El documento presenta los requisitos mínimos de resistencia a la adherencia para diferentes tipos de reparaciones no estructurales según normas como ACI 503R e IGRI. También describe los procedimientos y equipos para realizar ensayos de campo como la determinación de la profundidad y localización de armaduras de refuerzo usando equipos como el covermeter, y la medición del espesor remanente de acero y pintura mediante equipos ultrasónicos y de incidencia electromagnética respectivamente. Finalmente, explica los procedimientos para realizar

1. Ensayo de tensión directo Resistencia de odherencio (Mpo)
IGRI Guío No. 03733 (ACI 503R) >=2.0
En 1504-3 (Reporoción no estructural Rl y R2, en 1542) >=0.7
En 1504-3 (Reparación no estructural R3, en 1542) >=0.8
En 1504-3 (Reporoción no estructural R4, en 1542) >=l.5
92 1 Ingeniería de puentes
Las especificaciones de ensayos de campo (...), allí se especifica que la carga debe ser
aplicada como en ensayos de tensión confinados (para no dañar el concreto que cir-
cunda la barra) y la carga no debe exceder el 50 % de la carga última esperada basada
en la resistencia de adherencia del adhesivo, ni el 80 % de la resistencia a fluencia del
anclaje. El ensayo de campo no tiene el objetivo de caracterizar adecuada instalación
del sistema de anclaje.
2.2.6.3. Criterios de evaluación
En el ensayo de adherencia concreto o mortero debe fallar el concreto. En el
casode adherencia de platinas metálicas o FRP debe ser mayor o igual a 140Mpa.
Para la evaluación de requerimiento de desempeño de adherencia del material,
se deben tener en cuenta las recomendaciones de la tabla 2-11.
Tabla 2-11
Evoluoci6n del requerimiento de desempeño de
odherencio del moteriol. Fuente: tomado de lo
referencia (43].
2.3. Ensayos sobre acero de refuerzo o acero estructural
2.3.1. Determinación de la profundidad y /ocalizaci6n de armaduras de refuerzo (/NPEE- 14)
2.3.1.1. Objetivo y definición
Consiste en la determinación del espesor de concreto que sirve de recubri-
miento del acero y de sus características, lo cual incluye determinar:
• El número de barras longitudinales, incluyendo su diámetro,
• el diámetro de estribos o flejes,
• la separación entre barras longitudinales y flejes transversales,
• si las barras son corrugadas o lisas, con lo cual sepuede estimar su calidad
y la época de la construcción,
• el número de capas de las barras (para vigas) y si son paquetes o indivi-
duales,
• si hay cables o tornes de preesforzado,
• y si hay barras inclinadas que sirven de refuerzo a cortante.
2.3.1.2. Equiposyprocedimiento
Para determinar o comprobar el acero de refuerzo de estructuras existentes,
de las cuales no se tienen planos de diseño o de construcción, existen diversos

2. 2. Inspección especial 1 93
equipos para hacer ensayos no destructivos. Los laboratorios y universidades
tienen esos equipos para localizar, por ejemplo, los flejes y el recubrimiento, y
algunos más avanzados que pueden determinar en forma aproximada el diá-
metro de las barras. El Instituto Nacional de Vías tiene dentro de su equipo de
inspección especial, undetector derefuerzodenominado "Covermeter" quesebasa
en los cambios en las líneas de campos magnéticos/corrientes de Foucault (véase
figura 2-22). Entre mayor sea el recubrimiento del concreto más se incrementa
el error de dicho equipo en la determinación de las características del acero. La
empresa Hilti ofrece un equipo denominado "Ferroscan", con más utilidades y
ventajas que el descrito anteriormente, que puede determinar profundidades de
recubrimiento hasta 16 cm y diámetros del refuerzo hasta de 2.5".
A continuación, se muestran una prueba realizada para detectar refuerzo en
las pilas del puente localizado en la carrera 5ª con calle 26 en la ciudad de Bo-
gotá, de donde posteriormente se extrajeron núcleos para ensayos a compresión.
Este medidor de recubrimiento es usado con frecuencia para localizar las va-
rillas de refuerzo, antes de iniciar otras investigaciones tales como mediciones de
PEQ, extracción de núcleos, pruebas capo, inspección de cables, etc.
2.3.1.3. Criterios de evaluación
De todas maneras, se recomienda hacer siempre una verificación de los re-
sultados obtenidos con estos equipos, mediante una cala o remoción parcial del
concreto, utilizando taladros medianos y calibradores para medir las diferentes
Figura 2-22
Equipo del lnvios poro detector refuerzo em-
pleado poro inspecciones especiales de puen-
tes. Covermeter. Fuente: propio.
Figura 2-23
Localización de refuerzo en puente de carrero
5°. Fuente :propio.

3. 94 1 Ingeniería de puentes
Figura 2-24
Concreto parcialmente removido. Fuente: Pro-
pio.
Figura 2-25
Equipo poro medir el espesor remanente de
acero. Fuente: propio.
Figura 2-26
Equipo poro medir el espesor remanente de
acero. Fuente: propio.
barras encontradas. En la figura 2-24 se muestra el inicio de la remoción, me-
diante la utilización de un taladro común; este procedimiento permite retirar
una ligera capa de concreto (véanse figura 2-24b).
(o) (b)
2.3.2. Medidor de espesor remanente de acero estructural (INPEE-15)
2.3.2.1. Objetivo ydefinición
Consiste en la determinación del espesor remanente de perfiles de acero que
contienen puentes tipo como: armaduras, vigas de acero de tableros mixtos,
entre otros.
2.3.2.2. Equipos y procedimiento
Las especificaciones sobre el procedimiento y los equipos se pueden verifi-
car empleando la norma ASTM E797/E797M (46). Existen equipos digitales
transductores que, mediante las ondas ultrasónicas, determinan el espesor de
elementos metálicos entre 0.5 mm y 200 mm con un error de más o menos el
2 % (véanse figuras 2-25 y 2-26). Para superficies accidentadas o corroídas, es
necesario pulir la superficie en el sitio donde se vaya a realizar la prueba; es un
ensayo muy útil para la medición del efecto de la corrosión sobre miembros me-
tálicos importantes, con acceso solamente de un lado (alma de una viga I), tal y
como se observa en la figura 2-26.

