Refuerzo de cizalla de pasos por encima pretensado

Descripción general del proyecto

Este proyecto de paso superior se encuentra en España. El puente lleva el tráfico local sobre una carretera de varios carriles y consiste en vigas de hormigón pretensado de una sola celda apoyadas en pilotes de hormigón armado.

Después de años de servicio, la evaluación estructural identificó deficiencias de capacidad de corte en las bandas de vigas, particularmente en las zonas finales cerca de los soportes donde las demandas de corte son más altas. La evaluación se realizó según las directrices de ACI 440.2R-17 para el refuerzo de FRP unido externamente.

Análisis de Defecto Estructural

• Aparecieron grietas de corte en la banda de concreto de la viga de caja, principalmente causadas por cargas vivas repetidas, pérdida de pretensado y fluencia del concreto, lo que resulta en una reserva de corte insuficiente del componente.

• La intemperie localizada y la carbonatación se observaron en la superficie del hormigón, lo que conduce a una disminución de la resistencia superficial.

• El puente está situado debajo de una carretera, lo que prohíbe los cierres prolongados de tráfico; por lo tanto, el esquema de refuerzo debe cumplir con los requisitos de bajo peso propio, espacio de construcción limitado y una interrupción mínima del tráfico.

• Condiciones ambientales: El puente está ubicado en un entorno al aire libre, que requiere materiales de refuerzo con excelente resistencia a la intemperie para soportar los ciclos de temperatura, la radiación ultravioleta y las condiciones alternas húmedas y secas.

Solución

Se adopta un sistema de refuerzo de cizalla de estribo en forma de U de tela de fibra de carbono vertical. La tela de fibra de carbono de alto módulo está unida a ambos lados de la banda de la viga de caja para soportar parte de la fuerza de corte, compartir la tensión de corte del concreto y los estribos originales, mejorar la capacidad de carga de corte de la banda y al mismo tiempo restringir grietas existentes e inhibir la propagación de grietas.

¿Por qué CFRP para el fortalecimiento de la cizalla del puente?

1.Carga muerta añadida mínima

El tejido CFRP agrega un peso insignificante a la estructura, generalmente menos del 1% del peso propio del miembro. Esto es crítico para estructuras de puentes donde el aumento de la carga muerta reduciría el margen de capacidad de carga viva y podría desencadenar una reevaluación de la subestructura o la cimentación.

2.Resistencia a la corrosión

A diferencia de la unión de la placa de acero o la camisa de acero externa, el CFRP no se corroe. Para puentes expuestos a sales de deshielo o entornos costeros, esta es una gran ventaja de durabilidad y reduce los requisitos de mantenimiento a largo plazo.

3.Velocidad de instalación con mínima interrupción del tráfico

La disposición húmeda de CFRP es un proceso ligero, aplicado a mano que no requiere equipo de elevación pesado. La instalación puede proceder en etapas con cierres parciales de carriles, minimizando el impacto en el tráfico de la carretera por debajo, una consideración importante para las estructuras de paso superior.

4.Conformabilidad a la geometría compleja

Los interiores de vigas de caja, las transiciones de esquina y los grosores variables de la banda pueden ser acomodados por la tela CFRP, que se ajusta a las superficies irregulares mejor que las placas de acero rígidas.

5.Accesibilidad en espacios confinados

Para vigas de caja con espacio libre interior limitado y aberturas de acceso estrechas, las láminas de tela CFRP se pueden transportar e instalar mucho más fácilmente que las secciones de acero pesado.