intervenciones en estructuras de · pdf filemétodo lrfd , load and resistance factor...

DEPARTAMENTO DE INGENIERDEPARTAMENTO DE INGENIERÍÍA CIVILA CIVILÁÁREA ESTRUCTURASREA ESTRUCTURAS

Miembros ASOCIACION DE INGENIEROS Miembros ASOCIACION DE INGENIEROS ESTRUCTURALESESTRUCTURALES

INTERVENCIONES EN ESTRUCTURAS DE INTERVENCIONES EN ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIONES CIVILES EN SERVICIO CONSTRUCCIONES CIVILES EN SERVICIO

UTILIZANDO TUTILIZANDO TÉÉCNICAS DINCNICAS DINÁÁMICASMICASNO DESTRUCTIVASNO DESTRUCTIVAS

Ing. Civil Norma Ing. Civil Norma ErcoliErcoliMgMg. Ing. Mar. Ing. Maríía H. Peraltaa H. Peralta

•• Diversos casos de colapsos ocurridos recientemente a Diversos casos de colapsos ocurridos recientemente a nivel mundial en estructuras, influyen en la toma de nivel mundial en estructuras, influyen en la toma de conciencia de la conciencia de la importancia importancia de la necesidadde la necesidad de tareas de de tareas de mantenimiento y tareas de monitoreo, mantenimiento y tareas de monitoreo, evaluacievaluacióón y n y diagndiagnóósticostico de la integridad estructural.de la integridad estructural.••En el caso particular de puentes, las condiciones del En el caso particular de puentes, las condiciones del trtráánsito han variado sustancialmente, debidas a nsito han variado sustancialmente, debidas a incremento de las cargas y de las velocidades de incremento de las cargas y de las velocidades de circulacicirculacióón. En otros casos la n. En otros casos la respuesta estructural se respuesta estructural se modifica como consecuencia de cambios en las condiciones modifica como consecuencia de cambios en las condiciones de uso.de uso.Estos problemas no sEstos problemas no sóólo se relacionan con la lo se relacionan con la seguridad seguridad estructural sino tambiestructural sino tambiéén con el confort humano.n con el confort humano.

SIGNIFICACIÓN DEL TEMA

La sLa sííntesis final debe conducir a desentrantesis final debe conducir a desentraññar el principio y ar el principio y la causa de una patologla causa de una patologíía para lo cual tendra para lo cual tendráá que rearmar que rearmar la gla géénesis de las cosas y reproducir los mecanismos que la nesis de las cosas y reproducir los mecanismos que la condujeron a ese estado : conocimiento general y nivel de condujeron a ese estado : conocimiento general y nivel de comprensicomprensióón globaln global””..

Prof. RaProf. Raúúl Husnil Husni

““Los sLos sííntomas y los signos con que se expresa un ntomas y los signos con que se expresa un fenfenóómeno patolmeno patolóógico solamente son la forma bajo la que gico solamente son la forma bajo la que se presenta la deficiencia.se presenta la deficiencia.La instrumentaciLa instrumentacióón, los cn, los cáálculos, los ensayos, son lculos, los ensayos, son auxiliares para poder interpretar los fenauxiliares para poder interpretar los fenóómenosmenos..

SIGNIFICACIÓN DEL TEMA

ETAPAS del PROYECTO ETAPAS del PROYECTO ESTRUCTURALESTRUCTURAL

T i e m p o

Decisión de construir Vida útilProyecto DemoliciónConstrucción

Deterioro

Rehabilitación

DISEDISEÑÑO ESTRUCTURALO ESTRUCTURAL

FORMA FORMA RESISTENCIA RESISTENCIA

DURABILIDAD DURABILIDAD FUNCIONALIDAD FUNCIONALIDAD

SEGURIDAD ESTRUCTURAL SEGURIDAD ESTRUCTURAL

SEGURIDAD ESTRUCTURAL

DURANTE SU VIDA UTIL HAY UNA ACEPTABLE BAJA PROBABILIDAD DE QUE SE EXCEDA UN

ESTADO LIMITE

ESTRUCTURA“SEGURA”

LOS REGLAMENTOSPROVEEN

UN MODELO DE SEGURIDAD

QUE CONTEMPLAADEMÁS

PERO NO CONSIDERA

• ERRORES HUMANOS GROSEROS• JUICIO EQUIVOCADO• INEXPERIENCIA• NEGLIGENCIA• DOLO, ETC.

DIFERENCIA: MODELO-REALIDAD• APROXIMACIONES DE CALCULO• ALTERACIONES DE OBRA

EN ETAPA DEPROYECTO

NO CONOCEMOSCON CERTEZA

PROPIEDADESDE LOS

MATERIALES

LAS CARGASQUE ACTUARAN

EN SU VIDA UTIL

Para REGULAR LAS INCERTIDUMBRES

MODELO DE SEGURIDADbasado en el

TRATAMIENTO RACIONAL DE LAS INCERTIDUMBRES

A TRAVES DE LA TEORIA DE

PROBABILIDADES

CONTROL DE DEFORMACIONES

CONFIABILIDAD CONFIABILIDAD ESTRUCTURALESTRUCTURAL

SEGURIDAD ESTRUCTURALDISTRIBUCION DE LA DIFERENCA:

RESISTENCIA – CARGA = S - U

b sM

FALLAM < 0

M (media del Margen de S.)