4. 2. Inspección especial 1 9S
2.3.2.3. Criterios de evaluación
Antes de realizar las mediciones se debe aplicar un líquido de contacto en la
zona de prueba . Enseguida, se realiza la calibración del equipo que se efectúa por
bloques de prueba (para aleaciones comunes de acero), o ajustando la velocidad
del sonido hasta que se muestre el mismo espesor que puede ser medido por un
calibrador (aleaciones desconocidas).
2.3.3. Medidor de espesor de pintura (INPEE- 16)
2.3.3.1. Objetivo y definición
Consiste en la verificación del espesor de pintura de componentes de acero
de los puentes tales como: barandas, elementos de armaduras, vigas, arriostra-
mientos, entre otros.
2.3.3.2. Equipos y procedimiento
Existen diversos equipos para medir el espesor de pinturas o recubrimientos,
mediante el principio de la incidencia entre una superficie electromagnética y
una metálica. Con estas mediciones se certifican los espesores de la capa de pin-
tura o recubrimiento necesarios para la protección de la estructura (véase figura
2-27). El procedimiento de este ensayo se puede realizar basándose en la norma
ASTM D1400 [48).
2.3.3.3. Criterios de evaluación
Los criterios de evaluación dependen del tipo de elemento del puente y de los
requerimientos de la institución que esté solicitando dicha labor. La evaluación
también debe estar basada en la norma ASTM D1400 [48) y la del Steel Struc-
tures Painting Council [49).
Figura 2-27
Medición de espesor de pintura en puente sobre
carrero Sª con calle 26 en lo ciudad de Bogotá .
Fuente: propio.

5. Probeta Normal (ancho) Probeta Pequeño
Tipo de plancho 40 mm Tipo de plancho 13 mm 6 mm de ancho
mm(in) mm(in) mm(in)
G Longitud calibrado
200,00±0,2 50,0±0,1 25,0±0,1
(8,00±0,01) 2,000±0,005 1±0,003
W Ancho
40,0±2,0 12,5±0,2 6,0±0,1
(2,500±0,125, -0,250) (0,500±0,010) (0,25±0,005)
T Espesor Espe sor del material
R Rodio de lo zona de transición 25(1) 12,5(0,500) 6(0,25 )
L Longitud total 450(18) 200(8) 100(4)
A Longitud de lo sección reducido, mlnimo 225(9) 57(2,25) 32(1,25)
B Longitud de lo zona de sujeción mlnimo 75(3) 50(2) 30(1,25)
C Ancho de lo zona de sujeción aproximado 50(2) 20(0,750) 10(0,375)
96 1 Ingeniería de puentes
Figura 2-28
Equipo poro extracción de muestro de acero
poro ensayo de tensión y contenido químico.
Fuente: tomado de lo referencia [47].
Figura 2-29
Muestro poro ensayo de contenido químico y
tensión. Fuente: tomado de lo referencia [47].
Tabla 2-12
Dimensiones delo probeta poro reolizor ensayo
de tensión. Fuente: odoptodo de lo referencia
[SO].
2.3.4. Ensayo de resistencia a la tensión (/NPEE- 17)
2.3.4.1. Objetivo y definición
Este ensayo se usa para caracterizar las propiedades mecánicas del acero tales
como resistencia a la tensión, límite de fluencia, reducción de área y alargamien-
to. Es una información vital en el momento de evaluar la calidad del acero es-
tructural de los puentes de los cuales no se tienen memorias de cálculo o planos
de diseño o construcción. En este ensayo se somete una probeta de acero a un
esfuerzo de tensión que va en aumento hasta causarle la ruptura y que se debe
realizar siguiendo la norma ASTM E8/E8M (50}.
2.3.4.2. Equipos y procedimiento
La primera etapa consiste en la extracción de muestras de acero en elementos
no principales del puente, de tal forma que no genere una vulnerabilidad del mis-
mo desde el punto de vista estructural. Esto se puede hacer empleando equipos
oxicorte, como el que se muestra en la figura 2-28, para obtener platinas como
las que se observan en la figura 2-29.
De dichas platinas se deben obtener las probetas para el ensayo mediante un
proceso de maquinado, y con las dimensiones y especificaciones que establece
(50} (véanse tabla 2-12).
Dimensiones

6. Esfuerzo
A
YS (offset = Orno/o) , /
-- ------------- ---,y -- - -----------·---, r
,,
,
'
'' ,'' ,'
'
'' I
I '
,' ,,'
,' ,'
,I ,'
,' ,'
II ,'
,
...''/ .,[ ,/
m
Deformoci6n
referencia [50].
2. Inspección especiol 1 97
Se usan los equipos estándares como máquina universal para prueba de ten-
sión con graficadora, extensómetros y otros instrumentos de medición necesarios
para este tipo de ensayo, con los cuales se determinan propiedades mecánicas
como: fluencia (fy), resistencia última (Fu), ductilidad, porcentaje de elongación,
porcentaje de reducción de área, módulo de elasticidad, límite de proporcionali-
dad, límite elástico y tenacidad. Las probetas de acero deben sujetarse adecua-
damente a la máquina universal, para lograr una efectiva transmisión de carga
a la máquina por medio de las cabezas. Es importante que la velocidad a la que
se efectúa la prueba no exceda la velocidad a la que se puedan realizar las lectu-
ras de carga y deformaciones. Algunas de estas propiedades son estimadas con
algunos aparatos de calibración, mientras que para otras es necesario un análisis
más profundo de la curva de esfuerzo-deformación originada durante la prueba.
2.3.4.3. Criterios de evaluación
Del ensayo se obtiene un diagrama esfuerzo-deformación, donde la zona de
fluencia es bien definida por el cambio de pendiente en la curva. El esfuerzo
correspondiente a la parte superior donde se inicia el cambio de pendiente, o el
esfuerzo al cual la curva empieza a caer, se consideran como el límite de fluencia.
Existen casos en que el material no muestra una forma definida con la cual se
pueda caracterizar el límite de fluencia; para esto se obtiene un valor equivalen-
te que puede lograrse por el método del alargamiento específico, determinando
esfuerzos ante ciertas elongaciones específicas.
En este ensayo se debe determinar el límite de fluencia que se puede hacer por
el método de la deformación permanente especificada (offset) o por el método del
alargamiento bajo carga (según la ASTM E8/E8M-09). Para determinar el límite
de fluencia por el primer método, es necesario tener datos con los cuales se pueda
lograr un diagrama esfuerzo-deformación, como se ve en la figura 2-30. Se traza
en este una línea "om" igual al valor especificado en la deformación, se proyecta
un línea "m-n" paralela a "o A" y se localiza el punto "r''; con este procedimiento
se determina la carga "R" que corresponde al límite de fluencia.
Figura 2-30
Esquema poro determinar límite de fluencia
del acero estructural por el método de de-
formación permanente. Fuente: lomudo delo

