Como protagonistaFabricación de vigas de caja de acero y empresa de construcción con más de cinco años de experiencia en el terreno en Perú,Hemos sido testigos de primera mano de cómo los puentes de viga de caja de acero que cumplen con AS5100 (Estándar australiano para puentes de acero y compuestos) abordan los desafíos de infraestructura más apremiantes del país.La geografía del Perú, dominada por las montañas de los Andes (que cubren el 25% de su territorio), una costa del Pacífico de 2.400 km y las tierras bajas orientales de la cuenca del Amazonas, crea demandas únicas para las estructuras de puentes:Deben soportar el tráfico pesado de la minería.Las vigas de hormigón armado tradicionales, aunque comunes en las zonas de tierras bajas, no son muy comunes en las zonas de montaña.Las zonas sísmicas tienen dificultades para satisfacer estas demandas, que a menudo sufren de grietas., la construcción lenta en montañas remotas, y la corrosión en la humedad costera.
Por el contrario, los puentes de viga de caja de acero estándar AS5100 aprovechan la alta relación resistencia/peso, la eficiencia de prefabricación y la durabilidad del acero para superar estas barreras. we draw on our portfolio of completed projects (including the Chimbote-Trujillo Highway-Railway Combined Bridge and the Cusco-Arequipa Mountain Highway Bridges) to detail production craft requirements tailored to Peru’s context, campos de aplicación clave alineados con su geografía, conocimientos básicos sobre las normas de carga de los vehículos AS5100 (con especial atención a la construcción en montaña),Características de aplicación influenciadas por la demanda y la política localesNuestro objetivo es demostrar cómo estos puentes no son sólo soluciones estructurales,pero catalizadores para el desarrollo económico del Perú, conectando centros mineros con puertos, las comunidades rurales a los centros urbanos, y reducir los costes logísticos que durante mucho tiempo han obstaculizado el crecimiento.
1Requisitos de proceso de producción de vigas de acero conformes con AS5100 para Perú
La producción de vigas de acero alineadas con la norma AS5100 en Perú requiere equilibrar las rigurosas especificaciones técnicas de la norma con las limitaciones locales: producción nacional limitada de acero de alta calidad,el transporte desafiante a lugares remotos de montañaNuestra planta de prefabricación con sede en Lima, establecida en 2019 con una capacidad anual de 12,5 millones de litros, tiene una capacidad de producción de más de 100 millones de toneladas.000 toneladas ha perfeccionado un flujo de trabajo que aborda estos desafíos, garantizando al mismo tiempo que cada viga cumple con la carga AS5100, precisión y durabilidad.
1.1 Selección de materiales: navegación en el suministro local y normas AS5100
La norma AS5100 especifica el acero de grado puente con resistencias mínimas de 355 MPa (Q355q) para componentes generales y 420 MPa (Q420q) para áreas de alto estrés (por ejemplo, bridas de vigas en cruces de larga longitud).La industria siderúrgica nacional del Perú, liderada por empresas como Aceros Arequipa (capacidad anual): 1,2 millones de toneladas) producen principalmente acero suave (por ejemplo, A36) para la construcción;el acero Q355q/Q420q específico del puente sigue dependiendo en un 70% de las importaciones (abastecido principalmente por Gerdau de Brasil y Baosteel de China)Para garantizar el cumplimiento, implementamos un estricto proceso de validación de materiales de cuatro pasos:
Cualificación del proveedor: Solo nos asociamos con proveedores certificados según las normas de materiales AS5100, que requieren que proporcionen informes de pruebas de molino (MTR) que verifiquen la resistencia a la tracción,resistencia al impacto (a -30°C), crítica para los inviernos andinos), y la composición química (bajo contenido de azufre y fósforo para evitar fracturas frágiles).
Inspecciones previas a la entrega: Antes de enviar a Perú, nuestros ingenieros realizan auditorías in situ en las instalaciones de los proveedores (por ejemplo,El objetivo de la evaluación es determinar si los procesos de producción se ajustan a la cláusula 3 (Requisitos de materiales) de la norma AS5100..
Pruebas internas: Al llegar a nuestra planta de Lima, realizamos pruebas ultrasónicas (UT) para detectar defectos internos (por ejemplo,Las pruebas de resistencia a la tracción se realizaron en el 5% de las muestras para validar la resistencia al rendimiento.Para el acero Q420q utilizado en nuestro proyecto del Puente de Montaña Cusco 2023, todas las muestras probadas excedieron el umbral de 420 MPa, con una resistencia promedio de 435 MPa.
Integración de materiales locales: Para los componentes que no soportan carga (por ejemplo, endurecedores de placas de cubierta), obtenemos el 50% de acero blando de Aceros Arequipa.Esto reduce los plazos de importación (de 10 semanas a 3 semanas) y apoya la Ley de Contenido Local del Perú (Ley No.. 30052), que exige el uso del 30% de materiales domésticos en proyectos de infraestructura pública.
