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Sistema dywidag, de hormigón presforzado métodos cable adherente y tensado con barra
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
HORMIGÓN POSTENSADO (OPT.)
Ing. Byron Guaygua. MSc.
GRUPO No. 3
INTEGRANTES:
CANDO CISNEROS JENNIFER ALEJANDRA
CANDO LARA LUIS FERNANDO
LÓPEZ MALES FRANCISCO PAÚL
MORA HERNÁNDEZ JOSÉ HERNÁN
TEMA: SISTEMA DYWIDAG
QUITO
OCTUBRE 2015
INTRODUCCIÓN
Los Sistemas de Pretensado DYWIDAG son mundialmente conocidos por su fiabilidad, su
funcionalidad y su aplicabilidad a cualquier estructura pretensada ó postensada, empezando
por puentes y edificaciones y terminando por todo tipo de obras de ingeniería, ya se trate de
estructuras vistas o de obras subterráneas.
La primera estructura construida con un sistema prototipo de pretensado de barra DYWIDAG
fue el puente en arco de Alsleben ubicado en Alemania en 1927. Desde entonces,
DYWIDAG ha estado mejorando sus sistemas permanentemente para hacer frente a la
creciente demanda de tecnología de construcción moderna. Además del sistema tradicional
de pretensado de barras que está previsto fundamentalmente para aplicaciones en los campos
geotécnicos y para la rehabilitación de edificios y el refuerzo de estructuras, en el mercado se
ofrece una gama completa de sistemas de postensado con cable (con adherencia, sin
adherencia y externo) así como tirantes para puentes atirantados, estando capacitada para
atender todas las necesidades de las construcciones postesadas.
Ventajas y características
Sistema de fácil manejo
Diseño robusto
Longitudes de transporte variable gracias a sus manguitos de unión
También se pueden usar como tendones (muy) cortos: poco deslizamiento
Empleo en nuevas estructuras y como refuerzo de estructuras existentes
Se pueden usar como tendones longitudinales o transversales
Uso como refuerzo a cortante
Aplicación como tendones rectos o curvados
Uso como péndolas para puentes-arco tanto en hormigón como en acero
Empleados para la conexión temporal o permanente de elementos de hormigón
prefabricados
Ofrece una gran variedad de combinaciones con muchos materiales de construcción (por
ejemplo, acero con hormigón)
Se pueden suministrar tendones prefabricados sin adherencia o tendones externos con
protección anticorrosiva permanente
DYWIDAG Sistema de Pretensado con Barra
Puente Uhlavu, Pilsen, República
Checa
En el proceso de la investigación y desarrollo, los Sistemas de Pretensado DYWIDAG
siempre se han caracterizado por el más alto estándar de seguridad y fiabilidad con la mayor
rentabilidad económica. Distintos métodos fiables de protección anticorrosiva de los Sistemas
DYWIDAG de Pretensado contribuyen a acrecentar la durabilidad de las obras modernas. La
alta resistencia a la fatiga se consigue optimizando la selección de materiales y estudiando al
detalle cada uno de sus componentes, teniendo especialmente en cuenta su posición y el
montaje en el sistema.
El sistema de pretensado de estructuras mediante los sistemas de tendones adherentes, no
adherentes y externos se regula por la Homologación Técnica Europea ETA-05/0123.
Anclajes de barra con diámetros de hasta 47 mm se utilizan también para aplicaciones
geotécnicas. Además, DSI USA produce y suministra sistemas de pretensado de barra
DYWIDAG con diámetros de 65 y 75 mm.
Los tendones de barra internos están sobre todo previstos para estructuras de hormigón,
estructuras mixtas y estructuras de mampostería.
Los tendones internos no adherentes y tendones externos de barra se utilizan sobre todo para
estructuras de hormigón, estructuras mixtas, de acero, de madera ó de mampostería.
Normalmente, se aplican en el pretensado transversal, el refuerzo de puentes,
rehabilitaciones, como elementos de conexión para estructuras de acero y maquinaria y para
aplicaciones temporales.
Barras de pretensado y datos técnicos
Información general
Las barras de pretensado son laminadas en caliente, templadas por el calor del proceso de
laminación, expandidas y enfriadas, con una sección transversal circular. Las barras consisten
en acero pretensado Y 1050 H conforme a prEN 10138-4. Las barras roscadas y las barras
lisas se pueden entregar en longitudes hasta 18 m y se pueden cortar a longitudes específicas
antes de ser transportadas en obra.
