UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
TEMA: PRUEBAS DE CARGA EN PUENTES
ESTUDIANTE: WILMAN ARIAS ZAA DOCENTE: ING. MAURO SAMUEL ALTAMIRANO CAMACHO
ABANCAY 05/08/2017
TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCION .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. 1 1.
OBJETIVOS ...................................................................... .................................................................................................................................. ............................................................ 2
1.1.
OBJETIVO GENERAL .............................................................. ................................................................................................................ .................................................. 2
1.2.
OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................... ......................................................................................................... ...................................... 2
2. 2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
MACO TEORICO ............................................................. .......................................................................................................................... ............................................................. 2 PRUEBA DE CARGAS DE ESTRUCTURAS............................................ ESTRUCTURAS.................................................................................. ...................................... 2 2.1.1.
EDAD DE LA PRUEBA ............................................................ .................................................................................................. ...................................... 6
2.1.2.
CARGA DE PRUEBA ............................................................... ..................................................................................................... ...................................... 6
2.1.3.
DE LA APLICACIÓN DE LA CARGA MUERTA ........................................................... ................................................................ ..... 7
2.1.4.
MEDIDA DE LAS DEFORMACIONES ............................................................ ............................................................................ ................ 7
2.1.5.
DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA ......................................................... ......................................................................... ................ 7
2.1.6.
EVALUACIÓN ............................................................ .............................................................................................................. .................................................. 8
PRUEBA DE CARGAS ESTATICAS .................................................................. ............................................................................................. ........................... 9 2.2.1.
DETALLES DE LA PRUEBA DE CARGA .......................................................... ........................................................................ .............. 10
2.2.2.
EQUIPOS EMPLEADOS .......................................................... .............................................................................................. .................................... 10
2.2.3.
REALIZACION DE PRUEBA DE CARGA ......................................................... ....................................................................... .............. 10
2.2.4.
DEFINICION DE LA UBICACIÓN DE LAS CARGAS DE PRUEBA ................................... 11
2.2.5.
CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD ...................................................................... ................................................................................. ........... 11
PRUEBA DE CARGAS DINAMICAS ................................................................... ......................................................................................... ...................... 12 2.3.1.
CONDICIONES DE EJECUCIÓN ......................................................... .................................................................................. ......................... 12
2.3.2.
EXCITACIÓN DE LA ESTRUCTURA ............................................................... ............................................................................. .............. 13
2.3.3.
TIPOS DE PRUEBAS Y PLAN DE MEDICIONES......................................................... ........................................................... ... 13
ANÁLISIS DE RESULTADOS................................................................ .................................................................................................... .................................... 15 2.4.1.
CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS INTRÍNSECAS DE LA ESTRUCTURA FRECUENCIAS... 16
2.4.2.
AMORTIGUAMIENTO ........................................................... ............................................................................................... .................................... 16
CONCLUSIONES ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 18 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... 19
INTRODUCCION La prueba de carga de recepción de una estructura de puente es un conjunto de operaciones consistente en la reproducción de uno o varios estados de carga sobre la misma, antes de su puesta en servicio, con objeto de confirmar que el proyecto y construcción de la obra se han llevado a cabo de forma satisfactoria. Con este objeto es necesario comprobar que, para unas situaciones de carga representativas de las acciones a que va a estar sometida durante su vida en servicio, el comportamiento de la estructura se ajusta a las previsiones de proyecto. Esta publicación está dedicada a las pruebas de recepción de obra nueva. No se contemplan, por tanto, las pruebas de carga de obras en servicio, aunque muchos de los criterios que aquí se recogen sean aplicables también a ese caso. Se tratan tanto las pruebas de carga estáticas como las dinámicas, aunque los aspectos característicos de estas Últimas se han recogido en un apartado específico, estando referida la mayor parte del texto a las pruebas estáticas. Las pruebas de carga de puentes se aplican para diversas funciones (de carretera y ferrocarril, de acueducto y carretera, etc.). En el caso de puentes nuevos, la prueba de carga estática es preceptiva, según la vigente “Instrucción sobre las
acciones a considerar en el proyecto de puentes de carretera (IAP)”. “Todo puente deberá ser sometido a pruebas de carga antes de su puesta en
servicio, de acuerdo con lo indicado en el preceptivo manejo que sobre la materia incluirá todo proyecto aprobado por la Dirección General de Carreteras. ” Tales pruebas podrán ser estáticas o dinámicas. Las primeras serán siempre obligatorias, las segundas serán preceptivas en aquellas estructuras en las que sea necesario verificar que las vibraciones que se puedan producir no afectarán a la funcionalidad de la obra.
