diseno y construccion de puentes atirantados_carlos perez
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BienvenidosWelcomeBem-vindosBienvenueBenvenutiWillkommen
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Las informaciones y conceptos expresados en esta conferencia se hacencon el propósito de divulgar e informar de manera general sobre lostemas relacionados con el concreto.
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DURANTE LAS PRESENTACIONES MANTENGA LOS EQUIPOS DE COMUNICACIÓN EN SILENCIO
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SALIDA DE EMERGENCIA
RUTA EVACUACION
USTED ESTA AQUI
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Carlos PérezFREYSSINET
ESPAÑA
PUENTES
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PUENTES ATIRANTADOS
Gracias al apoyo de:
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Diseño y Construcción de Puentes atirantados.Introducción a la tecnología de los puentes atirantados.
Carlos Pérez RodríguezFreyssinet
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CONTENIDO
1. Los primeros puentes atirantados2. Los puentes actuales3. Tecnología del tirante4. Tecnología del cordón5. Tecnología del anclaje6. Tecnología de la vaina7. Control de vibraciones:
Amortiguadores8. Procedimientos constructivos9. Montaje de tirantes
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1.‐ Los primeros puentes atirantados
Brooklyn Bridge(Roebling 1883)
Albert Bridge(Mason 1873)
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1.‐ Los primeros puentes atirantados
Strömsund(Dischinger 1955)
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Severin 150+302 m(Fisher, 1960)
Düsseldorf Nord 260 m (Leonhardt -Beyer 1958)
1.‐ Los primeros puentes atirantados
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Wadi Kuf 282 m(Morandi, 1971)
Maracaibo 235 m (Morandi 1962)
1.‐ Los primeros puentes atirantados
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Barrios de Luna 440 m(Manterola, 1983)
Brotonne 320 m (Muller 1977)
2.‐ Los puentes actuales
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Normandie 856 m(Vierlogeux, 1995)
2.‐ Los puentes actuales
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Escaleritas 100 m(Pantaleón, 2005)
2.‐ Los puentes actuales
Acceso PCTCAN, 72 m(Arenas, 2007)
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3.‐ Tecnología del tirante
• ¿Qué tipo de cable se emplea?• ¿Cómo se sujeta el cable al tablero y al pilono?
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DURABILIDAD : Los tirantes son críticos para la estabilidad de la estructura.
FATIGA : Los tirantes están sometidos a cargas variables.
3.‐ Tecnología del tirante
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Cable cerrado y helicoidal (1950 ‐ 1970)
• Cables prefabricados
• Medios de instalación
– Cable pesado
– Anclajes de gran tamaño
– Gatos de grandes dimensiones
• Durabilidad limitada
– Corrosión del cable
– Alto coste de mantenimiento (pintura)
– Flexión al anclaje
– Poca resistencia en fatiga (100 MPa)
3.‐ Tecnología del tirante
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Galvanizedwires
Corrosion inhibitingcompound
Tight fittingpolyethylene
sheath
• Buena resistencia a fatiga
• Cables prefabricados
– compactos
• Medios de instalación
– Cables pesados
– Gatos de grandes dimensiones
• Sustitución muy limitada. Grandes problemas de mantenimiento sin corte de tráfico
• Durabilidad limitada de la vaina
Sistema de hilos paralelos PWS (1970 ‐1985)
3.‐ Tecnología del tirante
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Sistema de hilos paralelos PWS (1970 ‐1985)
3.‐ Tecnología del tirante
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• Puente de Lanaye: hilos corroídos en zona de transición:
Sistema de hilos paralelos PWS (1970 ‐1985)
3.‐ Tecnología del tirante
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• Efectos térmicos
• Expansión del plástico = 20 veces la del acero o hormigón
– Expansión de la vaina
– Sellado al anclaje
• Durabilidad del PAD
– Foto‐oxidación (UV)
– Fisuración bajo tensión (deformación remanente)
Sistema de hilos paralelos PWS (1970 ‐1985)
3.‐ Tecnología del tirante
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• Derivado de la tecnología del postesado– Lechada de cemento / epoxi– Filtro contra flexión
• Instalación cordón a cordón• Limitaciones de la tecnología del
Pretensado– Baja capacidad en fatiga : 100 MPa
– Anclaje irreversible imposibilidad de cambiar cordones
– Fisuras en la lechada cordón sensible a la corrosión
Tirante de cordones paralelos (h. 1975)
3.‐ Tecnología del tirante
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• La lechada de cemento no constituye una protección contra la corrosión
• La lechada disminuye la capacidad en fatiga (fretting corrosion).