Barras roscadas
Las barras roscadas están disponibles en diámetros de 17.5, 26.5, 32, 36, 40 y 47 mm.
Las barras roscadas disponen de costillas continuas
laminadas en caliente y le confieren rosca a derechas a lo
largo de toda la barra. La barra se puede cortar en cualquier
punto y es roscable al instante sin ninguna preparación
adicional. Las barras roscadas se especifican por su diámetro
nominal y el sufijo WR, por ejemplo 26 WR.
Barras lisas
Las barras lisas están disponibles en diámetros de 32 y 36 mm. Ambos extremos de la barra
lisa, la cual es cortada según las longitudes especificadas en
el proyecto, son roscados con roscas especiales laminadas en
frío.
Las longitudes de barra se cortan en la acería según las
especificaciones de cada proyecto individual. Las barras lisas
se especifican por su diámetro nominal y su WS, por ejemplo 32 WS.
Conjunto de sistemas
Conjunto de anclajes
Anclaje
activo
adherente
La barra se
fija a la placa de anclaje mediante la
tuerca de calota y la tuerca de fijación, y
la placa de anclaje se fija a la armadura. La tuerca de fijación facilita la conexión al tubo. La
inyección se efectúa a través la caperuza de protección, la tuerca de calota con sus tres
ranuras de lechada de cemento y la tuerca de fijación.
Anclaje pasivo adherente
Normalmente, el anclaje pasivo está
completamente cubierto por el hormigón.
La tuerca de calota está soldada
perpendicularmente a la placa de anclaje.
El manguito de vaina B termina
directamente en la placa de anclaje, y la
vaina se inyecta y se purga allí. Un
anclaje pasivo se puede diseñar como
anclaje activo; la sobre longitud requerida
para el tesado a lo largo de la barra se
puede eliminar.
Anclaje activo no adherente
Se suelda un tubo de conexión a la placa de
anclaje para evitar la entrada de agua en el área
del anclaje y para cubrir el vacío situado detrás de la placa de anclaje. Se suministran
diferentes sistemas de protección anticorrosiva.
Anclaje pasivo no adherente
Normalmente, el anclaje pasivo está
completamente cubierto por el hormigón.
La tuerca de calota está soldada
perpendicularmente a la placa de anclaje.
La barra de tesado dispone de una
protección anticorrosiva adecuada. El
anclaje pasivo también se puede realizar
como anclaje activo no adherente.
Campos de aplicación
Los tendones de barra pretensados se utilizan tanto para estructuras nuevas como para el
refuerzo de estructuras existentes. Se emplean como tendones longitudinales o transversales,
como refuerzo de estructuras rectas o curvadas, como cuelgues e izados en puentes de
hormigón o en arcos de acero, para la conexión temporal o permanente de elementos
prefabricados en hormigón, para la fijación de hormigón al hormigón, de hormigón Campos
de aplicación Central eléctrica Grand-Mère, Canadá Iglesia de Nuestra Señora, Alemania
nuevo al hormigón antiguo, de acero al hormigón, de hormigón a estructuras de mampostería,
o para cualquier combinación de partes que componen todo género de materiales
estructurales.
Conjunto de tendones de barra
adherentes
Los tendones de barra adherentes
están recubiertos por hormigón. La
protección anticorrosiva del acero
pretensado y la adherencia con el
hormigón estructural se asegura con
lechada de cemento que se inyecta en
las vainas. Los tendones adherentes
sirven para estructuras de hormigón,
estructuras compuestas y estructuras
de mampostería.
Conjunto de tendones de barra no adherentes y externos
Los tendones de barra no
adherentes y externos se instalan
en el interior o exterior de la
sección transversal de la
estructura. Se suministran varios
sistemas de protección
anticorrosiva, de los cuales
ninguno se adhiere a la
estructura. Los tendones se
pueden retesar a todo momento,
y también se pueden quitar o
cambiar. Los tendones internos y
externos no adherentes sirven
para estructuras de hormigón,
estructuras compuestas y estructuras de mampostería. La protección anticorrosiva de los
tendones no adherentes externos depende de las condiciones a mbientales y del tiempo de
servicio.
Instalación
DYWIDAG-Systems International ofrece una gama completa de accesorios especiales para
facilitar el ensamblaje y la instalación en el lugar. La instalación debe efectuarse por personas
expertas adecuadamente formadas. Los tendones (tendones de barra no adherentes) también
se pueden entregar prefabricados a la obra si es necesario.
