Puente de armadura modular para la construcción de carreteras: diseño, montaje y entrega

La construcción de carreteras es una carrera contra el calendario. Cada semana un desvío, una ruta de transporte o un cruce de río queda fuera de servicio, el proyecto pierde dinero y los usuarios de la vía pagan por ello. Un puente de armadura modular para la construcción de carreteras responde a esa presión con una idea simple: fabricar la estructura a partir de paneles de acero estándar, entregarla en camiones comunes, atornillarla en días y abrirla para carga completa en la carretera.

Somos Wuxi Rongbro Intelligent Equipments Co., Ltd., una empresa de instalación y fabricación de acero con sede en Wuxi, China. Desde 2009 hemos diseñado, fabricado e instalado componentes de acero prefabricados de alta precisión para plantas industriales, edificios públicos, equipos portuarios y petroquímicos y estructuras de transporte, incluidos puentes de carreteras. Esta guía recopila los puntos prácticos que nuestros ingenieros plantean cada vez que un cliente pregunta sobre un puente de armadura modular para un proyecto de autopista.

¿Qué hace que un puente de armadura sea modular?

Un puente de armadura modular es una armadura de acero prefabricada construida a partir de paneles repetidos. En lugar de soldarse en el sitio, se ensambla a partir de unidades fabricadas en fábrica que comparten la misma geometría de conexión, por lo que se puede agregar, quitar o reemplazar un panel sin rediseñar toda la estructura. La norma en la industria son longitudes de paneles de aproximadamente 3 m, y la luz se amplía simplemente añadiendo tramos.

Un kit típico contiene:

• Paneles de celosía estándar con cordones superiores e inferiores, verticales y diagonales, unidos mediante pernos de agarre por fricción de alta resistencia;
• Vigas de piso y largueros dimensionados según el ancho de calzada y la carga de tráfico requeridos;
• Unidades de cubierta (placa de acero, hormigón prefabricado, madera o rejilla abierta) instaladas después de que la armadura esté en pie;
• Apoyos, juntas de dilatación, bordillos, parapetos y losas de acceso;
• Acabados en acero galvanizado o resistente a la intemperie, además de pernos, empacadores y repuestos necesarios para el mantenimiento.

Los tramos simples de aproximadamente 12 ma 60 m son habituales, mientras que las configuraciones de tramos múltiples exceden regularmente los 100 m donde los pilares son económicos. Se encuentran disponibles diseños de truss pasante, truss pony y truss de cubierta, por lo que el espacio vertical y la geometría de acceso rara vez obligan a un rediseño a medida.

Dónde encajan los puentes de armadura modular en la construcción de carreteras

En un programa de carreteras, las estructuras modulares de celosía aparecen en cinco situaciones recurrentes:

• Puentes de desvío temporales que transportan tráfico vivo alrededor de un puente principal o intercambio en construcción, luego bajan y pasan al siguiente sitio;
• Construcción de puentes de acceso y acarreo. a través de ríos, canales y barrancos, dimensionados para hormigoneras, plataformas de pilotaje y grúas en lugar de para carga terminada en carreteras;
• Cruces permanentes de tramos cortos en caminos rurales, rutas secundarias y rampas, donde la velocidad de construcción importa más que el acabado arquitectónico;
• Obras de ampliación por etapas , manteniendo abierta una calzada mientras se reconstruye la otra;
• Reemplazo de emergencia después de inundaciones, socavación o daños a vehículos, cuando se necesita cruzar en semanas en lugar de estaciones.

Debido a que los mismos paneles pueden servir como desvío temporal, luego ser desmantelados y reconstruidos como un puente permanente en otro lugar, los sistemas modulares a menudo ofrecen el costo de vida útil más bajo de cualquier opción de tramo corto, particularmente cuando un proyecto tiene varios cruces que resolver.

La disciplina de fabricación detrás de ese desempeño es la misma disciplina que aplicamos a las estructuras de acero más pesadas para carreteras. En la Sección 3 de la autopista Fengxin, nuestro alcance cubrió la viga cajón de acero de octavo tramo, que exigía los mismos detalles de precisión, control de soldadura y logística de carga pesada que requiere un programa de armadura modular.

Viga cajón de acero del octavo tramo de la sección 3, línea Fengxin Express, ciudad de Zunyi, provincia de Guizhou En 2017, se completó la viga cajón de acero del octavo tramo de la Sección 3 de la Línea Fengxin Express en la ciudad de Zunyi, provincia de Guizhou. El proyecto fue diseñado y EPC-contra... Ver producto →

Consideraciones de diseño e ingeniería para cargas en carreteras

Luz, geometría y capacidad de carga

Todo comienza con el modelo de carga vigente (AASHTO LRFD HL-93, Eurocódigo LM1 o el código de circulación local) y el vehículo más pesado que jamás haya visto el puente, que en un puente de acarreo suele ser una grúa de orugas en lugar de un camión. La profundidad de la armadura generalmente se establece entre un octavo y un décimo del claro para una estructura eficiente, y los límites de deflexión de carga viva, comúnmente L/800 para puentes de carreteras, deben verificarse temprano, porque con frecuencia gobiernan la profundidad en lugar de la tensión. La inclinación, la pendiente longitudinal, el espacio libre vertical y la fatiga por ciclos repetidos del camión necesitan confirmación antes de comenzar la fabricación.

Opciones de plataforma y superficies de desgaste

La plataforma decide tanto la carga muerta sobre la armadura como el perfil de mantenimiento durante los próximos veinte años.

