ASOCIACION MEXICANA DEINGENIEFUA DE VIAS

TERRESTRES, A.C.

“CONCRETO 2001”

Reparación y Reforzamientode Puentes

Ponente: Ing. Enrique Sanromán Alvarez

IMCYCSeptiembre, 2001

1. INDICE

1 .

2 .

3 .

4.

4.14.2

5 .

5 . 15.2

/ 6 .

6 . 16.2

I7 .

7 . 1l 7.2

8 .

8 . 18.2

INDICE.. .......................................................................................................................... 2

INTRODUCCION ............................................................................................................ 3

CONSERVACION VIAL ................................................................................................. 4

INVENTARIO DE LAS ESTRUCTURAS .................. . .................................................... 6

RECURSOSOBJETIVOS ......................................................................................................................................................................................................................................

.;

.

INSPECCION GENERAL 0 PRELIMINAR:. ................................................................. 7

RECURSOS.. ............................................................................................................... .lO

OBJETIVOS .................................................................................................................. 10

INSPECCION DETALLADA ........................................................................................ l l

RECURSOS .................................................................................................................. l l

OBJETIVOS ................................................................................................................. .11

EQUIPOS DE INSPECCION ........................................................................................ 12

CANASTILLASP A S A R E L A S ...............................................................................................................................................................................................................................

; ;

TRABAJOS DE CONSERVACIÓN ............................................................................. 15

REPARACION Y MODERNIZACION DE PUENTES.. ................................................ .16ORIGENES DE LOS PROBLEMAS .............................................................................. 16a ^

8.2.1 Vicios de proyecto:. ................................................................................................ Ib;

8.2.2 Vicios de construcción: .......................................................................................... 16

8.2.3 Por variación de las cargas: ................................................................................... 178.2.4 Intemperismo: ......................................................................................................... 18

8.3 SINTOMAS:. ................................................................................................................. .19

9 . TECNICAS QUE SE EMPLEAN EN REPARACION .................................................. 21

9 . 1 CONCRETO LANZADO.. .............................................................................................. 21

9.2 REFUERZO ADHERIDO.. ............................................................................................ .229.2.1 Placas de Acero Pegadas:. .................................................................................... 22

9.2.2 Tejido de Fibras de Carbono.................................................................................. 23

9.3 INYECCIÓN DE FISURAS CON RESINA EPÓXICAS ................................................. 25

9.4 PRESFUERZO EXTERIOR ......................................................................................... .26

10. CAMBIO DE APOYOS ................................................................................................. 28

10.1 LEVANTAMIENTO POR LA TRABE CUANDO HAY ESPACIO PARA EL GATO-.....2 810.2 LEVANTAMIENTO POR LA TRABE, A PARTIR DE UN BLOQUE 0 ESTRUCTURA

ADICIONAL. ................................................................................................................. 29

10.3 LEVANTAMIENTO POR EL DIAFRAGMA.. ................................................................ .2910.4 CAMBIOS DE APOYOS EN ARTICULACIONES INTERMEDIAS: (VIGAS GERBER)30

10.4.1 Con estructura de levantamiento por encima.. ...................................................... 30

10.4.2 Con estructura de levantamiento por abajo ........................................................... 30

l l . CONCLUSIONES ......................................................................................................... 31

2

2. INTRODUCCION

Dada la evolución de los asentamientos humanos, éstos se han ido transformandohasta llegar a un conjunto complejo de centros de producción económica y centros deconsumo.

Para el traslado de personas y mercancías, México cuenta con una extensa red detransportes aéreos, marítimos y terrestres. Esta última, está formada por la redferroviaria y la red de carreteras.

Dado los obstáculos naturales, ríos, barrancas y teniendo en cuenta la topografía deuna región así como las necesidades propias de los transportes en donde se deberespetar ciertos parámetros como son las pendientes máximas en el trazo decarreteras, aparecen a lo largo de las mismas, un cierto número de obras de ingenieríacomo son los: pasos desnivel, puentes, túneles y alcantarillas.

