Apoyos Deslizantes MAURER MSM ® (0.7 MB) - Maurer Söhne Group

Apoyos Deslizantes MAURER MSM ®
MAURER MSM ® – El novedoso material deslizante

El MSM® puede
mostrar completamente
sus características
superiores en
los apoyos esféricos,
facilitando una producción
mas económica
en comparación
con los apoyos pot o
apoyos elastoméricos
(qe son necesariamente
más largos).
¿Qué es MSM ® ?
El MSM ® es un novedoso y patentado
material deslizante para apoyos
deslizantes para puentes. El MSM ®
es además adecuado para otras aplicaciones
como apoyos de lanzadera,
dispositivos para terremotos o apoyos
deslizantes en edificios.
MSM ® es un polietileno modificado, con
características de desplazamiento
y capacidad de carga incrementada
gracias a varios aditivos.
MSM ® no contiene ingredientes de
relleno o reciclaje.
MSM ® es un termoplástico sin componentes
peligrosos para el medio
ambiente, como por ejemplo
fluorina o clorita.
MSM ® es una abreviación para “Maurer
Sliding Material”. MSM es una
marca registrada.
MSM ® esta exclusivamente fabricado
por Maurer Söhne.
Características del material
MSM ® es particularmente apropiado para
movimientos de alta velocidad.
[En comparación con PTFE, la velocidad
de desplazamiento permitible
es 7,5 veces mayor – al mismo
tiempo, el desgaste es menor].
MSM ® puede soportar grandes cargas.
[En comparación con PTFE, la
presión de contacto permitible es
2 veces mayor].
MSM ® es apropiado para altas temperaturas
de hasta 70°C. [PTFE es apropiado
hasta 48°C con una capacidad
descente a partir de 30°C].
MSM ® causa pequeños valores de fricción.
En caso de temperaturas hasta
–35°C, el coeficiente de fricción
asciende a 2 % [PTFE 3 %].
MSM® es además
apropiado para las
guías laterales de
apoyos deslizantes.
Los apoyos deslizantes de MSM® pueden ser diseñados
a la mitad de las dimensiones de apoyos convencionales
basados en PTFE. Las hojas de MSM® (oscuro) se colocan como
el PTFE (blanco) de 50 % del espesor en placas de soporte.
La lubricación es efectuada por medio de
hoyuelos llenados con una grasa
siliconada.
MSM ® puede ser utilizado hasta temperaturas
de –50°C con un coeficiente
de fricción menos que 3 % [PTFE
no es apropiado].
MSM ® alcanza una vida operativa muy
prolongada. [En comparación con
PTFE, desplazamientos acumulados
5 veces mayores, sin signos
visibles de desgaste.]
MSM ® puede compensar depresiónes de
cargas verticales y desviaciónes de
planicidad debido a su capacidad
de deformación [materiales deslizantes
rígidos pueden conducir a
sobrecargas locales y desgaste].
El desarrollo de MSM ® fue iniciado
durante la ejecución de pruebas para
pistas del tren “Transrapid”. Al principio
hubo demanda para apoyos de puente
que pudieran encajar con las grandes
velocidades deslizantes y una vida operativa
prolongada. Al final, con MSM ® se
desarrolló un material que alcanza nuevas
fronteras en todas las características
relevantes de materiales deslizantes
[comparado con PTFE].

¿Qué puede lograr
el MSM ® ?
El MSM ® ofrece un enorme potencial
de ahorro y nuevas posibilidades en la
construcción de puentes.
� Inigualado en caso de altas demandas:
Bajo altas demandas, (p.ej. movimientos
de altas velocidades, altas
presiones, grandes desplazamientos
acumulados, temperaturas muy altas
o muy bajas), MSM ® es el único material
deslizante que puede cumplir
todas las exigencias. De esa forma, el
MSM ® cubre un vacío en particular en
puentes ferrocarriles de alta velocidad,
estructuras livianas y puentes con
cargas de alto tráfico o envergaduras
de gran largo.
