Universidad Central de las Villas y a 9,5 kilómetros de la estación de Santa Clara. Sobre él cruzan todos los trenes de cargas que se trasladan desde o hacia las provincias orientales al centro u occidente del país, circulando sobre él con mucha frecuencia la locomotora C-30-7 arrastrando carros pesados. Esta locomotora es la más pesada que circula sobre las vías cubanas, la misma ha sido objeto de numerosas modificaciones, por lo cual existe incertidumbre en cuanto a los efectos que provoca sobre los puentes.
Durante las inspecciones periódicas anuales se detectó que el puente presenta corrosión en los apoyos, los arriostramientos y en las vigas sobre todo en las platabandas y los angulares superiores, además de presentar grupos continuos de traviesas en mal estado. Debido al estado técnico del puente, la importancia, el predominio de tráfico pesado e intenso y la alta frecuencia de circulación de la locomotora C-30-7, se decide realizar estudios profundos a este puente.
Los objetivos a alcanzar con estos estudios son: conocer con mayor exactitud el estado técnico del puente, esclarecer las causas que dieron origen a los deterioros, evaluar el estado técnico, estimar la capacidad de carga actual y conocer con mayor exactitud los efectos que provoca la locomotora C-30-7, así como las consecuencias de la circulación de esta sobre el puente.
2.1 Principales estudios realizados
¾ Inspecciones especiales.
¾ Levantamiento estructural.
¾ Levantamiento patológico.
¾ Ensayos al acero de la superestructura.
¾ Ensayos de carga mediante la implementación de un sistema de instrumentación.
¾ Modelación y recálculo de la súper-estructura.
Los estudios se realizaron con un enfoque sistémico e integral, teniendo en cuenta las ventajas y deficiencias de las técnicas y métodos aplicados en las diferentes etapas.
2.2 Características fundamentales del puente
El puente se encuentra localizado en el kilómetro 9,578 de la Línea Santa Clara – Cenizas, en el tramo comprendido entre las estaciones Santa Clara y Cenizas. Durante su inspección ordinaria se detectó que el mismo se encontraba en un estado de deterioro avanzado.
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Foto No1: Vista general puente Foto No 2: vista de la vía sobre el puente
Descripción de la estructura del puente:
Es un puente de acero, de vigas construidas tablero superior. La super-estructura está formada por
dos vigas principales sobre las cuales apoya la vía (cama), consta de una luz articulada- simplemente apoyada. El sistema estructural secundario esta constituido por el sistema de arriostramiento transversal vertical y el sistema de arriostramiento longitudinal superior e inferior horizontales.
Tabla 2.1: Resumen de las características del puente
Localización Km 9.578 Ln Cenizas
Tipo de puente Acero Tablero Superior
Edad Aproximada 100 años
Estribos Cerrados de Cantos
Longitud total de puente 19,55m
Número de Luces 1-17,75m(Articulada-Patín)
Distancia entre ejes de vigas 2,15m
Altura 8,45m
Categoría de la vía Primera
Velocidad de la vía 70Km/h (cargueros)
Número de vías 1
Ancho de vía 1435mm
Tipo de traviesas Madera
Tipo de carriles P – 50 (50Kg/ML)
Tipo de guarda carril 80lb./y
Tipo de Guardera 80lb./y
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Esquema 2.1 Visualización general del puente
Esquema 2.2 Sección Transversal
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Tabla 2.2 Piezas que conforman las secciones de cálculo
Para la evaluación de puentes han sido diseñadas un sin número de metodologías en diversos países del mundo. Para la realización del estudio técnico del puente cenizas, se ha adoptado la metodología que se expone en la tesis realizada en el 2008 en la Facultad de Construcciones de la Universidad Central de las Villas: “Estudio estructural y patológico de puentes metálicos ferroviarios. Caso de estudio: Puente de armadura Km 27.2 línea de Nicaro” de Bruce Roy Ranger, en conjunto con los especialistas de la Estación Comprobadora de Puentes de Placetas.
2.3 Principales deterioros, daños y deficiencias detectadas en el puente
Durante la inspección mediante un examen visual y la realización del levantamiento patológico se detectaron los siguientes daños, deficiencias y deterioros.
Cama:
Deficiencias y deterioros en los carriles. - Quemaduras por fricción en el carril.
- Falta de tornillos en las mordazas de la guardera. Deficiente fijación del carril, guarda-carril y guarderas:
- Falta de clavos.
- Clavos flojos debido al deterioro de la madera de las traviesas. Traviesas en mal estado.
- Afectadas por la pudrición.
- Afectadas por Hongos.
- Grietas longitudinales.
- Cajuelas con afectaciones por aplastamiento y fuera de medida.
- Corrimientos de las traviesas debido al estado y deficiencias en las cajuelas y fijaciones.
Sección Plancha Vertical Angulares
Alas Iguales Planchas Horizontales Superiores Planchas Horizontales Inferiores AS 1PV: 1830x11 4L:155x16 1PH:360x15 --- BS 1PV: 1830x11 4L:155x16 1PH:360x15 1PH:360x16 CS 1PV: 1830x11 4L:155x16 1PH:360x15 1PH:360x10 1PH:360x16 1PH:360x11 DS 1PV: 1830x11 4L:155x16 1PH:360x15 2PH:360x10 1PH:360x16 2PH:360x11 ES 1PV: 1830x11 4L:155x16 2PH:360x15 2PH:360x10 2PH:360x16 2PH:360x11
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Foto No 3: Quemadura en el carril Foto No 4: Deficiencias en fijaciones
Foto No 5: Pudrición, Grietas y Corrimientos Foto No 6: Hongos
Vigas Principales:
Las vigas tienen la pintura envejecida y se encuentran muy afectadas por la corrosión, siendo más intensa en las platabandas superiores donde ha provocado las pérdidas de sección más importantes y la destrucción total de las cabezas de los remaches en algunas zonas.
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Foto No 9: Corrosión en las platabandas superiores. Foto No 10: Pérdida de cabezas remaches
Sistema de arriostramiento:
Los arriostramientos tienen la pintura envejecida y se encuentran muy afectadas por la corrosión. Esta ha provocado pérdidas en las secciones de las cartelas que las unen llegando en algunos casos a la separación total de los elementos, lo que provoca un deficiente funcionamiento y como consecuencia problemas de estabilidad en la estructura.
Foto No 11: Sistema de arriostramiento Foto No 12: Cartelas inferiores perforadas por corrosión
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Aparatos de apoyos:
En los apoyos podemos observar que existe falta de limpieza y grasa para el buen funcionamiento de estos. Además es posible visualizar la falta de remaches en la fijación de los elementos. Existe falta de apriete, incluso ausencia de los tornillos de anclaje.
Fotos No 15: Deterioros y deficiencias de los aparatos de apoyo
Estribos:
No se observan deterioros de consideración en el cuerpo de los estribos, no siendo así en los trasdós que se encuentran parcialmente destruidos lo que provoca el derrame del balasto sobre los estribos, se observa suciedad y material de la vía derramado sobre las zonas de apoyo de las vigas.
Foto No 16: Destrucción del Trasdós Foto No 17: Derrame del balasto
2.4 Resumen del análisis del estado técnico y patológico
Una vez realizados la inspección visual y el levantamiento estructural y patológico se concluye que: 1- La vía presenta deficiencias y deterioros que hacen que el paso por el puente sea inseguro y
se evalúa de mal.
2- Los deterioros más importantes en las vigas son por corrosión siendo más intensa en el cordón inferior donde se han detectado las pérdidas de sección más importantes. El estado