Protección contra la corrosión, fatiga y vida útil

Los puentes de las autopistas viven bajo la sal deshielo, las salpicaduras y el tráfico abrasivo. La galvanización en caliente aplicada después de todas las soldaduras y perforaciones es la protección predeterminada para los paneles modulares, y los orificios para pernos, orificios de ventilación y vías de drenaje deben diseñarse de manera que el agua nunca quede atrapada dentro de una sección cerrada. La fatiga es el otro problema a largo plazo: las conexiones atornilladas con empalmes adecuadamente detallados se comportan bien bajo cargas repetidas, pero los detalles deben revisarse con respecto a la categoría de fatiga relevante y el torque de los pernos debe verificarse nuevamente después de los primeros meses de servicio.

Fabricación, Detallado y Control de Calidad

Los puentes modulares son tan confiables como el taller que los fabrica. Los detalles son lo primero: un modelo 3D completo, diseño de conexión, controles de choque contra cojinetes y juntas de expansión, y un sistema de numeración de paneles que sobrevive al envío y a la manipulación en el sitio. Nuestra propia guía para Dibujo y detalles del taller de estructura de acero. establece cómo ese proceso protege el programa y el presupuesto.

En producción, las prioridades son:

• Soldar según procedimientos cualificados, con controles dimensionales a nivel del panel y no al final del montaje;
• Montaje de prueba de al menos una bahía en el taller, de modo que los orificios de los pernos, la curvatura y la alineación se prueben antes de que el acero salga de fábrica;
• Galvanizado después de la fabricación, con espesor de revestimiento verificado mediante medición;
• Marcado, embalaje y carga de contenedores planificados por secuencia de montaje, no por conveniencia.

Construcción de proyectos de autopistas vivas

La mayoría de los puentes de celosía de las carreteras se construyen bajo restricciones de tráfico, lo que hace que el plan de construcción sea tan importante como el diseño. Tres métodos cubren casi todos los casos: montaje de grúa desde un carril cerrado o arcén, lanzamiento en voladizo sobre una vía fluvial o calzada viva, y montaje sobre un caballete temporal con paneles elevados a su posición. Los cierres nocturnos y de fin de semana, un plan viable de gestión del tráfico y una secuencia de conexión atornillada que mantiene la estructura estable en cada etapa son parte del paquete.

Una vez que se cierra la armadura, se instala la plataforma, se colocan las juntas de expansión y las losas de aproximación, y se inspecciona la alineación terminada antes de que se abra el puente. Los proyectos en el extranjero añaden a la lista el transporte marítimo, las aduanas y la supervisión local: en el proyecto de la central eléctrica neta de 337 MW/305 MW de Bangladesh, nuestro alcance incluía un puente de acceso que cruzaba un canal, donde la secuencia de montaje y la logística del sitio decidieron el cronograma tanto como lo hizo el acero.

Canal de cruce de puente de acceso - Bangladesh Proyecto EPC de planta de energía de 337 MW/305 MW (neto) El puente de acceso que cruza el canal es parte del proyecto EPC de la central eléctrica de 337 MW/305 MW (neto) de Bangladesh, que se llevó a cabo en 2014 bajo el contrato EPC de China... Ver producto →

Reutilización, reubicación y valor de por vida

Una ventaja de una armadura modular atornillada es que es una ventaja, no una ruina. Un puente de desvío se puede desmantelar, inspeccionar, volver a galvanizar cuando sea necesario y volver a montarlo en el siguiente proyecto; a un cruce permanente que luego se amplía se le pueden agregar tramos en lugar de reemplazarlos. El acero también conserva el valor de la chatarra al final de su vida, y la reutilización de los miembros existentes evita el carbono incrustado en el hormigón nuevo. Para los propietarios que gestionan varios sitios, esa reutilización puede convertir una compra única en una flota de cruces.

Elegir un socio de fabricación e instalación

Los puentes de armadura modular se encuentran en la intersección de la fabricación de acero, la ingeniería de puentes y la instalación en el sitio, por lo que el proveedor debería poder transportar los tres. Fabricamos componentes de acero prefabricados de alta precisión desde 2009 y hemos entregado plantas industriales, edificios públicos, estructuras portuarias y petroquímicas y proyectos de transporte para clientes que incluyen fabricantes multinacionales; tu puedes conozca más sobre nuestra empresa y cómo trabajamos.

Cuando evalúe a un socio para un cruce de autopista, solicite detalles internos, galvanizado y ensamblaje de prueba, referencias sobre puentes comparables, un cronograma de entrega realista y un equipo de obra designado con una declaración de método para el montaje bajo tráfico. Los cruces de ríos, como el puente de Tashan Road sobre el río Xinlai en el condado de Laian, provincia de Anhui, muestran hasta qué punto el resultado depende de esa capacidad combinada.

Puente de Tashan Road que cruza el río Xinlai, condado de Laian, provincia de Anhui El puente Tashan Road que cruza el río Xinlai en el condado de Laian, provincia de Anhui, es un proyecto de puente con estructura de acero completado en 2016. El puente adopta un doble... Ver producto →

Conclusiones clave para su próximo cruce de autopistas

1. Confirme el modelo de carga vigente y el vehículo de construcción más pesado antes de dimensionar la armadura.
2. Verifique los límites de deflexión con anticipación, ya que a menudo dictan la profundidad de la armadura.
3. Elija la plataforma teniendo en cuenta la capacidad de carga muerta, el método de montaje y el mantenimiento a largo plazo, no sólo el coste inicial.
4. Galvanice después de la fabricación y detalle cada sección cerrada para que el agua pueda drenar.
5. Cómprelo a un socio que detalla, fabrica e instala: ese único punto de responsabilidad es lo que mantiene la apertura de una autopista según lo previsto.