� Menores dimensiónes: Debido a
una presión de contacto doble que
el MSM ® emplea en comparación al
PTFE, los apoyos esféricos MSM ® solo
necesitan la mitad de las dimensiones.
� Apoyos esféricos en lugar de apoyos
pot: Debido a que el apoyo esférico
MSM ® puede ser diseñado más pequeño
que el apoyo pot o el apoyo
elastomérico, la fabricación en muchos
casos es mas económica.
� Método de construcción más económico:
Las dimensiones más pequenas
de los apoyos facilitan una construcción
de puentes más delgada y entonces
más económica ocasionando
grandes ahorros de material.
� Vida operativa incrementada 40 veces:
Considerando todas las características
y ventajas del material, MSM ®,
comparado con PTFE, da un mínimo
de vida operativa incrementada 40 veces.
Esto determina costos de mantenimiento
considerablemente menores y
así enormes ahorros de costos a largo
plazo. Como regla general, la vida útil
de los apoyos esféricos con MSM ®
logra la vida útil de la estructura, al
menos 50 años. Por consiguiente, las
instalaciónes auxiliares para cambiar
los apoyos pueden ser abandonadas.
En combinación con dimensiones más
pequeñas, los gastos de inversión
pueden ser reducidos – mientras que
la libertad arquitectónica aumenta.
Conclusión: el nuevo material deslizante
MSM ® muestra muchas ventajas comparado
con PTFE – y aún sin considerar
todas las características de funcionamiento,
MSM ® es neutral respecto de los
costos.
REFER, E.P.
Horst-Peter Krause
Eiffage TP
ALLIANZ Arena München Stadion GmbH
Puente Tejo “Abril 25” en Lisboa/Portugal:
Apoyos esféricos MSM ® para un desplazamiento
acumulado de 10 km/año a 15 mm/s
Suspensión del Monorail en Wuppertal/Alemania:
prueba de elementos de MSM ® para un desplazamiento
acumulado de 7 km/año a 30 mm/s
Viaducto de Millau/Francia:
sistema de lanzadera sincrónicamente controlada por
64 dispositivos de lanzamiento MSM ®
Referencias
Debido a los requerimientos de alta eficacia
que son cubiertos por MSM ®, éste
es empleado en los siguientes proyectos
(ejemplos):
� Allianz Arena Munich, Alemania
� Apoyos de lanzamiento, Viaducto de
Millau, Francia
� Metro de Moscú, Rusia
� Nuevo Museo Acropolis Athenas,
Grecia
� Puente Rügen, Stralsund, Alemania
� Puente Svinesund, Noruega/Suecia
� Puente Tejo, Lisboa, Portugal
� Puente Tsing Ma, Hong Kong
� “Sarkophagus” Chernobyl, Ucrania
� Suspención del Monorail, Wuppertal,
Alemania
� Transrapid pista de prueba, Lathen,
Alemania
� Trenes de alta velocidad
AVE en España, TGV en Francia
� Viaducto Enzenstetten, Füssen,
Alemania
Allianz Arena
Munich/Alemania:
Apoyos esféricos
MSM ® para soportar
la estructura
del techo

MSM ® en las pruebas
Respecto de sus características, el MSM ®
fue aprobado a fondo en el Instituto
Nacional de Prueba de Materiales de la
Universidad Técnica de Stuttgart (MPA).
La prueba fue armado en forma identical
a lo requerido para las pruebas de
fricción bajo las normas EN 1337 para la
calificación de componentes para apoyos
estructurales. Hasta ahora, estas pruebas
de larga duración no han mostrado
señales de desgaste. Los datos mostrados
en estas 2 páginas describen el
comportamiento dentro del rango de la
prueba. Sin embargo el límite del MSM ®
aún no ha podido ser alcanzado.