7. 98 1 Ingeniería de puentes
Otra opción es utilizar el método de la caída de la viga, en el cual se aplica
una carga a una velocidad uniforme con una máquina con plancha y contrapeso;
cuando se llega al límite elástico, se interrumpe el aumento de carga, se corre
el contrapeso más allá de la posición de equilibrio y, de esta manera, la viga cae
por un breve intervalo de tiempo.
2.3.5. Ensayo de contenido químico (INPEE- 18)
2.3.5.1. Objetivo y definición
Consiste en la determinación de la composición química del acero de refuer-
zo o el acero estructural mediante la norma ASTM E350 (53}. A partir de este
ensayo se determina el contenido de: aluminio, antimonio, arsénico, azufre, bo-
ro, carbono, cobalto, cobre, cromo, estaño, fósforo, manganeso, níquel, niobio,
plomo, silicio, telurio, titanio, tungsteno, vanadio, zirconio, entre otros. Con este
ensayo se conocen propiedades del acero que sirven para estimar aproximada-
mente su tipo, sus propiedades de ductilidad, su capacidad de soldabilidad, entre
otros.
2.3.5.2. Equipos y procedimiento
Entre los métodos para determinar las maneras en que se encuentran las
sustancias anteriormente mencionadas, están: el gravimétrico, fotométrico, des-
tilación, neocoptrina, intercambio iónico, absorción atómica y algunos otros. El
gravimétrico, por ejemplo, se emplea para la determinación del aluminio total en
concentraciones de0,2 % a 1,5 % en hierros y aceros no aleados, de baja aleación,
e inoxidables. Este método consiste en diluir la muestra en ácido y así el aluminio
que no se disuelve se filtra, se funde y se reúne con el aluminio soluble. De esta
manera, los elementos de interferencia se eliminan por la separación de cáto-
do de mercurio (para esta información también se empleó la Norma Mexicana
NMX-B-001-1988 denominada "Métodos de análisis químicos para determinar
la composición de aceros y fundiciones".
2.3.5.3. Criterios de evaluación
Los criterios de evaluación de este ensayo deben basarse en lo especificado
en (53}. Como ejemplo, se presenta el que se hizo del acero del puente Cajamar-
ca (Colombia) dentro del proyecto de (52}. Por ser acero del puente Cajamarca
(Colombia) dentro del proyecto de (52}. Por ser el acero original de este puente
diferente al normal, los ingenieros del Illinois Institute of Technology de Chicago
realizaron estudios de la composición química del acero instalado en el periodo
1957-1959, cuyos resultados se presentan a continuación.

8. Chemicol Componed Symbol Percentoge
lron Fe 99.0400
Corbon c 0.1530
Mongonese Mn 0.4180
Phosphors p 0.0440
Sulfur s 0.0385
Silicon Si 0.0000
Nickel Ni 0.0500
Chromium Cr 0.0360
Molybdenum Mo 0.0100
Vanodium V 0.0030
Copper Cu 0.1300
Aluminum Al 0.0000
2. Inspección especial 1 99
Tabla 2-13
Composición químico del ocero hose del puente
Cojomorco . Fuente: tomado de lo referencia
(51].
De acuerdo con esta composición química, el acero se encuentra compuesto
por porcentajes adecuados de Carbono (0.153%), Manganeso (0.418%) y Cobre
(0,13%). El porcentaje representativo de estos elementos químicos en su com-
posición, implica que es un acero de buena ductilidad (según experiencia de la
Ingeniería metalúrgica). Ahora bien, los porcentajes de los elementos químicos:
Vanadio (0.003%) y Cromo(0.036%) son bajos y favorables, de lo contrario sería
un acero frágil.
2.3.6. Ensayo de fatiga (INPEE- 19)
2.3.6.1. Objetivo y definición
La fatiga es un proceso de agrietamiento progresivo que puede culminar en
una fractura de un material, cuando está sujeto a cargas repetidas y fluctuantes. El
objetivo de este ensayo es construir la curva S-N, la cual grafica esfuerzos contra
el número de ciclos hasta la falla. Para esto se toma un conjunto de probetas y se
las somete a solicitaciones variables con diferentes niveles de tensión, contándose
el nº de ciclos que resiste hasta la rotura. Debido a la elevada dispersión estadística
propia de la fatiga, los resultados se agrupan en una banda de roturas. Una parte
de esta dispersión puede atribuirse a errores del ensayo, pero es una propiedad
del fenómeno físico lo cual obliga a realizar un gran nº de ensayos de probetas,
a fin de determinar la banda de fractura con suficiente precisión.
El ensayo de fatiga permite determinar la capacidad que tiene el elemento
ante la aplicación de este tipo de cargas . Las fallas por fatiga han sido una de las
causas del colapso de algunos puentes, como se explicó en el capítulo 1 de este
tomo. En el capítulo 5, se presentan además fotos y esquemas de los problemas
de fatiga en los puentes de acero de Colombia y el mundo. Adicionalmente, en

9. 100 1 Ingeniarlo de puentes
las figun1s 2-31 y 2-32 se presentan esquemas en donde se muestran algunos
de los defectos o fallas típicas ocasionadas por fatiga y sus localizaciones más
frecuentes (véase sección 7 de (2)).
Figura 2-31
Problemas de fatigo en elementos de piso de
puentes provisionales de ocel. Fuente: Sipucol.
Punto ile inlrlld6a dt filuras
d1 fatlp al cen lra de la luz
Pumo d1 f nldad6n
di fisu ras d1 fatiga
/,,./,?··
loldo d uro s lnlermil•n le1 ·"'"
Figura 2-32
Problemas de fatigo en miembros de ocero
soldado. Fuente: Sipucol.
¡...................................
1
1
Po1l bes prob lemas d& foligo
2.3.6.2. Equipos y procedimiento
Dicho ensayo se puede realizar con base en las especificaciones y procedi-
mientos estipulados en las normas ASTM E466 (54) ASTM E468 (55), ASTM
E606 (56), ASTM E739 (57), ASTM E1012 (58) y ASTM E1823 (59). Para esto
se debe emplear un equipo electromecánico, como el que se observa en la Figura
2-34, donde se ensayaron muestras de acero del puente Cajamarca (Colombia)
dentro de un convenio entre la UniversidadJaveriana y el Instituto Nacional de
Vías (véase (1)), cuyo servicio fue prestado por el laboratorio del Illinois lnstitute
of Technology en Chicago, U.S.A. Este equipo consta de un motor, un conta-
dor de revoluciones y un sistema mecánico que permite que una probeta se gire
mientras se le aplica una carga conocida. Dicha probeta queda sometida a una
flexión alternada, que setraduce en que un punto cualquiera de la probeta y que-

