección mensual
que en ocasiones se realizaba semanal, cada año se ejecutaban reparaciones donde se le ponían traviesas
nuevas se alineaba el puente y al cabo de pocos días perdía de nuevo su alineación, se le disminuía la
velocidad sobre él, se ponían precauciones de hasta 15 km/h, se volvía a reparar y al cabo de poco
tiempo ocurría lo mismo, los trenes reportaban bandazos sobre el mismo y a correr a repararlo,
conocíamos los defectos pero no las causas que los motivaban. Es por ello que decidimos investigarlo.
INVESTIGACION DEL PUENTE KM. 285,680 DE LINEA CENTRAL.
Este es uno de los 42 puentes de acero y cama de madera que existen en la Línea Central. Se encuentra
ubicado a unos 5 kilómetros de la Universidad Central y a 7 kilómetros de la Estación de Santa Clara, en
el tramo Santa Clara- Cenizas, Presenta un estado avanzado de corrosión en gran parte de sus elementos.
Foto Nº 1 - Vista general del puente Investigado
La investigación se realizó en las siguientes etapas.
I.- Características fundamentales del puente.
II.- Levantamiento de las patologías.
III.- Proyecto del sistema de instrumentación, según las patologías.
IV.- Análisis teórico manual.
V.- Análisis teórico computarizado (SIADES, SIDECAP y SICATREP)
VI.- Pruebas de carga y mediciones, que incluyen:
a) Estática.
b) Dinámica.
c) Frenado.
VII.- Comparación de los resultados teóricos con los obtenidos en el ensayo.
VIII.- Interpretación de los resultados.
IX- Modulación Matemática y cálculos numéricos con el uso de los programas COSMOS y SAP 2005.
I- Características fundamentales:
Tipo de puente:
Estribos:
Pilas:
Longitud total:
Número de luces:
Distancia e/ejes:
Tipo de traviesas:
Cant. total de traviesas:
Tipo de carriles:
Guardacarril y guarderas:
Tramo a que pertenece:
II.- Patologías.
Acero (Tablero superior).
Muros de cantos.
Muros de cantos.
47,10 m.
3.
2,16 m.
Madera dura mejicana y pino soviético.
145 u.
Principal P-50.
80 lb/y.
Estación Santa Clara – Cenizas.
Presenta alto grado de corrosión en algunos de sus elementos, con peligro para la estabilidad del puente
en uno de los apoyos banda Santa Clara por tener semi-destruidos la platabanda y los angulares
inferiores que conforman la viga en ese lugar (ver fotos en anexos). En este lugar solo apoya el alma de
la viga, no así en el resto de los elementos que lo componen.
II.1.- Las principales Patologías detectadas durante la investigación (ver fotos anexos).
1.- Traviesas en mal estado.
2.- Pérdida de parte de los arriostramientos por el efecto de la corrosión.
3.- Pérdidas parciales de las platabandas superiores por el efecto de la corrosión.
4.- Imposibilidad de fijar los guardacarriles en los accesos al puente por falta de traviesas de madera
o traviesas de acero para su sujeción, lo que anula su razón de trabajo en el lugar y posibilita la
pérdida por sustracción.
5.- Falta de clavos que imposibilita que en las reparaciones se fijen todas las traviesas al guardacarril
y a la guardera lo que permite el corrimiento de las traviesas y con ello la inseguridad sobre el
mismo.
6.- Falta de pintura que ha favorecido la corrosión y la pérdida de los elementos del puente.
III.- Proyecto del sistema de instrumentación.
III.1.- Sistema de instrumentación.
Se escogió la primera luz del puente por ser la que mayor cantidad de patologías presentaba y donde
había que cambiar constantemente las traviesas.
III.1.1.- Equipos utilizados.
El conjunto de equipos disponibles para la toma de datos experimentales en el puente está constituido
por los siguientes elementos:
a.- Sensores.
1.- Sensores de tiempo.
2.- Sensores fotoeléctricos.
3.- Sensores de temperatura (PT-100).
4.- Sensores de desplazamiento vertical (PA-5).
5.- Sensores de desplazamiento horizontal (WA-10 mm).
6.- Sensores de deformación (galgas extensométricas) de resistencia nominal 120 ohmios y factor de
galga igual a 2,07.
7.- Sensor para determinar oscilaciones y frecuencias en las vigas a diferentes velocidades (acelerómetro
B 12/200).
b.- Ordenador de control.
FUJITSU SIEMENS, Pentium III.
c.- Equipo de adquisición de datos.
HBM MGC Plus.
d.- Software utilizado.
CATMAN (versión 3.1).
e.- Equipos, herramientas y aditamentos auxiliares.
 Grupo electrógeno móvil de corriente trifásica 220 v.
 1600 metros de conductores especiales de bajo voltaje.
 Taladro eléctrico.
 Lijadora eléctrica.
 Equipamiento de limpieza, pulido y micro soldaduras.
 Escaleras, andamios y ascensor mecánico.
 Cámara fotográfica digital.
 Extensiones eléctricas para conexiones de 220 v y 110 v.
 Equipamiento para la fijación de las galgas extensométricas.
 Herramientas y dispositivos para la fijación de los sensores.
III.1.2.- Toma y adquisición de los datos.
Como síntesis del sistema conjunto se puede presentar el siguiente esquema funcional explicativo.
Sensores
Acondicionamiento
de señal
Equipo de
adquisición de
datos
Ordenador de
grabación y
visualización
La señal producida en cada punto instrumentado es filtrada y amplificada por los acondicionadores de
señal, la estabilidad está asegurada por la disposición de puentes de Wheatstone en cada punto de
medida, evitando así la aparición de todo problema de deriva.
Las señales analógicas amplificadas son captadas por las tarjetas de adquisición de datos y registradas
en el equipo MGC Plus de 30 canales de adquisición. El software Catman 3.1 permite la visualización
de las medidas netas o brutas correspondientes a cada punto de medida en unidades físicas escaladas,
numéricas y gráficamente, lográndose así las pruebas estáticas y dinámicas en tiempo real. El
ordenador recoge los registros, que a su vez son copiados en gabinete a otros ordenadores y analizados
por varios especialistas al mismo tiempo.
En las fotografías en anexos pueden observarse los equipos utilizados para la preparación de las
mediciones, los usados en las mediciones (sensores, cables, aditamentos, instrumentos, etc.), así como
los diferentes trenes a cuyo paso se efectuaron las pruebas estáticas y dinámicas.
ESQUEMA No. 1
POSICION DE LOS SENSORES EN LAVIGA
UBICACIÓN DE LOS SENSORES EN EL PUENTE Y CANALES DEL MGC Plus
N
o
1
Sensor
Ubicación en el puente
Galga extensométrica
(conexión a ½ puente)
2
Galga extensométrica
(conexión a ½ puente)
3
Galga extensométrica
(conexión a ½ puente)
4
5
Transductor de
desplazamiento lineal
WA-100 mm
Pt 100 (temperatura)
6
Detector No. 1
7
Detector No. 2
Cara exterior del alma de la
viga izquierda en sentido
ascendente, en la zona del
aproche banda Santa Clara.
Colocada a 45º.
Centro del ala inferior de la
viga izquierda en sentido
ascendente.
Centro del ala superior de la
viga izquierda en sentido
ascendente.
Viga principal izquierda en
sentido ascendente contra
estribo banda Santa Clara.
Alma de la viga izquierda en
sentido ascendente, en la zona
del aproche banda Santa Clara,
junto a la galga extensométrica.
En el centro de la viga fijado
sobre una traviesa.
En la salida del puente banda
Cenizas fijado sobre una
traviesa.
Canal utilizado y tipo de
amplificador
Canal 1 del equipo No. 1 (ML
55B)
Canal 3 del equipo No. 1 (ML
55B)
Canal 4 del equipo No. 1 (ML
55B)
Canal 7 del equipo No. 1 (ML
55B)
Canal 6 del equipo No. 2 (ML
10B)
Canal 8 del equipo No. 2 (ML
10B)
Canal 9 del equipo No. 2 (ML
10B)
8
Transductor lineal PA 5
9
Transductor lineal PA 5
10 Transductor lineal PA 5
11 Acelerómetro B12/200
Extremo izquierdo del ala
inferior de la viga izquierda en
sentido ascendente.
Centro del ala inferior de la
viga izquierda en sentido
ascendente.
Extremo derecho del ala
inferior de la viga izquierda en
sentido ascendente.
Centro del ala inferior de la
viga derecha en sentido
ascendente.
Canal 10 del equipo No. 2 (ML
10B)
Canal 11 del equipo No. 2 (ML
10B)
Canal 12 del equipo No. 2 (ML
10B)
Canal 14 del equipo No. 2 (ML
10B)
En el centro de la viga y a 20 metros de esta se colocaron:
Dos sensores de luz a la altura de la rueda del tren para detectar el paso de cada rueda por delante del
mismo, de modo que pudiéramos conociendo la distancia entre ellos y el tiempo en que un punto de la
rueda pasaba por delante de cada sensor de luz, lo que nos permitió medir la velocidad real a que
circulaban los trenes que en las distintas pruebas dinámicas pasaron sobre el puente.
En todas las mediciones, los trenes podían moverse de forma ascendente o descendente, y siempre que
pasaran frente a estos sensores podíamos determinar la velocidad con que pasaban por el lugar,
determinándose también la posición más desfavorable en que se encontraba la locomotora, la rueda que
más incidía sobre el puente.
IV.- Cálculos teóricos. (Manuales)
CÁLCULO TEORICO DE LAS TENSIONES Y DEFORMACIONES QUE SE ORIGINAN EN
EL PUENTE KM. 285,680 DE LA LÍNEA CENTRAL
ESQUEMA DE LA VIGA
A.- Datos generales (apoyos)
 = 0,00 (posición vértice línea de influencia)
[ ] = 2100 kg./cm2
Lc = 15,25 m.
P/EJES = 18,2 ton
1.- Cálculo del área de la sección transversal de la viga.
At   BnHn.
A1  2(B1 H 1 )  2(1,5)(36)  108 cm 2
AL  4(1,5)(13, 5)  4(1,5)(15)  171
A2  B2 H 2  (149)(1)  149 cm 2
At  A1  A2  AL  108  171  149  428 cm 2
2.- Momento estático de la semi-sección.
S   ( AnYn )
S  (1,5)(36)( 75,25)  (1)(74,5)( 37,25)  2(1,5)(13, 5)(73,75)  2(1,5)(15) (67)  12840 cm 3
S  12840 cm 3
3.- Momento de inercia de la viga:
I br
I br
BnH 3 n