Sistema de cordones paralelos: cables inyectados
3.‐ Tecnología del tirante
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Sistema de cordones paralelos. Evolución (h. 1985)• Inyección de lechada reemplazada por
inyección de cera
• Anclaje resistente a fatiga– Cuña fatiga desarrollada contra la
corrosión por fricción
– Filtros de tensión de flexión (desviador)
• Anclaje reversible– Sustitución de cordón uno a uno
• Limitaciones de la protección de conjunto– Operaciones peligrosas : cera inyectada en
caliente
– Contaminación : la corrosión puede propagarse entre los cordones
3.‐ Tecnología del tirante
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Cordón individualmente protegido (h 1988)
• Protección contra la corrosión individual– Galvanización
– Cera
– Vaina PAD
• Proceso industrial de revestimiento
• Elimina el riesgo de contaminación
• Sustitución cordón a cordón
• Otras innovaciones:– Vaina con superficie perfilada
– Amortiguadores
3.‐ Tecnología del tirante
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Cable cerrado y cable helicoidad
Hilos paralelos(PWS)
Cordones paralelos
(PSS)
1950 1960 1970 1980 1990 2000 20070%
100%
Tirantes. Cuota de mercado (sin incluir Japón & China )
3.‐ Tecnología del tirante
100%
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Cable cerrado y cable helicoidad
Hilos paralelos(PWS)
Cordones paralelos
(PSS)
1950 1960 1970 1980 1990 2000 20070%
100%
Tirantes. Cuota de mercado (sin incluir Japón & China )
Cordones paralelos
(PSS)
Hilos paralelos(PWS)
Cable cerrado y cable helicoidad
100%
3.‐ Tecnología del tirante
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Pretensado
Extradosado
Atirantado
Otra forma de ver los puentes atirantados
3.‐ Tecnología del tirante
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Pretensado exterior
(Puente cajón) (ETAG)
Puente de pretensado extradosado
(CIP)
Puente atirantado
(CIP + FIB)
Variación de la tensión bajo cargas vivas frecuentes
<15 MPa < 50 MPa < 110 MPa
Amplitud en prueba de fatiga Δσ
< 80 MPa < 140 MPa < 200 MPa
Tensión máxima de ensayo
0,65 GUTS 0,45 GUTS 0,45 GUTS
Tensión admisible en servicio
70‐80% GUTS 60% GUTS 45 a 50 % GUTS
Resistencia a la fatiga :
3.‐ Tecnología del tirante
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Estado actual:Estandarización del tirante: hacia un producto “maduro”
• Equipos de instalación (winches, Isotension®) y herramientas específicas
• Formación de personal altamente especializado
• Conformidad con las normativas / ensayos continuos.• PTI, fib, CIP, ACHE,• Principales desarrollos
• Amortiguadores internos• Vainas de PEAD coloreadas resistentes a los UV• Filtro de flexión en el anclaje• Tirante compacto• Protección frente a incendios
100%
3.‐ Tecnología del tirante
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Normativa internacional:
100%
3.‐ Tecnología del tirante
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Concepto de durabilidad según ACHE y CIP
100%
3.‐ Tecnología del tirante
Vida útil de la
estructura
Vida útil tirante
Periodo inicial sin mantenimiento
Periodo de inspección y
mantenimiento
Tirante no sustituible
100 años 100 años 15 años (piezas accesibles),
100 años (piezas no accesibles),
3 a 5 años
Tirante sustituible
100 años 50 años 15 años (piezas accesibles),
50 años (piezas no accesibles),
3 a 5 años
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3.‐ Tecnología del tirante
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• Fuerza a rotura garantizada:
– Estándar GUTS = 1770 MPa,
– Especial GUTS = 1860 MPa
Monostrand: Cordón semi‐adherente
4.‐ Tecnología del cordón
•Resistencia de fatiga mejorada (NFA 35‐035 rev 2001, class B)•Amplitud de tensión = 300 MPa•Fuerza máxima = 0.45 GUTS
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• Galvanizado en caliente– De 190 a 350 g/m² de zinc
– Aplicado antes del último trefilado
• Relleno de cera entre hilos y alrededor de ellos– Adherencia del revestimiento barrera real– Lubricación evitando la corrosión por fricción
– Evita el consumo excesivo de zinc.
