5.6.1.- DEFINICIÓN

Desde el punto de vista estructural se puede considerar que el refuerzo de un puente es debido, en general, a una de las tres razones siguientes:

a) Necesidad funcional de aumentar la capacidad resistente de un puente.
b) Corregir fallos detectados que hacen suponer que ha disminuido la capacidad de carga prevista inicialmente.
c) Saneamiento, reparación y refuerzo de puentes sometidos al deterioro natural del tiempo.
 

5.6.2.- ACCIONES Y PROCEDIMIENTOS MÁS COMUNES
 
 

Entre las acciones más comunes dentro del reforzamiento de un puente, están:

- Elevación de rasantes.
- Ampliación de áreas hidráulicas.
- Reforzamiento pasivo ( Inyección de grietas con resinas epoxicas y colocación de placas mecánicas adheridas ).
- Reforzamiento activo: (Inyección de grietas con resinas epoxicas).
- Reforzamiento externo: longitudinal, transversal y vertical.
 

Es muy frecuente clasificar los procedimientos utilizados en el refuerzo de estructuras en:

- Procedimientos pasivos.
- Procedimientos activos.

Estos últimos, los activos, como sabemos, son aquellos basados en la introducción en la estructura de acciones o deformaciones que modifican su estado tensional favoreciendo su comportamiento resistente.

Entre los procedimientos pasivos más utilizados se pueden citar los siguientes:

- Refuerzo con concreto armado.
- Refuerzo con concreto proyectado.
- Refuerzo con adición de PLACAS y perfiles metálicos.

Entre las aplicaciones del refuerzo con concreto armado se pueden citar:

a) Refuerzo de pilares mediante recrecido de los mismos.
b) Refuerzo de tableros mediante recrecido de sus vigas o losa para aumentar su resistencia a la flexión y/o al cortante.

En todos los casos se ha de garantizar el trabajo conjunto del concreto existente y del refuerzo, la limpieza de la superficie de unión, utilización de conectores y la aplicación de una resina especial.

Los refuerzos con concreto proyectado (gunita) se adaptan bien cuando hay que recubrir grandes superficies con un pequeño espesor, tanto como para reponer recubrimientos alterados como para el refuerzo con adición de armaduras pasivas. Se necesita una buena preparación de la superficie a tratar y se recomienda el tratamiento con chorro de arena o agua a alta presión. Prácticamente solo se recomienda el sistema por vía seca, ya que la vía húmeda proporciona un concreto de peor calidad (menor resistencia, menor adherencia, mayor retracción y menor compacidad). El personal debe ser altamente especializado.
 
 

5.6.2.1.- ENCAMISADO DE PILAS

Es necesario cuando la capacidad de carga de un puente esta en duda, cuando se presentan problemas de socavación o simplemente cuando se quiere proteger a las pilas contra posibles impactos con basura que arrastra la corriente.

Este procedimiento se utiliza en la mayoría de las ocasiones para protección de la mampostería contra impactos, socavación o reforzamiento de las pilas, por lo regular se realiza de la siguiente manera:

Etapa 1.- Si existe escurrimiento se deberá desviar por medio de costaleras, y excavar hasta el nivel de desplante de la cimentación dejando un espacio suficiente para efectuar los trabajos.
 
 

Etapa 2.- Resanar con Grout los huecos existentes en la mampostería.
 
 

Etapa 3.- Colocar elementos de anclaje con una separación aproximada de 100 cms. En ambos sentidos para fijar la malla de refuerzo.
 
 

Etapa 4.- Colocar y fijar la malla a los elementos de anclaje dejando una separación mínima de 7.5 cms entre la malla y la mampostería.
 
 

Etapa 5.- Colar concreto de 15 cms de espesor.
 

Nota: En algunas ocasiones en la etapa 5 se puede utilizar el concreto lanzado.
 