1.2 Prefabricación: Precisión para la resistencia sísmica y el transporte en montaña.
La actividad sísmica de Perú (por ejemplo, el terremoto de Lima de 2019 M6.3) y las estrechas carreteras de montaña requieren precisión de prefabricación más allá de los requisitos de referencia de AS5100.Nuestra planta utiliza máquinas de corte por plasma CNC (0.05 mm de precisión) y soldadura por arco sumergido robótico (SAW) para garantizar que los segmentos de viga se alineen perfectamente durante el montaje en el sitio, crítico para mantener la integridad estructural durante los terremotos.Los controles clave del proceso incluyen::
Diseño de soldadura sísmica: AS5100 Cláusula 5.7 requiere que las soldaduras soporten 1.5 veces la carga de cizallamiento de diseño en zonas sísmicas.con un grosor mínimo de garganta de 8 mm (vsPara nuestro proyecto de puente de Arequipa 2022 (ubicado en una zona sísmica de alto riesgo), el proyecto de puente de Arequipa está diseñado para cubrir las necesidades de la industria de la construcción.Las soldaduras se sometieron a un ensayo de partículas magnéticas (MPT) del 100% y a un ensayo radiográfico (RT) del 50% para garantizar la ausencia de grietas.
Segmentación modular: Las carreteras andinas del Perú a menudo tienen carriles estrechos (3,5 m) y pendientes empinadas (hasta un 18%), lo que hace que los segmentos de vigas grandes sean poco prácticos.Diseñamos vigas de caja de acero en segmentos modulares de 18 m (peso máximo 22 t).g., Scania P320) y lo suficientemente pequeño como para navegar por las curvas de horquilla en la región de Cusco.que requeriría remolques pesados especializados no disponibles en la mayoría de las zonas montañosas peruanas.
Precisión dimensional: AS5100 exige una tolerancia de longitud de haz de ±2 mm y una planitud de brida de ±1 mm. Usamos sistemas de alineación láser durante el montaje para cumplir con estas normas; por ejemplo,en la producción de vigas de 40 metros de diámetro para el puente combinado Chimbote-Trujillo, la desviación media de longitud fue de sólo ± 0,8 mm y la planitud de la brida fue de ± 0,5 mm, lo que garantiza un empalme sin costos en el lugar.
1.3 Tratamiento anticorrosivo: adaptación a las condiciones climáticas extremas del Perú
El clima de Perú varía drásticamente: las regiones costeras (por ejemplo, Lima, Chimbote) tienen una alta humedad (80-90%) y salinidad proveniente del Pacífico, mientras que las tierras altas andinas (por ejemplo, Cusco,Puno) experimentan ciclos de congelación y descongelación (temperaturas que oscilan entre -10°C en invierno y 25°C en verano). AS5100 requiere una vida útil de diseño de 50 años para estructuras de acero, por lo que nuestro proceso anticorrosión está adaptado a estas condiciones:
Regiones costeras: Para puentes cercanos al océano (por ejemplo, puente Chimbote-Trujillo), utilizamos un sistema de tres capas:
Pulverización a Sa3 (metal casi blanco) para eliminar todo el óxido y la escama de molino.
Un primer epoxi rico en zinc de 120 μm (proporciona protección catódica contra la corrosión de la sal).
Un revestimiento superior de poliuretano de 200 μm (resiste la degradación UV y el salpullido).
También instalamos ánodos de sacrificio de zinc en las partes inferiores de las vigas, extendiendo la protección contra la corrosión en 15 años.Los ensayos posteriores a la instalación no mostraron signos de corrosión después de 18 meses, incluso en zonas expuestas a la salina diaria.
Altiplanicie andina: para los puentes de montaña (por ejemplo, el puente Cusco-Arequipa), los ciclos de congelación y descongelación pueden dañar el acero sin protección.Añadimos un sellador epoxi de 50μm entre el primer y la capa superior para evitar la entrada de aguaEn nuestro proyecto del Puente de Puno 2023, este sistema evitó daños por heladas durante el invierno.cuando las temperaturas cayeron a -8°C.
Protección de conectores de cizallamiento: AS5100 requiere pernos de cizallamiento (φ19-22mm) para transferir carga entre vigas de acero y cubiertas de hormigón.Galvanizamos los pernos antes de la soldadura y aplicamos un revestimiento epoxi de 40 μm después de la soldadura para evitar que el agua se filtre en la interfaz de perno-hormigón, una causa común de fallas compuestas en las regiones andinas lluviosas.