• Revestimiento PAD semi‐adherente– Forma diseñada para limitar el consumo de cera
(solo 12 g/m de cera)
– Estabilizado contra los UV, resistente al choque.
Monostrand Freyssinet:Protección frente a la corrosión
4.‐ Tecnología del cordón
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• Proveedores homologados trabajando
en el marco de acuerdos de colaboración
• Series de ensayos con equipamiento específico
– Más de 10 ensayos de producción • Espesor y centrado de la vaina PAD
• Continuidad del revestimiento
• Resistencia al impacto
• Adherencia y estanquidad
– Ensayos de calificación antes de cada producción
• Resistencia a fatiga
• Resistente al UV
Control de calidad
4.‐ Tecnología del cordón
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El anclaje de primera generación5.‐ Tecnología del anclaje
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El anclaje de primera generación5.‐ Tecnología del anclaje
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Cuña de pretensado
Cuña de tirante
• Mordedura permanente sobre el cordón – No se produce corrosión por fricción.
• Capacidad en Fatiga :– Excelente curva de Woehler
5.‐ Tecnología del anclajeLas cuñas de anclaje
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individual wedge only anchorage
active stuffing box
adjustment nut
El anclaje de última generación5.‐ Tecnología del anclaje
•Fatiga: Cordón + cuña resistente a fatiga.•Estanquidad: Cordón con adherencia parcial + prensa estopa activo estanco y reversible.•Relleno con inhibidor: inerte, lubricante, estable, reversible.•Filtro de tensión de flexión.
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El filtro de tensión de flexiónCada cordón está guiado individualmente en una zona de desvío de geometría controlada
5.‐ Tecnología del anclaje
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El Filtro de tensión de flexión :
D1
D2 D3
Collar de desvío
Prensaestopa Bloque de anclaje con retén
σ1σ
• flexión < 250 MPa en la zona de transición,
• flexión < 50 MPa en el anclaje.
5.‐ Tecnología del anclaje
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• Con filtro de flexión :
5.‐ Tecnología del anclaje
• Sin filtro de flexión:
No existe tubo de encofradoni tubo guía
PILONO
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Importancia del filtro de tension de flexión
• Con filtro de flexión :
5.‐ Tecnología del anclaje
• Sin filtro de flexión:
Tubo estructural
Tubo de encofrado
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• Con filtro de flexión :
5.‐ Tecnología del anclaje
• Sin filtro de flexión:
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• Protección contra la corrosión
– Prensa estopa activo patentado
– Anclaje reversible: inyección localizada de cera
– Todos los componentes están tratados contra la corrosión
• Conformidad con los requisitos de la FIB, CIP, ACHE
5.‐ Tecnología del anclaje
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Ensayo CIP de Estanquidad
Bloque de anclajesobre pista deslizante
Tubo de acero
Anclaje
2. Calentador [20 ‐ 70°C]
Agua coloreada
1. Gato para carga axial[0.20 ‐ 0.50 GUTS ]
h ≈ 3m
3. Gato de acción transversal
[+/‐ 25 mrad]
Duración total del ensayo = 6 semanas
5.‐ Tecnología del anclaje
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Ensayo según CIP, realizado en 2002.
