Trabajo de Investigación

1) Introducción

Se denominan anclajes los dispositivos de sujeción de los extremos de las armaduras activas. Pueden ser activos o pasivos, según se efectúe desde ellos el tesado o estén situados en un extremo del tendón por el que no se tese.

Los anclajes deberán ser capaces de retener eficazmente los tendones, resistir su carga unitaria de rotura, y transmitir al hormigón una carga, al menos, igual a la máxima que el correspondiente tendón pueda proporcionar, tanto bajo solicitaciones estáticas como dinámicas. Para ello deberán cumplir las siguientes condiciones:

a) El coeficiente de eficacia de un tendón anclado será, al menos, igual a noventa y dos centésimas (0,92), en el caso de tendones adherentes y a noventa y seis centésimas (0,96), en el caso de tendones no adherentes.

b) Los sistemas de anclaje por cuñas serán capaces de retener los tendones de tal forma que, una vez finalizada la penetración de cuñas, no se produzcan deslizamientos respecto al anclaje.

c) Donde se prevean efectos de fatiga o grandes variaciones de tensión se utilizaran anclajes adecuados, capaces de resistir sin romperse tales acciones.

Los ensayos necesarios para la comprobación de estas características deberán realizarse en condiciones análogas a las que se prevean para la utilización en obra de los anclajes.

Todos los elementos que constituyan un anclaje deberán someterse a un control efectivo y riguroso y fabricarse con una tolerancia tal que, dentro de un mínimo sistema, tipo y tamaño, todas las piezas resulten intercambiables. Además, deberán ser capaces de absorber, sin menoscabo para su efectividad, las tolerancias dimensionales establecidas para las secciones de las armaduras.

El fabricante o suministrador de los anclajes justificará y garantizará sus características, precisando las condiciones en que deban ser utilizados, especialmente en los que se refiere a las presiones transmitidas al hormigón, resistencia mínima del hormigón alrededor del anclaje, al zunchado de estas zonas, y a las separaciones y recubrimientos que deban respetarse.

En el caso de anclajes por cuñas, el fabricante o suministrador deberá, además, aportar datos sobre el deslizamiento que puedan experimentar las armaduras en los anclajes durante el ajuste de las cuñas, y la magnitud del movimiento conjunto de armadura y cuña que se produzca por penetración. Ambos valores deberán tenerse en cuenta al fijar la

tensión que deba darse a los tendones, para poder compensar las pérdidas correspondientes.

En general se utilizara el equipo de tesado recomendado por el suministrador del sistema, con la aprobación del Director de obra.

Los anclajes deberán entregarse convenientemente protegidos para que no sufran daños durante su transporte, manejo en obra y almacenamiento. Se guardaran convenientemente clasificados por tamaños y adoptarán las precauciones necesarias para evitar su corrosión o que puedan ensuciarse o entrar en contacto con grasas, aceites no solubles, pintura o cualquier otra sustancia perjudicial.

2) Tipos de Anclajes

Las cabezas de anclaje son de tipos muy diversos, según las necesidades de proyecto, y se pueden englobar en 2 grandes grupos: anclajes móviles, por medio de los cuales se realiza el tesado de los cables, y anclajes fijos. De acuerdo a las condicionantes de cada proyecto, se pueden alternar anclajes fijos y móviles o hacer un extremo enteramente fijo y otro móvil desde el cual se tesan los cables. El anclaje móvil más característico es el tipo “B”, formado por un disco roscado dentro de una trompeta, en el cual la cabeza de anclaje se apoya por intermedio de una tuerca sobre una placa que queda embebida en el hormigón. Existen dentro de este sistema otros tipos de anclajes móviles como el “J”, que resulta más económico, o el “C”, utilizado para cables de fuerzas elevadas, etc. Dentro de los anclajes fijos, el “S” resulta el más económico y conveniente en la mayoría de los casos, quedando sus alambres íntimamente ligados al hormigón gracias a su forma de abanico. En caso de no haber suficiente espacio físico para este tipo de anclaje, este puede ser sustituido por uno tipo “F”, tipo “E”, u otro que sea conveniente.

Sistemas de anclaje BBRV: Formados por placas de acero que se apoyan en el hormigón y reciben barras roscadas que luego se ajustan mediante tuercas.

El sistema CONA está formado por hilos que pasan por cuñas de modo que el esfuerzo de pretensionado se transmite por fricción. Estos cables de acero trenzado son por lo general de ½” y pueden ser multi-torones o mono-torones dependiendo del caso, utilizándose cables individuales en losas y cables múltiples en vigas y puentes.

Esquema de componentes del sistema CONA Anclaje activo multi-torón CONA

Sistema de postensado de cable Adherente

- 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.

- 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.