10. 2. Inspección especial 1 101
da sometido a un ciclo de cargas que va de tracción a compresión. Esto produce
fisuras que se van propagando lentamente, reduciendo el área hasta un punto
tal en que la probeta no pueda resistir la carga aplicada y se rompe (véase figura
2-41). Las probetas para este ensayo deben cumplir con las dimensiones de las
normas antes mencionadas, y tienen la forma que se muestra en la figura 2-33.
Se debe tener en cuenta que dichas probetas deben ser extraídas de elementos
secundarios del puente de acero existente, que no tengan una responsabilidad
importante desde el punto de vista estructural, como se observa en la figura 2-35.
Dependiendo de la carga esperada, esta prueba puede ser realizada de diferentes
formas que pueden ser de: doblez plano, doblez racional, torsión, tensión axial,
compresión axial, o combinación de todas, las que pueden llegar a someter las
probetas a esfuerzos simultáneos de compresión y tensión.
Figuro 2-33
Probetas obtenidos del acero del puente de
Cojomorco, maquinados en los laboratorios del
lllinois lnstitute oflechnology, Chicogo, IL, USA.
Fuente: tomado de lo referencia (51).
"
2.3.6.3. Criterios de evaluación
Generalmente, el resultado de este tipo de ensayo es utilizado para la eva-
luación de la fatiga de los componentes principales y/o conexiones del puente,
para lo cual se sugiere emplear las recomendaciones estipuladas en la sección 7
("Fatigue evaluation of steel bridges") del manual de evaluación de puentes
existentes de Estados Unidos [2}.
Para el caso del estudio de fatiga realizado por el grupo de estructuras en el
puente Cajamarca, los resultados de las probetas que se fallaron, de acuerdo con
el sistema Log-Log de referencia de estos datos (Numero de Ciclos vs. Esfuerzo
de estudio) y con base en la metodología de Little y Jebe (60}, se determinó la
ecuación logarítmica que se presenta a continuación:
Figuro 2-34
Máquina de fatigo tipo R.R. Moore del lllinois
lnstitute oflechnology, Chicogo, IL, USA donde
se hicieron los ensayos del acero del puente Co-
jomorco. Fuente: tomado de lo referencia (51).
Figuro 2-35
Izquierdo: zona de extracción de muestras del
puente Cojomorco (Colombia), justo después
del uso del oxicorte. Derecho: lo mismo zona
pero reparado y repintado, poro evitar lo pro-
ducción de discontinuidades. Fuente: tomado
deloreferencia (51).

11. 102 1 Ingeniería de puentes
logN = A+BlogS-2a 1 ogN
donde,
Log N = Es el logaritmo del número de ciclos a la falla
Log S = Es el logaritmo del nivel de esfuerzos bajo estudios
A, B = Parámetros del método bajo estudio donde A corresponde a el valor
donde la ecuación anterior se hace cero en el número de ciclos a la falla,
y B corresponde a la pendiente de la gráfica anteriormente mencionada
ª10gN = desviación estándar de la población dada por el número de ciclos a la
falla, donde se tiene en cuenta la variabilidad de la calidad del material
testeado
Es importante aclarar que este ensayo es válido solamente para evaluar la
fatiga de elementos tipo 1, según la clasificación de la ASCE y AASHTO, como
se observa en la figura 2-38. Para evaluar otros tipos de elementos (diferentes al
tipo 1), que incluyen conexiones, soldaduras, pernos, platabandas, etc., se pue-
den utilizar los resultados obtenidos por las investigaciones realizadas por Ang
y Munse [61}, que están consignados en la AASHTO, o hacer ensayos de fatiga
con este tipo de conexiones o adecuaciones.
De acuerdo a la ecuación del daño acumulado de Miner para un nivel de es-
fuerzos S especificado o de estudio, y de acuerdo con los parámetros A y B que
se obtienen de la caracterización anterior del material, el número de ciclos nece-
sarios para llevar dicho elemento estructural a la falla corresponde a la ecuación:
donde,
N = Número de ciclos a Ja falla
C = Parámetro que indica el intercepto con el eje del Número de ciclos a la
falla de la gráfica Log-Log de los datos experimentales
S = Esfuerzo de estudio o nivel de esfuerzos especificado para calcular la
fatiga de un elemento estructural
m =pendiente de la gráfica Log-Log de los datos experimentales
Para el análisis de fatiga posterior se debe tener información de la historia de
las cargas importantes que causan esfuerzos repetitivos en el puente existente.
Esto se puede fundamentar en los registros de las mediciones periódicas que el
Instituto Nacional de Vías (Invías) hace sobre el tráfico promedio diario (TPD)
en cada corredor vial, para determinar la tasa de crecimiento anual (con base
en los porcentajes de camiones). Otra característica que debe definirse en el es-
tudio de fatiga, es la distribución del tráfico pesado en los carriles de la vía. Los
factores de distribución se basan en Ja condiciones de tráfico que se observan en
la figura 2-36.

12. ! !
13
1
u: 1
Figura 2-36
2. Inspección especial 1 103
1 1
1 1 1
1
r
1
1
1
1
1
Porómetro b de distribución del trófico pesado
sobre el puente. Fuente: tomado de lo refe-
rencia [51].
1 1
Uno líneo de tr6fico = 100% Dos líneo de tr6fico = 60%
b= 1,00 b =0,60
Se procede a calcular la vida remanente de los diferentes elementos estruc-
turales del puente existente, con base en los datos anteriores y los detallados
aproximados de armado y afectación de los elementos monitoreados y estudiados.
Para esto es posible, además de emplear los resultados del ensayo de fatiga antes
explicados, utilizar las recomendaciones de (61} sobre otros tipos de secciones
por analizar, que están consignados en la AASHTO (véase figura 2-36). Para
propósitos de los estudios de fatiga estos valores son en general bastante acepta-
dos, debido a que dicho estudio incluye las curvas S-N con sus correspondientes
parámetros de forma (C) y de calidad del acero (m), para varios tipos de detallado
tanto de armado estructural como de unión entre elementos.
7
2
-
)
4
Placa en el reborde
(
Figura 2-37
Tipos de detallados investigados por Ang y
Munse (1975). ASCE-AASHTO. Fuente: tomado
de lo referencia [51].
(
) 11
5
--)
6 12

13. Rango de esfuerzos de monitoreo Número de ciclos presentes poro este rango de esfuerzos Relación
s, nl ª1=n1,N,
s2 n2 ª2=n2,N,
... ... ...
s, n
1 ª1=n2,N,
Totales 2:n=N1 o
1
104 1 Ingeniería de puentes
Sobre la base de la totalidad de los datos obtenidos por monitoreo (Na), se
determina la participación de diferentes rangos de esfuerzos (Si), que se pueden
tomar teniendo en cuenta el menor y el mayor valor de los esfuerzos monito-
reados y usando para su organización un número finito de clases. La relación
que se establece entre la cantidad de solicitaciones en cada nivel de esfuerzos (Si)
para las condiciones actuales del tráfico y la totalidad del número de cargas que
generan esfuerzos (Na) tomada de los archivos de monitoreo, se denomina a..l
Este procedimiento se detalla en la tabla 2-14.
Tabla 2-14
Metodología de closihcoción de esfuerzos poro
a.
los rangos de estudio y determinación de los
factores de ponderación de esfuerzos (a).
Fuente: tomado de lo referencia [51]. '
Una vez establecida la distribución de esfuerzos para cada elemento moni-
toreado, y teniendo en cuenta las cargas plenas del tráfico real del puente, se
procede a estimar el tiempo aproximado para que dicho elemento estructural
comience a presentar estados de fatiga. Se define el daño acumulado en el ele-
mento estructural bajo estudio, con base en la ley de Miner, como la sumatoria
de las relaciones entre la cantidad de esfuerzos presentes para los diferentes nú-
meros de ciclos para cada rango de esfuerzos estudiado (n), y el número teórico
de ciclos necesarios para llevar dicho elemento estructural con parámetros (c y m
constantes) al nivel de esfuerzos estudiado (S.), de la siguiente manera:
l
""m n.
Daño = ¿,,,; = 1 '
Teniendo en cuenta lo expuesto en la tabla 2-14 y reemplazando los N., como1
se expresa literalmente en la ley de Miner, el daño se formularía como:
D = a, *N, +a,*N, +...+a,*N,
( J ( .J (,J
Haciendo una simplificación de términos, lo anterior sepuede expresar como:
D =Nea[ ª1S1
"' +a,S2
"' +...+aS,,"']
Dado que se asume que el elemento estructural presentará mecanismos de
fatiga cuando el daño sea cercano o igual a 100 %, entonces N. será cada vez más
cercano a NT" Entonces, considerando D = 1, se puede expresar como:

