22 CommentsSi utilizamos en primer lugar a la economía como sistema de referencia entendemos que los criterios de evaluación del estado de los puentes están inscritos en el marco más general del costo y su vida útil.
El costo depende de dos factores principales: el costo en sí del puente y el relacionado con el usuario, y todo ello dentro de un marco de referencia que es la vida útil, que se cifra en unos 50 años, siempre y cuando tenga un adecuado mantenimiento y hacia los 30 años se le realice una reparación importante.
El costo en sí se compone de la suma del correspondiente a su primera instalación, al mantenimiento, a las reparaciones menores y mayores y finalmente a su sustitución.
De todo puente en servicio se puede realizar una doble lectura. Por un lado determinar que capacidad de carga tiene, lo que nos proporciona sus características resistentes actuales y previsibles en un futuro próximo y, por otro, cuales son sus características funcionales.
Estas dos propiedades resistentes y funcionales deben compararse con las exigencias mínimas, o aceptables que debe tener un puente para que cumpla su función dentro de la red vial. De esta comparación saldrá una política a seguir que permita establecer las prioridades, sobre que puentes se deben mantener, cuales reparar o rehabilitar y cuales sustituir y en que plazo.
Los inspectores, ingenieros expertos con titulación, rellenan el correspondiente formato y dibujan croquis o toman fotografías de los aspectos que le interese reflejar.
Además de realizar las tareas mencionadas hasta ahora, los inspectores deben establecer ciertos índices de estado. Estos índices son estimaciones de la extensión de las siguientes deficiencias:
- Microfisuración.
- Fisuración.
- Coqueras.
- Armaduras deterioradas.
- Eflorescencias.
También se indican las partes de la estructura donde se producen las deficiencias, distinguiéndose:
- En puentes: Tablero, pilas, estribos, aletas, etc.
- En cajones: Módulos, aletas, etc.
El estado de los elementos del equipamiento también se codifica y se almacena.
La ultima tarea del inspector es evaluar si las deficiencias existentes deben ser reparadas antes de la próxima inspección y en caso afirmativo asignar las actuaciones de mantenimiento tipificadas que procedan y un grado de urgencia para efectuarlas. Esta manera de proceder proporciona un índice de estado global de la estructura.
4.3.1.- CRITERIOS DE PRIORIZACIÓN
Cabe señalar la importancia de la necesidad de modernizar todos los puentes ubicados en los 12,000 Km. que tienen volúmenes de transito promedio anual superior a 3,000 vehículos; o la necesidad de reforzar los puentes de los tramos de la red por los que se han detectado que circulan, con mayor frecuencia, cargas extraordinarias.
Los criterios de priorización deben establecerse en función de políticas generales de expansión de la red y con miras a mejorar los servicios de transporte.
El criterio de priorización propuesto esta basado en los trabajos desarrollados por la Federal Highway Administration y algunos departamentos de transporte en los Estados Unidos, solo que adecuado a las necesidades de los puentes en México.
El sistema de priorización de puentes considera, no solo aspectos infraestructurales, sino también aspectos de operación del transporte; es decir, cuando da una calificación de un puente, le da un peso del 40% a aspectos estructurales y un 60% a aspectos de operación, calificando por supuesto, a todos aquellos puentes que presentan daños que puedan desencadenar en falla estructural.
El sistema de priorización esta basado en valuar el nivel de deficiencia del puente, el cual se mide de 0 a 100, en la que cero es para puentes en perfecto estado y cien para aquellos puentes que requieren acciones urgentes de mantenimiento. Se califican cuatro aspectos:
Capacidad de Carga (CC).
Ancho del Puente (AP).
Gálibos (G).
Condición Estructural (CE).
La calificación se obtiene de las suma, es decir:
ND = CC + AP + G + CE
Donde:
ND = Es el Nivel de Deficiencia del puente que puede tomar un valor de 0 a 100.
La suma de las puntuaciones obtenidas en capacidad de carga, ancho del puente, gálibo y condición estructural determina la puntuación total del puente en cuestión y el orden de prioridad y el tipo de actuación de mantenimiento a realizar dentro del conjunto de los puentes analizados.
A continuación, se presenta la forma de calcular cada una de las deficiencias del puente.
DEFICIENCIA EN LA CAPACIDAD DE CARGA (CC).
La formula que define el nivel de deficiencia por capacidad de carga, se define como:
CC = WC * 1/5 * (NC - CR) * (0.6 * K1 + 0.4 * K2)
Donde:
K1 = (TPDA)0.30 ; K2 =LD * TPDA
12 20 5000
WC = Es un factor de peso para la deficiencia en la capacidad de carga, que, para este sistema, se considera 40 puntos.