Por lo tanto conservar en buen estado de funcionamiento la red vial es de sumaimportancia, ya que esto permite alcanzar los grandes objetivos fijados en los planesde desarrollo y que se traducen en última instancia en elevar el nivel de vida de loshabitantes.

El no hacerlo adecuadamente, trae cuellos de botella locales o regionales, mismos queacarrean problemas más o menos importantes que entorpecen el fluir de la economía;produciendo retrasos para alcanzar las metas económicas.

Como parte de la conservación veremos en particular, la que corresponde a losPuentes de Concreto Reforzado.

3. CONSERVACION VIAL

El objetivo general de la conservación es dar una seguridad adecuada en la circulacióny como segundo objetivo, y no menos importante, es el de conservar el valoreconómico que intrínsecamente tienen las obras de infraestructura vial.

Para el desarrollo de la conservación de las estructuras viales, y de acuerdo a laexperiencia recogida a través de muchos años de trabajo, así como de la observaciónde lo realizado en otros países que le han dedicado mucho esfuerzo a este tema, ycon el fin de minimizar el mantenimiento y hacerlo básicamente a título preventivo y nocorrectivo, con ahorros significativos en este concepto, nosotros pensamos:

a) Que para conservar las obras que se empiezan a proyectar, se debe procedercomo se indica a continuación:

1. Revisión del aspecto conservación en los proyectos.Consiste en verificar en los proyectos ya desarrollados, y antes de laconstrucción, si se han tenido en cuenta los aspectos necesarios para labuena conservación, como son:- La adecuada geometría en la zona de los cabezales de pilas y cajas

en la losa de piso, con el fin de poder realizar el gateo para elcambio de los aparatos de apoyo y el mantenimiento de las juntasde calzada.

- Si se ha previsto la forma de inspeccionar todas las partes de lasestructuras, como son las aberturas en los extremos de los cajones.

- Existencia de juntas de calzadas estancas y apropiadas paracambiar las partes que se gasten.

- Libre escurrimiento en las coronas.- O t r o s .

2. Recepción de obras:Consiste en hacer una inspección para detectar los vicios deconstrucción con el fin de corregir estos desórdenes y que no afecten elcorrecto funcionamiento y conservación de las obras.

Esta inspección corresponde a la recepción de la obra, que debe dehacer el encargado de la operación de la carretera, a efecto de que seden soluciones a estos problemas que debe ser respo@@ilidad de laconstrucción, mientras que lo relativo al desgaste origin@o por el unodebe ser responsabilidad del mantenimiento o sea a la wración de lacarretera. c

3. Inspecciones periódicas.:ì

Se recomienda hacer inspecciones generales en los siguientes casos :

- Cada dos años durante los 10 primeros años de operación, luego sedeberá definir la frecuencia posterior.

- Después de que se registre un evento extraordinario, en el sitio, quesobrepase las condiciones para las que fue diseñado, como ser unsismo mayor que el de diseño, inundación, un accidente (impacto),otros.

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4. INVENTARIO DE LAS ESTRUCTURAS

Consiste en el recuento de las obras, con el fin de organizar un directorio.

En la práctica se trata de hacer una relación de cada puente en donde se describenlos elementos principales en que se dividen y se definen cada uno de ellos.

Esta relación contiene la siguiente información:+ Nombre (si existe).+ Localización.+ Características principales.+ Número de claros.+ Longitud de cada tramo.+ Ancho de calzada, de banquetas y camellones.+ Tipo de estructuración del tablero.6 Tipo de estructuración de la subestructura.+ Tipos de aparatos de apoyos.+ Tipo de los accesos (corte, terraplén).+ Materiales de la superestructura y de la subestructura.

En general las obras se organizan para el inventario por carreteras y estas a su vezpor estados.

4.1 RECURSOS

Para realizar el inventario, se necesita contar con ingenieros especializados enpuentes, asimismo hace falta uno o dos ayudantes y un vehículo para transportarse,una cinta métrica de tela, un flexómetro, unos binoculares, y una cámara fotográfica.

