Inspección,
mantenimiento y
evaluación de
puentes de
hormigón
Prof. dr. ir. Eva O.L. Lantsoght

• Introducción
• Mejores métodos de inspección
• Mejores métodos de mantenimiento
• Mejores métodos de evaluación
• Resumen
Contenido

¿Por qué preocuparnos de los
puentes existentes?

Puente
• Seguridad estructural
de puente
• Seguridad para los
pasajeros
Red
vial
• Fiabilidad de red vial
• Transporte de personas y
productos
Comu
nidade
s
• Acceso a comunidades
aislados
• Impacto social de
retrasos
Seguridad

Economía
• Costo de reparación
• Costo de demolición
• Costo de reciclaje
• Nueva construcción
Medio
ambiente
• Impacto de reparación
• Impacto de reemplazo
• Emisiones CO2
• Materiales
• Transporte
Factores
sociales
• Impacto visual
• Retrasos en el tráfico
• Empleo
Sustenibilidad

Inspección de puentes

• Métodos no destructivos
• Pruebas de carga
• Puentes como parte de la red vial
Mejores métodos de inspección

• Resistividad eléctrica
• Proporción de corrosión en cubiertas de
hormigón armado
Métodos de prueba no destructivos

• Georadar
• Objetos dentro del hormigón
• Reforzamiento
• Mallas electrosoldadas
Métodos de prueba no destructivos

• Termografía infrarrojo
• Defectos en el hormigón:
• Fisuras
• Delaminación
• Desintegración del hormigón
Métodos de prueba no destructivos

Combinación de métodos para analizar
condición del puente
Mas información: NDToolbox
www.ndtoolbox.org
Métodos de prueba no destructivos

• Pruebas de carga para analizar capacidad
de puente existente
• Fisuras y deformaciones ~ carga aplicada
• Formación de fisuras: emisiones acústicas
• Demostrar que puente resiste carga viva
Pruebas de carga

Pruebas de carga -Caso De Beek
• (video)

• Para propietarios de puentes
• Mejor administración de datos
• Mejor acceso a
• Planos as-built
• Informes de inspección
• Puentes como parte de la red vial
• Priorizar esfuerzos de inspección y
reparación
Sistemas de administración de
puentes

Mantenimiento de puentes

• Hojas de fibra de carbón
• Pretensado externo
• Encamisado de columnas
• Cubiertos
• ECC
• UHPC
• Monitoreo de estructuras
Mejores métodos de rehabilitación

• Reforzado externo
• Incrementar capacidad a flexión
• Problema: delaminación de hojas
Hojas de fibra de carbón

• Incrementar fuerza de pretensado
• Ejemplo: después de pérdida de
pretensado por efectos dependientes del
tiempo
• Fluencia
• Contracción
• Relajación
Pretensado externo

• Encamisado de acero
• Encamisado pretensado
• Hormigón en compresión triaxial
• Capacidad aumentada
• Ductilidad aumentada
• En regiones con sismos
Encamisado de columnas

• UHPC = hormigón de rendimiento ultra alto
• Alta capacidad
• Alta ductilidad
• ECC = compuestos de cemento
• Alta capacidad
• SHCC
Cubiertas

• Información de sensores
• Tiempo real
• Puente manda alerta
• “Big data”, interpretación
• Ecuador: puentes en aislamiento
Structural (health) monitoring

Evaluación de puentes

• Nuevos modelos
• Cortante
• Fatiga
• Inteligencia artificial
• Análisis probabilístico
• Mejores factores de carga vivo
• Análisis avanzado
• Análisis con elementos finitos no lineales
Mejores métodos de calculación

Yang, Y.; Walraven, J.; den Uijl, J.A. Shear Behavior of
Reinforced Concrete Beams without Transverse
Reinforcement Based on Critical Shear Displacement.
Journal of Structural Engineering 2017, 143,
Modelos para cortante – Critical
shear displacement theory

• Cambiar posición de carga
• Influencia de distribución de momento a
capacidad en cortante
• Fotogrametría + LVDT
Experimentos
Vigas en cortante

Lantsoght, E.O.L.; van der Veen, C.; de Boer, A.; Alexander,
S.D.B. Extended Strip Model for Slabs under Concentrated
Loads. ACI Structural Journal 2017, 114, 565-574.
Modelos para cortante en losas –
Strip model

Diferentes modos de falla de losas
Experimentos - Losas en cortante

Lantsoght, E.O.L.; van der Veen, C.; de Boer,
A. Proposal for the fatigue strength of concrete
under cycles of compression. Construction and
Building Materials 2016, 107, 138-156.
Modelos para fatiga – hormigón en
compresión

Pruebas de fatiga

Pruebas de fatiga

Comparación a resultados de experimentos
para Smin = 0,05
Modelo de fatiga mejorada para
análisis

Lantsoght, E.O.L.; Van der Veen , C.; Koekkoek, R.T.;
Sliedrecht, H. Fatigue testing of transversely prestressed
concrete decks. ACI Structural Journal 2019, 116, 143-154.
Modelos para fatiga – puentes
pretensado

• Compressive membrane action
• factor 1.622
• Capacidad adicional
• UC < 1
Modelos para fatiga – puentes
pretensados

• Análisis probabilístico completo
• Variabilidad de propiedades de
materiales
• Variabilidad de cargas
• Variabilidad de dimensiones
• Combinación con elementos finitos
• Variabilidad espacial de propiedades de
materiales
• Resultado: probabilidad de falla
Análisis probabilístico
Análisis probabilístico completo

• Datos de trafico
• WIM mediciones
• Análisis probabilístico
• Niveles diferentes
• Análisis vs. diseño
• Factores para niveles:
• Nivel de reparación
• Nivel no apto para uso
• Código: NEN 8700
Análisis probabilístico
Factores de cargas vivas
Steenbergen, R. D. J. M. et al., 2011

• Modelos avanzados
• Modelos avanzados de materiales
• Capacidad en tensión de hormigón
• Mecánica de la fractura
• Potencia computacional necesaria
• LoA IV
• Mejor estimación para infraestructura crítica
Elementos finitos non-lineal

• Reparación y rehabilitación antes de
reemplazo
• Reemplazo: recuperar materiales
• Agregados reciclados
• Utilizar en pavimentos y cimentaciones
Fin de vida de puentes

• Para ampliar la vida útil de puentes
existentes:
• Mejores métodos de inspección
• Mejores métodos de mantenimiento
• Mejores métodos de evaluación
(Investigación!)
Resumen y Conclusiones

Contact:
Prof. dr. ir. Eva Lantsoght
E.O.L.Lantsoght@tudelft.nl
elantsoght@usfq.edu.ec