VALORES DE M

M = 0

sMsM sMsM

PfPf ( Probabilidad de falla) = P (Resistencia de Dise( Probabilidad de falla) = P (Resistencia de Diseñño o << Resistencia Requerida)Resistencia Requerida)PfPf es funcies funcióón de n de ββ, , ÍÍndice de Seguridad o Confiabilidad Estructural, entre 2 y 3.5ndice de Seguridad o Confiabilidad Estructural, entre 2 y 3.5..

PfPf = 1/ 100000

CONFIABILIDAD CONFIABILIDAD ESTRUCTURALESTRUCTURAL

DiseDiseñño por Factores de Carga y Resistenciao por Factores de Carga y Resistencia

MMéétodo LRFD , Load todo LRFD , Load andand ResistanceResistance Factor Factor DesignDesign

ESTADOS LESTADOS LÍÍMITESMITES ULTIMOS ( ELU)ULTIMOS ( ELU)

Resistencia de DiseResistencia de Diseñño o ≥≥ ResistenciaResistencia RequeridaRequerida

ΦΦSn Sn ≥≥ UU

ΦΦ Sn Sn ≥≥ γγdd D + D + γγll LL

VERIFICACIVERIFICACIÓÓN DE LOS ESTADOS LN DE LOS ESTADOS LÍÍMITES DE MITES DE SERVICIO ( ELS)SERVICIO ( ELS)

Deformaciones, FisuraciDeformaciones, Fisuracióón, Vibraciones, Durabilidadn, Vibraciones, Durabilidad

DISEÑO POR RESISTENCIA

MMéétodo LRFD, Load todo LRFD, Load andand ResistanceResistance Factor Factor DesignDesign

MATERIALES ESTRUCTURALESMATERIALES ESTRUCTURALES

HORMIGHORMIGÓÓNN-- ACEROACERO-- ALUMINIOALUMINIO-- MAMPOSTERMAMPOSTERÍÍAA

CONCEPTO CLAVECONCEPTO CLAVE

ESTRUCTURAS DE TIPOS SIMILARES TIENEN LA MISMA ESTRUCTURAS DE TIPOS SIMILARES TIENEN LA MISMA CONFIABILIDAD FRENTE A EXCEDERSE DE UN ESTADO CONFIABILIDAD FRENTE A EXCEDERSE DE UN ESTADO LLÍÍMITE. MITE.

CALIBRACICALIBRACIÓÓN del MODELO DE SEGURIDAD:N del MODELO DE SEGURIDAD:AJUSTE DE LOS FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIAAJUSTE DE LOS FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA

DISEDISEÑÑO POR RESISTENCIAO POR RESISTENCIA

REGLAMENTOS CIRSOCREGLAMENTOS CIRSOC-- 20052005

COMPORTAMIENTO EN COMPORTAMIENTO EN SERVICIOSERVICIO

NECESIDAD DE NECESIDAD DE MONITOREO DE MONITOREO DE

““SALUD SALUD ESTRUCTURALESTRUCTURAL””

La identificaciidentificacióón de dan de dañño estructuralo estructural a través del análisis de los cambios de las caractercaracteríísticas sticas dindináámicas,micas, relacionada con los parámetros masa, rigidez y amortiguamientomasa, rigidez y amortiguamiento, provee un camino de evaluacievaluacióón del estado globaln del estado global de la estructura, por lo cual esta metodología se constituye en una herramienta que aporta herramienta que aporta informaciinformacióón complementaria para la n complementaria para la deteccideteccióón y valoracin y valoracióónn del mismo.

EVALUACIEVALUACIÓÓN DEL N DEL COMPORTAMIENTO EN SERVICIOCOMPORTAMIENTO EN SERVICIO

En este sentido diversos desarrollos actuales, relacionan la En este sentido diversos desarrollos actuales, relacionan la determinacideterminacióón del n del ííndice de dandice de dañño de un sistema estructural o de un sistema estructural con las modificaciones de frecuencias naturales.con las modificaciones de frecuencias naturales.

Estos desarrollos comprenden anEstos desarrollos comprenden anáálisis lisis teteóóricos, ricos, experimentales y numexperimentales y numééricos computacionales.ricos computacionales.

Estas vEstas víías de anas de anáálisis son lisis son complementariascomplementarias y aportan a la y aportan a la necesaria necesaria calibracicalibracióónn de los modelos utilizados.de los modelos utilizados.