Para citar la conclusión del MPA en
Stuttgart: “Resumiendo, puede advertirse
que basados en las regulaciones para el
uso de PTFE (blanco) como componentes
en apoyos estructurales, no puede
hacerse ninguna reserva o objeción contra
el uso del material deslizante Maurer
MSM ®. En suma, MSM ® puede cubrir los
requerimientos de comportamiento en
áreas donde PTFE ha obviamente fallado
y por lo tanto no está considerada en
las regulaciones. Así, bajo demandas
relativamente altas [presión de contacto
p hasta 200 N/mm 2 (carga estática)
respectivamente 60 N/mm 2 (carga
dinámica), velocidad v hasta 15 mm/s],
solo deformaciónes limitadas debido al
arrastramiento y coeficientes de fricción
relativamente bajos pueden ser notado.
Además, prácticamente no se han
detectado signos de desgate o daños
relevantes en el area de contacto.”
Las pruebas llevadas a cabo compendieron
pruebas de largo y corto plazo
bajo cargas estáticas así como pruebas
deslizantes. En todas las pruebas, los
componentes constantes fueron hojas
Tiras de MSM ® y de acero inoxidable
después completar la prueba de 10 km en
el MPA Stuttgart: puede notarse ningúnas
señas de abrasión.
Fotos de una hoja de MSM ® (izq) y una hoja deslizante de acero inoxidable (der), tomadas
luego de realizar las pruebas deslizantes de 50 km. Pueden encontrarse pequeñas cicatrices,
(también en la parte inferior de los hoyuelos), pero no desgaste.
En contraste con esto, las fotos del PTFE muestran abrasion del material. Estas fotos fueron
tomadas también en el MPA Stuttgart, después de completar las pruebas de larga duración
de 10 km, de acuerdo a la norma EN 1337­2.
Coeficiente de fricción μmax,T (v = 0,4 mm/s; p = 30 N/mm2) 0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
= Limites del PTFE de acuerdo a la norma EN 1337-2
MSM ®: = Valores a T=–50°C y p=60 N/mm²
T en °C
–35
0,00
0 15.000 30.000 45.000 60.000
Desplazamiento total s ges en m
(v = 15 mm/s; p = 60 N/mm 2 )
Figura A: hojas de MSM ® en pruebas de deslizamiento de largo plazo (con hoyuelos)
Coeficiente de fricción μmax,T (v = 0,4 mm/s; p = 30 N/mm2 )
0,20
0,16
0,12
0,08
0,04
0,00
= Limites del PTFE de acuerdo a la norma EN 1337-2
= MSM ®: Valores a T=–50°C y p=60 N/mm²
0 3.000 6.000 9.000 12.000
Desplazamiento total sges en m
(v = 15 mm/s; p = 60 N/mm2) Figura B: tiras de MSM ® en pruebas de deslizamiento de largo plazo (sin hoyuelos)
–20
–10
0
+21
+40
T en °C
–35
–20
–10
0
+21
+40

p
s = f (v, t)
D
tp
de acero inoxidable y grasa siliconada
con la calidad de apoyos para puentes.
Figura A: Materia de prueba fueron
hojas de MSM ® expuestas a pruebas
deslizantes de largo plazo. La Figura A
muestra que el coeficiente de fricción
del MSM ® permanence bajo los
relevantes límites del PTFE, el cual está
definido en la norma EN 1337-2. Tras un
desplazamiento acumulado de 50 km,
el MSM ® excede los valores revelados
del PTFE (después de 10 km) solo en
un grado muy pequeño. En la prueba
MSM ®, el desplazamiento acumulado
fue tomado a temperatura ambiente,
una presión de contacto de 60 N/mm 2
y una velocidad deslizante constante de
15 mm/s. (Para las pruebas del PTFE de
acuerdo a EN 1337-2, se usa una presión
de contacto de 30 N/mm 2 y una
velocidad deslizante sinusoidal de max.
2 mm/s.) Como es estándar en las pruebas
de PTFE, los coeficientes de fricción
del MSM ® fueron determinados en función
de la temperatura y una presión de
contacto de 30 N/mm 2 como también
a una velocidad de desplazamiento de
0,4 mm/s. La Figura A muestra además
que el MSM ® es indicado también para
temperaturas permanentemente bajas.
