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FACULTAD DE INGENIERÍA U.B.A.Departamento Construcciones y Estructuras
HORMIGÓN II 74.05
PUENTES
APOYOS ELASTOMÉRICOS
APOYOS ELASTOMÉRICOS
Se trata de apoyos flexibles construidos con materiales sintéticos. Vulgarmente, se los
denomina “Apoyos de Neopreno”. El
material base suele ser una combinación de
diversos elastómeros y otros aditivos
químicos. Presentan diversas ventajas
respecto a los apoyos mecánicos
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APOYOS ELASTOMÉRICOS
A) Economía: Simplicidad de Diseño
Facilidad de fabricación
Bajo costo del material
B) Efectividad: (como medio de
transmisión de cargas)
Cargas Compresión: Absorbe las irregularidades de las superficies de contacto
Cargas Horizontales Se deforma rápidamente desde el comienzo
del movimiento de las vigas. C) Ausencia de Mantenimiento:
No hay necesidad de limpieza ni de lubricación. Todo el movimiento es absorbido por deformaciones de la goma
APOYOS ELASTOMÉRICOS
“Caucho sintético”:Tiene las cualidades elásticas del caucho
natural pero posee mejor resistencia que
aquel contra corrosión y envejecimiento,
especialmente en los procesos de oxidación
acelerada ante la luz y la intemperie.
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APOYOS ELASTOMÉRICOS
Apoyo sintético Armado: es un bloque de caucho sintético que contiene láminas de
acero en su interior, adheridas mediante un
proceso de vulcanización
APOYOS ELASTOMÉRICOS
Porqué Armado?
La capacidad del bloque de goma para soportar Cargas Verticales se incrementa tanto como el número de laminas de acero que se colocan
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APOYOS ELASTOMÉRICOS
Fabricación:
Los apoyos elastoméricos armados están compuestos por
múltiples laminas de material elastomérico separadas por
placas de acero como “armaduras”. Las dimensiones del apoyo, el número de capas de neopreno y su espesor e
igualmente el de las placas de acero, será dimensionado
en función de las cargas a ser transmitidas a la
infraestructura. La inclusión efectiva de las planchas de
acero como “armaduras” implica un proceso de moldeo del apoyo con vulcanización, es decir bajo condiciones de presión y temperatura.
APOYOS ELASTOMÉRICOS
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APARATOS MECÁNICOS
APARATOS MECÁNICOS
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APARATOS MECÁNICOS
APOYOS ELASTOMÉRICOS
Cálculo del Neopreno
Viga Principal
Viga Principal
Apoyo Neopreno
Ver detalle
bw
tt Eje de apoyo de la viga
b máx = ancho Viga – 2cm15cm o 5 x tt < w < b
1cm < tt < w / 5
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APOYOS ELASTOMÉRICOSCarga Vertical:Las acciones verticales a considerar en el apoyo son las
reacciones de las vigas (V) debido a las Cargas
gravitatorias del Tablero (Q).