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1.
OBJETIVOS 1.1.
OBJETIVO GENERAL
Determinar la importancia de las pruebas de carga estáticas y dinámicas en la recepción de un proyecto ejecutado para comprobar la calidad adecuada del proyecto. 1.2.
2.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Identificar la prueba de carga estática
Determinar la prueba de carga dinámica
Indicar la importancia de los ensayos de carga
Señalar el análisis de toma de datos MACO TEORICO
2.1.
PRUEBA DE CARGAS DE ESTRUCTURAS
Las pruebas de carga se vienen aplicando en los puentes para determinar aspectos de su comportamiento. Siendo los puentes un elemento importante de las vías, pues permite cruzar los obstáculos que la naturaleza plantea como ríos o quebradas. Los puentes se constituyen en punto estructural importante para el sistema vial. El adecuado comportamiento del puente, es un requisito que no puede dejarse de lado para la seguridad de los usuarios y de la inversión que representa una estructura de este tipo. Las pruebas de carga pueden ser del tipo estática o dinámica, siendo la primera la más común y sencilla en su ejecución y la segunda recomendada para calibración de modelos matemáticos de puentes existentes e investigación de sus características dinámicas. Básicamente pueden ser aplicados a todo tipo de puentes como son vehiculares o peatonales con la misma finalidad. Las pruebas de carga se llevarán a cabo por un equipo de personal calificado, al frente del cual estará el especialista en estructuras de la Supervisión, asimismo PRUEBAS DE CARGAS EN PUENTES
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este ingeniero será el responsable de ordenar el inicio y final de la prueba, así como de darla por terminada cuando lo crea conveniente, o incluso de suspenderla, cuando así lo requiera el comportamiento de la estructura. Antes del desarrollo de la prueba de carga deberá de elaborarse el Protocolo de Prueba, el cual es un documento que contiene:
La memoria descriptiva,
La memoria de cálculo,
La identificación de los camiones de carga,
La carga aplicada a cada camión,
La ubicación de cada camión sobre el puente,
Los puntos de instrumentación y de control.
Este protocolo, preferiblemente deberá ser desarrollado por el mismo proyectista del puente, asimismo el proyectista deberá participar durante la ejecución de la prueba de carga. La finalidad estructural de la prueba de carga estática es la de reproducir el efecto de la sobrecarga vehicular de diseño mediante camiones de prueba cargados y ubicados adecuadamente sobre la estructura. Es recomendable realizar una inspección del puente antes de la realización de la prueba de carga poniendo énfasis en la revisión de los aparatos de apoyo y juntas de dilatación de la estructura.
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Se deberá considerar las condiciones meteorológicas, especialmente las variaciones de temperatura en la estructura durante la prueba, así como también la exposición de los equipos de medición. Los camiones de prueba ingresarán al puente lentamente para no generar amplificaciones dinámicas de la carga (impacto) y se ubicarán en la posición indicada en el protocolo de carga con lo que se reproducirán los efectos más desfavorables sobre la estructura. Posteriormente se esperará a que se estabilice la estructura y se medirán las deformaciones en los puntos de control siendo comparadas con los valores teóricos obtenidos de la idealización estructural. Estas medidas serán tomadas cada 30 minutos en un lapso de dos horas. Se tomarán las lecturas de la hora, temperatura y humedad del ambiente. Posteriormente se procederá a retirar los camiones cargados para nuevamente registrar la recuperación de la deformación del puente aproximadamente en un similar lapso de tiempo.