4.2 OBJETIVOS

La finalidad de esta etapa es conocer el número de puentes, su tipo y su ubicación.

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5. INSPECCION GENERAL 0 PRELIMINAR:

Es la actividad más importante de la conservación, pues nos dará la información sobreel “estado de salud” de una obra. Por lo mismo hay que hacerla sobre todas la obras ycon una cierta periodicidad; por lo tanto, y dado el elevado número de obras a visitar,esta inspección debe de ser de un costo económico.

Como hablamos del “estado de salud” y haciendo un paralelo de esta actividad con elplano médico, que estimamos que es una comparación muy adecuada, la inspeccióngeneral de un puente es equivalente a la revisión o chequeo de los signos vitales deun paciente.

Para ello se deben ver de cerca los elementos siguientes:+ Estado general de la calzada: carpeta, drenes, banquetas y barandal.+ Junta de calzada.+ Aparatos de apoyo.+ Elementos longitudinales de la estructura (losa, trabes, cajones).+ Losa.+ Subestructura.+ Accesos.

Como cuestión general se revisarán en:a) Elementos de concreto:

+ Zonas en que el material esté:l Desprendido.l Con fallas de continuidad (falta de un adecuado acomodo en su

colocación).l Se vea con manchas o signos más avanzados de oxidación del

refuerzo.

b) Elementos de acero:+ Zonas de material.

0 Con falta de una protección adecuada.0 Diversos grados de corrosión.

+ Conexiones.0 Estado de las mismas.

En estos elementos se deberá verificar, cuando menso los puntos críticos (sonaquellos en donde pueden aparecer primero los problemas) y que son:

En los elementos longitudinales se deben buscar los signos de falta decapacidad ylo deterioro, que son los siguientes:1. Por flexión, al centro del tramo en la fibra inferior de la sección y

para tramos continuos, se debe ver también en las secciones sobrelos apoyos, en la fibra superior.

2. Por cortante, en las secciones extremas, en el alma y a la altura delcentroide de la sección.

3. Extremos de trabe y en la parte inferior sobre los apoyos,originados por el bloqueo de las juntas y/o por la ausencia o elestado deficiente de los aparatos de apoyo.

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En la losa, fisuras en la fibra inferior al centro de los claros y en la partesuperior, en los empotramientos con las trabes o diafragmas o en los puntos deinflexión (a veces estos 2 últimos no se observan debido a la carpeta asfáltica).

c) En las juntas de calzada:+ Que no haya obstrucciones de cuerpos extraños.+ Que sus soportes estén:

0 Firmemente fijados al tablero (que no tengan movimiento, lo cualocasiona desprendimientos de los materiales en las zonas aledañas).

l Que no estén rotos, incompletos o deformados.0 Que la parte superior esté a nivel de la calzada en toda su longitud, que

no esté hundida y muy en particular que no estén sobresalidas.l Que sean estancas.

d) En los aparatos de apoyo:+ Que no estén intemperizados (corroidos los del tipo metálico o faltos de la

elasticidad adecuada en los de neopreno =fisura en su superficie).+ Que se vean sanos (metálicos = partes rotas; neoprenos = despegados).+ Que su funcionamiento no esté bloqueado.+ Que no tenga deformaciones excesivas. (Metálicos - desplazamientos no

admisibles; Neopreno - distorsiones excesivas).+ Que estén en su posición correcta, que no estén desplazados.+ Que estén firmemente fijados+ Que sus superficies de apoyo estén bien horizontales a menos que su

funcionamiento haya sido previsto en otra posición.+ Que las superficies de apoyo estén sanas.+ Que estén limpios.

e) En los topes sísmicos:l Que existan.+ Que se vean sanos.6 Que tengan la holgura necesaria para el movimiento de la superestructura.

f > En la subestructura:Buscar signos de:+ Grietas o desprendimiento de concreto.+ Oxidación.+ Factura de elementos.+ Socavación.+ Falta de escurrimiento.+ Presencia de cuerpos extraños.

g) En los accesos:Buscar signos de:+ Deslave o mal estado de conservación de los materiales del terraplén.+ Falta de protección de los mismos.+ Falta o estado inadecuado del drenaje y de los lavaderos.+ Hundimientos de los accesos.+ Falta de forma geométrica de los taludes.