5.6.2.2.- REFUERZO CON PLACAS Y PERFILES METÁLICOS

En cuanto al refuerzo con PLACAS y perfiles metálicos los más frecuentes son los siguientes:

a) Refuerzo con perfiles metálicos superpuestos.

b) Refuerzo con placas metálicas ancladas. Se caracteriza por la colocación de placas metálicas ancladas al elemento que se va a reforzar a través de conectores, consiguiendo así una unión casi continua a nivel de sección.

c) El refuerzo con placas metálicas encoladas es posible gracias al desarrollo de las formulaciones de las resinas epoxicas que han resuelto el problema de unir piezas de acero al concreto sin necesidad de anclajes.
 
 

La preparación y limpieza de la superficie del concreto es fundamental. La resina utilizada deberá tener una excelente adherencia al concreto y al acero, y además baja retracción y fluencia, modulo de elasticidad adecuado, y estabilidad a lo largo del tiempo.

Las placas de acero serán de calidad igual o superior del A-37, y espesor en general menor de 3 mm, se prepararán en taller y serán protegidas para evitar toda oxidación y deterioro en el transporte y hasta la puesta en obra.

Los procedimientos activos de refuerzos pueden ser realizados mediante el empleo del pretensado, gatos planos, predeformaciones de placas, etc. De todos ellos el empleo de las técnicas y elementos de pretensado es el más versátil y utilizado.

En cimentaciones tiene mucha aplicación en los casos de:

- Refuerzos de zapatas con armaduras y dimensiones insuficientes.

- Transmisión de cargas de unos elementos defectuosos o insuficientes, por ejemplo, pilotes, a otros nuevos.

- Y en cimentaciones ya realizadas cuando el suelo es excesivamente deformable para transferir la carga del terreno a otros elementos de cimentación profunda.

En elementos de contención, el caso más frecuente es el refuerzo de muros en el que es técnica normal el anclaje del terreno mediante pretensado.

En el caso de refuerzo de tableros de puentes y, en general de la superestructura, en algunos casos, ha sido posible incluso cambiar el tipo estructural, por ejemplo, pasar de un puente vigas a un puente de losa mediante un pretensado transversal.
 
 
 

5.6.2.3.- USO DEL PRESFUERZO

Si se revisa la capacidad de carga de un puente tomando en cuenta las cargas vivas con que fue diseñado y las que actualmente transitan por los caminos de México, casi siempre resultara que el puente necesita ser reforzado para absorber los elementos mecánicos producidos por las cargas actuales.

El método más común para el reforzamiento de los puentes es el presfurezo exterior, que consiste en cables de acero de presfuerzo, con los cuales se obtiene una resultante normal a la superestructura del puente que ayuda a absorber los momentos y cortantes producidos por las cargas vivas actuales.

Una vez que se a determinado que el puente requiere reforzarse, el procedimiento constructivo a seguir es el siguiente:

1.- Realizar perforaciones en nervaduras para dar paso al presfuerzo transversal para colocar los bloques desviadores.

2.- Escarificar nervaduras en la zona donde se colocaran los bloques desviadores.

3.- Armar y colar los bloques desviadores.

4.- Alrededor de los tubos desviadores sellar con mortero Grout.

5.- Fabricar los bloques metálicos de anclaje.

6.- Colocar el señalamiento respectivo y cerrar parcialmente la circulación para retirar carpeta asfáltica existente y demoler losa para colocar los bloques de anclaje.

7.- Una vez que los bloques hayan alcanzado su resistencia de proyecto, se insertaran las barras de presfuerzo y se tensaran al 50% de su fuerza de servicio para estabilizar los asentamientos del bloque desviador.

8.- Ya asentados los bloques, se procederá a tensar las barras transversales de presfuerzo al 100% de su fuerza de tensado.

9.- Montar los bloques de anclaje, colocando mortero Grout para asegurar un adecuado contacto entre superficies.

10.- Cuando se haya tensado todo el presfuerzo de todos los bloques desviadores y los bloques de anclaje hayan sido colocados se procederá a introducir y posteriormente tensar el acero de presfuerzo longitudinal, el tensado de estos cables deberá ser por un extremo y simultáneo.

11.- Colar la zona donde se coloco el dispositivo metálico de anclaje, dejando la reservación para la colocación de la junta de dilatación.

12.- Colocar la carpeta asfáltica en la calzada y en los accesos.

13.- Realizar limpieza general y restituir la circulación normal del puente.
 