  AnY 2 n
12
 1733516 cm 4
4.- Módulo de la sección.
Ibr
1733516

 22809
Ymax
76
Para viga de alma llena con platabandas
W
Wneto  0,8 Wbr  18248 cm 3
5.- Carga permanente (T/M).
Cp  2Pviga  Pcama
Pv  2(428)(7,8 5x104 )  0,672
Ptrav  Pcarr  Pgr  Pg  Pmord  Ps  Pc  Ptor/tue/aran
c
Lc
6,072  1,577  1,233  0,925  0,305  0,366  0,039  0,071 10,588
Pc 

 0,694
15,25
15,25
Cp  0,672  0,694  1,366  1,4
6.- Esquema de la Locomotora de ensayo.
7.-  = 0,00 (posición
vértice de la línea de influencia)
Gráfico de la línea de influencia para esta posición.
Datos
P1  P2  P3  P4  P5  P6  18,2
A3  6,25
a  1,60
a.  Determinación de las ordenadas
Y1  1,0
Y1 (λ  a) 1(15,25  1,6)

λ
15,25
Y2  0,90
Y2 
Y1 (λ  2a) 1(15,25  3,2)

λ
15,25
Y3  0,79
Y3 
Y4 
Y5 
Y1 (λ  (3a  6,25)
 0,28
λ
Y6 
Y1 (λ  (4a  6,25)
 0,17
λ
Y1 (λ  (2a  a3)
 0,38
λ
8.- Área de la línea de influencia.
 Ωp  ΩK 
Lc 15,25

