Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Guía de diseño de un puente continuo de sección cajón postensado con proceso constructivo vaciado in-situ y por voladizos sucesivos en el Perú
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-07) Moreno Ramirez, Javier Alonso; Acero Martínez, José Alberto
    En la actualidad, con el fin de aumentar las carreteras y vías de conexión en todo el territorio nacional, la posibilidad de plantear viaductos de diferentes características se ha vuelto una propuesta atractiva en el desarrollo de la infraestructura vial. A modo de ejemplo, se tiene el Puente Chilina (Arequipa, 2013-2014), Puente Salvador (Huánuco, 2022-2023), Puente Kutuctay (Cusco, 2023), Puente R. Escardo (Lima, 2019-2020), entre otros. Los puentes de sección cajón postensados tienen como principales ventajas respecto a las otras tipologías de puentes (atirantados, colgantes, arcos, entre otros) su sistematización del proceso constructivo. La construcción de este tipo de tableros cuenta con equipos prestablecidos que se encuentran en el mercado y que disminuyen considerablemente el tiempo de ejecución y, de igual manera, reduce los costos. En ese sentido, el presente proyecto de tesis tiene como objetivo desarrollar una guía de análisis y diseño estructural de una tipología especifica de puente (sección cajón postensados), junto con un compendio de consideraciones, diferencias y circunstancias a tener en cuenta según el proceso constructivo previamente establecido (vaciados insitu con soporte longitudinal y mediante voladizos sucesivos) ubicados en el Perú. El proyecto en cuestión finalizará presentando un ejemplo con características reales que demuestren todo lo inicialmente presentado. El puente representativo por presentar tendrá 5 vanos con longitudes de 60 m, 100m y 165 m según corresponda, contará con dos estribos en cada extremo y 4 pilas internas. Dos de los vanos serán de sección constante y de proceso constructivo vaciado in-situ con soporte longitudinal. Mientras que el resto de los vanos son de sección variable, los cuales tendrán un análisis y diseño pensando en que serán ejecutados con voladizos sucesivos. Las características de la zona en la cuales se ubicará el puente representativo son típicas de los accidentes geográficos encontrados en el Perú. El objetivo es poder atravesar un rio y/o quebradas para poder disminuir el tiempo de tránsito de los futuros usuarios. La principal diferencia o problemática es poder hacer un diseño que cumpla con las fuerzas internas que se desarrollan durante las diferentes etapas constructivas según el procedimiento escogido y que de igual manera satisfaga el comportamiento de la estructura completa. Los análisis se realizarán con ayuda de diferentes Softwares estructurales de elementos finitos. Como conclusión, se corrobora que la presente guía y los procedimientos constructivos explicados serían perfectamente utilizables en el Perú para esta tipología de puentes. Cabe recalcar que el alcance de la presente Tesis se restringe a la Superestructura.
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    Elaboración de un Plan de Ejecución BIM para el desarrollo del expediente técnico del puente Costanera 2 en Cusco bajo la modalidad de contratación, diseño, licitación y construcción
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-16) Aragón Sánchez, Luis Ángel; Granados Suarez, Álvaro Alonso; Brioso Lescano, Xavier Max
    Los puentes son estructuras fundamentales para el desarrollo del Perú, por lo que es necesario procurar un diseño y planificación adecuados para su construcción. Por ello, es fundamental la implementación de metodologías que permitan alcanzar mayor eficiencia, transparencia y calidad de la inversión pública como la metodología BIM. En consecuencia, es importante comprender el panorama de la implementación BIM en los proyectos públicos de puentes vehiculares en la etapa de elaboración del expediente técnico y elaborar un Plan de Ejecución BIM aplicado a un caso de estudio bajo los lineamientos de la Guía Nacional BIM. Primero se realizó una revisión de la Guía Nacional BIM, el estado de la adopción BIM internacional y nacional y luego se evaluó 91 Términos de Referencia para la formulación de expedientes técnicos de puentes vehiculares publicados en el SEACE entre los años 2020 al 2023. Finalmente, se elaboró un Plan de Ejecución BIM que fue validado por medio de entrevistas a profundidad del tipo abiertas y posteriormente aplicado a un caso de estudio: puente Costanera 2. Como resultado, se pudo conocer que entre los años 2021 al 2023 existe una disminución en la cantidad como en la calidad de los Términos de Referencia con respecto a la inclusión de BIM. Asimismo, se observó que PROVIAS Nacional demostró una notable inclusión de BIM; por el contrario, gobiernos regionales y municipales fuera de la capital presentan dificultades para ello. Por otro lado, se logró enriquecer el Plan de Ejecución BIM inicial a través recomendaciones de los expertos entrevistados, los cuales abarcaban tanto el sector público y privado, lo que resultó en el Plan de Ejecución BIM validado. Finalmente, se comprobó que la aplicación de BIM puede aumentar del Retorno de la Inversión del proyecto. En el caso de estudio se mostró que pudo contribuir a disminuir 28 comunicaciones, 493 días calendarios de retrasos y S/ 1 199 085,67 de sobrecostos.