 

Para el mantenimiento de los bloques de anclaje se recomienda:

Eliminar el antiguo mortero de relleno del cajetín.

Eliminar el oxido de las cabezas de anclaje.

Restituir el relleno a base de morteros especiales.

Los cables de presfuerzo que van por fuera de la estructura no necesitan mantenimiento por ir dentro de un poliducto que los protege contra los agentes del intemperismo.
 
 

Existen tres tipos del presfuerzo exterior:
 
 

El presfuerzo longitudinal.

El presfuerzo transversal.
 
 

Y el presfuerzo vertical.

 

FINAL  TESIS

Nos preocupamos sobre todo por los objetos expuestos al medio ambiente, principalmente cuando este medio ambiente corresponde a un clima húmedo y cálido.

Sin embargo, hay que aclarar que, la corrosión, no es un hecho trivial, sino que, a nivel mundial, viene a ser uno de los fenómenos más trascendentales en la economía de toda sociedad humana. En términos generales de acuerdo con la Secretaria General De La Organización De Los Estados Americanos (Programa Regional Desarrollo Científico y Tecnológico) los perjuicios causados por la corrosión equivalen del 1.5 al 3.5% del Producto Nacional Bruto en numerosos países.

Por lo que se refiere a los perjuicios que el fenómeno de la corrosión ocasiona a la industria de la construcción, cabe mencionar que hoy en día se tiene plena conciencia de que el factor mas determinante para la reducción en la durabilidad del concreto estructural es la falta de control de la corrosión en los aceros de refuerzo.

Es interesante hacer la observación de que generalmente se dé preferencia, en el diseño, a la construcción de obras de concreto reforzado o presforzado sobre las de acero estructural, pensando en que estas ultimas requieren de una conservación periódica y costosa, mientras que en los primeros basta con llevar, durante la construcción, un estricto control de calidad en la construcción para que la vigilancia y conservación de dichas obras durante su etapa de servicio no sea tan estricta como en el caso de las estructuras de acero.

La realidad es que el inicio de la corrosión en las estructuras metálicas es observable con toda claridad y permite tomar medidas oportunas mientras que en las estructuras de concreto el fenómeno permanece encubierto y cuando se descubre el daño, muchas veces, ya es irreparable. Por otro lado se sabe también, que la corrosión bajo tensión en aceros de presfuerzo puede provocar el colapso súbito de las estructuras presforzadas. Cabe mencionar las fallas por corrosión bajo tensión en los aceros de presfuerzo de las siguientes obras:

- 1967 en E.U., colapso del puente Silver sobre el río Ohio, que costo la vida de 46 personas.

- 1980 en México, colapso de la techumbre del auditorio Benito Juárez en la Ciudad de Guadalajara, Jalisco, que pudo costar la vida a más de 10,000 personas.

- 1981 en Maracaibo, Venezuela, sustitución de mas de 1,300 toneladas de acero de los cables del puente atirantado que se encuentra en este lugar, debido al deterioro por corrosión bajo tensión.

- 1985 en México, colapso del puente Papagayo, en la carretera costera del pacifico, tramo Acapulco-Pinotepa Nacional, por corrosión del acero de refuerzo.
 
 

EL FENÓMENO DE LA CORROSIÓN

Acción química, electromecánica, macanoquimica, o biológica, lenta o acelerada de la naturaleza o el medio ambiente, que degrada y destruye los materiales. Este fenómeno, al que se da el nombre de corrosión se manifiesta mas evidentemente en los cuerpos sólidos como son los metales, las cerámicas, los polímeros artificiales, los agregados y los minerales fibrosos de origen natural.

El fenómeno de la corrosión de la materia sólida consiste básicamente en la perdida del equilibrio en las fuerzas cohesivas. Las fuerzas que mantienen la cohesión de la materia sólida son de naturaleza eléctrica.

Esta cohesión es el resultado del equilibrio de las fuerzas de atracción entre los núcleos atómicos positivos y los electrones con carga negativas, con las fuerzas de repulsión de los electrones entre si y de los núcleos atómicos entre si.
 
 

FORMAS DE CORROSIÓN.