 7,625 (Area línea de influencia )
2
2
λ  15,25
9.- Comprobación posición de la carga más desfavorable
P1 λ  a (P2  P3  P4  P5  P6 )
(18,20)(15 ,25)  (1,60)(5) (18,20)
277,55  145,60 OK
10.- Carga equivalente para esta posición.
qe 
2 PiYi
λ
2 (18,2)(1  0,90  0,79  0,38  0,28  0,17) 128,13
qe 

15,25
15,25
qe  8,40 / 2  4,20 t/m (para una viga)
11.- Determinación de las tensiones tangenciales.
Qk  qeΩ  (8,4)(7,62 5)  64,05
Qp  qpΩ  (1,4)(7,62 5)  10,675
 carga accidental
 carga permanente
ESTATICO
Q  Qk  Qp  37,37
Q  37,37
QS (37370)(12 840)
Τ

 276,8 kg/cm 2  1300kg/cm 2 OK
Ibrδ
(1733516)(1)
DINAMICO
Q  QkCd  Qp  (32,03)(1, 4)  5,34

Cd  1 
Q  50,182
QS (50,182)(1 2840)
Τ

 371,69kg / cm 2  1300 OK
Ibrδ
(1733516)(1)
B.- Datos generales (centro)
 = 0,50 (posición vértice línea de influencia)
[ ] = 2100 kg./cm2
Lc = 15,25 m.
P/EJES = 18,2 ton
1.-  = 0,50 (posición vértice de la línea de influencia)
18
 1,4  1,2
30  λ
Gráfico de la línea de influencia para esta posición.
Datos:
P1  P2  P3  P4  P5  P6  18,2
A  6,025
a  1,60
λ  15,25
a.  Determinac ión de las ordenadas
λ 15,25

 3,81
4
4
(λλ/  a)
(7,625  1,6)
Y1  Y3  1
Y2 
 3,01
λ/2
7,625
Y2 
2.- Área de la línea de influencia.
 Ωp  Ωk 
(λλ2 (15,25) 2

 29,07 (Area línea de influencia .)
8
8
3.- Comprobación posición de
la carga mas desfavorable
1
 Pi
2
1
18,2   (3)(18,2)
2
18,2 27,3 OK
1
Pizq  Pcrit   Pi
2
36,4 27,3 OK
Pizq 
4.- Carga equivalente para esta posición.
Mk  qeΩ  (3,075)(29 ,07)  89,39
 CARGA accidental
8 PiYi
Mp  qpΩ2  (0,7)(29,0 7)  20,35
 CARGA permanente
qe
λ
ESTATICO
8(18,2)(3, 81  3,01  3,01) 1341,25
qe
M  Mk  Mp  89,39
 20,35  232,563  6,15
(15,25) 2
M  6,15/2
109,74Tm
qe
3,075 (para una viga)
M 10974000
σ

 601,38 kg/cm 2  2100kg/cm 2 Permisible OK
W
18248
DINAMICO
M  Mk(Cd)  Mp  (89,39)(1, 4)  20,35
 Cd  1 
M  145,496 Tm
σ
14549600
 797,33  2100kg/cm 2 Permisible OK
18248
18
 1,41,2
30  λ
5.- Determinación de las
tensiones normales.
C.- DEFORMACIONES EN EL CENTRO DE LA VIGA.
1.-Deformación permisible:
f 
L
1525

 2,35 cm
650 650
2.  ESTATICO
q  qk  qp  3,075  0,7  3,775 t/m
5ql 4
(5)(37,75) (1525) 4

 0,77  2,35 OK
348EI (348)(2x10 6 )(1733516)
3.  DINAMICO
Cd  1,4
q  qkCd  qp  (3,075)(1, 4)  0,7  5,00
f
5ql 4
(5)(50,0)( 1525) 4