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h) En el cauce: (En caso de ríos, arroyos, drenajes de una zona)Buscar signos de problemas hidráulicos como:+ Falta de encausamiento.+ Cauces meandrosos.+ Socavación debajo de la cimentación.+ Deslaves de los márgenes por estar ubicado el puente en zona de curva.+ Falta de limpieza del cauce por existencia de:

l Arbustos.0 Arboles.0 Material arrastrado.0 Bombeo de agua a proximidad de la cimentación, que puedan causar

hundimiento a los apoyos.0 Existencia de préstamo de material del cauce que pueda provocar

socavaci6n a las cimentaciones.0 Drenajes de tuberías en la zona de cimentación que provoquen

socavaciones.

Toda esta información debe manejarse en un reporte que tenga los siguientes datos:

1) Datos de localización de la estructura.2) Datos del tipo de superestructura.3) Datos del tipo de subestructura.4) Datos del trazo geométrico.5) Esquema de la planta y elevación del puente, con indicación de las medidas

principales.6) Secciones transversales del tablero.7) Elevación de pilas y estribos.8) Descripción y estado físico de los elementos:

a) Juntas de dilatación.b) Apoyos.c) Barandal.d) Tablero - diafragmas.e) Tablero - nervaduras.f) Tablero - losa.g) Tablero - flechas.

9. Estudio del cauce:a) Tipo.b) Defectos de la socavación.c) Datos del acausamiento.d) Obstrucciones.

10. Estado de la subestructura:a) Socavación.b) Impacto.c) Hundimiento.d) Desplomes.e) Agrietamiento.

ll. Revisión de accesos y conos de derrame.12. Drenajes.13. Señalamientos.14. Iluminación

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15. Recomendaciones para el mantenimiento.16. Recomendaciones para la reparación.17. Reporte fotogr&o.

5.1 RECURSOS

El personal de la brigada debe de ser un ingeniero especializado en puentes y dosayudantes.

El equipo será el transporte, y además una escalera de cuerdas, cuerdas, cámarafotográfica con tele-objetivo y flash, lámpara de mano, cinta métrica de tela,Rexómetros, plomada y en algunos casos botes para circular por el agua.

5.2 OBJETIVOS

El objetivo de esta etapa, es por un lado llegar a las recomendaciones demantenimiento y de reparación por otro lado dar la calificación de la obra.

La recomendación de reparación debe de comenzar en todos los casos por proponerhacer estudios más completos acerca de los diferentes desórdenes encontrados,como la revisión de la capacidad de cargas, determinar el origen de algunas fisuras,hacer ensayes de los materiales para determinar su resistencia real, etc.

Al término del análisis de todos los elementos que conforman el puente, el jefe de labrigada de inspección debe calificarlo; en general se han manejado tres niveles:

” A” Para las estructuras que presentan una o varias deficiencias graves queimpliquen un peligro real o potencial para la estabilidad ylo resistencia de unmiembro principal de la estructura y que deben ser atendidos de inmediato.

“B” Para las estructuras que presentan una o varias deficiencias, que de noatenderse pueden volverse graves, o sea nivel “A”.

“C” Para las estructuras que presentan una o varias deficiencias no estructurales yno graves, o netamente de mantenimiento.

La importancia de esta calificación es que a partir de ellas se podrá planificar yprogramar los recursos económicos. Esto último es lo que le confiere una granimportancia a esta parte, pues permite:

. CONOCER el estado de la red de puente.

. CUANTIFICAR las necesidades de recursos.

. ASIGNAR LAS PRIORIDADES.

En una palabra hacer una “CONSERVACIÓN PLANIFICADA”

1 0

6. INSPECCION DETALLADA

Se hace como parte de un estudio o proyecto de reparación y debe ser resultado deuna recomendación de la inspección general.