Las pruebas de cargas de estructuras terminadas se realizan generalmente por una o más de las siguientes condiciones:
Exigencia de las especificaciones PRUEBAS DE CARGAS EN PUENTES
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Verificar la capacidad portante
Establecer la reserva de carga de servicio
Cambio de uso de la estructura
Estructuras sometidas a sobrecargas inhabituales, como f uego explosión
Estructuras defectuosas, por su concepción, deficiencias del material o mano de obra
Estructuras reparadas
Estructuras de forma o concepción especial
La norma Concreto Armado: E. 060 del Reglamento Nacional de Construcciones, establece en su parte 6 referente a la Evaluación de Estructuras, el procedimiento para efectuarse ensayos de carga en las edificaciones. Este dispositivo tiene como antecedente las disposiciones del Reglamento de las construcciones de Concreto Reforzado del Instituto Americano del concreto (ACI). La norma señala que la prueba da cargas es indicada cuando existen dudas razonables respecto de la seguridad de la estructura, de alguno de sus elementos o si se necesita información para fijar los límites de capacidad de carga. En las prescripciones generales se establece que: Las pruebas de carga se recomiendan en elementos sujetos a flexión, vigas y losas. Otros elementos, como columnas y muros, son difíciles de cargar e interpretar los resultados. Previamente a la ejecución de la prueba de cargas es necesario identificar los componentes críticos por medio del análisis, investigando especialmente la existencia al corte de los elementos estructurales cuestionados. En todos los ensayos debe solicitarse una parte suficiente de la construcción, para obtener el efecto total sobre la parte estudiada, de manera que se pueda evaluar adecuadamente. En los casos que se pruebe únicamente una parte de la estructura, esta deberá cargarse de manera que se pueda evaluar adecuadamente la zona que se sospeche débil. PRUEBAS DE CARGAS EN PUENTES
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2.1.1. EDAD DE LA PRUEBA La prueba de carga deberá realizarse cuando la parte de la estructura que se someterá a ensayo tenga por lo menos 56 días de edad. La prueba puede efectuares a una menor edad, cuando el propietario de la estructura, al contratista y todas las partes involucradas estén de acuerdo. 2.1.2. CARGA DE PRUEBA La prueba de la estructura seleccionada para aplicar la carga, debe recibir una carga total que incluya las cargas muertas (CM) que ya están actuando, equivalente a 0,8 (1.5 CM-1.8 CV). La determinación de la carga viva (CV) deberá incluir la reducción permitida por la, norma de cargas E. 0.20 La carga de la prueba debe aplicarse con un mínimo de cuatro incrementos aproximadamente iguales, sin ocasionar impacto a la estructura. Las cargas deben disponerse de manera tal que no se produzca el efecto de arco. (Fig. 1). En todos los casos las cargas deben ubicarse por separado, sobre cada superficie unitaria y una distancia que permita la libre circulación del personal. Para cumplir con los requisitos establecidos anteriormente es recomendable utilizar recipientes cargados con agua, considerando los medios para medir el nivel. Otro procedimiento es cargar con plataformas conteniendo pesos que sean múltiplos de la carga prevista, utilizando unidades de albañilería, sacos de cemento o arena. Las plataformas deberán ser alcanzadas mediante cuñas, de manera de evitar riesgos y facilitar la descarga.
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Fig. 1. Esquema de distribución de la carga de prueba 2.1.3.
DE LA APLICACIÓN DE LA CARGA MUERTA
Cuarenta y ocho horas antes de aplicar la carga de prueba se debe aplicar una carga que simule el efecto de aquella porción de las cargas muertas que aún no están actuando, debiendo permanecer aplicadas hasta que la prueba haya concluido. 2.1.4. MEDIDA DE LAS DEFORMACIONES Después de transcurrir 24 horas de la aplicación de la carga de prueba, se tomarán lecturas de la deflexión inicial. La carga de prueba debe retirarse inmediatamente después de tomadas las lecturas de la deflexión inicial. Las lecturas de la deflexión final se tomarán 24 horas después de haberse retirado la carga de prueba. 2.1.5. DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA Para efectuar la medición de la deformaciones se recomienda utilizar deformó metros acústicos, de cuerda vibrante o deflectómetros mecánicos, que amplifiquen las deformaciones y que en algunos modelos están provistos de un mecanismo de relojería para registrar las deflexiones. (Fig 2). PRUEBAS DE CARGAS EN PUENTES
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2.1.6. EVALUACIÓN Si la parte de la estructura sometida a la carga de prueba presenta evidencia visible de falla, (figuración, desprendimiento, o deflexiones de tal magnitud que sean incompatibles con los requerimientos de seguridad de la estructura), se considera que la estructura no ha pasado satisfactoriamente la prueba. Se considera como una indicación de un comportamiento satisfactorio, cualquiera de los dos criterios siguientes: a) Si la deflexión máxima medida de una viga, piso o techo es menor de:
20000 ∗ ℎ
Siendo h el peralte del elemento y L la distancia a ejes de apoyo, o la luz libre entre apoyos más el peralte del elemento la que sea menor. b) Si se excede la condición anterior deberá cumplirse: que la recuperación de la deflexión dentro de las 24 horas siguientes al retiro de la carga de prueba sea por lo menos el 75% de la deflexión máxima para concretos armados y de 80% para concretos presforzados.