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    Evaluación del uso de columnas basculantes como sistema de aislamiento sísmico de puentes
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-05-26) Holguin Cutimbo, Jonatan Joseph; Blondet Saavedra, Jorge Marcial
    Los puentes son los componentes más vulnerables de una red vial y son infraestructuras fundamentales en la actividad económica y movilidad de la población. Detener el servicio de transporte puede generar grandes pérdidas económicas al país. En este contexto el Programa Nacional de Puentes del Ministerio de Transportes y Comunicaciones viene implementando la contrucci´on de puentes con innovación tecnológica para garantizar el flujo de mercancías. Estas nuevas soluciones deberían asegurar la continuidad del tránsito vehicular después de un evento sísmico, facilitar el proceso constructivo, evitar su mantenimiento permanente y reducir el costo del proyecto. En los últimos años los puentes han sido diseñados para asegurar su integridad estructural aceptando cierto nivel de daño durante sismos de diseño, por lo tanto se espera un gasto económico por reparación e inspección después de un sismo. En este sentido, el presente trabajo investiga el concepto de estructuras basculantes como nuevo sistema de aislamiento sísmico en puentes. Este sistema consiste en liberar la estructura de las conexiones rígidas para evadir completamente el daño del sismo, evitar cierres prolongados y beneficiarse del uso de construcciones modulares. Para ello, se utilizó un modelo de elementos finitos del estado del arte con el fin de representar las conexiones basculantes y predecir el comportamiento no lineal del puente bajo solicitaciones sísmicas en el plano. Se incorporó cables post-tensionados no adherentes para mejorar la estabilidad del puente y prevenir el vuelco. Por último, el comportamiento de un puente con uniones basculantes en los extremos del pilar es comparado con un puente continuo de uniones convencionales. Los resultados indican que, este sistema permite que el puente soporte sismos de gran magnitud (sismos severos) y reduce el nivel de daño estructural. El momento en la base de los pilares también es reducido en comparación al puente convencional, de modo que es posible reducir la capacidad resistente de la columna haciéndola más económica. Finalmente el modelo usado es útil para estudiar el comportamiento basculante de puentes con diferentes configuraciones.
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    Ventajas del uso de aisladores sísmicos mediante una comparación entre un puente con aislador sísmico y otro convencional tomando como referencia una alternativa al Puente Dueñas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-05-17) Herrera Dominguez, Carlos Jesus; Morán Yáñez, Luis Miguel
    La presente tesis expone las ventajas del uso de aisladores sísmicos mediante una comparación entre un puente con aisladores sísmicos y con apoyos convencionales tomando como referencia una alternativa al Puente Dueñas. Así mismo, hace énfasis en la mejora de la respuesta sísmica, y en la reducción de las dimensiones y cantidad de acero del pilar central. Estos beneficios fueron demostrados mediante la comparación de los resultados del análisis matemático del puente, puesto que estos, permiten observar la diferencia que hay entre el comportamiento y los elementos esperados. En el primer capítulo se describe la introducción al tema. Se establece el objetivo general y los objetivos específicos de la presente tesis, así como la justificación y la metodología. El segundo capítulo refiere al marco teórico y la importancia que tiene el estudio realizado en la elección para el mejor comportamiento de la estructura. En el tercer capítulo se describe el proyecto y se predimensionan los elementos del puente. En el cuarto capítulo se realiza el análisis estructural del puente, para el cual, se considera el modelo computacional y la asignación de cargas. Se obtienen los resultados de desplazamientos y fuerzas en la estructura. En el quinto capítulo se realiza el diseño estructural del pilar central. Se calculan las propiedades de diseño para el aislamiento sísmico y se obtienen los valores de los desplazamientos y fuerzas de diseño, así como las dimensiones y cantidad de acero del pilar central. En el sexto capítulo se realiza la comparación de los resultados obtenidos en los capítulos 4 y 5. En el séptimo y último capítulo se presentan las conclusiones a las que se llegaron con el estudio. Se responde el objetivo general y específicos de la tesis y se enuncian las recomendaciones para futuras líneas de investigación.
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    Parámetros que influencian en las flechas de las dovelas en puentes construidos por volados sucesivos
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-08) Castillo Salas, Elizabeth Florayne; Zegarra Ciquero, Luis Antonio
    El Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú tiene como objetivo de su plan de gobierno la construcción de 700 puentes a nivel nacional entre peatonales y vehiculares. Entre las cuales se construirán puentes de grandes luces de diversas tipologías entre ellas las segmentales construidos por volados sucesivos. Dentro del proceso constructivo de este tipo de puentes una de las etapas es el tensado y esto será el tema en estudio. El propósito de esta investigación es entender la importancia de detallar las fuerzas de tensado en cada etapa del proceso constructivo. Para lograr esto, se revisará normativas de diseño de puentes de Perú y otros países, y también se revisará investigaciones como son: papers, journals, research, etc. Luego, se realizará un modelo matemático en el programa de puentes de CSI Bridge donde se simulará las distintas etapas de proceso constructivo. Se espera que los resultados puedan contribuir en las consideraciones del tensado de cables para puentes por volados sucesivos en el Manual de Diseño de Puentes del Perú y que se pueda llegar a la conclusión que las fuerzas de tensado tienen implicancias técnicas y están relacionadas con las pérdidas de preesfuerzo, deformación y contraflecha.