Se verificarán los mismos aspectos que en la inspección general sólo que, en lugar deobservar los puntos más importantes de una estructura, se revisan todos loselementos completos en busca de una información total.

Por lo que se hace un levantamiento físico de la estructura y sus daños, asi como unreporte fotográfico y otro descriptivo en donde se dan las observaciones con lasconclusiones a seguir en la investigación posterior que llevará a establecer el proyectode reparación.

6.1 RECURSOS

Para ésta inspección se utilizan los mismo elementos que en la inspección general,pero se agregan pasarelas, canastillas y un número adecuado de personal para lacolocación y maniobra de las mismas. Adicionalmente se envían un pequeño taller conequipos de soldadura, cortadora de disco y material relativo a las estructuras metálicaspara hacer las adaptaciones que se requieren en el lugar.

En algunos casos, el personal trabaja con cinturones de seguridad y/o chalecos paraflotar en una eventual caída en el agua.

6.2 OBJETIVOS

El objetivo de una inspección detallada es reunir una información muy precisa sobrelos desordenes estructurales, así como los espacios disponibles para los trabajos dereparación con el fin de hacer un estudio y eventualmente, en caso de ser necesario,tener todos los elementos para desarrollar el proyecto de reparación.

ll

7. EQUIPOS DE INSPECCION

Los equipos de inspección son elementos que permiten al personal que va a realizarun examen, acceder a los lugares necesarios para revisar cómodamente las diferentespartes de una estructura.

A continuación pasaremos revista a estos equipos y a sus características, desde losmás elementales a los más complejos.

7.1 CANASTILLAS

Son receptáculos, en general para una o dos personas, provistos de ganchos quese fijan a la parte saliente del tablero o en el barandal de un puente.

Dado que su dimensión es pequeña, su piso es del orden de 1m2, se puedeinspeccionar sólo lo que está muy cerca y por lo tanto sirve para revisar algúnelemento específico como un aparato de apoyo o la corona de una pila, etc.; hayque ir cambiando de posición para ver diferentes cosas.

En general y dado que se busca que este elemento sea de poco peso, el mismosuele estar formado por un cubo de retícula de varilla y para construir el piso seagrega una lámina de triplay.

CANASTILLA DE INSPECCION

Para su desplazamiento, según su peso, se puede hacer a mano o auxiliándosecon una grúa a brazo articulado.

1 2

7.2 PASARELAS

Es una estructura, generalmente del ancho del tablero a inspeccionar, de tal maneraque una vez posicionada permite revisar una zona completa de aproximadamente 5 mde longitud por todo el ancho. Se inspeccionan vigas, losas, diafragmas y aparatos deapoyo, barriendo transversalmente el tablero por debajo, teniéndose una muy buenavisión prácticamente hasta 2 metros de cada lado.

La función de la pasarela es la de proporcionar un piso para la observación de la parteinferior del tablero, este puede ser de 60 cm, como mínimo, a lm. Debe tener ademásun barandal corrido por los cuatro lados, un sistema de suspensión, una manera depasar del tablero del puente a la misma, una manera de avanzar este equipo y unamanera de pasar las pilas, sí esto fuese necesario.

Las estructuras de la pasarela son generalmente dos, una por cada lado, yfrecuentemente se aprovechan para que hagan las veces de barandal. En la parteinferior se cruzan unos elementos transversales, de una a otra de las estructuras paraque sirvan de soporte del piso, el cual puede ser triplay o tablones.

Las pasarelas más elaborada presentan dos características principales:1. La suspensión de la pasarela se transfiere a una estructura que rueda sobre

la banqueta del tablero2. Para el paso de las pilas, la pasarela se abre por la mitad.

Todas estas maniobras se pueden hacer mediante cables accionados manualmentecon tirfor o motores y también en otros casos con pistones hidráulicos.

I 1E L E V A C I O N

P L A N T A

Hay versiones de una pasarela aún más sofisticada, montada sobre un tractor o sobreun camión que una vez retirada por un juego de pistones hidráulicos, depositan elconjunto sobre una plataforma, esta a su vez se puede transportar de un lugar a otro.