5.‐ Tecnología del anclaje
Ensayo CIP de Estanquidad
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• Ensayos a escala real en fatiga seguidos por rotura conforme a PTI, FIB, CIP, ACHE
02468
0.95 GUTS
0.45 GUTS
2 millones de ciclos
Fuerza
Tiempo
Ensayo del PTI
Ensayos de fatiga del tirante completo5.‐ Tecnología del anclaje
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200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0,100 1,000 10,000Number of cycles
Fatig
ue s
tres
s ra
nge
(MPa
)
0.45 GUTS 0.30 GUTS 0.25 GUTS
1,000 x
Curva de Wohler del anclaje
5.‐ Tecnología del anclaje
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Silla Multitubo
• Prestaciones:– Punto fijo en el pilono (resiste cargas
asimétricas en cualquier vano sin deslizamiento del cordón)
– Resistencia a fatiga axial
– Resistencia a fatiga a flexión
• Permite:– Protección contra la corrosión continua
– Facilidad de sustitución del cable
5.‐ Tecnología del anclaje
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• Principales ventajas :– Continuidad real de la doble barrera del cordón: no
se interrumpe la vaina de protección individual en la silla,
– No hay rozamiento (Acero‐Acero o Acero‐Lechada)– Filtro de flexión (un desviador a la salida de la silla)– Facilidad de sustitución individual de cada cordón
Silla Multitubo5.‐ Tecnología del anclaje
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• Primer proyecto ejecutado en 2003 : Sungai Muar
5.‐ Tecnología del anclajeSillas multitubo
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Shindae bridge (Korea, 2006)
Nga Tu So(Vietnam, 2005)
Sillas multitubo5.‐ Tecnología del anclaje
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El Mek Nimir(Sudan, 2007)
Sillas multitubo
5.‐ Tecnología del anclaje
![Page 58: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/58.jpg)
Riga bridge
(Latvia, 2007)
Sillas multitubo
5.‐ Tecnología del anclaje
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• Capa externa– Coloreada, tratada contra los UV
• Capa interna– Resistencia mecánica
• Dos fileteados helicoidales– Vibración inducida por lluvia y viento combinado
• Espesor / ratio de diámetro (SDR)– Optimizado para secciones no inyectadas : ex 200mm x 6.2mm
Vaina coextrusionada
6.‐ Tecnología de la vaina
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Durabilidad UV• Formulación de un PAD resistente a la foto oxidación
• Ensayo de envejecimiento acelerado: 3 a 5 veces más duradero que un tubo negro o de color con formulación estándar.
• Evaluación de la durabilidad: Basado en la radiación UV local
• Estabilidad del color
6.‐ Tecnología de la vaina
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• Resistencia al aire de un tirante (empuje estático)
• El area total de un tirante y su empuje estático es considerable
Dair CDUdrag ...21 2ρ=
Curve force deck/stay
Tirantes
Tablero & Pila
Flexión transversal
Span200 600400 800 1000
6.‐ Tecnología de la vaina
Efecto del viento
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• Vano principal : 856 m
• Flexión vertical en el eje tablero‐pilono provocada por:– tirantes 55%
– por tablero 45%
• Vaina compacta en dos semicáscaras
Ejemplo. Pte. de Normandía
6.‐ Tecnología de la vaina
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Drag coefficient of stay pipe Diámetro de vaina = 0.2 metros
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Wind speed (m/s)
Cd
smooth
simple spiral
double spiral
Ensayo de coef. de arrastre CSTB (08‐2003)
6.‐ Tecnología de la vaina
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• Tubo perfilado: diseñado para reducir el empuje estático– CD = 0.60 versus 0.80 para diseño de PWS a Re > 5.105
• Diámetro reducido D– Empleado para cordón de 1860 MPa,
– Requiere métodos de enfilado especial
Vaina compacta
6.‐ Tecnología de la vaina
![Page 65: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/65.jpg)
Ø215
91
Ø225
109
Ø250
Ø240
121 130
Ø15
0
42
Ø195
75
Ø200
85
Ø17
0
57
Bay Chai, Vietnam 2003
6.‐ Tecnología de la vainaVaina compacta
![Page 66: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/66.jpg)
• Compacta– Cordón monostrand
– Diámetro de 19.5 mm
• Super compacta• Cordón monostrand especial
• Diámetro total = 18.5 (+0 –0.3)
– Mejor control de la extrusión de la vaina. Utilización de PEAD 100 en lugar de PEAD 80.