 1,02 2,35 OK
348EI (348)(2x10 6 )(1733516)
V.- Cálculos Teóricos (computarizados)
f
SIADES. Sistema integral de análisis y diseño de estructuras.
SICATREP. Sistema integral de cálculo de la acción de los trenes en los puentes.
SIDECAP. Sistema de cálculo de las clases de puentes.
Se procedió al recálculo de las vigas principales de la estructura, teniendo en cuenta el estado
actual de deterioro y oxidación por el Sistema de Clasificación de Puentes Metálicos, que establece la
comparación entre lo que soporta la estructura (clase del elemento) y lo que trasmite el tren de
carga(clase del tren) expresadas en cargas de referencias, evidentemente si la clase de la estructura es
mayor que la clase del tren puede autorizarse el paso, cuando ocurre lo contrario existen dos
posibilidades: la primera es autorizar el paso con limitación de velocidad y cuando la diferencia no se
puede salvar es necesario cancelar la circulación hasta tanto no se realicen los trabajos de reparación o la
sustitución de estructura.
La toma de datos para realizar el recálculo o clasificación consta de dos partes: la primera consiste en
las mediciones directas de los elementos componentes de la estructura y la segunda en la búsqueda de
defectos los cuales después, en el cálculo, serán evaluados y se determinará la reducción de la
capacidad portante de la estructura, expresada en la disminución de su clase. Los valores obtenidos
fueron comparados con los resultados manuales, obteniéndose los resultados esperados.
VI.- Pruebas de carga y mediciones.
a).- Estática.
Característica de la locomotora utilizada para las pruebas.
Se comenzaron a realizar las pruebas de carga estática a las 16,10 horas del día 5 de Enero del 2005, con
la locomotora ALCO número 51208, locomotora de patio Santa Clara, con las siguientes características:
Las pruebas estáticas se realizaron en tres posiciones de la locomotora sobre el puente.
Posición No. I
La rueda No. 2 del truck delantero sobre el centro de la viga (ver esquema Nº 2)
ESQUEMA No. 2
Posición No. II.
La rueda No. 5 del truck trasero sobre el centro de la viga (ver esquema Nº 3)
Posición No. III
El centro de la locomotora sobre el centro de la viga, o sea, los trenes de ruedas equidistantes del centro
de la viga (ver esquema Nº 4).
ESQUEMA No. 4
En la realización de las pruebas estáticas se tomaron mediciones cada 0,003 segundos obteniéndose los
valores máximos y mínimos según fuese el caso, lográndose la siguiente tabla de resultados.
Tabla No. 1
Prueba
Posición
Sensor
Galga 45º.
Galga Inferior.
WA- 10 mm.
PA-5 Izquierdo.
PA-5 centro.
PA-5 derecho.
Acelerómetro.
Máx. Positivo.
Máx. Negativo.
Hora Comienzo
Estática 1
I
Valor
-0,31
-0,4254
-0,641
4,173
4,132
4,211
0,021
-0,076
16:30
Posición
I
I
I
I
I
I
I
I
Estática 2
II
Valor
-0,311
-0,3704
-0,656
4,008
3,959
4,049
-0,061
-0,158
16:36
Posición
II
II
II
II
II
II
II
II
Estática 3
III
Valor
-0,302
-0,3449
-0,744
4,237
4,248
4,343
-0,018
-0,123
16:41
Posición
III
III
III
III
III
III
III
III
Temperatura
28,732 º C
28,518 º C
28,262 º C
b).- Pruebas Dinámicas.
Se mantuvieron los sensores en las mismas posiciones que en la prueba estática (ver Esquema No. 1).
Las pruebas dinámicas se realizaron en cuatro velocidades diferentes,
Caso No. 1 (10 km/h).
En este caso, como se indica anteriormente, se pasó sobre el puente la locomotora aproximadamente a
10 km/h de forma descendente, o sea, desde Cenizas a Santa Clara, luego con los sensores se pudo
determinar la velocidad real con que pasó sobre el puente.
Caso No. 2 (30 km/h).
En este caso se pasó sobre el puente la locomotora aproximadamente a 30 km/h también de forma
descendente. Posteriormente con los sensores se pudo determinar la velocidad real con que pasó sobre
el puente.
Caso No. 3 (50 km/h).
En este caso se pasó sobre el puente la locomotora aproximadamente a 50 km/h de forma descendente.
De igual modo, posteriormente se determinó la velocidad real con que pasó sobre el puente.
Caso No. 4 (50 km/h y frenado).
En este caso entró al puente la locomotora aproximadamente a 50 km/h igualmente en sentido
descendente y se freno sobre él.
Resultados de las pruebas dinámicas:
En la realización de las pruebas dinámicas se tomaron mediciones cada 0,003 segundos obteniéndose los
valores máximos y mínimos según fuese el caso y además se determinó para cada sensor la posición
donde se encontraba la locomotora cuando este alcanzaba tales valores, lográndose la siguiente tabla de
resultados
Tabla No. 2
Prueba
Caso
Dinámica 10 km/h
I
Posición
Sensor
Valor
metros
Galga 45º.
-0,331
- 2,541
Galga Inferior. -0,428
- 1,831
WA- 10 mm.
-0,828
PA-5 Izquierdo. 4,595
-8,752
-8,776
PA-5 centro.
4,569
Dinámica 30 km/h
II
Posición
Valor
metros
-2,632
3,395
-0,435
- 1,76
-0,821
4,615
-5,235
-7,978
4,589
Dinámica 50 km/h
III
Posición
Valor
metros
-2,684
-6,436
-0,90
-0,445
-0,880
-8,009
4,785
-7,723
4,744
Dinámica Frenado
III
Posición
Valor
metros
-1,258
-0,376
-0,830
4,575
4,578
PA-5 derecho.
Acelerómetro.
Máx. Positivo.
Máx. Negativo.
Hora Comienzo
Temperatura
4,685
-8,766
0,794
-0,701
16:48
28,16 º C
4,701
-8,07
1,528
-1,826
16:53
28,04 º C
4,865
8,052
3,124
-2,124
16:58
27,89 º C
4,683
-0,018
-0,123
17:03
27,76 º C
VII.- Interpretación de los resultados.
VII.1.- Pruebas Estáticas.
Estas pruebas, como anteriormente explicamos, se realizaron en tres posiciones de colocación de la
locomotora, obteniéndose los siguientes resultados y comportamientos:
VII.1.1.- Comportamiento de las galgas extensométricas de acuerdo a las posiciones de las cargas en las
pruebas estáticas.
kg/cm2
Tensiones tangenciales
Tensiones Norm ales
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
1