PqPgQ +=
Donde: Pg = peso propio Tablero
Vigas PrincipalesRiostras
Pq = Sobrecargas AplanadoraMuchedumbre.Sobrecarga en veredas
2×=
vn
QV
APOYOS ELASTOMÉRICOSCarga Vertical:La tensión de compresión en el Neopreno es
Fijada la tensión admisible del Neopreno (σ) (70 a 120 kg/cm2) y adoptada la dimensión b, se obtendrán las dimensiones en planta:
bw
V
×=σ
b
Vw
×=
σ
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APOYOS ELASTOMÉRICOSVerificaciones complementarias:
1. Máximo Corrimiento (∆l)
2. Deformación del espesor
3. Deslizamiento
APOYOS ELASTOMÉRICOS1. Máximo Corrimiento (∆l)
∆l
γγ
w
t
tl ×≤∆ 5.0
5.0)(max =∆
=t
ltg γ
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APOYOS ELASTOMÉRICOS1. ∆l es producido por:
• Variación de Temperatura:
)(º)/(2
)(1 Ctmcm
mLl ∆××=∆ α
donde α = coeficiente dilatación del Hormigón
APOYOS ELASTOMÉRICOS1. ∆l es producido por:
• Fuerza de Frenado
fajasndoraPesoAplanaFt º15.01 ××=
CalzadaSupreaMuchedumbCFt .arg25
12 ××=
22 l
t
wb
F
tlwb
F
Distorsión
TensiónGo
∆×
×=
∆×==
wbG
tFl
o ××
×=∆ 2
Tipo Go (kg/cm2)
Shore 50 8
Shore 60 11
Shore 70 15
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APOYOS ELASTOMÉRICOS1. ∆l es producido por:
• Fenómenos reológicos
• El corrimiento total será:
21 lll ∆+∆=∆• Se deberá verificar que:
5.0)()( max =≤∆
= γγ tgt
ltg
APOYOS ELASTOMÉRICOS2) Deformación del Espesor:
La deformación del espesor del Neopreno depende de la dureza del material, la carga unitaria y del Factor de Forma.
w
t
∆
t%15≤∆
( ) tbw
bwT
×+×
×=2
( )2cmkgbw
Vk
×=
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APOYOS ELASTOMÉRICOS2) Deformación del Espesor:
APOYOS ELASTOMÉRICOS2) Deformación del Espesor:Se pueden presentar dos casos después de entrar al ábaco:
Si las dimensiones adoptadas verifican, (∆l < 15% t) para cualquier dureza, conviene elegir la dureza más baja para tener menor deformación permanente en la Obra.
Si ninguna dureza cumple, debo modificar el apoyo. Para ello se puede modificar las dimensiones en planta aumentando w o utilizar Neoprenos Armados.
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APOYOS ELASTOMÉRICOS2) Deformación del Espesor:
APOYOS ELASTOMÉRICOS2) Deformación del Espesor:
El uso de neoprenos armados permite reducir las deformaciones de las placas de goma debido al confinamiento otorgado por los flejes metálicos.
b
wt1t2
t
Chapa metálicasoldada al neopreno
TTT >+ 21
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APOYOS ELASTOMÉRICOS2) Deformación del Espesor:
Si bien el material sintético tiene un Módulo de elasticidad bajo (E=6000 kg/cm²), tiene un módulo de Poisson elevado (G=10 kg/cm²), por eso se
pueden controlar las deformaciones normales controlando las transversales.
APOYOS ELASTOMÉRICOS3) Verificación al Deslizamiento:
Debido a los esfuerzos horizontales, el apoyo de
Neopreno sufre una distorsión (γ) en su altura, la cual no debe superar el limite de tg(γ)<0.5 (Verificación del corrimiento máximo). Además de poder deformarse el neopreno debe ser capaz de transmitir este esfuerzo sin deslizarse.
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APOYOS ELASTOMÉRICOS3) Verificación al Deslizamiento:
Para ello se realiza el cálculo del corrimiento
admisible sin deslizamiento (δ) que soporta el apoyo:
o
t
G
X
wb
tPg×
×
××= 2.0δ
Donde X es un factor que depende de la temperatura mínima. Debe verificarse que:
APOYOS ELASTOMÉRICOS3) Verificación al Deslizamiento:
Donde X es un factor que depende de la temperatura mínima. Debe verificarse que:
Temp. Minima (ºC) X
-7 1.90
-10 1.88
-15 1.85
-20 1.75
-25 1.67
-30 1.50
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APOYOS ELASTOMÉRICOS3) Verificación al Deslizamiento:
Debe verificarse que: l∆>δ
Para evitar esta circunstancia, se puede proceder de alguna de las formas que se indican a continuación:
• Disminuyendo el valor de G, utilizando un material de menor dureza.
• Aumentando el espesor total de neopreno (ttaltura neta de goma), respetando las proporciones geométricas establecidas anteriormente.
PATOLOGÍAS
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PATOLOGÍAS
PROYECTO