14. J
2. Inspección especial 1 105
N - e
r -[o:,S,m +o:,S;" + ...+o:,S,m
De esta manera se determina la cantidad necesaria de ciclos para llevar cada
elemento estructural a mecanismos de fatiga. Una vez obtenido el número de
ciclos aproximado para generar daño por fatiga en el elemento estructural, se
determina eI tiempo en años para que dicho elemento estructural no presente
evidencias de fatiga estructural. Sin embargo, este tiempo tiene que ser restado
de la cantidad de años que tiene el puente desde que fue puesto en servicio, para
así poder obtener matemáticamente la vida remanente del elemento estructural
analizado.
El tiempo que le toma a dicho elemento para presentar mecanismos de fatiga,
se obtiene de la siguiente expresión:
Log r*N r + Ib(365 • ADT )
t = __, '------'--'-
Log(l+ r)
donde,
Nt = Número de ciclos necesarios para llevar cada elemento estructural a
mecanismos de fatiga
ADT = Tránsito promedio diario anual
r =Tasa de crecimiento anual
b = Parámetro de distribución del tráfico pesado sobre el puente
Para el proyecto de (52) se tuvo la asesoría del Ing. Ph.D.Jamshid Moham-
madi, especialista en fatiga de elementos de acero y director del departamento de
Ingeniería Civil, Arquitectónica y Ambiental del Instituto Tecnológico de Illinois.
El análisis de fatiga de los elementos principales de este puente se llevó acabo y
sus resultados se pueden consultar en (52). En las figuras de la 2-39 a la 2-41
se presentan algunos de los tipos de falla que tuvieron las probetas ensayadas.
=r:-.lllmedlennFllllgueTeet
Figura 2-38
Probeta estudiado concordante con el detallado
descrito en el estudio de fatigo poro elementos
de acero.Ang y Munse (1975)-ASCE y AASHTO .
Fuente: Fuente :tomado de lo referencia [51].
Figura 2-39
Follo típica de probetas de acero cuando se
estudian enlomáquinatipoR.R.Moore.Fuente:
tomado de loreferencia [51].
Figura 2-40
Follo típico lateral de lo probeta tomada del
acero del puente Cojamorca. Fuente : tomado
de la referencia [51].

15. Specimen Number Stress (ksi) Stress (MPo) Number of Cycles (xlOOO)
1 Discorded
2 25 172.4 2,000•
3 30 206.8 3,228"
4 40 275.8 1,700*
5 40 275.8 2,200•
6 40 275.8 986
7 42.5 293.0 269
8 42.5 293.0 183
9 42.5 293.0 367
10 45 310.3 160
11 45 310.3 253
12 45 310.3 139
13 47.5 327.5 85
14 47.5 327.5 82
15 50 344.7 47
16 50 344.7 50
17 50 344.7 39
106 1 Ingeniería de puentes
Figura 2-41
Fotografío transversal de lo geometría de
avance de lo fracturo en lomotriz bojoestudio
del acerodel puente Cojomorca.Comosepuede
ver, lo fracturo no se presento en lo totalidad
de lo sección transversal. Fuente: tomado de
loreferencia [51).
Tabla 2-15
Resumen del número de ciclos o lo follo del
acero del puente Cojomorco, poro codo uno de
los 17 muestras estudiados. Fuente: tomado de
lo referencia [52).
Zona no agrietado
En la tabla 2-15 se presentan los datos obtenidos para este ensayo de fatiga y
en la figura 2-42, la correspondiente curva.
•These specimens didnot foil
Figura 2-42
Curvo S-N de acero del puente Cojomorco.
Fuente: tomado de lo referencia [51). 60
S·N CURVE FOR THE CAJAMARCA BRIDGE STEEL(using ksi)
50
40
30
20
10
1
.200
1
400
1
600
1
800
1
1,000
1
1,200
...Ragrasslon Una + Suggaslad Equallon + Exparimanl
Numbar of Cyclas(In 1,000)

16. 2. Inspección especial 1 107
2.3.7. Verihcación de espesores de soldaduras hlete (INPEE- 20)
2.3.7.1. Objetivo y definición
Esta actividad consiste en la verificación de las dimensiones de las soldaduras
tipo filete presentes en elementos de acero armados de los puentes (tipo cajón,
viga I, entre otros). Este ensayo pretende constatar que las dimensiones de di-
chas soldaduras sean apropiadas con respecto a las nuevas especificaciones que
la entidad establezca o que las normas de esta área especifiquen.
2.3.7.2. Equipos y procedimiento
Para este ensayo se emplea una galga calibrada. De esta forma, se verifica si
cumple con los tamaños mínimos o si es el necesario establecido en el diseño.
Existen diferentes tipos de galgas; la más común es la que está compuesta por
una serie de láminas de metal que han sido maquinadas para producir dos (2) de
contornos diferentes. Cada una de ellas se selecciona de acuerdo a un tamaño de
soldadura en filete requerido (Instituto de soldadura West-Arco (62}).
2.3.7.3. Criterios de evaluación
Para la evaluación de este ensayo se deben utilizar los requerimientos de la
entidad y/o las recomendaciones del numeral D.1.5 de la AWS.
2.3.8. Ensayo de tintas penetrantes (INPEE-21)
2.3.8.1. Objetivo y definición
Consiste en un penetrante que permite identificar fisuras o discontinuidades
superficiales (únicamente). Hay un tipo de indicador visible que representa las
discontinuidades en colores rojos sobre un fondo blanco observadas bajo una
fuerte luz blanca, y un indicador fluorescente con indicación verdosa que se puede
observar mediante una luz ultravioleta.
2.3.8.2. Equiposyprocedimiento
Las especificaciones de este ensayo se pueden realizar con base en las normas
ASTM E165 (63} o AWS D.1.1 (64}. Según [l}en forma general, su procedi-
miento es el siguiente:
1) Se debe asegurar que la superficie que se desea examinar esté libre de
polvo, pintura o aceites, para lo cual se recomienda el rociado de líquido
9PR5 para su limpieza.