En el área del anclaje se debe efectuar una distancia adecuada por un cajetín DYWIDAG
ensamblado en el encofrado antes del hormigonado para conectar el gato de tesado y para la
caperuza de inyección.
Tesado e inyección
Los gatos de tesado pequeños y ligeros de DYWIDAG-Systems International son fáciles de
manejar y facilitan el proceso de tesado. Por lo general, no se necesitan dispositivos de
elevación pesados. El gato se coloca sobre un manguito de tracción especial conectado por un
lado a la barra de tesado y por otro a la sobre longitud de la barra por detrás de la tuerca de
calota. Enseguida, se fija el gato mediante una tuerca de tracción. La carga de tesado se
transfiere hidráulicamente. La tuerca de calota se aprieta mediante una llave de apriete interna
del gato. La barra 47 WR dispone de un gato de tesado especialmente equipado.
Notas de tesado
Generalmente, los tendones rectos sólo se tesan de un extremo. Para reducir las pérdidas por
fricción, se recomienda el tesado de ambos lados.
La carga de tesado se puede aumentar o disminuir en cualquier momento hasta que el tendón
esté completamente inyectado con una simple reinstalación del gato.
Esto permite un tesado parcial. Varios controles durante y después del proceso de tesado
controlan la carga de tesado efectiva:
se mide la sobre longitud de la barra en el anclaje antes y después del tesado para
evaluar la elongación efectiva
se efectúan mediciones intermedias para determinar la elongación durante el
proceso de tesado
se controla el manómetro para determinar la presión hidráulica.
Para cumplir con exigencias excepcionalmente altas de exactitud (por ejemplo en el caso de
tendones muy cortos), se pueden aplicar accesorios especiales para minimizar la influencia de
las tolerancias.
Inyección
La durabilidad de la instalación de pretensado adherente depende fundamentalmente del éxito
del proceso de inyección. El fraguado de la lechada de cemento nos proporciona la
adherencia entre el hormigón y los elementos de tesado al mismo tiempo que la protección
anticorrosiva primaria a largo plazo (en ambientes alcalinos) para el acero de pretensado.
DYWIDAG-Systems International ha desarrollado un proceso de inyección basado en una
lechada de cemento altamente plastificada con propiedades thixotrópicas y utilizando equipos
de inyección fiables. Avanzados métodos como la inyección por presión, la inyección
posterior y la inyección de vacío son resultados de muchos años de desarrollo.
La inyección siempre se efectúa desde un punto bajo del tendón. Esto se puede hacer desde la
caperuza de inyección con apertura de entrada para la lechada de cemento ó bien se puede
inyectar a través del tendón utilizando una válvula intermedia de inyección. Todos los
componentes de inyección disponen de roscas para facilitar una conexión fácil, rápida y
adecuada.
Equipos de tensado e inyección
Gatos de tensado
Sistemas DYWIDAG de postesado de cable adherente
ACERO UTILIZADO
Torones Estándar
Los torones consisten en 7 alambres individuales conformados en frío, de los cuales 6 son
enrollados helicoidalmente sobre el alambre principal central. Las propiedades mecánicas del
torón así como las medidas de protección anticorrosiva son de suma importancia para DSI.
Los torones se pueden suministrar sin protección, galvanizados o recubiertos con epoxi, sin
que estas protecciones supongan pérdida alguna de resistencia incluso en las cuñas del
anclaje.
Configuración clásica de los sistemas Dywidag
VAINAS
Metálicas Corrugadas
Las vainas metálicas representan la
forma económica de crear un espacio
vacío para colocar los elementos
tensores. Estas vainas de chapa fina
(0,25-0,35 mm) y con costillas proveen una buena protección secundaria contra la corrosión a
la vez que garantizan una perfecta adherencia entre los tendones y el hormigón. La protección
primaria es provista por la alcalinidad de la lechada de cemento y del hormigón.
El número de tipo de tendón (por ejemplo 5901 o 6801) es un código:
El primer dígito (5 o 6) identifica el diámetro nominal del torón medido en décimas
de pulgada, p.ej. 0,5’’ o 0,6’’/0,62’’,
Los últimos dos dígitos (..01) identifican la cantidad de torones utilizados (= 1 torón)
El segundo dígito es un código interno.