NC = Es el nivel deseado de capacidad de carga en Ton.
CR = Capacidad de carga registrada en Ton.
TPDA = Transito promedio anual.
LD = Longitud que un vehículo tendría que recorrer, en caso de falla del puente, en metros.
Esta formula supone que el costo del transporte se incrementa linealmente con la deficiencia en la capacidad de carga del puente, además, se introdujo un termino no lineal que toma en cuenta el deterioro del puente por el paso de vehículos con exceso de carga. En la figura 1, se muestra una gráfica de esta ecuación para diferentes valores de (NC - CR).
Fig. 1.- Gráfica de CC contra TDPA para diferentes valores de NC-CR
DEFICIENCIA POR EL ANCHO DEL PUENTE (AP).
La formula para el calculo de esta deficiencia es la siguiente:
AP = WA * (AD - AR) * TPDA
5000
Donde:
WA = Es un factor de peso para la deficiencia en el ancho del puente, al cual se le da un valor de 10 puntos.
AD = Ancho total deseado del puente, en metros.
AR = Ancho real del puente, en metros.
TPDA = Transito promedio anual.
La deficiencia por el ancho del puente esta en función del TPDA. La función es lineal, en la que considera que el numero de accidentes y los costos se incrementan linealmente con el TPDA y la deficiencia en el ancho del puente.
En la figura 2, se muestra una gráfica de esta ecuación para diferentes valores de (AD - AR).
Fig. 2.- Gráfica de AP contra TPDA para diferentes valores de (AD-AR)
DEFICIENCIA POR GÁLIBOS (G).
La formula para el calculo de esta deficiencia esta dada por:
G = GI + GS
Donde:
GI = WG * (GID- GIR) * TPDA
0.6 5000
GS = WG * (GSD - GSR) * TPDA
0.6 5000
Donde:
WG = Es un factor de peso para la deficiencia en gálibos que para este sistema se vale 10 puntos.
GID = gálibo inferior deseado en metros.
GIR = gálibo inferior existente en metros.
GSD = gálibo superior deseado en metros.
GSR = gálibo superior existente en metros.
GI = Deficiencia en el gálibo inferior.
GS = Deficiencia en el gálibo superior.
TPDA = Transito promedio anual.
La formula para GI esta graficada en la figura 4 para distintos valores de
(GIR - GID), que como se puede ver, es lineal asumiendo que los costos de los usuarios asociados con los gálibos incrementan linealmente con el TDPA.
Para la formula de GS se ocupa la misma gráfica solo que las rectas de los valores de (GIR-GID) pasan a ser los valores de (GSD-GSR), ya que las gráficas
Fig. 4.- Gráfica de GI contra TPDA para diferentes valores de GID-GIR
DEFICIENCIA EN LA CONDICIÓN ESTRUCTURAL (CE).
Para calcular esta deficiencia, se utilizan las siguientes fórmulas:
CE = 0 para IC > 8
CE = WE para IC <= 3
CE = WE * (1.6 - IC/5) para 3 < IC < 8
Donde:
IC = 2 * ICSUB + 2 * ICSUP + ICR + 3 * SOC
8
Donde:
WE = Es un factor de peso para la deficiencia estructural, que para este sistema se vale 40 puntos.
IC = Índice de la condición de la estructura.
ICSUB = Índice de la condición estructural de la subestructura, tal como se define en la tabla 1.
ICSUP = Índice de la condición estructural de la superestructura, tal como se define en la tabla 1.
ICR = Índice de la condición de la superficie de rodamiento, tal como se define en la tabla 1.
SOC = Índice de la condición de la socavación.
8 7 6
|
EXCELENTE CONDICIÓN
CONDICIÓN MUY BUENA CONDICIÓN BUENA CONDICIÓN SATISFACTORIA
|
|
4 |
CONDICIÓN REGULAR
CONDICIÓN POBRE |
|
2 1 0
|
CONDICIÓN SERIA
CONDICIÓN CRITICA CONDICIÓN INMINENTE DE FALLA CONDICIÓN DE FALLA
|
Tabla 1.
En la figura 5, se presenta la gráfica de CE contra IC.
Fig. 5.- Gráfica de CE contra IC
4.3.2.- CRITERIOS DE COMPARACIÓN
Los criterios de comparación se basan fundamentalmente en la importancia que tiene un puente con respecto a otro, por ejemplo, La importancia económica, social, histórica, etc.