1.4 Inspección de calidad: cumplimiento AS5100 y aprobación reglamentaria peruana
Antes de enviar cualquier viga de caja de acero a un sitio de proyecto,Llevamos a cabo un proceso de inspección integral que se alinea con las normas nacionales de regulación AS5100 y Perú (establecidas por el Ministerio de Transporte y Comunicaciones), MTC):
Pruebas de carga estática: sometemos el 7% de las vigas a una carga de diseño de 1,2x (por AS5100 Cláusula 6.2) utilizando enchufes hidráulicos.la desviación máxima permitida es de 10 mmNuestras pruebas mostraron una desviación media de 7,2 mm, muy dentro del límite.
Pruebas de fatiga: para puentes con un alto volumen de tráfico (por ejemplo, los pasos superiores urbanos de Lima), realizamos 2 millones de ciclos de carga (simulando 25 años de tráfico) para probar la resistencia a la fatiga.Nuestras vigas de la Ruta de Anillo Exterior de Lima de 2022 no mostraron propagación de grietas después de las pruebas, confirmando el cumplimiento de la cláusula 7 (cargas de fatiga) del AS5100.
Certificación reglamentaria: Cada viga recibe un Certificado de conformidad del Instituto Nacional de Ingeniería Civil del Perú (INICIV) un requisito obligatorio para los proyectos aprobados por el MTC.Este certificado incluye informes de ensayos de materiales, registros de inspección de soldadura y resultados de pruebas de carga, lo que garantiza una total transparencia para los clientes y los reguladores.
2Los principales campos de aplicación de los puentes de vigas de caja de acero AS5100 en Perú
La diversidad geográfica del Perú montañas andinas, llanuras costeras, tierras bajas del Amazonas y los principales ríos (por ejemplo, Marañón, Ucayali) exige soluciones de puentes que se adapten a necesidades ambientales y económicas específicas.Basado en nuestros más de 15 proyectos completados en Perú, los puentes de vigas de caja de acero AS5100 destacan en cuatro campos de aplicación principales, cada uno abordando lagunas críticas de infraestructura.
2.1 Puentes de carreteras de montaña andina
Las montañas de los Andes corren de norte a sur a través de Perú, dividiendo el país en regiones costeras, montañosas y amazónicas.El transporte de minerales (cobre y cobre) es esencial para el transporte de los minerales (cobre y cobre).La mayor parte de los productos agrícolas (patatas, quinoa) se exportan a los puertos costeros, pero sus pendientes empinadas (hasta un 25%), estrechas gargantas, las inundaciones y las inundaciones de las aguas del mar no permiten que las aguas de las aguas del mar se extiendan.La actividad sísmica hace que las vigas de hormigón tradicionales sean poco prácticas.Nuestras vigas de caja de acero conformes con AS5100 resuelven estos desafíos:
Ligero para el transporte de montaña: una viga de caja de acero de 30 m pesa ~ 65 t, en comparación con 180 t para una viga de hormigón del mismo tramo.Esto nos permite utilizar grúas móviles de 50 t (fácilmente disponibles en las tierras altas peruanas) en lugar de grúas de 200 t., que no pueden acceder a sitios remotos.Nuestro proyecto de puente Cusco-Arequipa 2023 (que abarca un desfiladero de 50 metros) utilizó tres grúas móviles para levantar segmentos de acero de 18 metros, reduciendo los costos de alquiler de equipos en un 40% en comparación con la construcción de concreto.
Resiliencia sísmica: las disposiciones de carga sísmica de AS5100 (cláusula 5.7) se alinean con los códigos sísmicos de Perú (E030).rodamientos de goma) que permiten hasta 100 mm de movimiento lateral durante los terremotosDurante el terremoto de Cusco de 2023, nuestro puente terminado cerca de Ollantaytambo no sufrió daños estructurales, mientras que un puente de hormigón cercano requirió $200,000 en reparaciones.
Apoyo al tráfico pesado de minería: las carreteras andinas transportan el 60% de la carga minera del Perú, con camiones de un promedio de 45 t (excedendo el límite legal de 38 t debido a la débil aplicación).Diseñamos vigas con carga AS5100 Clase B (carga máxima del eje 140kN) con una.3 factor de impacto (para tramos <20m) crítico para carreteras de montaña accidentadas que aumentan el impacto de los vehículos.Caterpillar 777F) sin desviación superior al límite de envergadura AS5100 ′s 1/300, verificados mediante inspecciones trimestrales.
2.2 Autopistas costeras y puentes de acceso al puerto
La costa del Pacífico del Perú alberga al 60% de su población y sus puertos clave (por ejemplo, Callao, Chimbote, Iquique) son críticos para el comercio internacional.la corrosión de la sal y las inundaciones estacionales (de los fenómenos de El Niño)Nuestras vigas de caja de acero AS5100 son especialmente adecuadas para estas condiciones:
Resistencia a la corrosión: según se indica en la sección 1.3, nuestro sistema anticorrosivo específico de la costa (primero rico en zinc + revestimiento superior de poliuretano + ánodos sacrificales) garantiza la durabilidad.El puente de acceso al puerto de Callao de 2021, situado a 500 metros del océano, ha funcionado durante tres años sin corrosión visible.Esto contrasta con un puente de hormigón a un kilómetro de distancia, que requirió volver a pintar en 2023 debido a los daños causados por la sal.