8. TRABAJOS DE CONSERVACIÓN

Como consecuencia de las recomendaciones resultado de la inspección detallada deuna obra, puede surgir la necesidad de realizar trabajos de conservación.

Estos trabajos pueden ser de mantenimiento o de rehabilitación.

Se denominan trabajos de mantenimiento a todos aquellos que tienen que ver conelementos no estructurales o de estructuración secundaria debido al desgaste por uso0 por el tiempo, como son:

6 Cambio de carpeta.+ Cambio de la junta de calzada.+ Cambio de apoyos (cuando llegan al fin de su vida útil).+ Limpieza de los apoyos y juntas.+ Limpieza de drenes.+ Arreglos de la banqueta o barandal.+ Reparaciones locales de la losa.+ Trabajos en los terraplenes de acceso como:

Reconformación de taludes, limpieza de los mismos, arreglo de lasprotecciones y de los lavaderos.

Los trabajos de rehabilitación se dividen a su vez en dos partes:+ Reparación+ Modernización.

La reparación de una obra, consiste en la recuperación de su capacidad original. Encambio, la modernización de una obra, consiste en la ejecución de los trabajos quetienden a readecuar la estructura para aumentar su capacidad.

La rehabilitación, implica intervenir en los elementos estructurales principales, comoson:

+ Nervaduras.l Diafragmas+ Reparación generalizada de losas.+ Aparatos de apoyos.+ Cabezales de pilas.+ Cimentaciones.

La experiencia nos muestra que todo trabajo de rehabilitación requiere de un estudio oproyecto previo. Estos podrán ser desde muy simples hasta muy complejos, según lanaturaleza de los problemas.

Nosotros pensamos que no es válido un trabajo de rehabilitación sin un proyecto, pueséste puede llegar a ser ineficiente, peligroso para la obra (en caso extremo puedellevar a la destrucción parcial o total) o para el personal que interviene en la obra.

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8.1 REPARACION Y MODERNIZACION DE PUENTES

La reparación y la modernización de puentes trata de la rehabilitación de los mismos,ya sea para devolverles su capacidad original o para aumentar este valor.

Antes de pensar en una reparación, es muy importante conocer los orígenes de losproblemas, analizarlos, conocer los márgenes de incertidumbre, y con esto se podráproponer un proyecto adecuado. Esta es otra razón por la cual estimamos que es bienimportante hacer reparaciones en base a proyectos específicos para cada obra.

8.2 ORIGENES DE LOS PROBLEMAS

Todo proyecto de reparación debe empezar por la identificación de las causas de losproblemas, por ello pasaremos revista a estos:

8.2.1 Vicios de proyecto:

Errores en la evaluación de las cargas:. Cargas muertas. Cargas vivas.. Estructuraciones no adecuadas, errores de concepción.

Citaremos algunos casos más notables:Tablero de dos nervaduras.Diafragmas perpendiculares al eje del camino en tableros esviejados.Inexistencia del muro de respaldo en corona de un estribo de puente.Falta de diafragma en el extremo de trabes, en el eje de apoyo.Mecedora de concreto, como apoyos.

8.2.2 Vicios de construcción:

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Calidad escasa de los materiales, en el caso del concreto, por falta deresistencia o por falta de vibrado.Falta de una protección adecuada en estructuras metálicas.Escaso recubrimiento de las varillas de refuerzo.Varillas descubiertas.Excesos de colados.En la zona de apoyos entre la subestructura y la superestructura.En las jqntas, causando bloqueo a las mismas.Drenajes tapados.Geometría de las secciones, diferentes a las proyectadas, en mas omenos por cimbras defectuosas o mal ajustadas.Mal posicionamiento de algunos elementos, como son juntas de calzaday apoyos.Cimbras que no han sido retiradas completamente, en particular en lazona de apoyos y en las juntas, que obstaculizan el correctofuncionamiento de los elementos estructurales.