– Misma resistencia a impactos y estanquidad
15.7 mm
1.3 mm
1.3 mm
6.‐ Tecnología de la vainaVaina compacta
![Page 67: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/67.jpg)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Standard Compact Super compact
Fuerza de arrastre (drag):•25 % de reducción•5 % inferior que el PWS
Diámetro externo / Número de cordones
6.‐ Tecnología de la vaina
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• Los tirantes son dispositivos muy sensibles a las vibraciones– Buen comportamiento a fatiga (poca fricción)
reducido amortiguamiento intrínseco– El amortiguamiento intrínseco se puede aumentar con amortiguadores
adicionales (internos o externos)
• Medida del amortiguamiento: Decremento logarítmico y factor de amortiguamiento.
7.‐ Vibraciones del tirante
ξ≈πξ==δ+
3.62AAlog
1n
n
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
0 5 10 15
Time
Stay
am
plitu
de An
An+1
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• Amortiguamiento total de un tirante en servicio
δtotal = δintrinseco + δestructura + δaero
• La respuesta aero‐elástica de un tirante en el aire provoca:
– Una fricción del tirante en el aire amortiguamiento aero‐elástico
– El amortiguamiento total aumenta con la velocidad del viento.
μωρπ
=δ Daero
UDC
Fricción del cable Amortiguador Fricción
en el aire
7.‐ Vibraciones del tirante
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• Los fenómenos aerodinámicos sobre los tirantes son complejos
• Se pueden identificar más de 15 causas de vibración
• Algunas de las más frecuentes son :1. Instabilidad inducida por viento y lluvia
combinados 2. Excitación paramétrica 3. Buffeting4. Vortex shedding5. Wake galloping6. Galloping debido al hielo
7.‐ Vibraciones del tirante
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• En caso de lluvia con viento moderado :
– Dos hilos de agua escurren a lo largo del tirante
– El hilo superior oscila y provoca la inestabilidad del tirante
• Vibración de gran amplitud (más de 1 m)
viento U = 7 a 15m/s
Vibraciones combinadas lluvia‐viento
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 72: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/72.jpg)
Amplitud
Velocidad de viento
Sin fileteado
Con fileteado
7m/s 15m/s
• El doble fileteado de la vaina
– Extrusionado durante el proceso industrial
– Rompe los hilos de agua
– Mitiga eficazmente la vibración
• Ensayado en el CSTB y el DMI
Vibraciones combinadas lluvia‐viento
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 73: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/73.jpg)
• Respuesta del tablero y pilono ante vientos de régimen turbulento: desplazamiento periódico de los puntos de anclaje:– Flexión vertical– Flexión transversal
– Torsión
Excitación paramétrica7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 74: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/74.jpg)
• Vientos de régimen turbulento sobre grandes obstáculos precedentes al puente
• Respuesta dinámica del tirante– La amplitud depende del amortiguamiento total dtot = dint + daero
• Amplitud pequeña bajo vientos moderados (15 m/s)– Aumentar el amortiguamiento colocando amortiguadores
Buffeting
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 75: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/75.jpg)
• Obstáculo en viento de caudal laminar ‐>Vórtices de Von Karman
• Vortex shedding ‐> oscilación de la fuerza vertical Fv
Number Strouhal22.0UDf
)tf2(cosF)t(Fv
==⋅
π=
Fv
Vortex Shedding
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 76: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/76.jpg)
• Vórtices debidos a cables colocados antes del viento– Cables gemelos– Vientos longitudinales
• Solución : – Incrementar el amortiguamiento– Colocar cables transversales
Viento laminarsi L< x.D3 < x < 5L
Wake Galloping
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 77: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/77.jpg)
Log dec
Amplitud
Amortiguador viscoso
Amortiguador de fricción
Los amortiguadores de fricción no mitigan las pequeñas vibraciones y los altos modos debidos a vortex shedding
La eficacia de los amortiguadores de fricción disminuye si aumenta la vibración
El amortiguador viscoso da un log dec constante
Amortiguadores de fricción vs viscosos
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 78: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/78.jpg)
Amortiguador elastomérico interno
•Diábolo de elastómero con material viscoelástico
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 79: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/79.jpg)
IHD IRD
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 80: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/80.jpg)
Pistón de PEAD
Cámara de acero
Aceite viscoso
Collar en dos cascaras sobre el tirante
Amortiguador hidráulico interno (IHD)
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 81: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/81.jpg)
Aplicación del IHD• No provoca un impacto
estético
• Carrera aprox. 40mm (1.6”)
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 82: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/82.jpg)
Amortiguador radial (IRD)
• Tres amortiguadores articulados colocados contra el tirante.