También a temperaturas de –50°C, el
valor del coeficiente de fricción es más
pequeno que el valor del coeficiente
de fricción del PTFE a una temperatura
de –35°C. PTFE no es adecuado para
temperaturas más abaja de –35°C.
Figura B: Las pruebas tiras de MSM ®
con una lubricación inicial fueron conducidas
en concordancia con A, con
mayores presiones de contacto y velocidades
de desplazamiento que deben
aplicarse para el MSM ® en comparación
con el PTFE. Debido al hecho de que las
guías alcanzaron desplazamientos acumulados
bajos, el MSM ® fue expuesto
solo a un quinto de los desplazamientos
de 50 km previos: después de 10 km, el
coeficiente de fricción del MSM ® aún
permanecía por debajo del correspondiente
coeficiente de fricción del PTFE
después de 2 km. Además, el MSM ®
muestra su aptitud para temperaturas
de hasta –50°C.
h
Rendija deslizante h en mm
3,2
2,4
1,6
0,8
0,0
0 15.000 30.000 45.000 60.000
Figura C: desgaste en la misma prueba a largo plazo que la Figura A
Figura C: La figura muestra una
disminución de la rendija deslizante h
en una prueba de largo plazo. Puede
verse fácilmente que, con la excepción
de la deformación elasto-plástica inicial,
la rendija deslizante casi no disminuye
durante el desplazamiento acumulado.
Compresión h en mm
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Figura D: Las pruebas de carga estática,
ejecutadas a una temperatura efectiva
de 35°C, muestran una deformación
inicial elasto-plástica en función de la
presión de contacto, para ser seguida
por un arrastramiento a largo plazo que
decrece luego de 48 horas – aun bajo
una característica presión de contacto
de 180 N/mm 2 (línea azul oscuro). El
aumento de temperatura conduce a una
reducción de la capacidad de carga – el
gráfico gris muestra la deformación a
Interrupción de la prueba
MSM ®: h = 3,20 mm; p = 60 N/mm 2; v = 15 mm/sec
PTFE: h = 2,20 mm; p = 30 N/mm 2; v = 2 mm/sec
Desplazamiento acumulado ∑ s en m
La disminución de la rendija deslizante
puede ser atribuido a la regresión de los
hoyuelos de lubricación y a la formación
de bulbos salientes (al perímetro de la
hoja MSM ®). Sin embargo, el grafo estable
muestra que el MSM ® – al contrario
del PTFE – no está sujeto a desgaste.
MSM ®: p = 90 N/mm 2, T = 70°C
MSM ®: p = 135 N/mm 2, T = 48°C
MSM ®: p = 180 N/mm 2, T = 35°C
PTFE: p = 90 N/mm 2, T = 30°C
MSM ® : p = 90 N/mm 2 , T = 35°C
0 10 20
Tiempo t en h
30 40 50
Hoja de MSM ® : D = 155 mm; tp = 8,1 mm; h0 = 3,1 mm
Hoja de PTFE: D = 155 mm; tp = 6,5 mm; h0 = 2,6 mm
Figura D: prueba de deformación estática a largo plazo con presión de contacto constante
135 N/mm 2 and 48°C, el gráfico oscuro
a 90 N/mm 2 y 70°C. PTFE muestra un
comportamiento a largo plazo similar a
una presión de contacto de 90 N/mm 2
(línea roja) y 30°C así como a 67 N/mm 2
y 48°C. Expuestos a la misma presión
de contacto, el comportamiento de
deformación del MSM ® y del PTFE es
similar – es decir, mediante el uso de
MSM ®, no se pierde el comportamiento
balanceado que conocemos del PTFE (los
grafos rojo y azul claro en comparación).