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En el ensayo de voladizos el volar de L se considera igual o dos veces la distancia desde el apoyo al extremo del voladizo y la deflexión deberá ajustarse en el caso de que el poyo experimente movimientos de cualquier tipo. Las construcciones de concreto armado que no recuperen el 75% de la deflexión máxima, pueden volverse a probar luego de 72 horas de retirada la primera carga de prueba. En este caso, la parte de la estructura ensayada se considera satisfactoria cuando no muestra evidencia visibles de falla y la recuperación de la deflexión causada por esta segunda carga de pruebas es por lo menos el 80% de la deflexión máxima ocurrida en el segundo ensayo. En estructuras muy rígidas los errores de medición son del mismo orden que las deflexiones. 2.2.
PRUEBA DE CARGAS ESTATICAS
Se realiza considerando que son un conjunto de operaciones que se ejecutan para verificar el comportamiento de los puentes ya construidos ante el paso de cargas aplicadas.Se ha especificado principalmente que deberán aplicarse las cargas de tal manera de producir las máximas deflexiones y compararlas con las deflexiones teóricas calculadas previamente.
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2.2.1. DETALLES DE LA PRUEBA DE CARGA Consiste en el transporte, suministro, construcción y manejo de materiales, instalaciones y equipos necesarios para la ejecución de la prueba. Se ha establecido que debe ejecutarse una prueba de carga para cada tramo de puente reticulado al término de la construcción. Para alcanzar el objetivo, se elabora previamente el programa de ejecución de prueba e informe con detalles respecto de las cargas que utilizara según la metodología propuesta para complementar las especificaciones para las pruebas, que ahora se resumen en este documento. 2.2.2. EQUIPOS EMPLEADOS Se selecciona los vehículos de prueba, la operación e ingeniería para la correcta ejecución de cargas sobre los puentes, verificación y control de la prueba de carga según el informe técnico con los detalles y programa de la carga elaborados por el consultor y que oportunamente deben ser revisados y aprobados por el ingeniero supervisor de obra o el responsable del estado de los puentes. Los vehículos utilizados para la prueba deben producir efectos similares a los producidos por el camión de diseño, ubicándose en las posiciones críticas, al ser sistemas de cargas de camiones usualmente de tres ejes. Estando permitido aunque ello implique que tengan un peso bruto menor que el de la carga de diseño. Las cargas de prueba se aplicaran con los camiones cargados, previamente medidos y pesados con balanza de precisión apropiada para este tipo de acciones. Para medir las deflexiones al centro de la luz del tablero cargado a través de un nivel de precisión de al menos 30x con mira calibrada en milímetros, que permita hacer lecturas con una precisión de 0.5 de milímetros. Siendo preferible colocar extensómetros digitales o diales analógicos, con lecturas a centésima de milímetro, usualmente esto no puede hacerse por los puentes se ubican cruzando ríos, que hacen qu la colocación de estos equipos no sea prácticamente posible. Se emplea termómetro para observar la influencia de la temperatura durante la ejecución de la prueba. 2.2.3. REALIZACION DE PRUEBA DE CARGA Cálculos estructurales Se realizan los cálculos, estructurales, efectuados para acorde al tipo de estructura, con el objetivo de evaluar el comportamiento estructural esperado de las estructuras. PRUEBAS DE CARGAS EN PUENTES