Para evaluar los daños producidos por la corrosión es muy conveniente clasificarlos según la forma como se producen:

Cuando la superficie del metal se corroe en una forma casi uniforme se dice que la corrosión es de tipo "superficial". Es la forma más benigna o menos peligrosa pues el material se va gastando gradualmente extendiéndose en forma homogénea sobre toda la superficie metálica y su penetración media es igual en todos los puntos. Un ataque de este tipo permite evaluar fácilmente y con bastante exactitud la vida de servicio de los materiales expuestos a él.

A veces el ataque se profundiza mas en algunas partes pero sin dejar de presentar el carácter de ataque general constituyendo un caso intermedio entre corrosión uniforma y corrosión localizada, en este caso se dice que se trata de una corrosión "en placas".

Existe otra forma de corrosión, conocida como corrosión "por picadura" que se presenta cuando una superficie metálica que ha sido pasivada se expone a un medio agresivo. Durante el picado, el ataque se localiza en puntos aislados de superficie metálicas pasivas y se propaga hacia el interior del metal formando en ocasiones túneles microscópicos.

La corrosión se puede presentar de varias formas que difieren en apariencia.

Corrosión general: La corrosión general es la forma más común que se puede encontrar y la más importante en términos de perdidas económicas. Se caracteriza por un ataque mas o menos uniforme en toda la superficie expuesta con solamente variaciones mínimas en la profundidad del daño. En las estructuras se pueden usar recubrimientos especiales para minimizar el ataque de la corrosión.

Corrosión Galvánica: Se puede producir un daño severo por corrosión cuando dos o más metales distintos se acoplan eléctricamente. Esto se conoce como corrosión galvánica y resulta por la existencia de una diferencia de potencial entre los metales acoplados que causa un flujo de corriente entre ellos. El metal más activo padece una corrosión mas acelerada, mientras que la corrosión en los miembros menos activos se retarda o se elimina.

Corrosión por hendiduras: La corrosión por hendiduras es un tipo que se presenta en espacios confinados o hendiduras que se forman cuando los componentes están en contacto estrecho. Para que se presente la corrosión por hendidura, la hendidura debe ser muy cerrada, con dimensiones menores a un milímetro. Aunque no se han definido los limites de la brecha, es conocido que este tipo de corrosión no se presenta en espacios más grandes.

Para que se presente la corrosión por hendiduras no es necesario que las dos superficies de aproximación sean metálicas. También se ha reportado corrosión por hendiduras formadas por varios materiales no metálicos (polímeros, asfaltos, vidrio, neopreno) en contacto con superficies metálicas. El hecho de que esto pueda ocurrir es de una importancia especial en la aplicación y selección de materiales de juntas de dilatación, apoyos, etc.

Picaduras: Las picaduras son una parte localizada de corrosión en la que el ataque esta confinado a muchas cavidades pequeñas en la superficie del metal. Las cavidades que se forman pueden variar en cantidad, tamaño y forma. Las picaduras pueden contribuir de manera importante a una falla general, en componentes sujetos a esfuerzos muy altos, dando como consecuencia la falla por corrosión bajo tensión.

El picado se puede presentar en varios metales y aleaciones, pero los aceros inoxidables y las aleaciones de aluminio son susceptibles en especial a este tipo de degradación.

Agrietamiento por corrosión y esfuerzos: El agrietamiento por corrosión y esfuerzos es una falla corrosiva en la que se forman las grietas de un componente bajo la acción combinada de esfuerzos mecánicos y un medio ambiente agresivo. Los esfuerzos y el medio ambiente agresivo se unen para ocasionar una falla súbita.

Por lo general los requisitos para que se presente la corrosión son dos:

1.- Un metal o aleación susceptibles. Aceros de alta resistencia, latones y aceros inoxidables, y aleaciones comunes de aluminio, acero, fierro, etc.

2.- Un medio ambiente especifico. Por lo general un ambiente húmedo o salado, por lo general un ambiente lleno de iones específicos (iones de cloruro, iones de monio, etc.) ]]> tag:www.construaprende.com,2006:/tesis02//26.122 2006-09-14T07:16:41Z 2006-09-14T07:16:56Z