17. 108 1 lngenierlo de puentes
Figura 2-43
Ensayo de tintos penetrantes. Puente Orito,
Regional Putumoyo. Fuente: propio.
Figura 2-44
Ensayo de tintos penetrantes. Puente Orito,
Regional Putumoyo. Fuente: propio.
Figura 2-45
Ensayo de tintos penetrantes. Puente Orito,
Regional Putumoyo. Fuente: propio.
Figura 2-46
Ensayo de tintos penetrantes. Fuente: Fuente:
propio.
2) Enseguida, se procede con la aplicación del aerosol 996P(A) a la superficie;
este líquido se debe dejar trabajar de 10 a 30 minutos.
3) Se retira luego con papel o tela absorbente y se procede nuevamente a lim-
piar la superficie con la aplicación de 9PR5 hasta que el aerosol 996P(A)
sea retirado totalmente.
4) Seaplica rociador 9Dl ala superficie, nosin antes ser agitado fuertemente;
entonces, pasados aproximadamente 10minutos, se observan en la super-
ficie líneas rojas indicando las grietas, entre más gruesas sean estas líneas
más profundas serán las grietas; en algunos casos, la aparición de puntos
rojos indicará porosidad.
5) Para finalizar, se debe secar la superficie con papel limpio y enseguida
realizar la aplicación de pintura de aerosol anticorrosiva en toda el área.
En las figuras de la 2-43 a la 2-46 se observan fotografías del ensayo de tintas
penetrantes realizadas en los puentes de Orito, Cruce Yarumo y Simón Bolívar.
2.3.8.3. Criterios de evaluación
Para los criterios de evaluación se deben tener en cuenta las recomendaciones
de (63) o (64). Es un ensayo sencillo, con algunas limitaciones, cuyas ventajas y
desventajas se presentan en la tabla 2-16.

18. VENTAJAS DESVENTAJAS
1) No esto li mitado al ensayo de objetos me -
tálico s.
1)No detecto discontinuidades profundos.
2) Se puede aplicar a cualquier materia l no
poroso .
2) Es un ensayo queimplica bastantetiempo
poro su reolirnción.
3)Es aplicable o soldaduras entre materiales
disimiles. 3) Lo confiabilidad se puede ver afectado por
factores como lo no adecuado limpieza de lo
superficie.
4) Método portátil,aplicableen cualquier lugar.
5) Relat i vamente económico comparado con
otros.
2. Inspección especial 1 109
ENSAYO DE TINTAS PENETRANTES
Tabla 2-16
Ventajas y desventajas del ensayo detintos pe-
netrantes. Fuente: tomado de lo referencia (1].
2.3.9. Partículas magnéticas (INPEE- 22)
2.3.9.1 Objetivo y definición
Se utiliza en materiales ferromagnéticos con el fin de detectar grietas o
discontinuidades superficiales ligeramente sub-superficiales, por medio de un
campo magnético en el que las líneas de fuerza viajan a través de un polo a otro
(positivo a negativo), formando espirales continuas y paralelas, tal y como se
muestra en la figura 2-47.
En la figura 2-47 se presenta una discontinuidad o grieta en la parte inferior,
generada por un pequeño imán en la vecindad y un flujo de campo magnético
creado en la discontinuidad. Si la pieza de acero ha sido espolvoreada con partícu-
las magnéticas pequeñas, estas serán atraídas y mantenidas en la discontinuidad,
lo cual permite identificar donde hay grietas o discontinuidades.
Figura 2-47
Campo magnético alrededor de uno borro
magnético.Fuente: tomado delo referencia [1].

19. VENTAJAS DESVENTAJAS
1) Método relativamente baroto y
rápido.
1) Sólotrabajo con moterioles fer-
romagnéticos.
2) Algunos portes pueden requerir
desmognetizoción despuésde lo
pruebo.
2) Detección en lo superficie y cerco
de ello.
3) En espesores derecubrimientos
grandes, puede haber enmascarami-
entodeloindicación.
4) Portabilidad limitado por el uso de
corriente eléctrico.
5)Dificultad enloevaluación de
superficies rugosos.
11O 1 Ingeniería de puentes
2.3.9.2. Equipos y procedimiento
Las especificaciones de este ensayo se pueden realizar basándose en las nor-
mas normas E709 (66) o AWS D.1.1 (64). Según (1), existen diversos equipos
para generar los campos magnéticos: electroimán, método ''yoke", magnetismo
circular ("head shot"), método de las puntas, etc. Esta prueba es especialmente
conveniente para soldadura de filete, donde ni la radiografía ni la prueba ultra-
sónica pueden ser usadas. El procedimiento es el siguiente:
l) Se debe realizar una adecuada limpieza así como el secamiento de la mis-
ma.
2) Aplicar color de contraste en el área de prueba: se puede utilizar Castrol
710.
3) Acomodar el magneto en el lugar de inspección a través de sus patas ajus-
tables; encenderlo.
4) Antes de la aplicación del aerosol, se debe agitar muy bien la lata con las
partículas magnéticas. Se puede utilizar el Supranior 4 Black.
5) Las irregularidades en la superficie estarán determinadas por líneas negras,
las cuales interrumpen las líneas del campo magnético. Estas deben ser
registradas.
6) Se debe repetir el procedimiento, pero no sin antes generar una rotación
de 90°.
7) Pequeñas áreas de prueba pueden desmagnetizarse apagando el magneto
y jalando despacio el área entre los polos. Cuando seprueban áreas grandes
es más fácil quitar el magneto mientras esté conectado.
2.3.9.3. Criterios de evaluación
Tabla 2-17
Ventajas y desventajas del ensayo de partícu-
las magnéticos. Fuente: tomado de lo refe-
rencia [J].
Para los criterios de evaluación, se deben tener en cuenta las recomendaciones
de las normas E709 (66) o AWS D.1.1 (64). En la tabla 2-17 se muestran las
ventajas y desventajas de la prueba de partículas magnéticas.
ENSAYO DE PARTÍCULAS MAGN TICAS

20. 2 . Inspección especial 1 111
2.3.10. Ensayo con radiografía (INPfE- 23)
2.3.10.1.0bjetivo y definición
La prueba se basa en el principio de transmisión de radiación preferencial
para determinar discontinuidades superficiales o profundas, permitiendo identi-
ficar fisuras internas que suelen ser de gran afectación. La cantidad de radiación
transmitida depende principalmente del área de espesor; si el área es de espesor
reducido, por consiguiente tendría menor densidad y, por lo tanto, la cantidad de
radiación transmitida es mayor; esta radiación pasa a través del objeto formando
una imagen oscura sobre una película (véase figura 2-48). En consecuencia, las
áreas de espesor mayor tienen mayor densidad; debido a esto la radiación no pasa
completamente a través del objeto porque en sumayoría es absorbida, mostrando _
entonces áreas claras sobre la película.
Cuña
de acero
Pelfcula
Figura 2-48
(o) Efecto del espesor de lo porte en lo transmi-
sión de radiación. (b) Efecto de lo densidad del
material en lo transmisión de radiación . Fuente:
adoptado de la referencia [1].
El más ligero El más pesado
Esta prueba permite identificar varias discontinuidades, tales como poro-
sidad (produce áreas oscuras sobre la película, porque representa una pérdida
significante de material); inclusiones metálicas (produce áreas claras debido a su
densidad) e inclusiones no metálicas (produce áreas oscuras). Para la realización