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Estos cálculos, se enfocan desde el objetivo de verificar en principio que las cargas propuestas, no afecten en principio que las cargas propuestas, no afeten la estructura, para ello se comparara los efectos de las fuerzas producidas por los vehículos dde prueba con los valores de la carga de diseño del puente. Cubierto este aspecto, los valores calculados permiten cuantificar el comportamiento esperado de las estructuras, por lo que sirven de criterio de aceptabilidad o descarte en el aspecto de conformidad o suficiencia de las estructuras ensayadas. 2.2.4. DEFINICION DE LA UBICACIÓN DE LAS CARGAS DE PRUEBA Del análisis estructural, y con el objeto de definir las posiciones más desfavorables, se debe calcular las líneas de influencia tanto para axial como para deflexiones. Las cargas se aplican buscando las condiciones que produzcan las máximas solicitaciones a ser mediadas. Usualmente están relacionados con el tema de deflexiones. 2.2.5. CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD Se presenta a continuación los criterios de acetacion, propuestos en relación con la prueba de carga estatica. Se considera que la prueba demuestra un comportamiento adecuado de puente, si:
La deformación por cargas estáticas no muestra un mayor valor que el calculado con un margen del 25%
Que la estructura presenta un comportamiento elástico, recuperando la deformación luego de retirada la carga.
El puente se considerara conforme si adicionalmente a los criterios de aceptabilidad, se ha tomado en cuenta. Los tramos del puente o este tienen un comportamiento adecuado, y durante la construcción no se ha reportado ningún evento que ponga en riesgo el comportamiento estructural, los ensayos y control de materiales colocados y su procedimiento no ha tenido observación. NOTA
Obligatoriedad de las pruebas de carga La prueba de carga estática es obligatoria para todas las obras de luz igual o superior a 12 m
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Se considerará que la prueba de carga estática es aceptable cuando la deformación remanente este en el orden de 5%, por ser el error permitido en los cálculos de ingeniería estructural. 2.3.
PRUEBA DE CARGAS DINAMICAS
La prueba de carga dinámica resulta obligatoria cuando la luz supere los 60 m o la tipología de la estructura no sea usual o se prevean flechas elevadas en la misma. Las recomendaciones indican que los resultados medidos podrán ser: Líneas de influencia Acelerogramas
Espectros de frecuencia
Modos de vibración
Coeficientes de impacto
Amortiguamiento
En general, no obstante, el objetivo es comprobar que el comportamiento dinámico de la estructura es el previsto en proyecto, no produciéndose vibraciones indeseadas. Para ello será suficiente con obtener la frecuencia y modo fundamental de la estructura y si acaso el amortiguamiento real. Asimismo, los ensayos dinámicos pueden ser útiles para detectar anomalías de carácter funcional como movimientos imprevistos en aparatos de apoyo, vibraciones en tirantes, etc. El Proyecto de la prueba de carga debe definir cuáles son los parámetros dinámicos que se van a determinar en la prueba, así como los valores teóricos previstos para los mismos. Suele ser habitual obtener las primeras frecuencias de vibración y el valor del amortiguamiento, como características intrínsecas de la estructura, y las aceleraciones y el coeficiente de amplificación dinámica, como respuesta de esta frente a una excitación externa 2.3.1. CONDICIONES DE EJECUCIÓN El proyecto y ejecución de las pruebas dinámicas deberán ser realizados por equipos técnicos con experiencia acreditada en este campo. Para efectuar la prueba será imprescindible que el puente este acabado (pavimento, aceras, pretiles, juntas de dilatación,...), debido a la repercusión del estado de la obra en su PRUEBAS DE CARGAS EN PUENTES