Vainas de PE/PP
La vaina de pared gruesa de
polietileno o polipropileno
brinda una protección
secundaria permanente contra la
corrosión especialmente
indicada en medios
ambientales agresivos como
por ejemplo en el caso de
plantas de tratamiento de aguas
residuales, depósitos para sustancias ácidas, silos o estructuras expuestas a sal antiescarcha.
Las vainas de polietileno o polipropileno en longitudes hasta ≈ 24 m para todos los tamaños.
La longitud estándar de trasporte es ≈ 12 m. Mayores longitudes en bobinas son adquiribles
para todos tamaños a la excepción de 130 mm.
ANCLAJES Y ACOPLES
Anclaje de Placa Tipo ED
El anclaje de dos partes se puede utilizar en
techos y forjados planos o estructuras similares
tales como el pretensado transversal de cubiertas
de puentes. La placa de cuñas se centra por sí
misma en el cuerpo de anclaje posibilitando un
ensamblaje perfecto así como la instalación y el
tesado libres de problemas.
Anclaje Multiplano MA
El anclaje multiplano que consta de dos elementos se usa fundamentalmente para tendones
longitudinales en vigas y puentes. La placa de cuñas con su cuerpo de anclaje cónico con tres
planos de transmisión de esfuerzos transfiere la fuerza de postesado de forma continua a la
estructura demandando un área frontal mínima. La
separación del cuerpo de anclaje de la placa de cuñas
posibilita enfilar los torones después de hormigonar. La
placa de cuñas se centra por si misma en el cuerpo de anclaje
posibilitando un ensamblaje perfecto así como la
instalación y el tesado libres de problemas.
Acoplador R
El acoplador R está diseñado para prolongar tendones
previamente instalados y tesados. El acoplamiento consiste en un cuerpo de anclaje
multiplano y una placa de cuñas a lo largo de la cual se solapan todos los torones. Los nuevos
torones acoplados pueden instalarse con facilidad e independientemente del tendón ya
existente.
Acoplador D
Para alargar tendones aún no tesados, por ejemplo en un puente ejecutado por segmentos, el
acoplador D es el adecuado. Cada manguito acoplador que conecta dos torones consiste en 2
cuñas soportadas por sendos resortes bajo tensión.
Anclaje en U Tipo HV
Fundamentalmente se usa en estructuras planas, muros en estructuras off-shore o depósitos de
gas licuado con cargas generalmente estáticas. La curva de 180 grados en forma de U debe
posicionarse en el centro del tendón, para evitar deslizamientos durante el tesado simultáneo
por ambos extremos.
Anclaje por Adherencia ZF/ZR
Básicamente este anclaje se aplica a tendones prefabricados; sin embargo, es también posible
fabricarlo en obra. Los alambres de los torones son deformados plásticamente para asegurar
una transmisión de carga segura hasta la situación de rotura en el área del bulbo adherente,
tanto en aplicaciones estáticas como dinámicas. Dependiendo de las condiciones de espacio,
se puede elegir entre un anclaje modelado relativamente plano o con bulbo adherente grueso.
Acoplador M/ME (Bloque de Anclaje Flotante)
Las estructuras simétricas a la rotación (depósitos de agua, tanques digestores, tuberías de
gran diámetro o estructuras de cubiertas abovedadas) que requieren un postesado
circunferencial, son las principales aplicaciones para el acoplador flotante tipo M/ME. El
anclaje del tendón consiste de un bloque de anclaje con perforaciones para las cuñas en
ambas caras para trabajar con torones sin protección o engrasados y envainados. Los torones
se solapan en el bloque aplicando el principio de la hebilla de cinturón. El tendón anular es
muy compacto y requiere un nicho muy reducido para su anclaje.
Anclaje de Placa SD
El anclaje de placa consta de un solo elemento y está diseñado para estructuras de placas así
como para tendones transversales de puentes. El sistema que presenta reducidas distancias
entre centros y a los bordes posibilita una disposición económica de los anclajes en zonas
espacialmente limitadas.
Acoplador P
El acoplador P consiste en un cuerpo de anclaje multiplano, una placa de cuñas estándar y un
anillo de acoplamiento que fija los torones de continuación provistos de manguitos extruidos
en sus extremos, en vez de operar con cuñas. Para aplicaciones similares los acopladores R y
P pueden instalarse alternativamente.