• Ley global simétrica:
– 2 en tracción + 1 compresión
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 83: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/83.jpg)
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 84: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/84.jpg)
Amortiguadores externos• Cuando lo requiere la geometría de
las zonas de anclaje:
– Distancia dmuy pequeña
– Longitud de cable L > 300m
• Fijo
– Brotonne
– Elorn
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 85: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/85.jpg)
Amortiguadores externos
• Articulados :– Normandía
– Ting Kau
T é t a
H
1328
.904m
m
T h is s e c t io n is s q u a r e a tt h is p o in t t o a v o id p y lo nr o t a t io n
T u b e D ia 2 1 9 t h ic k 5o rT u b e D ia 2 1 9 t h ic k 1 0
3 7 .7 3 0 °
A n g le t é t a
AN G L E Alp h a
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 86: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/86.jpg)
Cables transversales (agujas)
• Proporciona puntos “fijos” a lo largo del tirante
– Cambiar las frecuencias del tirante
• Útil para tirantes muy largos
– Más de 400 metros
– En caso de inestabilidad paramétrica
• Desarrollo de un sistema para el puente de Normandía
– Más de 3 años de I+D
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 87: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/87.jpg)
Cables transversales (agujas)• Emplea un cable especial
– Alto amortiguamiento intrínseco
– Eventualmente requiere anclajes esféricos
• Anclaje intermedio
– Resistente a fatiga
– Filtro de flexión
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 88: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/88.jpg)
Cables transversales. Puente de Normandía
7.‐ Vibraciones del tirante
![Page 89: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/89.jpg)
• Alto rendimiento. • Velocidad de ejecución: 1 tirante por equipo y día.• Minimizar la incidencia en el ciclo de construcción.• Equipos muy ligeros.• Sistema semi‐industrial con utillaje específico. Control de calidad sencillo y eficaz.
• Adecuación a distintos sistemas de montaje.– Posibilidad de variar el mapa de cargas durante el tesado
• Preservar las propiedades del tirante.– Durabilidad.
• Garantizar la integridad de las barreras de protección del acero.• Garantizar la sustituibilidad de cordones.
– Resistencia a la fatiga• Evitar la “doble mordedura”• Isotensión ®
8.‐Montaje de tirantes
Características del sistema de montaje
![Page 90: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/90.jpg)
• Permite movimientos del carro durante el tesado
• Construcción por voladizos sucesivos
8.‐ Procedimientos constructivos
![Page 91: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/91.jpg)
• Uso de tirantes definitivos como temporales
• Construcción mediante empuje
8.‐ Procedimientos constructivos
![Page 92: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/92.jpg)
• Construcción por izado de dovelas
8.‐ Procedimientos constructivos
![Page 93: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/93.jpg)
• Construcción sobre apoyos provisionales
8.‐ Procedimientos constructivos
![Page 94: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/94.jpg)
• Preparación de la vaina
3000
50 320
800 A TEMP MIN
80 L AVTLH1
LH2 INFLH2 sup 313
L corte
240 L pelado
• Preparación del cordón patrón: Precortado en fábrica.
Cálculo de longitud de vainas
9.‐Montaje de tirantes
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Soldadura de vaina
• Soldadura por termofusión (presión y temperatura).
• Control de temperatura en cada medición (a= 19E‐5).