2
3
1
2
3
Pruebas
pruebas
VII.1.2.- Comportamiento de los desplazamientos horizontales de acuerdo a las posiciones de la carga
en las pruebas estáticas.
mm
Deformación horizontal
-0,55
1
2
3
-0,6
-0,65
-0,7
-0,75
pruebas
VII.1.3.- Comportamiento de los desplazamientos verticales de acuerdo a las posiciones de la carga.
mm
Deformación vertical
4,4
4,3
4,2
4,1
4
3,9
3,8
3,7
1
2
3
pruebas
Conclusiones de las pruebas estáticas.
De acuerdo a los resultados obtenidos por los sensores podemos afirmar que:
1.- En las alas y el centro de las vigas, bajo las cargas estáticas, no ocurren desplazamientos verticales
homogéneos, lo que provoca que estas trabajen adicionalmente a torsión. Se confirman con estos
resultados la situación crítica del apoyo de la viga principal izquierda.
2.- Los valores máximos tensiones tangenciales se producen en el tercer caso que es cuando coinciden
las posiciones de colocación de la locomotora y los sensores de medición colocados en la viga
respectivamente
VIII.2.- Pruebas dinámicas.
Como explicamos anteriormente, se realizaron las pruebas dinámicas, de ellas se tomaron los máximos
y los mínimos según fuese el caso y se determinó para cada sensor la posición donde se encontraba la
locomotora cuando este alcanzaba tales valores, lográndose los resultados alcanzados en la tabla No. 2.
VIII.2.1.-Gráficos de comportamiento.
a.- Comportamiento del acelerómetro para la velocidad de 10 km/h.
Aceleración vs. posición
2
m/seg
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
Longitud - m
b.- Comportamiento del acelerómetro para la velocidad de 30 km/h.
Aceleración vs. posición
2
m/seg
2
1,5
1
0,5
0
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
-0,5
-1
-1,5
-2
Longitud - m
c.- Comportamiento del acelerómetro para la velocidad de 50 km/h.
Acelerómetro vs. posición
m/seg2
4
3
2
1
0
18,00
23,00
28,00
33,00
38,00
43,00
48,00
-1
-2
-3
Longitud - m
d.- Comportamiento de las tensiones de la galga de 45º para velocidad de 50 km/h.
Tensiones galga 45º vs. posición
300,00
250,00
200,00
150,00
100,00
50,00
0,00
18,00
23,00
28,00
33,00
38,00
-50,00
-100,00
-150,00
-200,00
-250,00
e.- Comportamiento de las flechas máximas en las pruebas dinámicas.
43,00
48,00
4,9
4,85
Flechas máximas
4,8
mm
4,75
4,7
4,65
4,6
4,55
4,5
4,45
4,4
1
2
3
4
PA - 5 izq
4,595
4,615
4,785
4,575
PA - 5 centro
4,569
4,589
4,744
4,578
PA - 5 der
4,685
4,701
4,865
4,683
Velocidades 10, 30, 50 kph y frenado
f.- Comportamiento de las flechas máximas en las pruebas dinámicas.
Flecha
(mm)
5,3
Comportamiento del PA 5 centro en dependencia de la
velocidad
5,2
5,1
5
4,9
4,8
4,7
4,6
4,5
0
20
40
60
80
Velocidad - KPH
100
g.- Gráficos de comportamiento de la tensión normal en el centro de la viga en la zona inferior para
el máximo valor obtenido en la prueba dinámica (50 KPH).
Tensión normal zona central e inferior de la viga
Tensión (Kg/cm 2)
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
-20,0027,00
29,00
31,00
33,00
35,00
37,00
39,00
41,00
43,00
45,00
47,00
-40,00
-60,00
-80,00
-100,00
Posición (mts)
Conclusiones sobre las pruebas dinámicas.
1.- Al realizar el análisis exhaustivo de los resultados de todos los gráficos podemos concluir que con el
aumento de las velocidades aumentan los valores de las mediciones y con ello las deformaciones de las
vigas.
2.- Se reafirma la conclusión obtenida en las pruebas estáticas del comportamiento inseguro del apoyo
de la viga principal izquierda.
3.- En el gráfico f se muestra la tendencia del comportamiento de las flechas máximas en las pruebas
dinámicas.
Partiendo del mismo se pueden obtener los valores esperados de las flechas para
velocidades mayores y de ese modo se puede extrapolar el comportamiento de este parámetro en
velocidades para las cuales no se realizó ensayo.
IX.1.- Comparación de los resultados teóricos con los obtenidos del ensayo.
Estática
Parámetros
Tensión normal -  (Kg/ cm2)
Tensión tangencial -  (Kg/ cm2)
Deformación – f (cm)
Dinámica
Teórica
Ensayo
Teórica
601,38
276,79
0,77
82,21
23,9
0,425
797,33
371,69
1,02
Ensayo
10 kph
86,8
26,2
0,457
30kph
88,3
208,61
0,459
50 kph
90,2
212,0
0,479
Frenado
76,2
99,7
0,458
Al realizar el análisis de los resultados obtenidos en el ensayo, o sea, el comportamiento real de la
estructura en cuanto a las tensiones y las deformaciones, podemos afirmar que en todos los casos estos
son menores que los valores de los cálculos teóricos, por lo que se desprende que no se presentan
dificultades en el comportamiento de la misma al paso de la locomotora ALCO utilizada para el ensayo.
Solamente existe un comportamiento anormal en el ensayo con el apoyo de la viga principal izquierda,
que está muy afectada por la corrosión y con pérdida de las platabandas, así como del ala derecha del
angular, estando la viga prácticamente apoyada sobre el alma y los restos de los angulares en dicho
lugar.
El comportamiento anormal se refleja en los resultados del ensayo realizado con la colocación de 3
sensores PA – 5 (transductores de desplazamiento), dos en ambos lados (derecho e izquierdo) y el otro
en el centro de la viga, dando como resultado en la prueba estática, y más acentuada en las dinámicas,
que existen movimientos inaceptables del ala inferior de dicha viga, así como el surgimiento de
torsiones producto de la falta de apoyo efectivo de esta en el estribo y las perdidas de los angulares del
arriostramiento.
Todo esto, junto al desprendimiento de algunos de los arriostramientos y la corrosión avanzada de parte
de sus elementos, hace que sea necesaria la limitación de velocidad hasta que sean resueltos los defectos
que se describen en el presente estudio.