Resistencia a las inundaciones: los eventos de El Niño (por ejemplo, 2017) causan graves inundaciones costeras, sumergiendo puentes de hormigón durante semanas.Nuestro puente costero Chimbote 2022 fue diseñado con un tablero libre de 2 metros (por encima de los niveles de inundación de 100 años) y vigas de acero que pueden soportar 72 horas de inmersiónDurante el menor El Niño de 2023, el puente permaneció operativo, mientras que dos puentes de hormigón en el área cerraron durante 10 días.
Construcción rápida: los proyectos de acceso al puerto requieren un mínimo de tiempo de inactividad para evitar la interrupción del comercio.El puente de acceso al puerto de Callao (4m × 40m) tardó 8 meses en construirse, la mitad del tiempo de un puente de hormigón comparable, minimizando la interrupción de las operaciones portuarias (que manejan el 70% de las importaciones del Perú).
2.3 Puentes de carreteras elevadas urbanas (Lima y Arequipa)
Lima, la capital del Perú (población: 11 millones), sufre de graves congestiones de tráfico con velocidades medias de 12 km/h durante las horas pico.Pero el espacio limitado y las limitaciones de ruido favorecen las vigas de caja de acero:
Perfil delgado: Las vigas de caja de acero tienen una sección transversal más pequeña (1.8m de altura frente a 2.5m para el hormigón) para la misma capacidad de carga.30 m de envergadura) utilizó vigas de caja de acero que redujeron el ancho del puente en 1.5 millones de toneladas de espacio libre para pasarelas peatonales y carriles para bicicletas, un requisito clave del Plan de Movilidad Urbana Sostenible de Lima para 2021-2030.
Construcción con bajo nivel de ruido: la prefabricación en nuestra planta de Lima minimiza la soldadura en el sitio (una fuente importante de ruido).88dB para la construcción de hormigón) con arreglo a la normativa medioambiental de Lima (máximo 70dB en zonas residenciales)Esto era crítico para las secciones del puente que pasaban por barrios densamente poblados como Los Olivos.
Resistencia a la fatiga: Las disposiciones de carga por fatiga de AS5100 (cláusula 7) son esenciales para puentes urbanos con un alto volumen de tráfico (15.000 vehículos/día).diseñado para 2 millones de ciclos de carga, han funcionado durante dos años sin grietas relacionadas con la fatiga confirmadas por nuestra inspección de 2024 utilizando pruebas visuales basadas en drones.
2.4 Puentes combinados carretera-ferrocarril (conectividad minero-puerto)
La industria minera del Perú (que contribuye con un 12% del PIB) depende del transporte eficiente de minerales desde las minas andinas hasta los puertos costeros.reducir los costes de transbordoLas vigas de caja de acero AS5100 con su alta capacidad de carga y eficiencia estructural son la única opción viable para estos proyectos.Nuestro proyecto emblemático, el puente combinado carretera-ferrocarril Chimbote-Trujillo (terminado en 2023) es un ejemplo de esta aplicación y se detalla en la sección 5.
3Contenido básico y aplicación de la norma AS5100 de carga de vehículos
AS5100 es una norma reconocida mundialmente para puentes de acero y compuestos, con disposiciones de carga de vehículos diseñadas para manejar tráfico pesado, impactos dinámicos,y terreno áspero, lo que lo hace especialmente adecuado para las carreteras de las montañas andinas del Perú.Como contratista certificado por INICIV para la implementación de AS5100, tenemos una amplia experiencia en la adaptación de sus requisitos básicos a las condiciones de tráfico específicas del Perú (por ejemplo, camiones mineros sobrecargados,caminos de montaña accidentados).
3.1 Contenido básico de la norma AS5100 de carga de vehículos
Las disposiciones de carga de vehículos de AS5100 (Cláusula 4) están estructuradas para abordar las cargas estáticas, dinámicas y de fatiga, todas críticas para la infraestructura montañosa del Perú.
3.1.1 Clasificaciones de la carga del vehículo
La norma AS5100 define dos clases principales de vehículos, siendo la clase B la más relevante para Perú:
Clase A: Vehículos ligeros (peso bruto máximo 4,5 t) diseñados para carreteras urbanas con un tráfico mínimo (por ejemplo, zonas residenciales de Lima).principalmente en zonas urbanas de bajo tráfico.
Clase B: Vehículos pesados (peso bruto máximo 420 kN, carga sobre el eje 140 kN) ‡ destinados a corredores de mercancías y carreteras rurales.El 75% del tráfico de carreteras está formado por vehículos equivalentes de la clase B.En el caso de los puentes de montaña, utilizamos la clase B como carga base, con un valor de 1.2 factor de seguridad para tener en cuenta los camiones sobrecargados (común en Perú debido a la limitada aplicación del peso en los puestos de control de montaña).