Diseño y
Construcción
El “Deutsche Institut für Bautechnik”
(DIBT, Instituto de Construcciónes, Berlin)
otorgó la aprobación europea para los
apoyos esféricos MAURER con MSM ®
(ETA 06/131) por encargo de la EOTA
(European Organisation for Technical
Approvals = Organisación Europea de
Aprobaciones Técnicas). La certificación
para ostentar el signo CE se efectuó para
la GKS (Gütegemeinschaft Konstruktiver
Stahlbau = Asociación de Control de la
Calidad para Estructuras Constructivas
de Acero). La inspección external de
la fabricación de los apoyos MSM ® se
realiza por el MPA Stuttgart. La aprobación
europea se basa en la Norma EN
1337 – apoyos para construcciones de
ingeniería.
En la aprobación europea , la conveniencia
de MSM ® es resaltada “… especialmente
para estructuras livianas con
deflexiones grandes y frecuentes debidas
a cargas de tráfico, para estructuras con
movimientos deslizantes rápidos de los
apoyos (p.ej. puentes para trenes de alta
velocidad) y para regiónes con temperaturas
permanentemente bajas”.
El material MSM ® está patentado. Los
datos requeridos están depositados confidencial
en el DIBT y el MPA Stuttgart.
Apoyos esféricos MAURER MSM ® con guías:
parte inferior cóncava (arriba) y con calota
insertado (abajo)
Presiónes de contacto permitidas
Charact. permisible
presión fk en N/mm2 [ T ≤ 35°C ]
Valores característicos de la presión de contacto permisible del MSM ®
Los valores característicos de la presión
de contacto permisible de MSM ® son
el doble de los de PTFE y para cargas
constantes horizontales incluso 6 veces
los valores.
El coeficiente de fricción de las hojas de
MSM ® con hoyuelos en función de la
presión de contacto puede calcularse de
acuerdo a la siguiente fórmula, [PTFE
entre paréntesis].
2,8
T ≥ –50°C: 0,027 ≤ µ = ≤ 0,08
max 30 + p
1,6
T ≥ –35°C: 0,020 ≤ µ = ≤ 0,08
max 15 + p
1,2
[0,030 ≤ µ = ≤ 0,08]
max 10 + p
1,2
T ≥ –5°C: 0,015 ≤ µ = ≤ 0,06
max 15 + p
Figura E: Coeficiente de frición de hojas
de MSM ® con hoyuelos en función de la
presión de contacto
Coeficiente de fricción µ max,T [%]
Superficie deslizante principal
Cargas constantes y variables
Guías
Cargas constantes, cargas de temperatura,
arrastramiento y decrecimiento
Coeficiente de seguridad parcial γ m análogo EN 1990
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Guías
Cargas variables
0,8
[0,020 ≤ µ = ≤ 0,06]
max 10 + p
µ = 1,6 / (15 + p)
1 80
60
1 ,4
Debe ponerse en énfasis que el
coeficiente de fricción fue calculado
a una velocidad deslizante muy alta
de 15 mm/s y un desplazamiento
acumulado enorme de 50 km. Para las
tiras de MSM ® con lubri cación inicial en
las guías, el coeficiente de fricción esta
formulado independientemente de los
valores de la presión y en función del
intervalo de temperatura de la siguiente
manera:
T ≥ –50°C µ = 12%
T ≥ –35°C µ = 10%
T ≥ –5°C µ = 7%
Además este coeficiente de fricción
se mantiene para velocidades
deslizantes extremas de 15 mm/s, un
desplazamiento de 10 km y frecuentes
bajas temperaturas de –10°C. Para PTFE,
las regulaciones formulan un coeficiente
de fricción del 8 %. Sin embargo, tal
como muestra la Figura B, este valor
solo se mantiene para desplazamientos
de 2 km y velocidades de 2 mm/s y
temperaturas por encima de –35°C.
En estas condiciones, los valores
revelados del MSM ® permanecen por
debajo del 5 %.
Presión de contacto en N/mm 2
T en °C
0 10 20 30 40 50 60 70
–35
–20
–10 0
+21
+40

Dimensiones de los apoyos
Debido a la alta presión de contacto del
MSM ®, los apoyos para puentes pueden
ser diseñados de una forma compacta
y económica, en particular cuando
pueden emplearse apoyos esféricos y las
partes estructurales adyacentes pueden
transferir la alta presión de contacto.
