Análisis y verificación de tensiones en proyectos de puentes de hormigón armado del tipo cajón con aplicación secuencial de pretensado basado en el método de avance sucesivo

Resumen

Dada la importancia de los sistemas de puentes viales para el desarrollo de un país, el rigor en el proceso de diseño se vuelve sumamente esencial para cumplir con todos los requisitos relacionados con su funcionalidad. Uno de los aspectos desafiantes para evitar posibles problemas de colapso al inicio o durante la fase de construcción del proyecto es la selección del proceso constructivo. En este contexto, los criterios para definir el proceso constructivo a adoptar están intrínsecamente ligados al costo, la facilidad de ejecución y la seguridad durante la creación de la obra de arte, el tiempo de construcción y la capacidad técnica de los profesionales de la construcción. En este estudio se realizaron análisis de deformación y evolución de esfuerzos en las fibras superiores de un puente con base en métodos constructivos convencionales, teniendo en cuenta la aplicación de pretensado durante la construcción, con el objetivo de comparar los resultados. Resaltando que las tensiones críticas fueron superadas con la ayuda de la aplicación de pretensado de manera escalonada y/o secuencial. El sistema estructural en cuestión es un puente cajón unicelular de hormigón pretensado de altura variable, con unas medidas de 2,50 m en la mitad del vano y 4,70 m en los apoyos. El modelado numérico computacional se desarrolló con base en el uso de los programas de elementos finitos CSiBridge v.20 y Robot Structural, considerando elementos barra y placa/cáscara/cáscara. Utilizando el método de avances simétricos sucesivos, se realizó un análisis lineal-estático longitudinal (despreciando efectos dinámicos), teniendo en cuenta las duelas cero, correspondiente y de cierre con medidas de longitud de 6,40 m, 4,20 m y 3,00 m, respectivamente. Se compararon los resultados, donde se concluyó que los esfuerzos obtenidos en la fase de construcción luego del cierre de las consolas resultaron ser relativamente menores debido a la redistribución de esfuerzos, teniendo en cuenta el cambio del sistema estructural de isostático a hiperestático. Con este cambio aparecieron esfuerzos de tracción en las fibras inferiores (esto durante la fase de construcción), incrementándose en un 92,10% durante la fase de operación. Los esfuerzos de tracción de las fibras superiores en la zona de soporte aumentaron un 85,6% desde la fase de construcción hasta la fase de operación. En cuanto a la resistencia del pretensado del hormigón, se aplicó con el fin de garantizar pérdidas reducidas resultando en valores inferiores al 15%.