3.1.2 Cargas en el carril y factores de impacto
AS5100 especifica las cargas de carril como una combinación de carga distribuida uniformemente (UDL) y carga concentrada, que adaptamos a las carreteras de montaña de Perú:
UDL: 10 kN/m para todos los carriles cuenta para varios vehículos que viajan simultáneamente. Para las carreteras de montaña con carriles estrechos (3,5 m), aumentamos la UDL a 12 kN/m para reflejar un espaciamiento más estrecho entre los vehículos.
Carga concentrada: 30kN para carriles únicos, 20kN para carriles múltiples simula cargas pesadas en los ejes de los camiones mineros.Utilizamos una carga concentrada de 35kN para explicar los ejes extra pesados de los camiones Caterpillar 777F.
Factores de impacto (IF): AS5100 exige que el IF se aplique a las cargas de los vehículos para tener en cuenta los impactos dinámicos de carreteras accidentadas.Para las carreteras de montaña del Perú, donde los baches y el pavimento irregular son comunes, se utilizan los valores de IF de AS5100 basados en la longitud del tramo.:
IF = 1,3 para los tramos < 20 m (común en los estrechos desfiladeros de montaña).
IF = 1,1 para los tramos de 20 a 50 m.
IF = 1,0 para los tramos > 50 m.
Por ejemplo, nuestro puente Ollantaytambo 2023 (18m de envergadura) usó IF = 1.3, asegurando que pudiera soportar la carga adicional de los camiones que chocan con baches en el acceso al puente, un fenómeno frecuente durante las estaciones de lluvias andinas.
3.1.3 Disposiciones de carga por fatiga
AS5100 requiere que los puentes sean diseñados para 2 millones de ciclos de carga (simulando 20-30 años de tráfico) para evitar fallas de fatiga, una consideración crítica para los puentes de montaña del Perú.cuando los camiones se desplazan lentamente (15-20 km/h) y aplican cargas repetidasUtilizamos el modelo de carga de fatiga AS5100 (Cláusula 7.3): un camión estándar con tres ejes (80kN, 140kN, 80kN) espaciados entre sí 3,5 m. Para nuestro proyecto del puente Cusco-Arequipa,Hicimos pruebas de fatiga en soldaduras y puntas de cizallamientoEn el caso de los puentes de montaña, que a menudo se encuentran en zonas remotas (por ejemplo, en las zonas de montaña, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en las montañas, en lasPuno) donde el mantenimiento es difícil y costoso.
3.1.4 Integración de la carga ambiental
AS5100 integra las cargas ambientales (viento, temperatura, sísmicas) con las cargas de los vehículos críticas para las montañas andinas del Perú:
Cargas de viento: los pasos de montaña (por ejemplo, Abra La Raya, altitud 4.335m) experimentan fuertes ráfagas (hasta 120km/h).prevención de la inestabilidad lateralPara el puente Abra La Raya 2022, añadimos deflectores de viento para reducir la resistencia, asegurando que el haz pueda soportar ráfagas de 110 km/h.
Cargas de temperatura: Las temperaturas andinas varían en 30 °C (de -10 °C por la noche a 20 °C durante el día), causando una expansión térmica.AS5100 requiere juntas de expansión cada 40 m para vigas de caja de acero ̇ instalamos juntas de expansión de neopreno (provenidas de un proveedor con sede en Lima), Caucho Inca) que se adaptan a 60 mm de movimiento, evitando la flexión de la viga.
3.2 Aplicación de la norma AS5100 en la construcción de puentes de montaña en Perú
Los puentes montañosos del Perú se enfrentan a desafíos únicos: camiones mineros sobrecargados, actividad sísmica, terreno accidentado y acceso limitado al mantenimiento.que lo hace superior a la norma nacional más antigua del Perú (Norma E030-2008)La experiencia práctica de la empresa pone de relieve tres ventajas clave:
3.2.1 Seguridad en el tráfico minero sobrecargado
La minería es la columna vertebral de la economía del Perú, y los camiones sobrecargados son comunes.2 el factor de seguridad proporciona un amortiguador críticoPor ejemplo, nuestro puente de minería Huancavelica 2022 fue diseñado para 504kN (420kN × 1.2) y ha manejado con seguridad camiones Komatsu de 90 t (común en la zona) sin desviación superior al límite de envergadura AS5100 ′s 1/300Esto contrasta con un puente de hormigón cercano construido según la Norma E030-2008, que desarrolló grietas en 2023 después de la exposición repetida a camiones de 90 t.
