Evaluación de la capacidad de carga de un puente postesado sobre el vertedero de una presa de embalse

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Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología, Departamento de Ingeniería Civil

Resumen

Resumen ejecutivo La tecnología estructural del pretensado, particularmente el postesado, es relativamente nueva en el mundo. Su popularidad nace a partir de una necesidad muy sencilla en un tiempo donde los materiales, y sobre todo el acero, tenían un solo destino: la Segunda Guerra Mundial. Resumiendo las bases de esta técnica, se trata de incorporar un estado de precompresión, principalmente en las fibras donde predomina la tracción. En la actualidad sigue siendo difícil y no están muy claros los métodos de análisis que permiten determinar la capacidad actual de un puente pretensado. Una de las causas de esto es que los cables y las vainas se encuentran inmersos en el volumen de hormigón, dificultando su inspección. Cabe señalar que esta limitación no es exclusiva de las estructuras de esta tipología. Influyen factores como el desconocimiento del nivel de adherencia, el estado del sistema de inyección y, como es evidente, la imposibilidad de medir directamente la fuerza de tesado remanente, entre otros. El objeto de este trabajo es el análisis de un puente con esta tipología, cuya fuerza de tesado residual actual en los cables es un valor desconocido. Los métodos disponibles para determinar esta fuerza son escasos y complejos, lo que representa un desafío técnico significativo. Esta problemática motiva el desarrollo de un método elástico lineal para estimar las pérdidas de pretensado, definiendo así el objetivo principal del trabajo. Sin embargo, este no es un camino fácil, principalmente debido a que el puente fue construido en la década de 1960, y los registros disponibles sobre su proyecto y construcción son limitados. Esta falta de información histórica añade una capa adicional de complejidad al análisis. En una primera parte, se establecen los criterios para simular la época y las condiciones de construcción del puente, recurriendo a las Bases para el cálculo de puentes de la Dirección Nacional de Vialidad (1952). Esta norma regía los valores de sobrecarga utilizados para el proyecto del puente, así como recomendaciones para las tensiones límites a verificar en las secciones resistentes. De esta manera, se define un punto de partida para el momento de su inauguración, particularmente para la fuerza de tesado de los cables en su situación original. A 12 Villafañe Gómez Matías | FACET-UNT partir de ese momento, comienzan a producirse las pérdidas de pretensado debido a los fenómenos clásicos de relajación del acero, fluencia lenta y retracción, los cuales se desarrollan a lo largo de la vida en servicio del puente. En la actualidad, el objetivo es estimar el valor de estas pérdidas acumuladas, lo que equivale a determinar el tesado actual. La mayor parte de los esfuerzos se concentran en la determinación de este estado original y en la estimación del estado actual, ya que los datos o registros disponibles de esa época son muy escasos. Esta falta de información histórica representa un desafío adicional, pero es fundamental para lograr una estimación de las pérdidas de pretensado y, por ende, del comportamiento actual del puente. Finalmente, una vez establecido el estado actual, se determinará su capacidad de carga según los criterios actuales. Para ello, se aplicará el reglamento CIRSOC 801 (2019). Entre otras actualizaciones, este reglamento utiliza una sobrecarga vehicular de composición similar al definido en la norma AASHTO 2012, lo que permite evaluar el puente bajo estándares más modernos y representativos. Adicionalmente, en esta etapa se utiliza la versión 2005 del CIRSOC 201. Esta actualización permite un análisis más ajustado a las condiciones reales de la estructura, permitiendo la evaluación de su capacidad de carga bajo los requisitos actuales.