21. 112 1 Ingeniería de puentes
de este ensayo es necesaria la utilización de equipos de radiación, como una
máquina que produzca rayos X, energía eléctrica, o algún isótopo radioactivo
que produzca rayos gamma. Luego de la realización del ensayo, es necesario un
equipo para procesar y reproducir la película y, de esta manera, interpretar los
resultados de la prueba.
2.3.10.2. Equipos, procedimiento y criterios de evaluación
Su procedimiento, equipos y criterios de evaluación se encuentran especifica-
dos en las normas ASTM E1030 (67} o AWS D.1.1 (64}. Según [1}, este método
permite se pueden detectar discontinuidades internas en todos los materiales
comúnmente utilizados por la Ingeniería nacional; además, esta prueba permi-
te dejar un registro permanente. Sin embargo, presenta algunos inconvenientes
como el peligro para las personas por excesiva radiación, los costos de equipos
y de capacitación de personal; además, se debe tener acceso a los dos lados del
objeto que se va a ensayar (fuente y película). En las figuras 2-49 y 2-50 se pre-
sentan ejemplos de la utilización de este ensayo en los puentes Mariano Opina
y Puerto Berrío.
Figura 2-49
Tomo de muestras poro inspección de solda-
duras mediante equipo de radiografío. Puente
Mario no Ospino (carretero Cúcuto-Zulio). Fuen-
te: reproducción autorizado poro su publicación
por porte del lnvíos y lomudo de Consultorio
Colombiano S.A.[68).
Figura 2-50
Preparación poro tomo de rodiogroffo en sol-
dadura de lámina en el puente Puerto Berrio
sobre el río Mogdoleno (Puerto Aroujo-Puerto
Berrio). Fuente: reproducción autorizado poro
su publicación por porte del lnvlos y tomado de
Consultorio Colombiana S.A. [68)
2.3.11. Ensayo de ultrasonido {INPEE- 24)
2.3.11.1. Objetivo ydefinición
De acuerdo con [1}, esta prueba se basa en la utilización de ondas de sonido
de frecuencia, la cual mide propiedades tanto físicas como geométricas del ma-
terial que se está inspeccionando. Los traductores de ultrasonido pueden ser de
rayos longitudinales que son los que permiten conocer el espesor del material
y la profundidad de la discontinuidad, o también pueden ser de ángulo para la
evaluación de la soldadura. La realización de la prueba consiste en la obtención
de energía mecánica (en forma de onda de sonido), a partir de la conversión de
energía eléctrica (en forma de voltaje aplicado); esto se logra mediante el fenóme-
no de efecto piezoeléctrico producido cuando el traductor ejecuta la conversión.

22. 2. Inspección especial 1 113
2.3.11.2. Equipos, procedimiento y criterios de evaluación
Su procedimiento, equipos y criterios de evaluación se encuentran especifi-
cados en las normas ASTM E164 [70) o AWS D.1.1 [64}. El traductor se coloca
en la caja negra, que es un sofisticado aparato electrónico que se convierte en
un aparato de med ida generando pu lsos electrónicos de alta precisión, de corta
duración y alta frecuencia. Esta onda sonora viaja a través el material a determi-
nada velocidad; es necesario que el reflector esté adecuadamente orientado para
permitir que el sonido regrese al traductor. El cristal piezoeléctrico se encarga
de convertir la energía en pulso electrónico para, de esta manera, ser amplifica-
do y graficado en un tubo de rayos catódicos y así pueda ser interpretada por el
operario. En las figuras 2-51 y 2-52 se muestra la realización de pruebas de ul-
trasonido sobre las soldaduras del puente El Colegio, ubicado en el kilómetro 85
de la vía Neiva-La Plata, sobre el río Magdalena en el departamento del Huila.
2.3.12. Pruebas de sanidad (INPEE- 25)
Estas pruebas son utilizadas rutinariamente en la calificación de la soldadura
y de los procedimientos realizados por los soldadores. Consiste principalmente
en la extracción de probetas a las cuales se les puede realizar uno de los tres tipos
de pruebas de sanidad que se mencionan a continuación:
- Prueba de doblez: es la más usada y la que permite juzgar, de una manera
acertada, la habilidad del soldador. Existen diferentes tipos de pruebas de
doblez, la prueba estándar deforma la probeta en forma de U luego de la
aplicación de un punzón conocido como mandril o émbolo.
- Rotura Nick: en esta prueba se j uzga la sanidad de la soldadura cuando
el espécimen ensayado es fracturado, analizando las discontinuidades
presentes en la superficie de la soldadura.
- Fractura en filete: usada principalmente en la calificación de los soldadores;
se suelda una probeta formando un ángulo de 90º entre las dos partes y
luego se ensaya ubicando la probeta en forma de V invertida, aplicando la
carga en donde fue soldada.
Estos métodos de prueba deben ser conocidos por los inspectores de soldadu-
ra, quienes, a su vez, deben familiarizarse con este tipo de ensayos para conocer
los mecanismos de ejecución e interpretación. Los procedimientos, equipos y
Figura 2-51
Reolizoción de lo pruebo de ultrasonido. Regio-
nal Huila. Fuente: reproducción outorizodo poro
su publicación por porte del lnvíos y lomodo de
ERT Ingeniería ltda. [84].
Figura 2-52
Equipo Quantum QBT+2 y falla en la soldadura
para prueba de ultrasonido. Fuente: repro-
ducción autorizada para su publicación por
porte del lnvías y lomudo de ERT Ingeniería
ltda. [84].