Por lo tanto se debe:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Ejecutar cuanto antes la reparación de los angulares inferiores de la viga.
Reparar los apoyos y zonas correspondientes donde se apoya la viga principal.
Reparar el arriostramiento de las vigas.
Sustituir las traviesas en mal estado.
Fijar los guardacarriles en los aproches, utilizando traviesas de carriles.
Resanar todas las zonas oxidadas, pintar, engrasar y conservar la estructura metálica para
evitar así el incremento del deterioro.
X.- Proposición de creación de una fuerza para enfrentar la reparación de puentes a nivel
Nacional.
Puentes en el País.
Los puentes en el País son atendidos por la Empresa VOCF, a su vez por 14 Unidades Empresarial de
Base de Vías y Puentes (Antiguas Distancias):
01.- UEB Pinar del Río. (Pinar del Río)
02.- UEB Habana.(Habana y Ciudad Habana)
03.- UEB Camilo Cienfuegos. (Línea Eléctrica de Jersey)
04.- UEB Colón. (Matanzas)
05.- UEB Cifuentes. (Villa Clara)
06.- UEB Cherepa. (Cienfuegos)
07.- UEB Placetas.(Villa Clara y Sancti Spíritus)
08.- UEB Morón. (Ciego de Ávila)
09.- UEB Camaguey. (Camaguey)
10.- UEB Las Tunas. (Las Tunas)
11.- UEB Holguín. (Holguín)
12.- UEB Bayamo. (Gramma)
13.- UEB Santiago de Cuba (Santiago de Cuba)
14.- UEB Guantánamo (Guantánamo)
En el caso de las UEB de Ciudad Habana, Cherepa y Las Tunas en los últimos 4 años fueron atendidas
por las UEB Habana, Cifuentes y Camaguey.
Estas distancias deben dar reparación y mantenimiento a todos los puentes que se encuentren dentro de
su jurisdicción, pero hoy casi les es imposible, muchas de ellas ya no tienen brigadas de reparación y en
otras las brigadas no tienen el personal técnico y las condiciones adecuadas para llevar a cabo estos
trabajos.
La situación de los puentes ferroviarios es difícil en estos momentos, la mayoría de ellos desde la década
del 80 no reciben reparación, pintura y mantenimientos. Por los motivos conocidos por todos se han
violado los ciclos de mantenimiento y pintura de puentes, la corrosión esta latente en la mayoría de los
puentes de acero y en muchos ya hay que resanar sus estructuras, incluyendo en vía central los cuales
mantienen precaución de velocidad desde hace años, la cantidad de traviesas colocadas a sido
insuficiente, si a esto sumamos la situación existentes en las brigadas actuales de reparación de puentes
podemos categóricamente afirmar que para poder dar respuesta a las exigencias de futuras
trasportaciones de cargas y pasajeros se debe crear brigadas de carácter nacional para poder hacer frente
a esta tarea extremadamente voluminosa y difícil que se nos avecina a todos los ferroviarios.
Sobre los puentes en el país hay en estos momentos 55 349 traviesas de madera de ellas 19 189 se
encuentran en mal estado o inservibles para un 34,7 % de inseguridad al paso sobre los mismos,
alrededor de 1 de cada 3 traviesas se encuentra en mal estado, toda esta problemática se agrava cuando
encontramos grupos de hasta mas de tres traviesas seguidas en mal estado, donde podemos afirmar que
el carril esta sin fijación y en el aire en más de 1 metro, al paso del tren se crean baches y sobre anchos
por encima de lo permisible, premisas estas de accidentes fatales sobre los puentes de cama de madera.
A esto podemos agregar que la existencia de traviesas en mal estado hace posible que las cargas, que
están diseñadas para que se distribuyan de forma homogénea sobre las vigas no lo hagan y en algunos
puntos actúen de forma puntual por encima del diseño y provoque en estas vigas a las que les falta
mantenimiento y pintura y en muchos casos presentan perdidas de sus secciones de trabajo,
deformaciones y roturas y con ello un accidente catastrófico.
Los puentes de hormigón construidos su mayoría hace más de 25 años, hoy muchos de ellos presentan
desconchados, perdida del recubrimiento de hormigón y acero, sus aparatos de apoyos faltos de
mantenimientos y con un grado de oxidación alto, muchos de ellos aun pueden recuperarse con una
buena reparación o mantenimiento, puentes a los que proponemos además pintar sus vigas, cimientos,
apoyos y estribos con lechadas de cal para el mantenimiento de su superficie, además de ejercer una
influencia positiva en su imagen y el medio ambiente.
Propuesta para comenzar los trabajos de reconstrucción, reparación y mantenimientos en puentes
ferroviarios en el país.
Consideramos que la reactivación del ferrocarril debe estar estrechamente vinculada con la reactivación
de un programa de reparación y mantenimientos de los puentes y alcantarillas existentes, que a nuestro
juicio se hace tan importante como la reactivación propia de las vías, puesto que sobre una vía puede
suceder un accidente, pero sobre un puente el accidente toma carácter de catástrofe donde las perdidas
humanas y materiales son enormes por muy pequeño que sea este accidente.
Teniendo en cuenta que desde la década del 80, la mayoría de nuestros puentes no reciben una
reparación tanto estructural como de mantenimientos proponemos la creación en principio de dos
brigadas de reparación, mantenimientos y pintura, con la utilización de equipos medios y herramientas
que tenemos en el país y que hoy muchas, por diferentes razones son subutilizadas o se explotan muy
poco.
Propuesta.
Brigada Nº 1
Brigada especializada en la construcción, reparación y mantenimiento de puentes.
Esta brigada construirá puentes utilizando la hinca de pilotes de acero y superestructura de acero con
cama de madera, reparara puentes de acero, de hormigón y dará mantenimiento a la cama de los puentes
de madera, así como reparación y construcción de alcantarillas.
Composición de la brigada.
1 Jefe de brigada.
1 Técnico Medio o Superior.