Anclaje Plano FA
El anclaje plano tiene como máximo 4-0,62’’ torones en un solo plano que son desviados a
un conducto de sección oval. Fue diseñado para ser instalado en elementos con espesores
reducidos, como por ejemplo como armadura de postesado transversal en la losa superior de
la viga cajón de puentes o en forjados postesados planos.
Instalación
Método 1: Por Empuje
Método 2: Por Tracción
Método 3: Tendones Previamente Ensamblados
Método 1: Por Empuje
Empujar los torones en las vainas es un método sumamente económico, pudiéndose realizar
tanto antes como después del hormigonado. El equipo de empuje puede estar localizado en un
punto remoto conectándose con flexibilidad al punto de inserción. Los equipos de empuje de
DSI trabajan a una velocidad relativamente alta de hasta 8 m/s y requieren tan solo la
asistencia de dos operarios. Por ello éste es el método preferido para la instalación de torones.
Equipo de empuje
Método 2: Por Tracción
La instalación de torones con el método de tracción puede ser muy eficiente en estructuras
especiales, por ejemplo en estructuras donde se usen anclajes en U. En casos convencionales
el haz completo de torones se instala tirándolo con un cable guía de acero unido a un
cabrestante.
Método 3: Tendones
Previamente
Ensamblados
La prefabricación de tendones tanto en fábrica como en obra puede resultar muy económica,
especialmente en el caso de tendones más cortos
y distancias de transporte cortas. Son necesarios
debobinadores especiales o cabrestrantes
hidráulicos para instalar convenientemente los
tendones en la estructura.
TENSADO
DYWIDAG usa una serie de gatos y cilindros hidráulicos así como bombas hidráulicas para
alcanzar la carga de tensado deseada. La necesaria versatilidad está garantizada mediante la
intercambiabilidad de los dispositivos internos de las unidades, lo que permite que éstas sean
adaptables a distintos tamaños de tendones. El equipo DYWIDAG está diseñado para cubrir
el amplio espectro de aplicaciones con gatos que tienen capacidades de 250 kN a 15.000 kN.
Los cilindros hidráulicos de DYWIDAG son altamente sofisticados, pero de sencillo manejo.
Emplean un conjunto de tubos con dispositivos de agarre automáticos que guían los torones
de forma segura a través del cilindro hidráulico. Este diseño posibilita controlar el proceso de
tesado con la mayor fiabilidad y a la vez minimizar las pérdidas de carga por asiento de las
cuñas, al hacer uso del potente dispositivo de preacuñado. El preacuñado es una manera de
empujar las cuñas individual-y simultáneamente con un dispositivo hidráulico a una carga
predeterminada. No se depende entonces del inseguro asentamiento de las cuñas simplemente
por arrastre. Los cilindros hidráulicos de DYWIDAG posibilitan sobretensar y relajar los
torones, de forma que se compensen las pérdidas por fricción y se maximicen los esfuerzos
de tesado a lo largo de todo el tendón. Cada cilindro hidráulico tiene una válvula de descarga
de presión por motivos de seguridad, que se activa para limitar la presión hidráulica en caso
de defecto de la bomba hidráulica. Para poder chequear la operación de tesado existe una
conexión hidráulica adicional situada sobre el cilindro hidráulico para conectar un
manómetro calibrado. Los tendones tesados se pueden destensar con cuñas especiales y una
configuración especial del gato. Las bombas hidráulicas pueden equiparse con un dispositivo
adecuado de control remoto
Equipos de tensado
Dimensiones de los equipos de tensado
Bombas
hidráulicas
usadas para el
tensado e
instalación
Datos técnicos de las bombas
INYECCIÓN
La durabilidad de la obra postensada depende fundamentalmente del éxito de la operación de
inyección de la lechada de cemento.
DYWIDAG utiliza un procedimiento de inyección basado en una lechada tixotrópica y
plastificada utilizando un equipo de inyección duradero. Métodos avanzados como la
inyección a presión, la post-inyección y la inyección. La inyección se ejecuta siempre desde
un punto bajo del tendón. Éste puede ser uno de los anclajes siempre y cuando disponga de
una caperuza con su correspondiente manguera de inyección o encontrarse a lo largo del
tendón utilizando una boca de inyección intermedia. Todos los componentes del sistema de
inyección son roscados para permitir un ensamble rápido, fácil y seguro.
Equipo de Inyección
(Mezclado y bombeo)
Bibliografía
Wind Turbine, Vaasa, Finland Design, supply and installation of Type DG-P 37 DYNA
Grip® Stay Cables
Postesado
