Evaluación del impacto de las alteraciones climáticas en un puente de concreto preesforzado

Abstract

En esta investigación es realizado un análisis de socavación para el nuevo Puente Gómez Ortiz, ubicado en el departamento de Santander, Colombia. La estructura que cuenta con dos luces principales de 170 metros de longitud y dos vanos extremos de 85 metros cada uno, con tablero de concreto postensado de sección transversal viga-cajón de canto variable, construido por el método de dovelas por avances sucesivos y que se encuentra apoyado en tres pilas de alturas entre los 42 y los 47 metros, fue abierto al público en el año 2014 como parte del plan de sustitución de vías que deja fuera de servicio el llenado del embalse de la represa de Hidrosogamoso en la región. Como toda estructura sometida a los efectos del agua, los puentes son susceptibles al fenómeno de pérdida de material en sus cimentaciones, llamado socavación, que puede dejar expuesta su estructura de fundación y puede alterar el estado de su salud estructural. Cálculos estimados de pérdidas máximas de material son considerados en sus diseños, no en tanto las probabilidades de que sean superadas son alarmantes, debido a que son muchos factores actuando en este proceso y debido a que en su mayoría son factores propios de ciclos de la naturaleza de difícil predicción. Es por esta causa que con esta investigación se buscó mediante la información dinámica del puente obtenida de su modelamiento en un software de elementos finitos, caracterizar su comportamiento dinámico para diferentes profundidades de socavación y de niveles de agua sobre los pilares. Esto como fuente de información para prevenir e identificar escenarios de daño en futuros planes de monitoreo realizados a la estructura, con el objetivo de garantizar que provea un servicio continuo y seguro.

In this research is developed an analysis of scour for the new Gómez Ortiz bridge, located in the region of Santander, Colombia. The structure has two main lights of 170 meters of length and two extreme spans, of 85 meters each, with a post-tensioned concrete deck whit a box-girder cross section with variable high, was built by the double cantilever method. Is supported by three piers with highs between 42 and 47 meters, and was opened to the public in the year 2014 as part of the roads substitution plan that leaves out of service the filling of the reservoir of the Hidrosogamoso dam in the region. As every structure exposed to water actions, is susceptible to the loss of foundation material phenomenon, that can leave the structure exposed and can modify the state of its structural health. Estimated approaches of maximus depths of loss of material are considered in the designs, but no matter what, the probability of this to be exceeded is so high that triggers a challenge due to the many factors acting in this process and because almost all of them form part of nature cycles that represent a hard labor to predict. For this cause, the propose of this investigation was to characterize the dynamic behavior of the bridge throw its dynamic information obtained of a model developed in a finite-element software, for different depths of socur as a data base source for future monitoring analysis, forward to prevent and know the possible damage scenarios and guarantee a continuous and a safety service.

Esta investigação consiste na realização de uma análise de infra-escavação para a nova ponte Gómez Ortiz, localizado na cidade de Santander, Colômbia. A estrututra conta com dois vãos principais de 170m de comprimento e dois vãos extremos de 85m cada um. O tabuleiro tem uma secção transversal viga-caixão de altura variável e composto por betão e aço pré-esforçado. O tabuleiro foi construido pelo método de dovelas por avanços sucessivos e encontra-se apoiado em três pilares de alturas variáveis entre os 42 e os 47m. A ponte foi inaugurada no ano de 2014 como parte de um plano de substituição de vías que deixou fora de serviço a barragem de Hidrosogamoso. As pontes quando sujeitas aos efeitos da água estão susceptíveis ao fenómeno de perda de material nas suas fundações, chamado infra-escavação, que pode deixar exposta a estrutura de fundação e assim alterar o seu comportamento estrutural. Cálculos estimados de perdas máximas de material são considerados no projeto, no entanto, as probabilidades de que sejam superadas são alarmantes devido aos muitos fatores que atuam neste processo, principalmente os fatores próprios do ciclo da natureza de difícil previsão. Com isto, surgiu esta investigação que tem como objetivo obter informação dinámica da ponte através do seu modelamento num software de elementos finitos e ainda a caracterização do seu comportamento dinâmico para diferentes profundidades de infra-escavação tendo em conta o nível de água sobre os pilares. Contudo, no final vamos ter uma fonte de informação que permitirá prevenir e identificar cenários de danos em futuras monitorizações realizadas à estrutura, com o objetivo de garantir um serviço contínuo e seguro.