- 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 si misma en el cuerpo de anclaje posibilitando un ensamblaje perfecto así como la instalación y el tesado libres de problemas.

3) Especificaciones Técnicas: Ítems del Proyecto

Proyecto “Puente vehicular Callajchuullpa sobre el rio Chijllawiri”

Anclaje 12T1/2’’ Tipo Feyssinet (III-16), Vaina corrugada d = 7 cm (III-17), Acero de presfuerzo grado 270 [KSI] ø 1/2” (III-19); Tesado de cables 12T1/2’’ (III-20).

a. Descripción Comprende todos los elementos que forman parte del refuerzo principal, vale decir: el cable, las vainas, los conos, las placas de anclaje y las cuñas o rulero, así como los trabajos propios de la adecuada instalación y funcionamiento de los mismos. Comprende dos fases:

Se refiere a la colocación de las vainas o camisas donde se alojarán los cables de acuerdo al cuadro de coordenadas. La colocación de los elementos de sujeción (placas) que van en los extremos de la viga y que sirven para la sujeción de los cables cuando estos alcanzan su alargamiento y la presión por medios conos cuña.

Esta fase se refiere al propiamente de acuerdo a la ficha de tesado donde se tiene definido el alargamiento en milímetros así como las presiones.

Una vez efectuando el tesado se debe llenar el espacio que queda dentro la vaina con un lechado de cemento es decir la inyección de mortero con aditivo expansor. Este conjunto de elementos es el que define la rigidez estructural constituyendo la parte que soportará todos los esfuerzos y cargas que participan directamente sobre el puente.

b. Métodos de presforzado

El método de presforzado que se emplee queda a criterio de contratista, pero sujeto a los requisitos especificados a continuación. Con anterioridad al vaciado de cualquier miembro que vaya a ser presforzado, el contratista deberá presentar al INGENIERO, para su aprobación, detalles completos de los métodos, materiales y equipos que se propone emplear en las operaciones correspondientes. Dichos detalles deberán describir el método y la secuencia del tesado, con detalles y especificaciones completas sobre el acero de pretensado y dispositivos de anclaje a emplearse, esfuerzos en el anclaje, tipo incluyendo el orden propuesto de las operaciones de presforzado, incluyendo el orden propuestos de las unidades de presforzado de los distintos miembros, lechada para los ductos y equipo de inyección. El tesado de los cables se ejecutará de uno o de ambos extremos de la viga, según el orden indicado en el plano correspondiente y de acuerdo a las tensiones y alargamientos indicados en las fichas de tesado, preparadas por el Contratista y aprobadas por el supervisor. El tesado de los cables se ejecutará cuando las probetas acusen las resistencias mínimas especificadas.

c. Materiales

I. Hormigón y Lechada de Cemento

El hormigón deberá ser elaborado de acuerdo a lo especificado en el ítem de Hormigón y deberá ser de las Clases “P”. La lechada de cemento deberá ser preparada de acuerdo a lo indicado en el punto 4.9 de esta especificación.

II. Acero de Refuerzo

El acero de refuerzo deberá cumplir con lo dispuesto en AASHTO M-31(ASTM A-615), y según lo especificado en el ítem de Acero estructural.

III. Acero de presfuerzo

El acero para preesforzado deberá ajustarse a los requisitos de AASHTO M-204(ASTM A-421) y AASHTO M-203 (ASTM A-416). El acero de preesforzado deberá ser empacado en “contenedores” u otras formas de embarque que provean protección del acero contra daños físicos y corrosión durante el embarque y el almacenamiento. Un anticorrosivo que evite la oxidación debe ser colocado en el “contenedor” o, cuando lo requiera el supervisor, puede ser aplicado directamente sobre el acero. El anticorrosivo no deberá tener efectos deletéreos en el acero al concreto.

d. Método de postensado

Para alambres que requieren cabezal 5 m., Y los que no requieren una longitud suficiente para preparar un cable de 1.50 m, colocado paralelamente el mismo número de alambres como el cable que va a ser proporcionado. Para torones a ser proporcionados con accesorios, 1.50 m. entre los extremos anteriores de los accesorios. Para barras a ser proporcionadas con extremos roscados y tuercas, 5 cm. entre las roscas en los extremos.

e. Anclajes de Ensamblado.

Dos anclajes de ensamblaje deberán ser proporcionados completos, con placas de distribución de cada tamaño y tipo a ser usado, si los anclajes de ensamblaje no están fijos a la maestra de refuerzo. Cuando el sistema de pretensado ha sido previamente ensayado y aprobado para un proyecto similar por una agencia aceptable al Ingeniero, no es necesario que sean proporcionadas las muestras completas de cables, a condición de que no se efectúe ningún cambio en los materiales, diseño o detalles previamente aprobados.

f. Equipo para presforzado

El Contratista deberá disponer como mínimo del siguiente equipo para pretensado, que podrá ser propio o alquilado.