Los cLos cóódigos modernos establecen pautas para efectuar las digos modernos establecen pautas para efectuar las mencionadas tareas de control con la finalidad de mencionadas tareas de control con la finalidad de garantizar la vida en servicio de las estructuras, acorde a garantizar la vida en servicio de las estructuras, acorde a la prestacila prestacióón establecida.n establecida.

EVALUACIEVALUACIÓÓN DEL N DEL COMPORTAMIENTO EN SERVICIOCOMPORTAMIENTO EN SERVICIO

CUCUÁÁL ES EL CONTEXTO? L ES EL CONTEXTO?

ASPECTOS TEASPECTOS TEÓÓRICOSRICOSRol De las frecuencias fundamentalesRol De las frecuencias fundamentales

DISEDISEÑÑOO

MASASMASAS

RIGIDECESRIGIDECES

AMORTIGUAMIENTOAMORTIGUAMIENTO


ASPECTOS TEASPECTOS TEÓÓRICOSRICOSRol De las frecuencias fundamentalesRol De las frecuencias fundamentales

DINDINÁÁMICA ESTRUCTURALMICA ESTRUCTURAL

M A + C V+ K D= M A + C V+ K D= F(tF(t))

Modos y FrecuenciasModos y Frecuencias


ASPECTOS TEASPECTOS TEÓÓRICOSRICOSRol Del AmortiguamientoRol Del Amortiguamiento

Figura : VariaciFigura : Variacióón de la amplitud de vibracin de la amplitud de vibracióón en el dominio del tiempon en el dominio del tiempo

(1)(1)

(2)(2)

Donde:Donde:XNXN = amplitud de vibraci= amplitud de vibracióón en el tiempo n en el tiempo tNtN ((mmmm))XNXN+1 = amplitud de vibraci+1 = amplitud de vibracióón en el tiempo n en el tiempo tNtN+1 (+1 (mmmm))δδ = decremento logar= decremento logaríítmico de la amplitud de la vibracitmico de la amplitud de la vibracióónnζζ = amortiguamiento estructural= amortiguamiento estructural

2 24δζ

π δ=

+


ASPECTOS TEASPECTOS TEÓÓRICOSRICOSRol Del Amortiguamiento y de las frecuenciasRol Del Amortiguamiento y de las frecuencias

Figura: AmplificaciFigura: Amplificacióón dinn dináámica en funcimica en funcióón de la frecuencia y del amortiguamienton de la frecuencia y del amortiguamiento

Incremento dinIncremento dináámico en funcimico en funcióón de la frecuencia fundamentaln de la frecuencia fundamentalFuente: Amman W., Fuente: Amman W., ““CEB CEB BulletinBulletin DD’’InformationInformation NN°°209209--VibrationVibration ProblemsProblems In In StructuresStructures”” –– PracticalPracticalGuidelinesGuidelines –– Agosto 1991Agosto 1991

Los estudios efectuados en puentes de hormigLos estudios efectuados en puentes de hormigóón n demuestran que para frecuencias fundamentales entre 1,5 y demuestran que para frecuencias fundamentales entre 1,5 y 4,5 Hz aproximadamente, se produce un fuerte incremento 4,5 Hz aproximadamente, se produce un fuerte incremento del factor de amplificacidel factor de amplificacióón dinn dináámica.mica.

CRITERIOS DE EVALUACICRITERIOS DE EVALUACIÓÓN N

RichartRichart-- Hall Hall VibrationsVibrations OfOf SoilsSoils andandFoundationsFoundations

Vibration Limits for Industrial Vibration Limits for Industrial Buildings Buildings -- M. M. RadesRades. .


Referencia Bibliográfica: “Vibration Limits for Industrial Buildings” Por M. Rades The Shock and Vibration Digest. Volume 26 N°3 May/Jun 1994


ANTECEDENTESANTECEDENTES

EVALUACIEVALUACIÓÓN DAN DAÑÑO ESTRUCTURALO ESTRUCTURAL

VIGAS DE HORMIGVIGAS DE HORMIGÓÓN ARMADO N ARMADO

Frecuencia fundamentaldel trabajo de referenciaen condición libre (Hz)

E (MPa) Degradación de E % (*) Sección25 x 20 25 x 20 20 x 40 20 x 60

38.00 0 22.11 43.80 64.544.9 21.90

34.20 10 21.01 41.55 61.2318.42 20.13

30.40 20 19.81 39.18 57.7323.35 19.4726.38 19.19

26.60 30 18.53 36.64 5432.78 18.7340.13 18.01

19.00 50 15.66 30.97 45.6652.17 16.08

29.20 29.30 29.20

(*) Los valores intermedios de degradación de E en % son con la finalidad de que resulten comparables con los datos

Variación porcentual de la frecuencia entre los valores extremos de degradación de E