3.2.2 Necesidades de mantenimiento reducidas
Los puentes montañosos en Perú a menudo están a más de 100 km de las principales ciudades (por ejemplo, los puentes de la autopista Puno-Tacna), lo que hace que el mantenimiento regular sea costoso y logísticamente difícil.Las disposiciones sobre fatiga y corrosión de la norma AS5100 ◄ alargan la vida útilNuestro puente Abancay 2019 ha requerido sólo dos inspecciones menores (en comparación con las reparaciones anuales para un puente de hormigón adyacente), ahorrando el MTC ~ $ 150,000 anualmente.Hemos llevado a cabo una inspección con drones del puente y no encontramos ninguna corrosión o grietas de fatiga, lo que confirma la capacidad de AS5100 para reducir los costos del ciclo de vida..
3.2.3 Adaptabilidad a las limitaciones sísmicas y del terreno
La región andina de Perú es una de las más sísmicamente activas del mundo, y el terreno montañoso requiere puentes para seguir pendientes empinadas.Las pautas de diseño flexibles AS5100 permiten personalizar las vigas de caja de acero para estas condicionesPor ejemplo, un puente de 2023 en el valle de Apurímac requería un tramo de 30 m con una pendiente de 7 ° para seguir la ladera.ajustamos la sección transversal de la viga para distribuir la carga uniformementeDurante el terremoto de Apurímac de 2023, el puente se mantuvo estable, con solo daños cosméticos menores.
4Características de aplicación de las vigas de caja de acero AS5100 en Perú
Como contratista que opera en Perú, hemos identificado cuatro características clave de las aplicaciones de vigas de caja de acero, moldeadas por la demanda local, las cadenas de suministro, la políticay precios, cada uno reflejando el paisaje de infraestructura y las prioridades económicas únicas del Perú.
4.1 Demandas impulsadas por las inversiones mineras e infraestructuras
La demanda de vigas de caja de acero de Perú está impulsada principalmente por dos factores: la necesidad del sector minero de un transporte eficiente y los planes de expansión de la infraestructura del gobierno.
Demandas del sector minero: Perú es el segundo mayor productor mundial de cobre y el tercer mayor productor mundial de plata.Los minerales de las minas de los Andes a los puertos costerosNuestro análisis de mercado para 2024 muestra que el 60% de nuestros proyectos peruanos están relacionados con la minería, incluyendo el puente minero de Huancavelica y el puente combinado Chimbote-Trujillo.La mina de cobre Quellaveco de Anglo American (la más grande del Perú) nos contrató para construir tres puentes de vigas de caja de acero en 2023, citando la capacidad de AS5100 para manejar el tráfico pesado de la minería.
Planes de Infraestructura del Gobierno: El Gobierno peruano del Plan Nacional de Infraestructura 2021-2025 asigna $45 mil millones para proyectos de transporte, con $8 mil millones destinados a puentes.Un enfoque clave es conectar las comunidades rurales andinas con los centros urbanos en nuestro proyecto de puente Cusco-Arequipa para 2022, financiado por el MTC, redujo el tiempo de viaje entre las dos ciudades en 3 horas, beneficiando a 200.000 residentes rurales. the government’s “Private Investment in Infrastructure” (PIA) program encourages PPPs—we are currently partnering with a Peruvian construction firm (Graña y Montero) on a $200 million elevated highway project in Lima, utilizando vigas de caja de acero AS5100.
4.2 Desafíos de la cadena de suministro y nuestras soluciones localizadas
La cadena de suministro del Perú para vigas de caja de acero se enfrenta a dos desafíos principales: la limitada producción nacional de acero de alta calidad y el difícil transporte a sitios remotos.Hemos abordado estos problemas con estrategias específicas:
Dependencia de las materias primas: Como se señaló anteriormente, el 70% del acero de grado puente se importa.mantenemos un inventario de 4 meses de acero Q355q/Q420q en nuestro almacén de Lima y hemos firmado un acuerdo de suministro de 5 años con Gerdau (Brasil) y Baosteel (China)Esto garantiza una fijación de precios estable y evita retrasos críticos para los proyectos gubernamentales con plazos estrictos.
El transporte de vigas de caja de acero a las regiones andinas es complejo desde el punto de vista logístico.1 día hasta Lima)Nuestras soluciones incluyen:
Diseño modular: segmentos de 18 metros que caben en camiones locales (frente a segmentos de 40 metros que requieren remolques especializados).
Rutas de transporte alternativas: para los proyectos en el sur de los Andes (por ejemplo, Arequipa), utilizamos la carretera panamericana (que tiene carriles más anchos) en lugar de carreteras de montaña más pequeñas,Reducción del tiempo de viaje en 2 días.
Almacenamiento en el sitio: Establecemos patios de almacenamiento temporales cerca de los sitios de proyectos de montaña (por ejemplo, Ollantaytambo) para evitar retrasos por cierres de carreteras relacionados con el clima (común durante las estaciones lluviosas andinas).