Este es el caso usual para superestructuras
de acero y hormigón altamente
resistente. En caso del uso de elementos
intermedios como placas de acero,
mortero o pedestales de alta resistencia,
un diseño adaptado de la armadura o de
las zonas de introducción de las fuerzas,
este efecto puede ser alcanzado también
con hormigón de menos grado. De esta
manera, la prueba de la presión parcial
conforme al informe DIN 102:2003
tiene que realizarse de acuerdo con la
siguiente fórmula:
Ac1 FRdu= Aco× ƒcd × ≤ 3,0 × Ac0× ƒcd Ac0 ƒck ƒcd= α × ƒcd × = 0,85 ×
γc ƒ ck
1,5
(para la combinación básica de acciones
y bajo impacto de largo plazo)
h ≥ b 2 – b 1
b 2 ≤ 3b 1
Las siguientes tablas reflejan los valores
de orientación para las dimensiones principales
de los Apoyos Esféricos MAURER
MSM ® en función de grado de hormigón
relevado.
Distribución de la
presión para servir
la prueba de presión
de área parcial
Suposición:
tan ϕ ≤ 0,01
ey = ±10 mm
Grado de hormigón C35/45
Tipo de
apoyo
MSM
V*
kN
H
mm
B u L u
mm
B GL
mm
ex = 50 mm
L GL
mm kg
ex = 100 mm
L GL
mm kg
ex = 150 mm
L GL
mm kg
KGa – 1 1000 110 170 200 310 35 420 45 530 55
KGa – 5 5000 115 330 360 470 110 580 125 690 140
KGa – 10 10000 130 450 480 590 210 700 230 810 250
KGa – 25 25000 170 690 730 840 650 950 690 1060 730
KGa – 50 50000 290 990 1020 1130 2200 1240 2300 1350 2400
®
Carga
Peso Peso Peso
Grado de hormigón C40/50
Tipo de
apoyo
MSM
V*
kN
H
mm
B u L u
mm
B GL
mm
ex = 50 mm
L GL
mm kg
ex = 100 mm
L GL
mm kg
ex = 150 mm
L GL
mm kg
KGa – 1 1000 110 170 200 310 35 420 45 530 55
KGa – 5 5000 115 320 350 460 100 570 115 680 125
KGa – 10 10000 130 440 470 580 200 690 220 800 240
KGa – 25 25000 165 670 700 810 600 920 640 1030 680
KGa – 50 50000 280 960 990 1100 2050 1210 2150 1320 2250
®
Carga
Peso Peso Peso
*Valor de dimensionamiento de la combinación básica análogo EN 1990
Ac0
d 1
b1 Eje de la dirección
de carga
A c1
d 2 ≤ 3d 1

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Apoyos Deslizantes MAURER MSM ®
MSM ® es un material deslizante recientemente
desarrollado. En la construcción de puentes,
los apoyos deslizantes MAURER MSM ®
superan a los apoyos convencionales de
PTFE al brindar a menos las siguientes
características:
� Permite velocidades 7,5veces más rápidas
� Duplica la capacidad de carga
� Incrementa en 5 veces la distancia
deslizante total
� Coeficientes de fricción menores del
3%, incluso a temperaturas por debajo
de –50°C
Como consecuencia resulta un aumento de
40 veces en la vida operativa, menores
dimensiónes y construcciones más
económicas.
Maurer Söhne central
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P.O. Box 44 01 45, 80750 München/Germany
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Telefax +49 89 32394–3 06
ba@maurer-soehne.de
www.maurer-soehne.com
Long Life.
High Speed Motions.
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Telefono +34 96 1861512
Telefax +34 96 1862041
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www.maurer-espana.com
Low Friction.
High Pressure.
Proyecto Transrapid:
Aeropuerto de
Munich al centro
urbano
412E.2000.04.2010