23. 114 1 Ingeniería de puentes
criterios de evaluación de estas pruebas se encuentran especificados en la norma
AWS D.1.1 (64].
2.3.13. Verificación de remaches (INPEE- 26)
Mediante el ensayo de golpe con martillo se prueba si los remaches están flojos
o no, con lo cual se revisa su estado, de tal forma que se estén seguros sobre su
apretadura. En los puentes metálicos estos remaches pueden ser sometidos a un
proceso de evaluación y mantenimiento en el cual los nuevos serán calentados
en fragua y utilizando como combustible carbón cake, hasta una temperatura
que permita un color rojo-blanco parejo en los remaches . El tiempo que medie
entre el retiro desde la fragua y el traslado y la colocación del remache, debe ser
mínimo para evitar que se enfríe, lo que provocaría problemas posteriores. En
todo caso, serechazarán todos los remaches que presenten deficiencias como falta
ele cierre en las cabezas de fábrica o de taller, jibarización de la cabeza por falta
de material (remaches cortos) grietas producidas por enfriamientos bruscos y
falca de alienación en hiladas de remaches. Una vez frío el remache se procederá
a revisarlo para verificar que haya quedado bien instalado; para tal efecto se dis-
pondrá de un martillo manual, y mediante golpes en las cabezas se determinará,
por el sonido y las vibraciones, que el remache esté bien asentado. Se deberán
retirar los remaches sueltos y escariar todos los orificios a una sobremedida, para
instalar posteriormente nuevos pernos de acuerdo con las nuevas medidas de los
diámetros de los orificios.
La tensión de ajuste de estos remaches está dada por el acortamiento que se
produce en ellos al enfriarse y porque llenan los vacíos que se producen en las
diferencias que existen entre las perforaciones.
2.3.14. Verificación de torque en pernos o tornillos (INPEE- 21)
Consiste en verificar el torque en pernos o tornillos que hacen parte de las
conexiones de puent es de acero, de ta l forma que se esté seguro sobre su apreta-
dura. Para esta labor se debe saber la calidad de los pernos por las marcas, que
deben estar grabadas en la cabeza y en las tuercas de cada uno de ellos, según el
CCDSP numeral B.4.3.1.8.3. En cuanto al ajuste del perno, este debe ser revisado
para que tenga la tensión indicada por el CCDSP según el artículo B.4.17.5.4 y
Tabla B.4-3. El Código no indica el torque y este se debe calcular por ensayos
de laboratorio.
2.4. Ensayos de suelos
2.4.1. Apique para evaluar cimentación (/NPEE- 29)
Puede suceder que no se disponga de planos de diseño o de construcción so-
bre el tipo de cimentación de puentes antiguos. En algunos casos para estos es

24. 2. Inspección especial 1 115
necesario realizar apiques, como el que se observa en la figura 2-53, con lo cual
se permita realizar e identificar los siguientes aspectos:
• Si es superficial y qué dimensiones tiene la zapata (ancho, largo, alto, etc.).
• Estado del concreto y si tiene buena calidad en su construcción.
• Si hay aceros expuestos, corroídos o si su recubrimiento es suficiente.
• Si es profunda, qué tipos de pilotes son (por lo menos sudimensión, entre
otras); igualmente, el estado del concreto.
• Realizar diferentes ensayos del concreto, muchos de ellos anteriormente
mencionados, tales como: carbonatación, cloruros, sulfatos, resistencia,
entre otros. Estos dependen del objetivo del apique y el alcance del estudio.
2.4.2. Ensayos para estudio de suelos (INPEE- 30)
Es una labor que depende del problema de las cimentaciones, o interacción
suelo-estructura, detectado en el puente. El número y tipos de ensayos que se de-
ben realizar dependen de las recomendaciones del ingeniero especialista en suelos,
geotecnia y cimentaciones. Esta labor consiste en la realización e interpretación
de ensayos de suelos, que pueden tener los siguientes propósitos:
• Estudio y revisión de la capacidad portante de las cimentaciones de los
puentes, para efectos de cargas estáticas y dinámicas.
• Evaluación del fenómeno de los diferentes tipos desocavación delas cimen-
taciones de los puentes (local, global, etc.), para lo cual puede consultarse
el capítulo 3 del presente tomo.
Sobrelas especificaciones de estos ensayos sesugiere consultar las del CCDSP,
las de carreteras del Invías, las Normas Técnicas Colombianas (NTC), entre otras.
Figura 2-53
Apiques, locolizoción de ormoduros y medición
de recubrimiento. Fuente: propio.

25. 116 1 Ingeniería de puentes
Figura 2-54
Equipos empleados poro el estudio geofísico.
Fuente: tomado de referencia [51].
2.4.3. Ensayo de refracción sísmica (/NPEE- 31)
2.4.3.1. Objetivo y definición
Para el estudio de respuesta sísmica local de un puente, se puede realizar una
exploración geofísica con refracción sísmica del suelo, con la cual es posible de-
terminar las siguientes propiedades dinámicas:
1) Profundidades a roca.
2) Probable dureza de la roca.
3) Forma del contacto entre capas.
4) Continuidad o discontinuidad del modelo interpretativo.
5) Velocidades compresionales.
6) Velocidades de corte.
7) Módulos del subsuelo a pequeñas deformaciones.
8) Módulos elásticos del subsuelo conocidos como módulo de Young (E),
módulo de corte máximo (Go), módulo de deformación volumétrica (K)
y relación de Poisson.
9) Correlaciones entre las velocidades halladas y la geología local.
2.4.3.2. Equiposyprocedimiento
Generalmente, la adquisición de los datos sísmicos se hace utilizando un sis-
mógrafo computarizado con 12canales, condisco duro, geóponos, cables y demás
elementos. El equipo debe contar con software de recepción de datos, control de
calidad e interpretación (Seismic Quality Control [SIPQC]); en consecuencia, toda
la información queda debidamente almacenada en archivos digitales (figura 2-54).
Las líneas de refracción sísmica (spread o tendido) tienen una relación directa
con la profundidad de investigación. Como primera aproximación, se acostum-
bra determinar la longitud de la línea como de 2 a 3 veces la profundidad de
investigación. De esta manera, para profundidades de investigación del orden
de 20 metros esperados con la geofísica, la longitud mínima de la línea debería
ser del orden de 50 a 60 metros. Para la generación de ondas se puede utilizar el
tradicional sistemadepercusión con "sledge hammer".

26. 2. Inspección especial 1 117
2.4.3.3. Criterios de evaluación
Una de las opciones para la interpretación es mediante el paquete Seislma-
ger que se compone de varios programas de computador para aplicaciones es-
pecíficas dentro del proceso de interpretación (Geophysics, actualización abril
de 2007). Este paquete de programas está homologado y es suministrado por
la casa fabricante del sismógrafo. Los métodos interpretativos empleados para
refracción sísmicafueronlos conocidos como tiempos de retraso o "Delay times"
y tomografía sísmica.
2.4.4. Ensayos de Downho/e y Crossho/e (/NPEE- 32)
2.4.4.1. Objetivo y definición
El Downhole es un ensayo no destructivo que tiene como objetivo determinar
la velocidad de propagación en un suelo determinado para ondas sísmicas de
compresión (P) y de cortante (S), las cuales son inducidas cerca a la superficie y
se transportan a una fila de sensores sísmicos separados a cierta distancia. Este
ensayo in situ se realiza con ayuda de perforaciones a través del suelo o roca, o
en un sondeo de cono de penetración estándar. El ensayo Crosshole tiene la mis-
ma dinámica que el Downhole con la diferencia de que las ondas se trasportan
horizontalmente, gracias a la ubicación de los equipos de emisión y receptores
(geófonos) (véase figura 2-55).
(o}
(o}
Fuente Osciloscop i o
Perforación
Receptor (!)
3 m etros
(10 f t)
Figura 2-55
(o} Esquema de ensayo Downhole. Fuente:
odpotodo de lo referencia (73]. (b} Esquema
de ensayo Crosshole. Fuente: tomado de de lo
referencia (74].
Tubo de
encamisad
Grouting ·
1