Valores de frecuencia fundamental obtenidos con ALGOR para la condición libre

(Hz)Sección

MODELOS NUMÉRICOS

Antecedentes NumAntecedentes Numééricosricos--ExperimentalesExperimentales

WeiWei--XinXin--RenRen andand Guido De Guido De RoeckRoeck AAñño 2002o 2002

EVALUACIEVALUACIÓÓN DAN DAÑÑO O ESTRUCTURALESTRUCTURAL

DESARROLLO DESARROLLO EXPERIMENTALEXPERIMENTAL

Experiencia relacionada Experiencia relacionada con el empleo de con el empleo de ensayos ensayos no destructivosno destructivos para la para la evaluacievaluacióónn de dade daññoo en en vigas de hormigvigas de hormigóón armado n armado simplemente apoyadassimplemente apoyadas, a , a las cuales se les provoclas cuales se les provocóó un un dadañño progresivo a travo progresivo a travéés de s de la aplicacila aplicacióón de escalones n de escalones crecientes de cargas crecientes de cargas estestááticasticas..

Datos de la viga:Longitud: 3.2 mVano: 3 mAltura: 0.30 mAncho: 0.15 mHormigón: H7 (CIRSOC 201/82)=

H21(CIRSOC 201/02Dimensionado de la armadura:Armadura superior: 2f8Armadura inferior: 3f12Estribado: 1 estribo f6 c/24 cmCalidad de acero: ADN 420Distribución de carga: dos cargas puntuales ubicadas a 1 m de cada apoyo

DESARROLLO EXPERIMENTALDESARROLLO EXPERIMENTAL

Rigidez EI en Estado I

Rigidez EI en Estado II.

Diagrama Rigidez Flexional - Momento

816.9600 98064215

1428.5710 56658316.84

2500.0000 18782597.09

3214,2857 11526245,17

0

20000000

40000000

60000000

80000000

100000000

120000000

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Momento (KNcm)

Rig

idez

E.I

[KN

cm

2)

ESTUDIO ANESTUDIO ANÁÁLITICO LITICO

DESARROLLO EXPERIMENTALDESARROLLO EXPERIMENTAL

Modelo 1 1º Modo (Hz) Diferencia (%)Sin daño (con perfil) 35,86 0Sin daño (sin perfil) 40,18 ...........

1º Escalón 34,03 -5,102º Escalón 33,49 -16,653º Escalón 26,04 -27,38

Rotura 21,6 -39,77

Registros de Frecuencias PropiasRegistros de Frecuencias PropiasEquipo para mediciEquipo para medicióón de parn de paráámetros dinmetros dináámicos y micos y seguimiento de fisuras, aportados por docentes seguimiento de fisuras, aportados por docentes investigadores del Departamento de Ingenierinvestigadores del Departamento de Ingenieríía de la UNS a de la UNS que consta de:que consta de:

Analizador espectral (FFT) modelo CSI 1900 con un Analizador espectral (FFT) modelo CSI 1900 con un rango (0rango (0--1000hz). El mismo cuenta con un aceler1000hz). El mismo cuenta con un aceleróómetro metro piezoelpiezoelééctrico modelo CSI 320 y un rango de 2 a 10000 ctrico modelo CSI 320 y un rango de 2 a 10000 ciclos.ciclos.

INTERVENCIONES REALIZADASINTERVENCIONES REALIZADAS

ENTREPISOSENTREPISOSPUENTES DE HORMIGPUENTES DE HORMIGÓÓN N

METODOLOGMETODOLOGÍÍA DE TRABAJOA DE TRABAJO

INFORMACIINFORMACIÓÓN PREVIAN PREVIAEscrito y/o VerbalEscrito y/o Verbal

INSPECCIINSPECCIÓÓN IN SITUN IN SITUPersonal, Equipos, Registro de datosPersonal, Equipos, Registro de datos

ESTUDIOS COMPLEMENTARIOSESTUDIOS COMPLEMENTARIOS FUTUROS MONITOREOSFUTUROS MONITOREOS

TOMA DE DECISITOMA DE DECISIÓÓNN

INFORMEINFORME PRELIMINARPRELIMINARPlan de ActuaciPlan de Actuacióónn

INFORME FINALINFORME FINAL

CASO 1CASO 1Entrepiso de edificio pEntrepiso de edificio púúblico:blico: Municipalidad de SaladilloMunicipalidad de Saladillo

•• Dimensiones en planta: 6,10 m x 23,20 mDimensiones en planta: 6,10 m x 23,20 m•• AAñño de la construccio de la construccióón: 1911n: 1911

Equipamiento Utilizado: adquisidor de datos (acelerómetro triaxial) de las aceleraciones vibratorias (m/seg2) en tres direcciones. Acelerómetro y transductor del tipo sísmico, mide las amplitudes y frecuencias predominantes (FFT) en la dirección vertical.

CASO 1CASO 1Entrepiso de edificio pEntrepiso de edificio púúblicoblico

Corte de la losa de entrepisoCorte de la losa de entrepiso

InspecciInspeccióón in situn in situBuen estado de conservaciBuen estado de conservacióón. No se observaron fisuras. Como dato n. No se observaron fisuras. Como dato relevante se recabrelevante se recabóó informaciinformacióón sobre la estatua de mn sobre la estatua de máármol ubicada en el rmol ubicada en el centro del entrepiso.centro del entrepiso.