Soldadura de vaina
9.‐Montaje de tirantes
![Page 96: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/96.jpg)
Izado de vaina
• Con cabestrante o grúa
9.‐Montaje de tirantes
![Page 97: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/97.jpg)
Izado de vaina
9.‐Montaje de tirantes
![Page 98: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/98.jpg)
Tesado del cordón patrón
9.‐Montaje de tirantes
![Page 99: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/99.jpg)
Banco de corte
CabrestanteIzado cordón a cordón• Los cordones se instalan uno a
uno o por parejas:
– Desenfundado de la extremidad superior
– Conexión a un cable guía (winches)
– Izado– Introducción en el anclaje
superior– Corte de la punta inferior del
cordón– Desenfundado de la punta
inferior– Enfilado en el anclaje inferior– Tesado por isotensión
9.‐Montaje de tirantes
![Page 100: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/100.jpg)
Acceso exterior al
anclaje superior
Winches
Bobinas
Rueda desviadora
9.‐Montaje de tirantes
![Page 101: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/101.jpg)
• Cabrestante (Winch) hidráulico• Hasta 6 m/s !!
• Todos los equipos con control remoto
• Curva de parada (control hidráulico)
9.‐Montaje de tirantes
![Page 102: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/102.jpg)
• Desbobinadora hidráulica
Regulación de la velocidad desde el control remoto
Bobinas de longitud prefijada: Aprovechamiento óptimo del acero
9.‐Montaje de tirantes
![Page 103: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/103.jpg)
• “Lanzadera” entre los cordones y el winche
9.‐Montaje de tirantes
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La lanzadera se introduce en la vaina global y se iza por dentro de la vaina mediante los cabrestantes
El diseño de la lanzadera impide los cruces de cordones
Rueda de desvío
9.‐Montaje de tirantes
![Page 105: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/105.jpg)
• Plataforma exterior del pilono:• Los cordones se desacoplan de la lanzadera y se enfilan
en el anclaje superior
9.‐Montaje de tirantes
![Page 106: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/106.jpg)
• Montaje de las cuñas en el anclaje pasivo
9.‐Montaje de tirantes
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El banco de corte permite controlar la longitud de corte y el desenfundado de los cordones
Regulación de la posición de corte
Punto de corte
Cordón
Útil de desenfundado
9.‐Montaje de tirantes
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El banco de corte contiene numerosos útiles específicos para realizar la preparación de las puntas con seguridad y rapidez.
9.‐Montaje de tirantes
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Una vez preparado en el banco de corte, el extremo inferior del cordón se enfila en el anclaje inferior a través del tubo de encofrado
9.‐Montaje de tirantes
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Silla, célula de carga y gato de tesado
9.‐Montaje de tirantes
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Utillaje específico para el montaje de tirantes, desarrollado y optimizado a lo largo de más de 30 años de proyectos en los cinco continentes.
9.‐Montaje de tirantes
![Page 112: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/112.jpg)
Flexión y deformación durante el tesado “cordón a cordón”
• Cada vez que tesamos un cordón el tablero y la pila se deforman ⇒ la carga unitaria disminuye !
• Isotensión® : tesamos cada cordón con la misma carga que tiene el primer cordón (cordón patrón) en ese momento
9.‐Montaje de tirantes
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• El único sistema de tesado con instrumentación que asegura la misma tensión en todos los cordones
• Permite las operaciones y movimientos de carga en el tablero :
– La secuencia de tesado no se altera si varia la carga sobre el tablero.
Tesado por Isotensión®
9.‐Montaje de tirantes
![Page 114: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/114.jpg)
Calibrado de las células y gatos contra una célula patrón
9.‐Montaje de tirantes
![Page 115: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/115.jpg)
Equipos ligeros, de fácil transporte e instalación
9.‐Montaje de tirantes
![Page 116: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/116.jpg)
Instalación de capot e inyección de cera
El anclaje regulable puede ajustarse después de la inyección , sin necesidad de retirar la cera.
9.‐Montaje de tirantes
![Page 117: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/117.jpg)
Ajuste con gato anular
9.‐Montaje de tirantes
![Page 118: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/118.jpg)
Instalación de amortiguadores hidráulicos
9.‐Montaje de tirantes
![Page 119: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/119.jpg)
– Durante la construcción, • Mediante la célula de carga de isotensión.• Células en los tirantes instalados previamente.• Pesaje con gato unifilar• Pesaje con gato anular (multitorón)
– En servicio,• Mediante células de carga definitivas (instrumentación permanente)
• Análisis de cuerda vibrante
Monitorización de fuerza en tirantes
9.‐Montaje de tirantes
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Prestaciones adicionales en servicio
• Método de la cuerda vibrante mejorado, – Cuerda vibrante en 100% de los tirantes.