1 Gruero “A”
1 Cocinero de comidas criollas.
1 Pailero
1 chofer*
7 Constructores de puentes ferroviarios.
* (Se prefiere un reparador de puentes con licencia de conducción y se le pague un % mas o tal vez que
además de chofer haga funciones de aseguramiento).
Total 13 Hombres.
Equipos:
- Campamento férreo incluyendo cocina comedor, pañol y almacén para materiales.
- 1 camión de transporte para personal y equipos.
- Planta de radio para comunicación con estaciones y trenes.
- 1 Grúa KDE preparada para la hinca.
- Hinca Pilotes DELMAN 12 Y DELMAN 22.
- 1 motor de vías con su plancha de arrastre.
- Equipo de oxicorte.
- Planta de Soldar.
- Planta eléctrica.
- Taladro eléctrico para traviesas de madera.
- Esmeriladora eléctrica.
- 1 Taladro eléctrico para barrenado en hormigón.
- Concretera para elaboración de hormigón.
- 2 motosierras para elaboración de traviesas.
Herramientas:
(Herramientas propias como una brigada de vías)
- 4 Gatos de vías.
- 4 barretas de alinear.
- 8 palas.
- 4 picos espiocha.
- 4 picos pisón.
- 4 tenedores de balasto.
- Llaves para tornillos de vías.
- 4 Martillos de vías.
- 2 Mandarrias.
- 2 Serruchos de carpintero
- 2 martillos de carpintero.
- 2 Niveles de carpintero.
-
Sogas de ½ y 1 pulgada.
Cintas métricas.
2 Cartabones de vías.
4 tenazas para traviesas de madera.
4 tenazas para traviesas de hormigón.
4 tenazas de carril.
Eslingas para el Izaje.
12 Cubos para elaborar el hormigón.
2 Vagones para traslado de hormigón.
4 Flotas metálicas y madera.
2 Cucharas de albañil.
2 Azuelas para elaboración de traviesas.
2 Serrotes de mano.
2 barreta (pata de cabra) para extracción de clavos.
4 guatacas.
2 hachuela.
Brigada Nº 2
Brigada especializada en la reparación, mantenimiento y pintura de puentes.
Esta brigada reparara puentes de superestructura de hormigón y acero, dará mantenimiento a la cama de
los puentes de madera, así como reparación y construcción de alcantarillas.
Composición de la brigada.
1 Jefe de brigada.
1 Técnico Medio o Superior.
1 Cocinero de comidas criollas.
1 Pailero
1 chofer**
6 Constructores de puentes ferroviarios.
** (Se prefiere un reparador de puentes con licencia de conducción y se le pague un % mas o tal vez que
además de chofer haga funciones de aseguramiento).
Total 11 Hombres.
Equipos:
- Campamento férreo incluyendo pañol y almacén para materiales.
- Planta de radio para comunicación con estaciones y trenes.
- 1 camión de transporte para personal y equipos.
- 1 motor de vías con su plancha de arrastre.
- Equipo de oxicorte.
- Planta de Soldar.
- Planta eléctrica.
- Taladro eléctrico.
- Esmeriladora eléctrica.
- 1 Taladro para barrenado en hormigón
- Concretera para elaboración de hormigón.
- 2 motosierras para elaboración de traviesas
- Equipo de SAND-BLAST para la limpieza del acero.
- Compresor para pintura.
- 6 pistolas de pintar.
- 3 juegos de guindolas para pintar
Herramientas:
(Herramientas propias como una brigada de vías)
- 4 Gatos de vías.
- 4 barretas de alinear.
- 8 palas.
- 4 picos espiocha.
- 4 picos pisón.
- 4 tenedores de balasto.
- Llaves para tornillos de vías.
- 4 Martillos de vías.
- 2 Mandarrias.
- 2 Serruchos de carpintero
- 2 martillos de carpintero.
- Nivel de carpintero.
- Sogas de ½ y 1 pulgada.
- Cintas métricas.
- 2 Cartabones de vías.
- 4 tenazas para traviesas de madera.
- 4 tenazas para traviesas de hormigón.
- 4 tenazas de carril.
- 12 Cubos para elaborar el hormigón.
- 2 Vagones para traslado de hormigón.
- 4 Flotas metálicas y madera.
- 2 Cucharas de albañil.
- 2 Azuelas para elaboración de traviesas.
- 2 Serrotes de mano.
- 6 brochas de 2 pulgadas.
- 6 brochas de 4 pulgadas.
- 6 brochas de 6 pulgadas.
- 6 se4pillos de alambre.
- 6 espátulas.
La Estación Comprobadora de Puentes realiza hoy la auscultación, la investigación, la medición, el
diagnostico y el dictamen técnico del puente antes de reparado, proponemos además la verificación
de la capacidad portante de cada puente después de reparado por estas brigadas y con ello la
certificación de los trabajos realizados, alcanzando así un alto nivel organizativo y de calidad en las
reparaciones.
XI.- EFECTO ECONÓMICO.
Valores de Producción creados por La Estación Comprobadora de Puentes
Nº
1
2
3
4
5
FECHA
2001
2002
2003
2004
2005
Nº PUENTES VALOR CUP VALOR MLC
2
16 367,75
12
54 125,85
23
131 893,54 7000,00
20
115 758,60
18
106 340,86
TOTALES
75
424 486,58 7000,00
1).- En estos 5 años hemos colaborado con la UEB de Placetas en inspección anual de Puentes, en la
investigación para la reparación y reconstrucción de puentes en las UEB. Pinar del Río, Cifuentes,
Morón, Cuidad Habana, La Habana, Placetas, Holguín, Matanzas, Colón, Cienfuegos, Camaguey y Las
Tunas. En el 2003 se trabajó en dos puentes a terceros, vías férreas de las Minas de Mayarí de la Fábrica
de Níquel en Nícaro.
2).- Se calculan los ahorros a la economía del País por la utilización de este trabajo en estos 5 años por
encima de 8,5 millones de pesos y 2,7 millones de dólares.
Este Trabajo es el Producto del esfuerzo investigativo durante 5 años del Siguiente grupo
multidisciplinario:
Ing. José Leiva Pérez
Ing. Alexander Martínez Piñeiro
Téc. Reinaldo López Gómez
Carlos Gonzáles Noya
Dr. Ernesto Chagoyen
Dr. Cesar Chagoyen
Dr. Rubén Pino
Ing. Alejandro Fernández
Estación Comprobadora de Puentes Ferrocarriles
Estación Comprobadora de Puentes Ferrocarriles
Estación Comprobadora de Puentes Ferrocarriles
Estación Comprobadora de Puentes Ferrocarriles
Fac. Construcciones, Universidad Central Las Villas
Fac. Mecánica, Universidad Central Las Villas
Fac. Construcciones, Universidad Central Las Villas
Fac. Construcciones, Universidad Central Las Villas