Mediciones in situMediciones in situ

Puntos de mediciPuntos de medicióón referidos a n referidos a ubicaciubicacióón de la estatuan de la estatua

Punto Frecuencia Fundamental [Hz]

1 6,33

2 7,60

3 8,20

4 6,25

5 7,36

6 8,80

DiagnDiagnóósticostico

El anEl anáálisis de los clisis de los cáálculos y mediciones efectuadas permitilculos y mediciones efectuadas permitióó indicar que sin la indicar que sin la presencia de la estatua el comportamiento de la losa mejorarpresencia de la estatua el comportamiento de la losa mejoraríía siendo adecuado a siendo adecuado su uso para personas circulando de manera normal.su uso para personas circulando de manera normal.

Plan de AcciPlan de Accióón:n:

OpciOpcióón 1: Si no se realizan refuerzos en la losan 1: Si no se realizan refuerzos en la losa

•• Retirar la estatua del centro de la losaRetirar la estatua del centro de la losa•• Limitar el uso de la losa a circulaciLimitar el uso de la losa a circulacióón de personasn de personas

OpciOpcióón 2: Proyectar refuerzos que permitan modificar las frecuencias n 2: Proyectar refuerzos que permitan modificar las frecuencias fundamentales de la losa.fundamentales de la losa.

•• Se adoptSe adoptóó la opcila opcióón 1 del Plan de Accin 1 del Plan de Accióón sugerido.n sugerido.


TEATRO MUNICIPALTEATRO MUNICIPAL--OlavarrOlavarrííaa


Vista general y palcoVista general y palco

CASO 2CASO 2Mediciones EfectuadasMediciones Efectuadas

Es importante aclarar que en los casos donde se encuentra Es importante aclarar que en los casos donde se encuentra involucrado la permanencia del ser humano, la Resoluciinvolucrado la permanencia del ser humano, la Resolucióón n 295/03 (Seguridad e Higiene Laboral) considera para la 295/03 (Seguridad e Higiene Laboral) considera para la direccidireccióón Z (pies cabeza, Figura 9), nocivas las frecuencias n Z (pies cabeza, Figura 9), nocivas las frecuencias comprendidas entre 4 a 8 comprendidas entre 4 a 8 HzHz, por tal no deber, por tal no deberíían exponerse an exponerse en sitios donde el piso se mueve dicha cantidad de ciclos por en sitios donde el piso se mueve dicha cantidad de ciclos por segundo (4 a 8 segundo (4 a 8 HzHz) ya que entrar) ya que entraríían en resonancia algan en resonancia algúún n óórgano generando diversos malestares. rgano generando diversos malestares.

Amplitud obtenida con alumnos saltandoAmplitud obtenida con alumnos saltando

Espectro indicando frecuencia natural predominante F=4,0 Espectro indicando frecuencia natural predominante F=4,0 HzHzExcitaciExcitacióón: Grupo de alumnos saltando sobre palcon: Grupo de alumnos saltando sobre palco

CASO 2CASO 2EstructuraEstructura

CabriadasCabriadas cada 1 metro con voladizo de 5 m Viga cada 1 metro con voladizo de 5 m Viga de apoyo de 21 m de longitudde apoyo de 21 m de longitud

CASO 2CASO 2AnAnáálisis Estructural y refuerzos propuestoslisis Estructural y refuerzos propuestos

Modelos de anModelos de anáálisislisis

CASO 2CASO 2AnAnáálisis Estructural y refuerzos propuestoslisis Estructural y refuerzos propuestos

Caso 3Caso 3Entrepiso local bailableEntrepiso local bailable

Amplitudes mAmplitudes mááximas parte superior SPEC=18,03 ximas parte superior SPEC=18,03 mmmm//segseg RMS e inferior SPEC=24,44 RMS e inferior SPEC=24,44 mmmm//segsegFrecuencia natural predominante: F= 4,250 HzFrecuencia natural predominante: F= 4,250 Hz


Modelos de análisis

Vista general del entrepisoVista general del entrepiso Entrepiso MetEntrepiso Metáálicolico--Zona de estarZona de estar


Amplitudes mAmplitudes mááximas personas saltando y caminando en ximas personas saltando y caminando en entrepiso metentrepiso metáálico lico

Frecuencia natural predominante en entrepiso Frecuencia natural predominante en entrepiso de hormigde hormigóón: F= 12 n: F= 12 HzHz

Intervenciones enIntervenciones enPuentes de hormigPuentes de hormigóón armado n armado

PLANTA URBANA PLANTA URBANA Existen diez puentes de Existen diez puentes de hormighormigóón armado y n armado y pretensadopretensado, , correspondiente a diferentes correspondiente a diferentes éépocas de construccipocas de construccióón, n, con edades de vida en con edades de vida en servicio entre 20 y 50 aservicio entre 20 y 50 añños.os.

