Fortalecimiento del puente de viga de caja de hormigón

Descripción general del proyecto

Grietas de hormigón

La inspección estructural identificó grietas en múltiples vigas y vanos:

Ubicación: sofitos de la viga de caja (superficies inferiores), principalmente en regiones de medio tramo y cerca de ubicaciones de diafragma interno

Orientación: Grietas transversales perpendiculares al eje longitudinal, con grietas longitudinales a lo largo de la superficie del sofito

Distribución: Agrietado observado a través de múltiples vigas paralelas, lo que indica causas sistemáticas relacionadas con el estrés en lugar de defectos aislados

Severidad: Ancho de grieta fino a moderado, consistente con sobrecarga de tracción por flexión y acumulación de fatiga a largo plazo

Razón de las grietas

El patrón de agrietamiento generalizado a través de múltiples vigas indica:

• Las tensiones de tracción por flexión exceden la capacidad de tracción del hormigón en el sofito de la viga de caja en regiones de momento positivo

• Acumulación de carga de servicio de años de carga de tráfico, potencialmente combinada con mayores volúmenes de tráfico más allá de los supuestos de diseño original

• Las tensiones térmicas y de contracción de los gradientes de temperatura a través de la sección de la caja

• Fatiga a largo plazo de ciclos repetidos de carga de tráfico

Fortalecimiento de la estrategia

Etapa 1-Reparación de crack

Antes de aplicar cualquier refuerzo estructural, las grietas existentes deben ser selladas y la sección transversal del hormigón restaurada a un comportamiento monolítico. Las grietas abiertas comprometen la unión entre el hormigón y cualquier material de refuerzo aplicado externamente, y permiten que la humedad y los contaminantes continúen atacando el refuerzo interno.

La reparación de grietas se llevó a cabo utilizando adhesivo de inyección epoxi de baja viscosidad, aplicado a través de un sistema de inyección basado en puerto:

Puertos de inyección instalados a lo largo de cada grieta a intervalos regulares

Sellado de superficie aplicado para cerrar la cara de la grieta y crear un canal sellado para la inyección

Inyección de epoxi realizada bajo presión controlada, llenando la grieta desde el punto más profundo hacia afuera

Eliminación del puerto y acabado de superficie después del curado adhesivo

Etapa 2-Instalación de la placa de CFRP pretensado

Una vez que se restaura la sección de hormigón, se instalan placas de CFRP pretensadas en el plafón de la viga de caja para proporcionar capacidad de flexión adicional. El pretensado introduce tensión de compresión en el hormigón, contrarrestando las tensiones de tracción que causaron el agrietamiento original.

Las placas de CFRP se tensan antes de unirse al plafón de hormigón. Esta acción de pretensado:

Introduce tensión de compresión en el sofit de hormigón, contrarrestando las tensiones de tracción de las cargas de servicio

Cierra las microgrietas existentes que pueden no haber sido visibles durante la inspección

Reduce la desviación de la viga de la caja bajo carga

Aumenta la capacidad de carga de la viga más allá de su capacidad de diseño original

Retrasa o previene la formación de nuevas grietas al mantener el concreto en compresión bajo condiciones normales de servicio.

Materiales suministrados por la construcción del caballo

Para este proyecto, Horse Construction suministró el sistema de material completo para ambas etapas de fortalecimiento:

Adhesivo de inyección epoxi para reparación de grietas: epoxi estructural de baja viscosidad para restaurar el comportamiento monolítico del hormigón

Placas pretensadas del CFRP-placas pultrusionadas de alta resistencia de la fibra de carbono para el fortalecimiento flexural