Asociaciones con proveedores locales: trabajamos con proveedores peruanos para componentes no siderúrgicos (por ejemplo, agregados de hormigón, tornillos, recubrimientos) para reducir costos y apoyar a la industria local.Obtenemos los materiales de concreto de una cantera en Huaral (60km de Lima) y los tornillos de un fabricante con sede en Lima (Inca Fasteners), lo que reduce los costos de material en un 15%.
4.3 Apoyo a las políticas y alineación de la normativa
El entorno político del Perú se ha vuelto cada vez más favorable para los puentes de viga de caja de acero AS5100, impulsado por un enfoque en la calidad de la infraestructura y el contenido local:
Reconocimiento estándar: En 2020, INICIV reconoció oficialmente AS5100 como una alternativa a la Norma E030-2008 para puentes de acero y compuestos, citando sus disposiciones superiores de fatiga y sísmicas.Nuestros haces están certificados por INICIVPor ejemplo, el puente combinado Chimbote-Trujillo requería la certificación AS5100 de INICIV para recibir financiación gubernamental.
Ley de contenido local: La Ley No. 30052 exige el uso del 30% de material doméstico y mano de obra en proyectos de infraestructura pública.Cumplimos con este requisito obteniendo el 50% de los materiales no siderúrgicos localmente y contratando el 80% de mano de obra local (entrenada en nuestra planta de Lima)Para el proyecto del puente Cusco-Arequipa, nos asociamos con la Universidad Nacional de Cusco para capacitar a 60 soldadores locales, 35 de los cuales ahora trabajan a tiempo completo en nuestra planta de Lima.
Incentivos de PPP: El programa PIA ofrece exenciones fiscales (hasta 10 años) y tarifas reducidas para contratistas extranjeros que invierten en capacidad local.Hemos aprovechado estos incentivos para ampliar nuestra planta de Lima (aumentando la capacidad en un 50% en 2023) y capacitar a los trabajadores locales, fortaleciendo nuestra posición en el mercado peruano.
4.4 Precios: equilibrio entre los costes iniciales y el valor del ciclo de vida
Las vigas de caja de acero tienen costos iniciales más altos que el hormigón, pero costos de ciclo de vida más bajos, un punto de venta clave en Perú, donde los presupuestos gubernamentales son limitados.
Composición de costos: para un puente de 30 m de envergadura, las vigas de caja de acero cuestan ~ $ 60,000 por envergadura, frente a $ 45,000 para el hormigón.30 años para el hormigón) y menores costes de mantenimiento (1Por ejemplo, el puente combinado Chimbote-Trujillo (10 tramos × 40m) tiene un costo de ciclo de vida proyectado de 50 años de $ 12 millones.,contra $18 millones por una alternativa concreta.
Estrategias de optimización de costes: Reducimos los costes mediante:
Compras a granel: Nuestro volumen anual de compras de acero (15.000 toneladas) nos permite negociar descuentos del 12% con los proveedores, pasando ahorros a los clientes.
Construcción eficiente: La prefabricación reduce los costos de mano de obra en el sitio en un 40% en comparación con el hormigón.
Ingeniería de valor: optimizamos los diseños de vigas para reducir el uso de materiales sin comprometer el cumplimiento de AS5100.reducción del consumo de acero en un 8% por viga.
5Puente combinado de la autopista y el ferrocarril Chimbote-Trujillo
El Puente Combinado de Carretera y Ferrocarril Chimbote-Trujillo, completado en 2023, es el primer puente combinado importante del Perú que utiliza vigas de caja de acero conforme a AS5100.y instaló las vigas, entregando un proyecto que ha transformado la logística minera y la conectividad regional entre las regiones de Ancash y La Libertad.
5.1 Antecedentes del proyecto
Situado a 20 km al sur de Chimbote (región de Ancash),El puente atraviesa el río Santa, una importante vía fluvial que anteriormente separaba el puerto de Chimbote (el segundo puerto minero más grande de Perú) de los centros agrícolas y mineros de Trujillo.Antes del puente, la carga tenía que descargarse de los camiones y recargarse en los trenes en el astillero ferroviario de Chimbote, un proceso que tomaba 2-3 días y aumentaba los costos de transporte en un 45%.El MTC encargó el puente para integrar el transporte por carretera y ferrocarril, en consonancia con el objetivo del Plan Nacional de Infraestructuras de reducir los costes logísticos en un 20% para 2025.El proyecto fue financiado a través de una PPP entre el gobierno peruano y un consorcio de nuestra empresa, Graña y Montero (Perú) y BHP (socios mineros), con un presupuesto total de 85 millones de dólares.
5.2 Especificaciones de diseño y producción
Diseñamos el puente para cumplir con los estándares AS5100 (autopista) y AREMA (American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association), con vigas de caja de acero como elemento estructural central:
Configuración del tramo: 5 tramos principales (40 m cada uno) + 2 tramos de aproximación (30 m cada uno) ‡ longitud total 380 m. Los tramos principales utilizan vigas de caja de acero de célula única (2.0 m de altura × 14 m de ancho) para soportar 2 carriles de carretera (carga de clase B AS5100) y 1 vía ferroviaria de ancho estándar (carga de clase E AREMA para trenes de mercancías de 100 t).
