Título :	Modelo para el pronóstico del deterioro por fatiga de un Puente de concreto presforzado con agrietamiento
Autor(es):	Daniel Rodriguez Naranjo
Palabras clave:	Bridges Estructuras Fatiga Fatigue Puentes
Área:	INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Fecha de publicación :	ago-2013
Facultad:	Facultad de Ingeniería
Programa académico:	Maestría en Ciencias (Estructuras)
Resumen:	En México, la fatiga en puentes es de especial interés por el hecho de que el inventario de puentes tiene una edad promedio cercana a los 40 años y, actualmente circulan tránsitos y cargas mucho mayores a las consideradas cuando fueron diseñadas tales estructuras. Desde el año 2009, cerca de un 70% de los puentes que se construyen en nuestro país son de concreto presforzado, por lo que cada día adquiere una mayor importancia el uso de este material en la infraestructura de México. Debido a estas razones, se propone un modelo metodológico para evaluar la evolución del deterioro por fatiga de un puente de concreto presforzado bajo distintas condiciones de servicio y con diferentes condiciones de agrietamiento vertical en la viga más esforzada y con ello, pronosticar el deterioro que pueden sufrir estas estructuras a lo largo del tiempo y establecer medidas preventivas y planear estrategias de conservación para incrementar su vida útil. Para representar las condiciones reales de operación, las cargas vehiculares sobre el puente se simularon mediante el Método de Monte Carlo, utilizando datos estadísticos del tránsito y los pesos vehiculares en las carreteras mexicanas. Tales cargas fueron amplificadas por un factor de impacto, de acuerdo a las condiciones de superficie de rodamiento y se aplicaron al modelo de elemento finito de un puente tipo cuyas características son representativas del inventario de este país, para determinar los esfuerzos máximos en la viga más afectada, considerando varios escenarios de agrietamiento inicial y su posible crecimiento. Finalmente, se determinó la correlación entre el agrietamiento, el factor de impacto y el tráfico vehicular con el esfuerzo y el deterioro generado en el acero de presfuerzo, que rige el daño y por tanto la falla de tal elemento. Se observó que la fatiga en estas estructuras requiere de condiciones muy específicas para que sea determinante en su vida útil, aunque pueden ser susceptibles de agrietamientos por la presencia de defectos iniciales e iniciar otros mecanismos de deterioro en el acero de presfuerzo, que sumados a la fatiga pueden llevar a condiciones críticas el elemento estructural. Modelo para el pronóstico del deterioro por fatiga de un puente de concreto presforzado con agrietamiento Fatigue in bridges is of special interest in Mexico because the bridges inventory is nearly 40 years old in average and nowadays there are much more and heavier vehicles than those considered when those structures were designed. Since 1999, prestressed concrete is used in near 70 percent of the bridges built in our country, and each day, the use of this material is more important in the Mexican infrastructure. Hence, a methodological model is proposed to evaluate the evolution of deterioration of a prestressed concrete bridge under different service conditions and initial cracking extensions at the center of the most stressed beam. Thereby, it is possible to prognosticate the deterioration of these structures and establish preventive actions or plan conservation strategies to increase its useful life. To represent real operation conditions, loading scenarios were simulated through Monte Carlo Method based on the load and traffic statistical distributions of Mexican highways. Those loads were amplified by an impact factor due to the surface road condition and were applied to a finite element model, which is representative to most bridges in Mexico, to calculate the maximum stresses in the beam of interest, considering different initial cracking scenarios and its possible growth. Finally, the influence of cracking size and traffic was correlated the stress and deterioration in the prestress steel, which is the most leading damage and most probable cause of damage for the beam. It was observed that fatigue in these structures requires very specific conditions to be determinant in its useful life, although it can be susceptible to cracking because of the presence of initial defects and to initiate other deterioration mechanisms in the prestressing steel, which in addition to fatigue, can lead the structural element to critical conditions.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/351
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