Un gato de tesado Una bomba con manómetros para el gato

Los gatos hidráulicos usados para tirar los tendones deberán ser equipados con manómetros de presión o célula de carga para determinar la tensión aplicada, a opción del Contratista. Si fuese usado manómetro de presión, deberán tener un dial de lectura de precisión por lo menos de 15 cm. de diámetro y cada gato y su manómetro deberá ser calibrado como una unidad con el cilindro de extensión en posición aproximadamente y correspondiente a la fuerza final de aplicación y deberá estar acompañado por un gráfico de calibración certificado. Si es usada la célula de carga, deberá ser calibrada y provista de un indicador por medio del cual puede determinase la fuerza de pretensado en el tendón. Los límites de la célula de carga deberán ser tales que el 10% inferior de la capacidad normal de fábrica no deberá ser usada en la determinación de las de la tensión aplicada por el gato. El Contratista deberá adoptar medidas de seguridad que eviten accidentes debidos a una posible ruptura del cable que está siendo tensado o por resbalamiento de las grampas o mordazas durante el proceso de pretensado.

g. Colocación del Hormigón

El hormigón no debe vaciarse en los encofrados hasta que el Ingeniero haya revisado y aprobado la colocación del acero de pretensado, ductos anclajes y cables. El hormigón deberá ser cuidadosamente vibrado para evitar el desplazamiento del refuerzo, ductos o cables. Con anterioridad al vaciado del hormigón, el Contratista demostrará a satisfacción del Ingeniero, que todos los ductos no están obstruidos.

h. Postensado

El tensado del acero no deberá comenzar hasta que los ensayos sobre los cilindros de hormigón, contenido y curado bajo las mismas condiciones del miembro particular, hayan alcanzado la resistencia a la compresión de por lo menos 280Kg/cm2, a no ser que se disponga de otra instrucción. El proceso de tensado deberá ser realizado de modo que la tensión aplicada y la deformación de los elementos de preesfuerzo sean medidas en todo tiempo. Las pérdidas por fricción en los elementos como ser la diferencia entre la tensión mínima deberá ser determinadas ajustándose al Artículo 1.6.6. De la norma AASHTO “Standard Specification For Highway Bridges”.

i. Forma de Pago

I. Miembros Vaciados en Sitio

Las cantidades determinadas en la forma anteriormente descrita deberán ser pagadas al precio unitario contractual por unidad de medida para cada uno de los ítems señalados más abajo. Dichos precios y pagos constituirán la total compensación por los trabajos descritos para cada ítem.

N° Ítem de pago designación Unidad de medición Vaina Corrugada D=7 cm Metro Lineal (ml) Anclajes tipo 12T1/2 Freyssinet Pieza (Pza) Acero de Presfuerzo Grado 270 ksi Ø1/2” Kilogramo (Kg) Tesado de cables 12T1/2’’ Metro Lineal (ml)

Inyectado de vainas

a. Descripción

Comprende todas las actividades relacionadas con la inyección de lechada de cemento dentro la vaina metálica a fin de anclar el cable ya tesado. La mezcla deberá alcanzar una resistencia mínima de 350 kg/ cm2 a compresión.

Lanzamiento de vigas

b. Descripción

De acuerdo con la metodología constructiva que presente el Contratista este ítem comprenderá: El transporte de vigas desde los lugares donde fueron preparadas hasta su posición definitiva apoyada sobre los Neoprenos, ó toda la estructura de obra falsa que se requiera.

4) Precauciones en la utilización de Anclajes

En la utilización de piezas postensadas el sistema es más caro que el de hormigón pretesado. Los anclajes no se recuperan y quedan perdidos en el hormigón. Precisa una vaina (ducto metálico corrugado) e inyección posterior de gran complejidad de ejecución en el caso de no utilizarse el acero engrasado (que ya viene envainado y engrasado de fábrica y es más caro aún). El acero utilizado es un acero especial de “baja relajación” más caro que el acero común.

Se deberá tener extrema precaución al utilizar acero engrasado en el diseño y ejecución de los anclajes y sus recubrimientos. En este caso los cables no quedan adheridos en ningún punto del recorrido, más que en el principio y en el fin, a través de anclajes pasivos o activos, por lo que cualquier anclaje que se rompa generará un gran desequilibrio estructural y puede llegar a generar el colapso del edificio o sector. Se deberá tener extrema precaución en el diseño de los anclajes y recubrimientos que queden en la caja de ascensores de un edificio o en cualquier elemento arquitectónico que pueda funcionar de chimenea para la propagación de humo y gases calientes en caso de incendio.