Ing. Gregorio B. Aragón López
J´. Estación Comprobadora de Puentes.
Dr. Carlos Recarey Morfa
Prof. Investigador Principal CIDEM UCLV.
AGRADECIMIENTOS.
A la dirección de las Facultades de Construcciones y Mecánica de la Universidad Central de Las Villas,
a sus especialistas que han dedicado durante estos años muchas horas extras de su precioso trabajo en
ayudar al país en esta esfera, a la dirección de de la Unión de Ferrocarriles que con su apoyo ha dado fe
en este trabajo conjunto, a los compañeros Juan Carlos Barrios y Román Batista que tanto aliento nos
han dado, a nuestros compañeros en el Departamento Técnico de Vías de la UEB de Placetas que con
tanto esfuerzo han colaborado, a la Dirección de SOLCAR que de forma amable apoya cada trabajo de
ensayo que en su fabrica hemos ejecutado, a Daniel Rojas Díaz (TETÉ) Director de la UEB Placetas que
tanto apoya a sus especialistas en función de las ciencias como el camino para lograr el buen desarrollo
de cualquier actividad, a nuestra familia que tanto se sacrifica a consecuencia de nuestro trabajo, a mis
cuatro compañeros que en condiciones difíciles hemos Trabajado y soñado, pero que nos alienta las
palabras del Comandante cuando dijo “No hay cosa más bella para un soñador que ver sus sueños
hechos realidad”, que las horas de estudio, trabajo y sacrificio bajo la lluvia, sereno y sol no han sido en
vano, a los ingenieros José Leiva Pérez, Manuel Orestes Ramos Aparicio y Alexander Martínez Piñeiro,
que tanto sacrificio y tiempo libre consumen en este trabajo, a la Dirección de Seguridad del Ministerio
de Transporte que nos dio la oportunidad de dar a conocer nuestro trabajo para bien de la seguridad al
movimiento de los trenes.
BIBLIOGRAFÍA.
TITULO
AUTORES
AÑO
Resistencia de materiales
Enrique Panseri
Argentina 1950
Teoría de las estructuras
Timochenco – Young
1979
Resistencia de los materiales
V. I. Feodosiev
1979
Puentes I y II
Gustavo Taylor y Ernesto Valdés
1987
Obras de fábrica
H. M. Socolov
1969
Estribos y apoyos de puentes
B. I. Carpinsky
1966
Reglas para el mantenimiento de las
obras de fábrica
MITRANS
1988
Método de clasificación de puentes
Metálicos
MITRANS
1980
Strain Gages
Kart Hoffman
1999
Extensometría y transductores de fuerza
César Chagoyen
2004
Manuales de operación Programa Catman 3.1
HBM
2000
Manuales de operación MGCPlus
HBM
2000
Itinerario Nº 14
Eduardo A. Olivares
2005
Norma Cubana NC 57-39 84 aceros y sus
Laminados
1984
ANEXOS
I.- Angulares inferiores junto a los apoyos:
Foto Nº 2
Foto Nº 5
Foto Nº 3
Foto Nº 4
Foto Nº 6
Foto Nº 7
Fotos No. 2 a la No. 6 - Oxidación de los angulares inferiores en la zona de los apoyos.
Foto No. 7 – Pérdida de sección y con ello deformación de los angulares inferiores.
Foto Nº 9
Foto Nº 8
Foto Nº 10
Foto Nº 11
Foto Nº 12
Foto Nº 13
II.- Riostras y Platabandas Superiores:
Fotos Nº 8 a la Nº 10 – Pérdida de las planchuelas y angulares de los arriostramientos inferiores y
superiores.
Fotos Nº 11 a la Nº 13 – Pérdida de las platabandas superiores por el efecto de la corrosión.
III.- Traviesas:
Foto Nº 14
Foto Nº 17
Foto Nº 15
Foto Nº 18
Foto Nº 16
Foto Nº 19
Fotos Nº 14 a la Nº 19 – Traviesas en mal estado y defectos que provocan
IV.- Equipos de adquisición y sensores de medición:
Foto Nº 20
Foto Nº 21
Foto Nº 22
Foto Nº 23
Foto Nº 24
Foto Nº 25
Fotos No. 20 y No. 21 - Equipo de adquisición de datos MGC Plus.
Foto No. 22 - Computadora portátil para la adquisición de datos.
Foto No. 23 - Acelerómetro.
Foto No. 24 - Galgas extensométricas superiores.
Foto No. 25 - Sensor de luz.
Foto Nº 26
Foto Nº 27
Foto Nº 28
Foto No. 26 - Galga a 45º.
Foto No. 27 - Sensor de desplazamientos horizontales.
Foto No. 28 - Galga superior.
Foto Nº 29
Foto Nº 30
Foto No. 29 - Trabajo de micro soldaduras.
Foto No. 30 - Sensor de desplazamientos verticales.
Foto No. 31- Caja de distribución de canales.
V.- Equipos y herramientas auxiliares para lograr la colocación de Sensores:
Foto Nº 31
Foto Nº 32
Foto Nº 33
Foto Nº 34
Foto No. 32 - Lijadora eléctrica.
Foto No. 33 - Taladro eléctrico.
Foto No. 34 - Escaleras.
Foto No. 35 - Equipo móvil para la adquisición de datos.
Foto No. 36 - Ascensor mecánico.
Foto No. 37 - Cables de conexión de sensores.
Foto No. 38 – Dispositivo para fijación del sensor fotoeléctrico.
Foto No. 39 - Dispositivo para fijación de sensor de desplazamiento vertical.
Foto No. 40 - Rollos de cables especiales para conexiones de sensores.
Foto Nº 35
Foto Nº 38
Foto Nº 36
Foto Nº 39
Foto Nº 42
Foto Nº 37
Foto Nº 40
Foto Nº 43
Foto Nº 41
+Foto No. 41 - Planta eléctrica 220 v trifásica.
Foto No. 42 - Cables de conexiones desplegados.
Foto No. 43 - Sensor fotoeléctrico.
VI.- Locomotora en las pruebas estáticas:
Foto Nº 44
Foto Nº 45
Foto Nº 46
Foto No. 44 - Locomotora en posición I.
Foto No. 45 - Locomotora en posición II.
Foto No. 46 - Locomotora en posición III.
VII.-Trenes a cuyo paso se realizaron las pruebas dinámicas:
Foto Nº 47
Foto Nº 50
Foto Nº 48
Foto Nº 51
Foto Nº 49
Foto Nº 52
Fotos No. 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54 y 55 - Momento del paso de los distintos trenes durante la
prueba dinámica sobre el puente.
VIII.-Fotos de algunos de los Puentes en que se ha trabajado:
Puente km. 27,000 Ln. Nícaro- Pinares de Mayarí
Puente km. 641,805 Ln. Central
Puente km 415,120
“Ln. Central”
Puente km. 408,120 Ln. Central
Puente KM. 13,584 “Nela” Sub Rl. Tunaz
Puente km. 35,000 Rl. Jatibonico
Puente km. 1,793 Rl. Dubroq
“Giratorio Matanzas”
Puente km. 452,444 Ln. Central
Puente km. 49,969 Ln. Cienfuegos
Puente km. 259,969 Ln. Sur
“Damuji”
Puente km. 459,005 Ln. Central
Puente km. 60,983 Ln. Cienfuegos
Puente km. 12,326 Rl. Zaza
“Zaza”