Como evaluar la capacidad de puentes de hormigón existentes?
El documento aborda la evaluación de puentes de hormigón existentes, discutiendo métodos de inspección, mantenimiento y rehabilitación para asegurar la seguridad y sostenibilidad de estas estructuras. Propone el uso de tecnologías avanzadas y enfoques integrales para mejorar la gestión de puentes, incluyendo análisis probabilísticos y uso de inteligencia artificial. Finalmente, se enfatiza la importancia de extender la vida útil de los puentes mediante prácticas óptimas y planificación nacional.
Se analiza la importancia de evaluar los puentes de hormigón existentes por razones de seguridad, economía y entorno social.
Se presentan los mejores métodos de inspección no destructiva, incluyendo el georadar y termografía infrarroja.
Se discute el mantenimiento regular y preventivo, incluyendo la limpieza y sellado de fisuras en tableros y juntas.
Métodos de rehabilitación, como el uso de hojas de fibra de carbono y cubiertas de hormigón de alto rendimiento.Se exploran los mejores métodos de cálculo y análisis probabilístico para evaluar capacidades y durabilidad de los puentes.
Se aborda la optimización del manejo de puentes, incluyendo la utilización de datos y planificación para alargar su vida útil.
Información de contacto del profesor Eva Lantsoght.
Puente
• Seguridad estructural
depuente
• Seguridad para los
pasajeros
Red
vial
• Confiabilidad de red vial
• Transporte de personas
y productos
Comunida
des
• Acceso a comunidades
aislados
• Impacto social de
retrasos
Seguridad
5.
Economía
• Costo dereparación
• 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
Mantenimiento y Rehabilitaciónde Tableros
Acciones a realizar e intervalos
recomendados:
Lavar el tablero: cada 1-2 años
Mantenimiento preventivo
Lavar el tablero de un puente (TranBC, 2015).
20.
Mantenimiento y Rehabilitaciónde Tableros
Limpiar imbornales: cada 2 años
Barrer el tablero: cada 2 semanas
Limpiar el tablero en rejilla: cada 1-2
años
Sellar fisuras en el pavimento: cada 4
años
Mantenimiento preventivo
Sellar fisuras en el pavimento (Alpha paving industries LLC, 2016).
21.
Mantenimiento y Rehabilitaciónde Tableros
Actividades requeridas después
de una inspección:
Sellar el tablero de hormigón:
cada 4-6 años
Mantenimiento preventivo
Sellar el tablero de hormigón (Spec-net, 2016).
22.
Mantenimiento y Rehabilitaciónde Juntas y
Soportes
Actividades programadas dentro de un plan
Lubricación de soportes: cada 4 años
Limpiar y sellar las juntas de expansión: cada 4 meses
Limpiar ensamblajes de soportes de expansión: cada año
Mantenimiento preventivo
Limpiar juntas de
expansión en un
canal de agua
(Dynajet, 2009)
23.
Mantenimiento y Rehabilitaciónde Juntas y
Soportes
Reemplazo de soportes: sacar los soportes viejos e instalar nuevos
soportes.
Mantenimiento correctivo y rehabilitación
Reemplazo de soportes (Freyssinet, 2011). Reemplazo de soportes con gatos
(Freyssinet, 2011).
24.
Mantenimiento y Rehabilitaciónde Juntas y
Soportes
Reemplazo de juntas: Sacar la junta de caucho y el hormigón
alrededor, y reemplazar ambos elementos.
Mantenimiento correctivo y rehabilitación
Reemplazo de juntas en un puente existente (City
Water, 2012).
25.
Mejores métodos derehabilitación
Hojas de fibra de carbón
Pretensado externo
Encamisado de columnas
Cubiertos
ECC
UHPC
SHCC
26.
Hojas de fibrade carbón
Reforzado externo
Incrementar capacidad a flexión
Problema: delaminación de hojas
27.
Pretensado externo
Incrementar fuerzade pretensado
Ejemplo: después de pérdida de pretensado por efectos
dependientes del tiempo
Fluencia
Contracción
Relajación
28.
Encamisado de columnas
Encamisadode acero
Encamisado pretensado
Hormigón en compresión tri-axial
Capacidad aumentada
Ductilidad aumentada
En regiones con sismos
29.
Cubiertas
UHPC = hormigónde rendimiento ultra alto
Alta capacidad
Alta ductilidad
ECC = compuestos de cemento
Alta capacidad
SHCC = strain hardening cementious composites
Nuevo material para reparaciones
Mejores métodos decalculación
Nuevos modelos
Cortante
Fatiga
Inteligencia artificial
Análisis probabilístico
Mejores factores de carga en vivo
Análisis avanzado
Análisis con elementos finitos no lineales
32.
Modelos para cortante– Critical shear
displacement theory
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 cortanteen losas – Strip model
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 fatiga– hormigón en compresión
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.
Shear capacity ofSFRC
ANN-based
function
b d av/d fc,cyl ρ fy F ftenf
Vutot
da
430 datapoints
Abambres, M. and E.O.L. Lantsoght, ANN-based Shear Capacity of Steel Fiber-Reinforced Concrete Beams
Without Stirrups. fibers 7(10), 88, 2019
45.
Análisis probabilístico
Análisis probabilísticocompleto
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
46.
Análisis probabilístico
Factores decargas vivas
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
Steenbergen, R. D. J. M. et al., 2011
47.
Elementos finitos non-lineal
Modelosavanzados
Modelos avanzados de materiales
Capacidad en tensión de hormigón
Mecánica de la fractura
Potencia computacional necesaria
LoA IV
Mejor estimación para
infraestructura crítica
48.
Pruebas de carga
Pruebasde carga para analizar
capacidad de puente existente
Fisuras y deformaciones ~ carga
aplicada
Formación de fisuras: emisiones
acústicas
Demostrar que puente resiste carga viva
Sistemas de administraciónde puentes
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
52.
Optimizar acciones
Yang, D.Y.and D.M. Frangopol, Probabilistic optimization framework for inspection/repair
planning of fatigue-critical details using dynamic Bayesian networks. Computers & Structures,
2018. 198: p. 40-50.
Cargas en Ecuador
WIM
cargas
frecuencias
actualizar modelo de carga viva
puentes/estructuras existentes
codigo
factores de carga
55.
Fin de vidade puentes
Reparación y rehabilitación antes de reemplazo
Reemplazo: recuperar materiales
Agregados reciclados
Utilizar en pavimentos y cimentaciones
56.
Resumen y Conclusiones
Paraampliar la vida útil de puentes
existentes:
Mejores métodos de inspección
Mejores métodos de mantenimiento
Mejores métodos de evaluación
(Investigación!)
Desarollar plan de manejo de puentes
nacional