Puentes

Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil en Obras Civiles

ESTUDIO DE PUENTES FLOTANTES

Memoria para optar al Título de:
Ingeniero Civil en Obras Civiles

Profesor patrocinante:

José Soto M.
Ingeniero Civil, M.Sc.

Profesor co-patrocinante: Julio Lopetegui T.
Ingeniero Civil, Ph.D.
Profesor examinador:

Hernán Arnés V.
Ingeniero CivilConstructor Civil

JORGE EDUARDO VELÁSQUEZ TOLEDO
VALDIVIA, 2004

A mi Familia.

INDICE

RESUMEN
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS

vi
viii
xi

CAPÍTULO I
ANTECEDENTES GENERALES
1.1

ESTRUCTURAS FLOTANTES EXISTENTES EN EL EXTRANJERO

2

1.1.1 PUENTE NORDSHORDLANDS

2

1.1.2 PUENTE LACEY V. MURROW

5

1.1.3 PUERTO DE LIVERPOOL

7

1.1.4 TERMINAL DE CONTENEDORES DE PUERTO VALDEZ, ALASKA

9

1.1.5 PUERTO DEIQUITOS, PERÚ

13

1.2

ESTRUCTURAS FLOTANTES EXISTENTES EN CHILE

15

1.2.1 COMPLEJO PESQUERO ARTESANAL DE PUERTO MONTT

15

1.2.2 MUELLE DE PESCADORES ARTESANALES DE QUELLÓN

19

1.3

22

ESTRUCTURAS FLOTANTES DE USO TEMPORAL

1.3.1 PUENTES PLEGABLES

22

1.3.2 PLATAFORMAS DE TRABAJO

23

CAPÍTULO II
CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LOS PUENTES FLOTANTES

2.1

DESCRIPCIÓN DE UN PUENTE FLOTANTE

272.1.1 ESTRUCTURA FLOTANTE

27

2.1.2 PUENTE BASCULANTE

29

2.1.3 PUENTES DE ACCESO

32

2.1.4 SISTEMA DE AMARRAS Y ANCLAJES

32

2.2

SISTEMA DE UNIÓN ENTRE PONTONES

39

2.3

ACCESOS DEL PUENTE AL TRANSITO DE EMBARCACIONES

42

2.4

MATERIALES EMPLEADOS CON FRECUENCIA EN LA FABRICACIÓN DE
PONTONES

42

2.4.1 HORMIGÓN ARMADO

43

2.4.2 FERROCEMENTO

44

i

2.4.3 ACERO
2.5

49

CARACTERÍSTICASGEOGRÁFICAS APTAS PARA LA INSTALACIÓN DE
PUENTES FLOTANTES

2.5.1 ZONAS APTAS EN CHILE

53
53

CAPÍTULO III
ESTUDIO DE PUENTES FLOTANTES

3.1

CRITERIOS DE CÁLCULO

57

3.2

ESTUDIOS PREVIOS

57

3.2.1 TOPOHIDROGRAFÍA

58

3.2.2 VIENTOS

58

3.2.3 MAREAS

59

3.2.4 OLEAJE

59

3.2.5 CORRIENTES

59

3.2.6 MUESTREO DE LOS MATERIALES DEL FONDO

60

3.2.7 LEVANTAMIENTO ESTRATIGRÁFICO

60

3.2.8ESTUDIOS ESPECIALES

61

3.3

61

SOLICITACIONES DE DISEÑO

3.3.1 PESO PROPIO

62

3.3.2 CARGAS DE VEHÍCULOS

62

3.3.3 IMPACTO DE EMBARCACIONES

71

3.3.4 VIENTO

73

3.3.5 PRESIÓN HIDROSTÁTICA

73

3.3.6 CORRIENTES DE AGUA

74

3.3.7 OLEAJE

75

3.4

78

MODELACIÓN DE LA ESTRUCTURA

3.4.1 CONDICIÓN DE APOYO

78

3.5

80

ESTABILIDAD DE UNA ESTRUCTURA FLOTANTE

CAPÍTULO IV
EJEMPLO DE CÁLCULO

4.1INTRODUCCIÓN

91

4.2

CARACTERÍSTICAS PROYECTO ORIGINAL

91

4.3

CARÁCTERÍSTICAS AMBIENTALES Y DEFINICIÓN DE CONDICIONES
DE DISEÑO

91

ii

4.3.1 ANTECEDENTES GEOTÉCNICOS

92

4.3.2 TOPOGRAFÍA DE LA ZONA

93

4.3.3 NIVEL DE MAREA

93

4.3.4 CORRIENTES

93

4.3.5 VIENTOS

94

4.3.6 PREDICCIÓN DE OLEAJE

99

4.4

CONDICIONES GENERALES DE DISEÑO

101

4.4.1 PERIODO DE DISEÑO

101

4.4.2 NIVEL DEMAREA MÁXIMO

101

4.4.3 VELOCIDAD MÁXIMA DE CORRIENTE MARINA

102

4.4.4 VIENTO MÁXIMO

102

4.4.5 ALTURA DE OLA DE DISEÑO

102

4.4.6 EMBARCACIÓN DE IMPACTO DE DISEÑO

102

4.4.7 CARGAS DE DISEÑO

102

4.4.8 DEFINICIÓN DE CARGAS Y SU COMBINACIÓN

103

4.4.9 MÉTODOS DE DISEÑO

103

4.5

103

CONDICIONES ESPECIALES DE DISEÑO

4.5.1 ÁNGULO LÍMITE PUENTE BASCULANTE

103

4.5.2 FLECHA LÍMITE PUENTEBASCULANTE

104

4.6

104

DESCRIPCIÓN DEL TIPO DE ESTRUCTURA ELEGIDA

4.6.1 PUENTE BASCULANTE

104

4.6.2 ESTRUCTURA FLOTANTE

104

a)

105

SELECCIÓN DEL MATERIAL DE DISEÑO

4.6.3 SISTEMA DE ANCLAJE

106

4.6.4 FITTING

106

4.6.5 PUENTES DE ACCESO

106

4.7

106

CÁLCULO

4.7.1 PUENTE BASCULANTE

106

a)

PROPIEDADES FÍSICAS Y GEOMÉTRICAS

106

b)

ESTRUCTURACIÓN Y DISEÑO

107

c)

BASES DECÁLCULO

107

d)

CÁLCULO DE ELEMENTOS

107

d.1)

CARGAS Y SOBRECARGAS DE USO

108

d.2)

CÁLCULO DE LARGUEROS

109

d.3)

CÁLCULO DE BARANDA PEATONAL

112

d.4)

DISTRIBUCIÓN DE CARGAS SOBRE LARGUEROS A LOS TRAVESAÑOS

114

e)

DISEÑO DE ELEMENTOS

118

iii

4.7.2 ESTRUCTURA FLOTANTE

124

a)

DIMENSIONES

124

b)

FLOTABILIDAD Y ESTABILIDAD

125

b.1)

ESTABILIDAD EN AGUAS TRANQUILAS

125

b.2)...