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respuesta dinámica, salvo que se pretenda evaluar el comportamiento de la estructura en una etapa intermedia de su construcción. 2.3.2. EXCITACIÓN DE LA ESTRUCTURA La fuente de excitación será un tren de carga que r ecorrerá el puente a diferentes velocidades:
Velocidad lenta: 5 5 km/h (prueba cuasi-estática)
Velocidad media: entre 30 y 40 km/h
Velocidad rápida: > 60 km/h (siempre que las condiciones de la obra lo permitan)
El tren de carga estará formado, en general, por un Único camión avanzando a velocidad constante a lo largo del eje longitudinal del puente. Cuando se desee excitar un modo de torsión, dicho vehículo circulará por un lateral del tablero. En el caso de que se desee evaluar el grado de confort en zonas de uso peatonal del puente, el tren de carga estará formado por una batería de tantos camiones como carriles de circulación tenga la calzada, avanzando con velocidad constante a lo largo del tablero en sentido Único. Para la determinación de las frecuencias propias y del amortiguamiento estructural, podrá disponerse en la calzada un obstáculo transversal a la marcha del camión, siempre que se considere necesario aumentar las vibraciones generadas durante el ensayo. 2.3.3. TIPOS DE PRUEBAS Y PLAN DE MEDICIONES. Consiste en donde se mide la respuesta dinámica de la estructura bajo solicitaciones ambientales como son el paso de vehículos y oscilaciones ocasionadas por el viento. Este tipo de prueba es particularmente útil pues la energía de la fuente de excitación está repartida en un amplio espectro de investigación y desarrollo 36concreto y cemento frecuencias y por consecuencia varios modos de vibración son sensibles de ser “activados”. Estas pruebas son
particularmente importantes pues permiten evaluar el comportamiento estructural en condiciones de operación. Las mediciones durante la campaña de pruebas dinámicas fueron hechas usando acelerómetros de la marca PCB modelo 393B31, que tienen una sensibilidad de 10 V/g. El número, la localización de los sensores y PRUEBAS DE CARGAS EN PUENTES
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la frecuencia de muestreo fueron escogidos en base a los resultados de una campaña preliminar de pruebas y los resultados de un modelo inicial de elemento finito del puente. Para estructuras largas, tal como el puente en estudio, no es siempre posible instrumentar toda la estructura con acelerógrafos. La adquisición de datos fue llevada a cabo por medio de varios arreglos de sensores, y en donde siempre se conservó como referencia 2 canales. La Fig. 8 presenta el plan general de instrumentación, mientras que la Fig. 9 muestra los acelerógrafos colocados sobre el puente y el sistema de adquisición usado.
Fig. 8. Ubicación de acelerómetros para pruebas dinámicas.
Fig. 9. Acelerógrafo en posición y central de adquisición durante las pruebas dinámicas.
Ejemplo. Durante la prueba los datos fueron adquiridos con una frecuencia de muestreo de 256 Hz usando ventanas de 15 minutos de periodo en cada serie de medición. Esta frecuencia de muestreo fue establecida como resultado de una campaña preliminar de mediciones en donde se realizaron pruebas de mediciones con diferentes frecuencias de muestreo. La Fig. 10 muestra un ejemplo de los datos recolectados en uno de los puntos de referencia.
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Fig. 10. Ejemplo de registros de aceleración (Negro: verticales, Gris: Transversales).
La Fig. 11 muestra un espectro de los datos grabados. Estos resultados muestran un esbozo de las frecuencias bajas del puente y que están comprendidos entre 0.4 y 3.5 Hz.
Fig. 11. Densidades espectrales de potencia para un punto de medición del claro principal (vertical & transversal).
