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Inspeccion, mantenimiento y evaluacion de puentes de hormigon

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Presentation given in Cuenca, 08/11/2019

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Inspeccion, mantenimiento y evaluacion de puentes de hormigon

  1. 1. Inspección, mantenimiento y evaluación de puentes de hormigón Prof. dr. ir. Eva O.L. Lantsoght
  2. 2. • Introducción • Mejores métodos de inspección • Mejores métodos de mantenimiento • Mejores métodos de evaluación • Resumen Contenido
  3. 3. ¿Por qué preocuparnos de los puentes existentes?
  4. 4. Puente • Seguridad estructural de puente • Seguridad para los pasajeros Red vial • Fiabilidad de red vial • Transporte de personas y productos Comu nidade s • Acceso a comunidades aislados • Impacto social de retrasos Seguridad
  5. 5. Economía • Costo de reparación • 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
  6. 6. Inspección de puentes
  7. 7. • Métodos no destructivos • Pruebas de carga • Puentes como parte de la red vial Mejores métodos de inspección
  8. 8. • Resistividad eléctrica • Proporción de corrosión en cubiertas de hormigón armado Métodos de prueba no destructivos
  9. 9. • Georadar • Objetos dentro del hormigón • Reforzamiento • Mallas electrosoldadas Métodos de prueba no destructivos
  10. 10. • Termografía infrarrojo • Defectos en el hormigón: • Fisuras • Delaminación • Desintegración del hormigón Métodos de prueba no destructivos
  11. 11. Combinación de métodos para analizar condición del puente Mas información: NDToolbox www.ndtoolbox.org Métodos de prueba no destructivos
  12. 12. • Pruebas de carga para analizar capacidad de puente existente • Fisuras y deformaciones ~ carga aplicada • Formación de fisuras: emisiones acústicas • Demostrar que puente resiste carga viva Pruebas de carga
  13. 13. Pruebas de carga -Caso De Beek • (video)
  14. 14. • 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 Sistemas de administración de puentes
  15. 15. Mantenimiento de puentes
  16. 16. • Hojas de fibra de carbón • Pretensado externo • Encamisado de columnas • Cubiertos • ECC • UHPC • Monitoreo de estructuras Mejores métodos de rehabilitación
  17. 17. • Reforzado externo • Incrementar capacidad a flexión • Problema: delaminación de hojas Hojas de fibra de carbón
  18. 18. • Incrementar fuerza de pretensado • Ejemplo: después de pérdida de pretensado por efectos dependientes del tiempo • Fluencia • Contracción • Relajación Pretensado externo
  19. 19. • Encamisado de acero • Encamisado pretensado • Hormigón en compresión triaxial • Capacidad aumentada • Ductilidad aumentada • En regiones con sismos Encamisado de columnas
  20. 20. • UHPC = hormigón de rendimiento ultra alto • Alta capacidad • Alta ductilidad • ECC = compuestos de cemento • Alta capacidad • SHCC Cubiertas
  21. 21. • Información de sensores • Tiempo real • Puente manda alerta • “Big data”, interpretación • Ecuador: puentes en aislamiento Structural (health) monitoring
  22. 22. Evaluación de puentes
  23. 23. • Nuevos modelos • Cortante • Fatiga • Inteligencia artificial • Análisis probabilístico • Mejores factores de carga vivo • Análisis avanzado • Análisis con elementos finitos no lineales Mejores métodos de calculación
  24. 24. 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 cortante – Critical shear displacement theory
  25. 25. • Cambiar posición de carga • Influencia de distribución de momento a capacidad en cortante • Fotogrametría + LVDT Experimentos Vigas en cortante
  26. 26. 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 cortante en losas – Strip model
  27. 27. Diferentes modos de falla de losas Experimentos - Losas en cortante
  28. 28. 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. Modelos para fatiga – hormigón en compresión
  29. 29. Pruebas de fatiga
  30. 30. Pruebas de fatiga
  31. 31. Comparación a resultados de experimentos para Smin = 0,05 Modelo de fatiga mejorada para análisis
  32. 32. Lantsoght, E.O.L.; Van der Veen , C.; Koekkoek, R.T.; Sliedrecht, H. Fatigue testing of transversely prestressed concrete decks. ACI Structural Journal 2019, 116, 143-154. Modelos para fatiga – puentes pretensado
  33. 33. • Compressive membrane action • factor 1.622 • Capacidad adicional • UC < 1 Modelos para fatiga – puentes pretensados
  34. 34. • 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 Análisis probabilístico Análisis probabilístico completo
  35. 35. • 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 Análisis probabilístico Factores de cargas vivas Steenbergen, R. D. J. M. et al., 2011
  36. 36. • Modelos avanzados • Modelos avanzados de materiales • Capacidad en tensión de hormigón • Mecánica de la fractura • Potencia computacional necesaria • LoA IV • Mejor estimación para infraestructura crítica Elementos finitos non-lineal
  37. 37. • Reparación y rehabilitación antes de reemplazo • Reemplazo: recuperar materiales • Agregados reciclados • Utilizar en pavimentos y cimentaciones Fin de vida de puentes
  38. 38. • Para ampliar la vida útil de puentes existentes: • Mejores métodos de inspección • Mejores métodos de mantenimiento • Mejores métodos de evaluación (Investigación!) Resumen y Conclusiones
  39. 39. Contact: Prof. dr. ir. Eva Lantsoght E.O.L.Lantsoght@tudelft.nl elantsoght@usfq.edu.ec

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