Challenge the future
Delft
University of
Technology
Pruebas de carga en puentes de
hormigón armado
Experiencia de un programa de pruebas en
Holanda
Eva Lantsoght

2Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Contenido
• Introducción
• Pruebas de carga en Holanda
• Recomendaciones
• Limitaciones e investigación actual
• Resumen

3Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
•Introducción

4Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Introducción
Planteamiento del problema
Puentes de los 60s y 70s
La Haya en 1959
Aumento de las cargas vivas
Camión pesado y largo
(600 kN > max. perm. = 50ton)
Fin de la vida útil + cargas mayores a las de diseño

5Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Introducción
Red de carreteras en los Países Bajos
• NL: 60% de los puentes construidos
antes de 1976
• Primeros chequeos desde mediados
de los años 2000
• 3715 estructuras a analizar
• 600 puentes tipo losa crítico para
cortante
• Pero: Chequeos a base de métodos
de diseño
• => Capacidad residual??
• Fuentes adicionales de la capacidad
Carreteras en los Países Bajos

6Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Capacidad a cortante
Cortante y punzonamiento
• Diseño: capacidad a cortante en losas
• Falla por flexión antes de falla por cortante
• Punzonamiento sobre perímetro crítico
• Cortante sobre ancho efectivo
Cortante – cortante unidireccional Punzonamiento – cortante bidireccional

7Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Principio de niveles de aproximación
Model Code 2010
• fib Model Code 2010
• Estrategia de solución =
diferentes niveles de
aproximación
• Por ejemplo: Capacidad a
cortante en Model Code
2010

8Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Niveles de aproximación para losas a
cortante
• LoA I: Quick Scan – Chequeo
rápido
• LoA II: Modelos de elementos
finitos lineales
• LoA III: Modelos de elementos
finitos no-lineales + estudios
probabilísticos
• LoA IV: Pruebas de carga en
campo

9Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
•Pruebas de Carga
en Holanda

10Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Tipos de pruebas de carga (1)
Prueba de carga de
diagnóstico
Prueba de carga de
capacidad
Puente Barcza, Polonia (Olaszek
et al., 2012)Delaware (Jones, 2011)

11Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Tipos de pruebas de carga (2)
Prueba de carga de
diagnóstico
• Calibración de modelo
analítico (elementos finitos)
• Medir deformaciones sobre
altura de viga
• Cargas bajas
• Evaluación de método de
diseño
• Análisis con modelo
analítico con resultados de
prueba
Prueba de carga de
capacidad
• Demuestra que puente
cumple con requisitos de la
norma
• Cargas altas
• Riesgo alto
• Mediciones críticas
• Criterios de paralización

12Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Códigos para pruebas de carga de
capacidad
• Europa: DAfStB Richtlinie
• EEUU:
• Edificios: ACI 437.2M-13
• Puentes: Manual of Bridge
Rating Through Load
Testing (1998) + TRB E-
C257
• Flexión únicamente
• Efecto de fisuras existentes?

13Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Investigación
• Norma para pruebas de carga para puentes existentes en
Holanda
• Flexión + Cortante
• Criterios de paralización?

14Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Pruebas de carga TU Delft
• Pruebas de carga:
• Heidijk 2007
• Medemblik 2009
• Vlijmen-Oost 2013
• Puente Halvemaans 2014
• Puente Ruytenschildt 2014
• Zijlweg 2015
• Beek 2015
• Puente Vecht 2016
Puente Ruytenschildt, verano 2014

15Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Heidijk & Medemblik
• Heidijk
• Tipo losa
• Daños por ASR
• Gatos + marco
• RWS + TNO
• Medemblik
• Tipo vigas
• BELFA
• RWS + TNO + ifem

16Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Vlijmen-Oost
• BELFA
• Daños por ASR
• Tráfico en puente durante el
ensayo
• Ruido en mediciones +
emisiones acústicos
• TU Delft + ifem: mediciones
• Láser
• Emisiones acústicas
• LVDTs
• Viaducto aprobado

17Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Puente Halvemaans
• Sistema para dividir carga con
gatos
• Prueba de flexión
• Puente cerrado durante una
noche
• Mediciones por TU Delft
• Láser
• Emisiones acústicas
• LVDTs
• Puente de 1930
• Aprobado con prueba

18Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Puente Ruytenschildt (1)
• Puente tipo losa (1962)
• Prueba hasta colapso en 2 tramos
• 4 cargas concentradas – 1 tándem
• Carga aplicada en ciclos
• Mediciones
• Láser
• Emisiones acústicas (2 equipos)
• LVDTs
• Falla solo en tramo 2

19Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Zijlweg
• Prueba de carga para flexión
y cortante
• Puente cerrado 1 semana
• Viaducto sobre carretera
• Daños de ASR
• Mediciones:
• Láser
• Emisiones acústicas
• LVDT
• Aprobado con resultados de
la prueba

20Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
De Beek (1)
• No existe degradación de
materiales
• Agrietamiento importante
• Prueba en tramo 1
• Tramo 2 sobre carretera
• Flexión y cortante
• Puente aprobado, si 7% de
redistribución plástica es aceptable
• Inspecciones necesarias para
durabilidad y corrosión

21Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
De Beek (2)

22Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Pruebas de laboratorio (1)
• Vigas Ruytenschildt
• Aplicación de carga cíclica
• Falla por flexión y cortante
• Análisis de Criterios de paralización
• Mediciones:
• Láser: deflexión de viga
• LVDT: apertura de fisuras
• Emisiones acústicas
Viga RSB01 – flexión (Yang, 2015)
Yang, Y. (2015). "Experimental Studies on the Structural Behaviours of Beams from Ruytenschildt Bridge,"
Stevin Report 25.5-15-09, Delft University of Technology, Delft, 76 pp.
Viga RSB02B – cortante (Yang, 2015)

23Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Pruebas de laboratorio (2)
• Vigas con barras lisas
• Número de ciclos
• Velocidad de aplicación de
carga
• Niveles de carga
• Análisis de criterios de
paralización
• Diferencia entre caso con y
sin fisuras existentes
• Diferencia entre flexión y
cortante
Flexión, P804A1
Cortante, P804A2

24Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Pruebas de laboratorio (6)

25Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
•Recomendaciones

26Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Preparación de prueba (1)
• Definir objetivos
• Inspección y clasificación del
puente
• Dimensiones y propiedades
• Carga viva: distribuida +
concentrada

27Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Preparación de prueba (2)
• Posición de la carga
• Magnitud de la carga
• Usar modelo elementos
finitos lineal

28Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Preparación de prueba (3)
• Plan de mediciones:
• Perfiles de deflexión longitudinal y
transversal
• Deflexión de soportes
• Deformación debajo de losa
• Deformación para corregir T
• Apertura de fisuras existentes
• Generación de fisuras nuevas
• Carga aplicada
• Emisiones acústicas (investigación)
• DIC (investigación)
• Fibras opticas (investigación)

29Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Ejecución de prueba (1)
• Aplicación de carga de manera cíclica
• Linealidad y reproducibilidad de mediciones
• Carga mínima durante prueba
• Niveles de carga:
• Nivel bajo: comprobación de mediciones
• Nivel de servicio
• Nivel intermedio
• Nivel de carga requerida para aprobar puente

30Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Ejecución de prueba (2)

31Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Análisis de prueba
• Análisis de datos
• Corrección efecto de T
• Corrección deflexiones de
soporte
• Figuras para informe
• Recommendacion final

32Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Resumen y Conclusiones
• Pruebas de carga: método de
aprobación directa de puentes
• Holanda: serie de pruebas en
campo
• Pruebas específicas en laboratorio
• Recomendaciones desarrolladas
• Criterios de paralización para
cortante necesitan mas
investigación
• Se requiere más investigación con
estudios probabilísticos

33Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Gracias!
• Ministerio de Infraestructura y Ambiente de Holanda
• Provincias Brabant, Noord Holland, Friesland, Groningen
• Colegas de TU Delft
• Chancellor Grant USFQ
• Alumnos de TU Delft y USFQ

34Pruebas de carga en puentes de hormigón armado
Contact:
Eva Lantsoght
E.O.L.Lantsoght@tudelft.nl
elantsoght@usfq.edu.ec