2.4.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
En las pruebas dinámicas no cabe establecer con carácter general unos criterios de aceptación, dada la diversidad de tipos estructurales existentes y de factores que pueden afectar a la respuesta de la estructura. En algunos casos, la prueba servirá para detectar un posible problema de incomodidad en los usuarios o la PRUEBAS DE CARGAS EN PUENTES
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generación de esfuerzos no previstos en el cálculo. En otros, una eventual desviación de la frecuencia de vibración respecto a su valor teórico, sin la correspondiente desviación de la flecha estática, pondrá de manifiesto una posible variación de la masa respecto a su valor de cálculo. En general, la determinación de las características dinámicas intrínsecas de la estructura proporcionará unos valores de referencia que permitirán efectuar un seguimiento de la estructura a medio o largo plazo. En todos los casos, será necesario efectuar una interpretación cuidadosa de los resultados antes de obtener conclusiones y, en general, será necesario contar con la asesoría del Autor del proyecto de la obra para poder evaluar la trascendencia de esos resultados. Como marco de referencia, se dan a continuación unas indicaciones relativas a los aspectos que normalmente se tratan en las pruebas dinámicas, con órdenes de magnitud para puentes de t ipos y luces habituales. 2.4.1. CARACTERÍSTICAS
DINÁMICAS
INTRÍNSECAS
DE
LA
ESTRUCTURA FRECUENCIAS La frecuencia principal o, en su defecto, la correspondiente al modo excitado durante la prueba (en general, flexión de eje horizontal ortogonal a la directriz del puente), no diferirá de la calculada teóricamente en mayor medida de lo que lo hayan hecho las flechas, teniendo en cuenta que éstas son proporcionales a la rigidez del tablero mientras que la frecuencia lo es, en primera aproximación, a la raíz cuadrada de la misma. 2.4.2. AMORTIGUAMIENTO El amortiguamiento suele expresarse mediante el decremento logarítmico, que se define como:
Siendo: n número de ciclos del intervalo considerado, a la frecuencia fundamental , 1 ,
amplitud de la respuesta dinámica al inicio de dicho intervalo amplitud de la respuesta dinámica al final del intervalo.
El número de ciclos deberá ser el mayor posible que permita el amortiguamiento de la estructura y la resolución de los instrumentos de medida. En general, se considera deseable un mínimo de 5 a 10 ciclos. Las amplitudes Ao y A1, se tomarán PRUEBAS DE CARGAS EN PUENTES
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de la zona del registro de datos correspondiente a las vibraciones libres de la estructura, tras el paso del tren de carga. Con preferencia a otras magnitudes, las amplitudes Ao, y A1, serán de desplazamientos (flechas). En defecto de éstas podrán utilizarse deformaciones unitarias (tensiones) o aceleraciones. Si en el intervalo considerado existieran varios modos de vibración superpuestos y las amplitudes Ao y A1, no pudieran determinarse claramente de los registros analógicos de datos en el dominio del tiempo, se procesará la señal y se utilizarán las amplitudes a la frecuencia fundamental f, en dos espectros correspondientes a instantes de tiempo separados n/f, segundos. Se suelen considerar valores normales del amortiguamiento, expresado éste en forma de decremento logarítmico, los comprendidos entre 0,03 y 0,12. También es f recuente expresar el amortiguamiento como fracción del amortiguamiento crítico a través del índice de amortiguamiento que se define mediante la relación. =
Valores normales de este índice, expresados en tanto por cien, serían los comprendidos entre 0,5% y 2%.
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CONCLUSIONES El método de pruebas de cargas está basado en el uso de pruebas dinámicas y estáticas, así como en procedimientos de identificación modal. Estos resultados permitien validar y calibrar un modelo de elementos finitos detallado del puente. Los modelos matemático es empleado para evaluar las solicitaciones en los diferentes elementos que componen el puente bajo cargas de servicio y accidentales. Con estos resultados se verifica la capacidad de servicio de los principales elementos estructurales permitiendo concluir que el puente evaluado está apto para prestar servicio. Las pruebas de carga son una herramienta fundamental para la reevaluación de la capacidad de carga de grandes estructuras existentes, pues permiten reducir considerablemente las incertidumbres ligadas al modelado matemático, la evaluación de su capacidad de carga y el dictamen sobre su seguridad estructural .
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BIBLIOGRAFIA
Ingenieria de puentes ing. Nicolas Villaseca Carrasco
Simposio Internacional sobre Diseño y Construcción de Puentes
Bucaramanga, Colombia. Diciembre 2009
Estructuras - cálculo puentes de carretera España. universidad de valencia
Evaluación estructural de un puente mediante la realización de una prueba de carga estática. UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR
Diseño de puentes método AASHTO
Manual de puentes 2016 MTC
Recomendaciones para la realización de pruebas de carga de recepción én puentes de carretera MADRID
http://civilgeeks.com/2011/12/10/prueba-de-cargas-de-estructuras
http://bowstring-ingenieria.blogspot.pe/2013/04/pruebas-de-cargadinamicas-en-puentes_17.html
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