– Pesaje inicial de algunos tirantes representativos.
– Determinación de la longitud ficticia libre para calculo de frecuencia.
μπω T
LnF n
n 22==
Desviador
Lo=L anclaje a anclaje
LtLbL1
Desviador
![Page 121: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/121.jpg)
El método consiste en provocar un movimiento vertical del tirante y registrar sus vibraciones con un acelerómetro y un analizador de frecuencias.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
0.5
1
1.5
2
2.5
3Frequency Spectrum
Hz
FFT
Am
plitu
de
Stay: 6 Measurement Set: 2 Number of samples used: 2μ 4096=max_ay 0.331 g= red( )max_ax 5.659 g= blue( )
0 10 20 30 40 502
1
0
1
2
y-axisx-axis
Time Domain Plot of Measurement
Time (s)
Acc
eler
atio
n (g
)
N 5100=
9.‐Montaje de tirantes
![Page 122: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/122.jpg)
• Pesaje con gato anular: – Corrección de la fuerza mediante pesaje de algunos tirantes con gatos
hidráulicos huecos – Calculo de la relación matemática entre Lo y L1 extrapolada a todos los
tirantes con una regresión lineal.
• Ventajas:– Proporciona una referencia y en un futuro solo se repite la cuerda vibrante para
deducir la fuerza = ahorro de coste.
deformation of components during loading
To be considered
Elongation of the stay cable, zone to be conisdered
Forc
e
Elongation
tangent line
Not to be considered
LIFT OFF FORCE
9.‐Montaje de tirantes
![Page 123: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/123.jpg)
• Protección contra el fuego:– Resistencia de una hora en un fuego con 1100ºC de temperatura de
llama = fuego de hidrocarburos– En la longitud libre = Fireban ® de MECATISS,– En la zona de transición: Tubo AVD, guía, zonas de anclaje: proyección
con un material compuesto intumescente.
• No implica ninguna modificación para el montaje,
• Se puede implementar sobre tirantes existentes.
9.‐Montaje de tirantes
![Page 124: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/124.jpg)
MANUAL DE INSPECCIÓN• Registros para recoger datos: análisis con bases de datos y
programa de gestión de datos “moderno” – SCAN PRINT®• Objetivo: recoger los datos con herramienta informática de campo.
– Procedimientos estándar de inspección,‐ Hacer un “punto cero” completo para las estructuras que no han recibido
mantenimiento.‐ Ofrecer un mantenimiento progresivo a la vez que se realiza la inspección en
las tareas sencillas (tornillos, juntas,...)
9.‐Montaje de tirantes
![Page 125: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/125.jpg)
• Ciclo de montaje de dovelas 10 días
• Montaje de 2 tirantes en 2 días en cada ciclo
Ratios productivos: Rion‐Antirion
9.‐Montaje de tirantes
![Page 126: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/126.jpg)
• Vano central: 850 m.
• Ciclo de izado de dovelas 9 días
• Montaje de 4 tirantes en 3 días en cada ciclo
Ratios productivos: Normandía
9.‐Montaje de tirantes
![Page 127: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/127.jpg)
• Ciclo de montaje de 20 días en dovelas de 4 tirantes.
• Montaje de 4 tirantes en 8 días en cada ciclo
Ratios productivos: Puente Orinoquia
9.‐Montaje de tirantes
![Page 128: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/128.jpg)
• Ciclo de montaje de una dovela cada 4 días
• Montaje de 1 tirante en 1 día en cada ciclo
Pte. del Centenario sobre Canal de Panamá
9.‐Montaje de tirantes
![Page 129: Diseno y Construccion de Puentes Atirantados_Carlos Perez](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102514/577cce271a28ab9e788d7563/html5/thumbnails/129.jpg)
• Ciclo de montaje de una dovela cada 3 días
• Montaje de 1 tirante en 1 día en cada ciclo
Ratios productivos: Ting Kau
9.‐Montaje de tirantes