Detalle y ubicaciDetalle y ubicacióón n de los puentes de los puentes

inspeccionados inspeccionados PUENTE SARMIENTO

PUENTE TRABAJADORES

Vista del puente sobre el Arroyo Vista del puente sobre el Arroyo TapalquTapalquéé

PUENTE SARMIENTOPUENTE SARMIENTO

TipologTipologíía estructural del a estructural del puente. puente.

Tablero superior, vigas Tablero superior, vigas longitudinales y longitudinales y transversales.transversales.

Apoyos intermedios y Apoyos intermedios y estribos laterales. estribos laterales.

TIPOLOGTIPOLOGÍÍA ESTRUCTURALA ESTRUCTURAL

Deterioro de la calzada, juntas de dilataciDeterioro de la calzada, juntas de dilatacióón n insuficiente y sin mantenimiento.insuficiente y sin mantenimiento.

Estribo del puente noroeste. Fisuras y Estribo del puente noroeste. Fisuras y descascaramientosdescascaramientos..

La vibraciLa vibracióón percibida por las personas al n percibida por las personas al paso de vehpaso de vehíículos es indicativa de una gran culos es indicativa de una gran flexibilidad del tablero superior. Estas flexibilidad del tablero superior. Estas vibraciones de la superestructura, son vibraciones de la superestructura, son transmitidas a la infraestructura.transmitidas a la infraestructura.

INSPECCIINSPECCIÓÓN Y DIAGNN Y DIAGNÓÓSTICOSTICO

MediciMedicióón de parn de paráámetros dinmetros dináámicos en infraestructura y micos en infraestructura y superestructura para diferentes condiciones de trsuperestructura para diferentes condiciones de tráánsito nsito (velocidades, cargas) previo a la ejecuci(velocidades, cargas) previo a la ejecucióón de reparaciones.n de reparaciones.

ReparaciReparacióón del estribo afectado, sellado de la fisura y n del estribo afectado, sellado de la fisura y posterior monitoreo.posterior monitoreo.

MediciMedicióón de parn de paráámetros dinmetros dináámicos en infraestructura y micos en infraestructura y superestructura para diferentes condiciones de trsuperestructura para diferentes condiciones de tráánsito nsito (velocidades, cargas) posterior a la ejecuci(velocidades, cargas) posterior a la ejecucióón de n de reparaciones. reparaciones.

PLAN DE TRABAJOPLAN DE TRABAJO

Frecuencia fundamental: 3,52 HzFrecuencia fundamental: 3,52 Hz

ANANÁÁLISIS NUMLISIS NUMÉÉRICORICO--COMPUTACIONAL COMPUTACIONAL

MEDICIONES EXPERIMENTALES: MEDICIONES EXPERIMENTALES: Comportamiento en servicio.Comportamiento en servicio.

MediciMedicióón sobre el tablero n sobre el tablero del puentedel puente

Empleo de AcelerEmpleo de Aceleróómetro metro TriaxialTriaxial

MediciMedicióón sobre los n sobre los estribosestribos

X

Y

1 2 3

Acceso N-O

FiguraDistribución y direcciones de los puntos de medición 1,2 y 3

Z

Acceso S-E

Y

Acceso N-O

F igura - Distribución y direcciones de los puntos de medición 4,5 y 6 sobre los estribos

Acceso S-E

4

5

6

X

Z

Estribo N-O

Espectro vibratorio. Frecuencia fundamentalEspectro vibratorio. Frecuencia fundamental

El valor medido, 3,204 Hz, se encuentra incluido en el intervaloEl valor medido, 3,204 Hz, se encuentra incluido en el intervalo de incremento del de incremento del factor de amplificacifactor de amplificacióón dinn dináámica de la referencia citada, Amman, W. mica de la referencia citada, Amman, W.

TTÉÉCNICA EXPERIMENTAL DINCNICA EXPERIMENTAL DINÁÁMICAMICA

RESULTADOS DE LAS MEDICIONES RESULTADOS DE LAS MEDICIONES sobre Tablero sobre Tablero

Punto 1(Norte)Punto 1(Norte) Punto 2(Centro) Punto 2(Centro)

Punto 3(Sur)Punto 3(Sur)

TrTráánsito de caminsito de camióón testigo n testigo de 10 de 10 tntn de arena.de arena.

Velocidad: 30 Velocidad: 30 KmKm/h./h.