Descripción

Índice ÍNDICE................................................................................................................................... 1 ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................ 4 ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................................. 6 SÍMBOLOS .......................................................................................... 7 1 RESUMEN EJECUTIVO.................................................................................................... 11 2 INTRODUCCIÓN............................................................................................................. 13 2.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA .................................................................. 13 2.2 OBJETIVOS .................................................................................................................... 16 3 ANTECEDENTES ............................................................................................................. 18 3.1 DESCRIPCIÓN................................................................................................... 18 3.2 GEOMETRÍA DEL PUENTE ....................................................................... 19 3.3 MATERIALES.................................................................................................................. 23 3.3.1 PROPIEDADES DEL HORMIGÓN .................................................................. 23 3.3.2 PROPIEDADES DEL ACERO............................................................................ 25 3.3.3 PROPIEDADES DEL ACERO DE PRETENSADO ......................................... 25 3.4 PRUEBA DE DIAGNÓSTICO CON CARGAS ESTÁTICAS – 2021 .............. 26 3.4.1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 26 3.4.2 PRUEBA DE CARGA ESTÁTICA..................................................................... 27 3.5 METODOLOGÍA ................................................................................................. 30 3.6 REGLAMENTOS .............................................................................................. 33 4 MODELO NUMÉRICO Y CALIBRACIÓN................................................... 36 4.1 INTRODUCCIÓN....................................................................................................... 36 2 Villafañe Gómez Matías | FACET-UNT 4.2 MODELO NUMÉRICO ...................................................................................... 37 4.2.1 DESCRIPCIÓN ...................................................................................................... 37 4.2.2 ELABORACIÓN DE MODELOS ........................................................................... 38 4.2.3 MODELO ADOPTADO.................................................................................. 44 4.2.4 CARGAS Y SOLICITACIONES PERMANENTES......................................... 45 5 ANÁLISIS DE SITUACIÓN ORIGINAL ..................................................................... 47 5.1 DESCRIPCIÓN............................................................................................... 47 5.2 SOBRECARGA DE TRÁNSITO.............................................................. 47 5.3 ANÁLISIS TENSIONAL .......................................................................................... 49 6 CALIBRACIÓN CON PRUEBA DE DIAGNÓSTICO.................................... 57 6.1 INTRODUCCIÓN......................................................................................... 57 6.2 MODELADO PRUEBA DE DIAGNÓSTICO ........................................... 57 6.3 CALIBRACIÓN................................................................................................ 61 6.4 METODOLOGÍA ................................................................................................... 61 7 CAPACIDAD DE CARGA – CIRSOC 801 (2019)................................................... 67 7.1 INTRODUCCIÓN................................................................................................ 67 7.2 SOLICITACIONES .............................................................................................. 67 7.2.1 CARGAS PERMANENTES........................................................................ 67 7.2.2 SOBRECARGA VEHICULAR ................................................................................ 67 7.2.3 COMBINACIONES DE CARGA............................................................................. 70 7.2.4 ELECCIÓN DEL VEHÍCULO DE DISEÑO............................... 7.3 CAPACIDAD DE CARGA ACTUAL ‐ ELEMENTOS SOLICITADOS A FLEXIÓN ........................... 75 7.3.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 75 7.3.2 ANÁLISIS PARA ESTADO LÍMITE DE RESISTENCIA I ......................... 77 7.3.3 ANÁLISIS PARA ESTADO LÍMITE DE SERVICIO I .................................. 80 8 CONCLUSIONES ............................................................................................................. 82 8.1 ALCANCE Y UTILIDAD DEL MÉTODO PROPUESTO.................................... 82 3 Villafañe Gómez Matías | FACET-UNT 8.2 LIMITACIONES DEL MÉTODO.............................................................. 83 8.3 EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE CARGA ‐ CIRSOC 801 (2019)... 83 8.4 RECOMENDACIONES PARA TRABAJOS FUTUROS ..................................... 84 9 BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS....................................................................... 85 10 ANEXO – PLANOS ........................................................................................................ 88

Citación

Villafañe Gómez, M. (2025). Evaluación de la capacidad de carga de un puente postesado sobre el vertedero de una presa de embalse [Proyecto final de carrera, Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología]

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