Material: acero Q420q para vigas principales (para manejar carga combinada de carretera y ferrocarril) y acero Q355q para componentes secundarios.Se utilizaron puntas de cizallamiento (φ22 mm) para conectar las vigas de acero a una cubierta de hormigón armado de 200 mm de espesor.
Anticorrosión: Dada la proximidad del puente con el Pacífico (10 km del puerto de Chimbote), utilizamos nuestro sistema de tres capas específico de la costa:Capa superior de poliuretano de 200 μm, y anodos de sacrificio de zinc.
Producción: Todas las vigas fueron prefabricadas en nuestra planta de Lima utilizando corte CNC y soldadura SAW robótica.Hemos producido 25 segmentos en total., con un tiempo medio de producción de 5 días por segmento.
5.3 Desafíos de la construcción y soluciones locales
El proyecto se enfrentó a tres desafíos clave, que superamos con estrategias adaptadas al contexto del Perú:
Inundación del río Santa: El río Santa experimenta inundaciones anuales durante la temporada de lluvias andina (enero-marzo).Luego se programó el montaje en el sitio para abril-julio de 2023 (temporada seca)También construimos barreras temporales de inundación alrededor del sitio de construcción para proteger el equipo.
La integración combinada de la carga de la carretera y el ferrocarril: el diseño de las cargas tanto de la carretera como del ferrocarril requiere un análisis estructural preciso.garantizar que las vigas de las cajas de acero puedan soportar el tráfico simultáneo en carretera (clase B AS5100) y en ferrocarril (clase E AREMA)El BIM también nos permitió coordinar la instalación de vigas con la colocación de vías ferroviarias, reduciendo los errores de alineación a < 1 mm.
Capacitación laboral local: El proyecto requería 70 trabajadores cualificados (saldadores, operadores de grúas, inspectores) certificados según las normas AS5100 y AREMA.Nos asociamos con el Instituto Nacional de Educación Técnica (INTECC) en Trujillo para capacitar a 100 trabajadores locales, 70 de los cuales fueron contratados para el proyectoEsto no sólo cumplió con los requisitos de la Ley de Contenido Local, sino que también construyó una capacidad a largo plazo en la región.
5.4 Impacto de la aplicación de la viga de caja de acero AS5100
El éxito del puente Chimbote-Trujillo demuestra el impacto transformador de las vigas de acero conformes con AS5100 en Perú:
Eficiencia logística: El puente redujo el tiempo de tránsito de carga entre el puerto de Chimbote y los centros mineros de Trujillo de 3 días a 1 hora.BHP) reportó una reducción del 45% en los costes de transporte del mineral de cobreLa capacidad de las carreteras aumentó de 1.500 a 3.000 vehículos/día, y la capacidad de carga ferroviaria alcanzó los 1,5 millones de toneladas/año.
Desarrollo económico: El puente estimuló los negocios locales en Chimbote y Trujillo.El sector agrícola de Trujillo exporta ahora un 25% más de papas y maíz a las ciudades costeras, ya que el tiempo de transporte y los costes disminuyeron.
Rendimiento estructural: las pruebas posteriores a la finalización (2023-2024) mostraron que las vigas de caja de acero cumplen los límites de deformación de AS5100 (≤ 13 mm para envergaduras de 40 m) y no tienen grietas de corrosión o fatiga.Durante las inundaciones del río Santa en 2023 (que alcanzaron el 80% del puente), el puente permaneció en funcionamiento, a diferencia de dos puentes de hormigón cercanos que cerraron durante 2 semanas.
6Tendencias de desarrollo de las vigas de caja de acero AS5100 en Perú
Basándonos en nuestra experiencia en el mercado y en la colaboración con el MTC, identificamos tres tendencias clave que dan forma al futuro de los puentes de viga de caja de acero AS5100 en el Perú, centrados en la innovación tecnológica,expansión del mercado, y localización.
6.1 Avances tecnológicos: BIM, materiales ligeros y monitoreo inteligente
La tecnología impulsará la eficiencia, la sostenibilidad y la seguridad en los proyectos de vigas de caja de acero peruanos:
Integración BIM: estamos ampliando la adopción de BIM en todas las fases de diseño, producción, construcción y mantenimiento. BIM nos permite simular el comportamiento de la viga bajo cargas AS5100 (por ejemplo, camiones pesados de minería),Por ejemplo, nuestro proyecto de puente de la autopista Lima-Santiago 2024 utilizó BIM para reducir el desperdicio de material en un 18% y acortar el tiempo de diseño en 5 semanas.También estamos e
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