RESULTADOS DE LAS MEDICIONES RESULTADOS DE LAS MEDICIONES sobre Tablerosobre Tablero

Punto 2 Punto 2 -- Ingreso de camiIngreso de camióón testigo n testigo con marcha detenidacon marcha detenida

Punto 2 en unidades de velocidad Punto 2 en unidades de velocidad vibratoria m/s, vibratoria m/s, rmsrms

La mediciLa medicióón indicada, simulando la marcha a partir de una detencin indicada, simulando la marcha a partir de una detencióón inducida, n inducida, muestra una considerable disminucimuestra una considerable disminucióón de las aceleraciones verticales cuando el n de las aceleraciones verticales cuando el camicamióón circula de N a S observn circula de N a S observáándose valores dentro de los rangos admisibles. ndose valores dentro de los rangos admisibles. Dicha disminuciDicha disminucióón es despreciable cuando el camin es despreciable cuando el camióón circula de S a N. n circula de S a N.

Estribo Noroeste, parte Estribo Noroeste, parte superior de la fisura superior de la fisura

Estribo Noroeste, parte Estribo Noroeste, parte inferior de la fisura inferior de la fisura

RESULTADOS DE LAS MEDICIONES RESULTADOS DE LAS MEDICIONES sobre Estribossobre Estribos

Registro de mediciones en el Registro de mediciones en el estribo Sudesteestribo Sudeste

COMPARACICOMPARACIÓÓN DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES N DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES CON LOS VALORES ESTABLECIDOS EN LOS CCON LOS VALORES ESTABLECIDOS EN LOS CÓÓDIGOS DIGOS

•• El anEl anáálisis de los datos aportados por las mediciones efectuadas lisis de los datos aportados por las mediciones efectuadas permite indicar que el puente se encuentra permite indicar que el puente se encuentra en zona de trabajo estructural en zona de trabajo estructural crcrííticatica, con , con niveles de aceleraciones superiores a 0,1 m/sniveles de aceleraciones superiores a 0,1 m/s22, de velocidades , de velocidades vibratorias superiores a 10 vibratorias superiores a 10 mmmm/s, /s, rmsrms.. Esto hace que el puente estEsto hace que el puente estéésometido a aceleraciones y ciclos de cargas y descargas que habrsometido a aceleraciones y ciclos de cargas y descargas que habráá que que atenuar y controlar. Las mediciones vibratorias varatenuar y controlar. Las mediciones vibratorias varíían con la velocidad de an con la velocidad de circulacicirculacióón y el peso de los vehn y el peso de los vehíículos que transitan.culos que transitan.

•• Lo seLo seññalado precedentemente permite indicar que el puente analizado alado precedentemente permite indicar que el puente analizado presenta, por un lado, un comportamiento flexible de la superestpresenta, por un lado, un comportamiento flexible de la superestructura ructura para las condiciones actuales de cargas y velocidades del trpara las condiciones actuales de cargas y velocidades del tráánsito. Por nsito. Por otro lado, existe una transmisiotro lado, existe una transmisióón de las vibraciones, por efecto del n de las vibraciones, por efecto del trtráánsito, a la infraestructura que se amplifica para condiciones densito, a la infraestructura que se amplifica para condiciones de trtráánsito nsito con altas velocidades y cargas.con altas velocidades y cargas.

ANANÁÁLISIS DE LALISIS DE LARESPUESTA ESTRUCTURALRESPUESTA ESTRUCTURAL

PROPUESTAS DE ATENUACIPROPUESTAS DE ATENUACIÓÓN DE N DE LAS VIBRACIONESLAS VIBRACIONES

•• RehacerRehacer, a efectos de disminuir el impacto de los , a efectos de disminuir el impacto de los vehvehíículos en el acceso Sculos en el acceso S--E, las E, las losas de accesolosas de acceso en dicho en dicho extremo. Se considerarextremo. Se consideraráá una pendiente acorde para una pendiente acorde para enlazar el pavimento de la avenida con el nivel superior enlazar el pavimento de la avenida con el nivel superior del estribo , corrigiendo al menos dos losas adyacentes.del estribo , corrigiendo al menos dos losas adyacentes.

•• Limitar la carga y la velocidadLimitar la carga y la velocidad de circulacide circulacióón de los n de los vehvehíículos. A tal fin, se recomienda no permitir el trculos. A tal fin, se recomienda no permitir el tráánsito nsito de camiones cargados con acoplado.de camiones cargados con acoplado.

•• MonitorearMonitorear el comportamiento de la fisura del el comportamiento de la fisura del estriboestribo NN--O O posterior a la realizaciposterior a la realizacióón de la reparacin de la reparacióón que actuarn que actuaráácomo testigo.como testigo.

•• A posteriori de ejecutadas las acciones indicadas A posteriori de ejecutadas las acciones indicadas precedentemente se sugiere precedentemente se sugiere repetir las medicionesrepetir las mediciones de de vibraciones para evaluar el nivel de incidencia en el vibraciones para evaluar el nivel de incidencia en el comportamiento estructural del puente.comportamiento estructural del puente.

