Tesis doctoral de Matías Andrés Valenzuela Saavedra
Una de las principales causas de fallos en puentes corresponde a problemas relacionados con la interacción entre estructura e hidráulica, produciendo altos costos humanos y económicos. La mayoría de las patologías se relacionan con procesos de socavación y erosión en pilas y estribos. las dificultades en la inspección y mantenimiento de la infraestructura, junto con la ineficiencia y elevados costos en la implementación de los refuerzos convencionales ha motivado al departamento de puentes de chile (mop), el desarrollo de una nueva técnica de refuerzo con el objetivo de eliminar la causa de la patología: las pilas y sus cimentaciones, focalizándose el estudio en puentes con tipología de viga continua de varios vanos de hormigón armado. la metodología propuesta considera el cambio estructural del puente incorporando arcos superiores atirantados con configuración de péndolas network y vertical encargados de levantar el tablero del puente original, el cuál, gracias a la aplicación de un pretensado exterior, actúa como tirante del sistema del arco. El levantamiento del tablero desde los soportes permite la demolición de éstos, reduciendo los riesgos relacionados con la interacción de la estructura con el flujo del cauce; además de reutilizar parte del puente original y entregar un nuevo concepto estético. para determinar la factibilidad del método, se pone énfasis en el estudio del método constructivo a partir del proceso de tesado de las péndolas, así como en su comportamiento en servicio posterior, teniendo en cuenta las solicitaciones sísmicas, de gran importancia en chile. El proceso constructivo debe satisfacer dos requisitos fundamentales: evitar tensiones excesivas en el tablero para no superar las solicitaciones existentes en el puente original; y permitir un levantamiento total de la superestructura desde las pilas dañadas. el tener que mantener unos determinados niveles de tensión en el tablero original supone una complejidad adicional respecto a lo que sería el diseño y construcción de un puente arco tipo network totalmente nuevo. Nos encontramos ante un problema de optimización (orden y magnitud de las fuerzas de tesado para levantar el tablero) con fuertes condiciones de contorno (no superar los niveles máximos de esfuerzos en el tablero original). Frente a la complejidad del proceso de optimización multiobjetivo del proceso de tesado, se descarta el uso de una optimización manual (prueba y error), en favor de una metodología que combina el uso automatizado de programas de elementos finitos y métodos de optimización metaheurísticos (algoritmos genéticos). Esta herramienta, desarrollada, calibrada y validada, proporciona todo un conjunto de soluciones factibles del proceso constructivo. El algoritmo desarrollado se utiliza como herramienta para el estudio e implementación de esta metodología en dos puentes carreteros ubicados en la zona central de chile, con tipología original de viga continua y con importantes problemas de socavación: san luis y puangue (60 y 72 metros de longitud total distribuidos en cuatro vanos respectivamente). mediante la aplicación práctica a estos dos puentes, se desarrolla un estudio paramétrico en etapa constructiva, considerando como variables: el tipo de perfil del arco, la configuración de las péndolas network, entre otros, entregándose la influencia que tiene cada una de ellas en relación a la capacidad de levantamiento, admisibilidad de tensiones en el tablero y esfuerzos en el arco. A partir de ello, se verifica el comportamiento del refuerzo en etapas de construcción y posteriormente en estado de servicio mediante un análisis de las cargas de tráfico y accidentales. los resultados dan lugar a la sistematización del método de refuerzo alternativo, incluyendo la propuesta estructural y tecnológica, la factibilidad del proceso constructivo y un conjunto de criterios y recomendaciones básicas de diseño, para su posterior implementación.
Datos académicos de la tesis doctoral «Refuerzo de puentes de luces medias por conversión en arco atirantado tipo network«
- Título de la tesis: Refuerzo de puentes de luces medias por conversión en arco atirantado tipo network
- Autor: Matías Andrés Valenzuela Saavedra
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 23/03/2012
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Joan Ramón Casas Rius
- Tribunal
- Presidente del tribunal: angel Carlos Aparicio bengoechea
- Carlos Manuel Mozos del olmo (vocal)
- Santiago Hernandez ibañez (vocal)
- Francisco Millanes mato (vocal)