Punto 1Punto 1 Punto 2Punto 2

ESTUDIO EXPERIMENTAL A POSTERIORI DE ESTUDIO EXPERIMENTAL A POSTERIORI DE LAS REPARACIONES: sobre Tablero LAS REPARACIONES: sobre Tablero

Punto 3Punto 3

MediciMedicióón en el estribo del n en el estribo del puente, Punto 4puente, Punto 4

MediciMedicióón en el estribo n en el estribo del puente, Punto 5 del puente, Punto 5

ESTUDIO EXPERIMENTAL A POSTERIORI DE ESTUDIO EXPERIMENTAL A POSTERIORI DE LAS REPARACIONES: sobre EstribosLAS REPARACIONES: sobre Estribos

Comparando los registros obtenidos una vez efectuadas las primerComparando los registros obtenidos una vez efectuadas las primeras as reparaciones, se observa lo siguiente:reparaciones, se observa lo siguiente:

•• Los niveles vibratorios registrados en los puntos 1, 2 y 3 correLos niveles vibratorios registrados en los puntos 1, 2 y 3 correspondientes al antes y al spondientes al antes y al despudespuéés de las reparaciones registran variaciones, mantenis de las reparaciones registran variaciones, manteniééndose con valores de ndose con valores de aceleraciones que superan las admisibles para las cargas de traceleraciones que superan las admisibles para las cargas de tráánsito consideradas.nsito consideradas.

•• Los niveles vibratorios medidos en el Estribo Norte, muestran uLos niveles vibratorios medidos en el Estribo Norte, muestran una mejorna mejoríía. Esto sera. Esto seríía un a un indicio de que los cambios realizados minimizaron las amplitudesindicio de que los cambios realizados minimizaron las amplitudes sobre el estribo que sobre el estribo que posee la fisura.posee la fisura.

Dado lo indicado se efectuaron las siguientes propuestas:Dado lo indicado se efectuaron las siguientes propuestas:

•• Limitar la carga y la velocidad de circulaciLimitar la carga y la velocidad de circulacióón de los vehn de los vehíículos, dado que para vehculos, dado que para vehíículos culos medianos los parmedianos los paráámetros asociados a la vibracimetros asociados a la vibracióón se encuentran dentro de los rangos n se encuentran dentro de los rangos admisibles. A tal fin, se recomienda inducir a la reducciadmisibles. A tal fin, se recomienda inducir a la reduccióón de la velocidad en ambos n de la velocidad en ambos accesos al puente e impedir el acceso de camiones cargados con aaccesos al puente e impedir el acceso de camiones cargados con acoplado.coplado.

•• Efectuar monitoreos e inspecciones continuas con la finalidad Efectuar monitoreos e inspecciones continuas con la finalidad de su control.de su control.

ANANÁÁLISIS DE LA RESPUESTA ESTRUCTURALLISIS DE LA RESPUESTA ESTRUCTURALA POSTERIORI DE LAS REPARACIONESA POSTERIORI DE LAS REPARACIONES

PUENTE TRABAJADORESPUENTE TRABAJADORES

Puente Sarmiento Puente Trabajadores XN 11,99 49,58

XN+1 11,48 31,91 δ 0,04346 0,44000 ζ 0,00692 0,06980

Valores obtenidos (Hz) Experimental Numérico

Puente Sarmiento 3,20 3,53 Puente Trabajadores 7,73 7,67

TipologTipologíía estructurala estructural

ComparaciComparacióón entre puente n entre puente Sarmiento y TrabajadoresSarmiento y TrabajadoresEspectro vibratorio. Frecuencia fundamentalEspectro vibratorio. Frecuencia fundamental

CONSIDERACIONES FINALESCONSIDERACIONES FINALES

En nuestro paEn nuestro paíís se desarrollan escasas tareas de inspeccis se desarrollan escasas tareas de inspeccióón n y de mantenimiento durante el pery de mantenimiento durante el perííodo de utilizaciodo de utilizacióón de las n de las estructuras. En el estado actual y dadas las problemestructuras. En el estado actual y dadas las problemááticas ticas detectadas en varias estructuras de puentes son necesarias detectadas en varias estructuras de puentes son necesarias y justificadas las tareas de monitoreo con periodicidad para y justificadas las tareas de monitoreo con periodicidad para los puentes existentes en servicio. los puentes existentes en servicio.

En el caso de los nuevos proyectos es importante establecer En el caso de los nuevos proyectos es importante establecer la necesidad de plantear en el proceso de disela necesidad de plantear en el proceso de diseñño un o un programa especprograma especíífico de inspecciones y mantenimiento para fico de inspecciones y mantenimiento para ser desarrollado durante la vida ser desarrollado durante la vida úútil de la estructura.til de la estructura.

La experiencia desarrollada valida la utilizaciLa experiencia desarrollada valida la utilizacióón de tn de téécnicas cnicas dindináámicas no destructivas en la evaluacimicas no destructivas en la evaluacióón de estructuras, n de estructuras, complementariamente con otros ancomplementariamente con otros anáálisis.lisis.

MUCHAS GRACIAS!! MUCHAS GRACIAS!!

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