1 6

AÑO

196019801985

CARGA MAXIMA

TIPO POR EJE

H S - 1 5 10.9H S - 2 0 2 x 7.3

T3 - S2 -R4 2 x 9.0

PESO TOTAL

24.5 Ton.32.6 Ton.77.5 Ton.

Como consecuencia de este aumento, se deberían haber revisado todas lasestructuras de la Red Federal antes de autorizar el tránsito, con el fin de vercuales no pasan y adecuarlas. Sin embargo, a nuestro conocimiento eso nose ha hecho, por lo que estamos descubriendo dia a día, con la aparición dedaños, cuales no han pasado este cambio de cargas.

Además de lo anterior, se observa una gran falta de respeto al Reglamentode Tránsito, en cuanto a cargas, ya que son sobrepasadas con algunafrecuencia y también en otros casos se encuentran mayores valores decarga por eje los cuales son sin ninguna duda los responsablessen unabuena parte del deterioro prematuro de las carpetas asfálticas y de lasestructuras.

8.2.4 Intemperismo:

La acción de la atmósfera sobre las obras prácticamente no se puede evitar.

Los efectos que afectan a las estructuras son:

. Lluvias.

. Acción de rayos solares.

. Acción de componentes agresivos, que se encuentran en la atmósfera(ácidos, gases contaminantes, ambientes industriales).

. Temperatura.

. Acción de sales marinas.

. Hielo y granizo.

Esta acción, en particular en piezas estructurales muy sensibles (como elcaso de concreto de baja resistencia ylo porosos, varillas expuestas), haceque la vida útil de las mismas baje rápidamente.

La única solución para luchar contra la acción de estos agentes que nopodemos suprimir, es la de hacer concretos más densos, dar un adecuadorecubrimiento a las varillas, protección y pintura a las partes metálicas y engeneral darles una conservación más eficiente, resanando, sellando fisurasy pintando para proteger contra la agresividad de los mencionados agentes.

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8.3 SINTOMAS:

Vamos a presentar a continuación un pequeño panorama de cómo se ven en lapráctica los diferentes problemas.

a) Falta de capacidad en trabes por flexión.

b) Por cortante.

c) Por flexión y cortante.

d) Por Torsión.

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e) Por retracción.

/ . GRIETAS SUPERFICIALES

- - t,Tii-‘-(;l r

‘(I-” -- 1” (1, y--- --

- - - --) (- -( \(- - - ,- -\ 1- (-- -

f ) Falla de esquina por el apoyo.

GRIETA

, ì/ , _ ,.r/r.:,r/, :~ ,í ,_l;,,I ‘_

g) Falla por posicionamiento inadecuado del refuerzo.

GRIETA

20

9. TECNICAS QUE SE EMPLEAN EN REPARACION

Explicaremos brevemente las características, de las principales técnicas que seemplean:

9.1 CONCRETO LANZADO

Consiste en la colocación de una capa adicional de concreto, con el fin de alojar y/oproteger un refuerzo adicional o para proteger una estructura

Se emplea por ejemplo para agregar un refuerzo en la parte inferior de una losa depuente.

También se emplea para proteger una estructura, por ejemplo cuando se detecta queel recubrimiento del refuerzo fue escaso, o quedó poroso.

El problema que tiene este sistema es que aumenta el peso y hay que revisar todoslos elementos estructurales por este incremento.

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9.2 REFUERZO ADHERIDO

9.2.1 Placas de Acero Pegadas:

Consiste en el pegado de placas de acero a estructuras de concreto,reforzando localmente las partes que así lo requieren.

Se han desarrollado métodos de cálculo y técnicas de obra para sucolocación y éste sistema puede ser interesante cuando la superfkie aadherir no es muy grande.

P L A C A S P A R AC O R T A N T E

- P L A C A S P A R AF L E X I O N

En general hay que destacar que:

1. El acero que se agrega es en forma de placas del grado estructural, porlo que su capacidad es limitada.

2. Como pegamento se emplea resina epóxica, el manejo de ésta esdelicada, además se requiere que el espesor del pegamento sea muyuniforme.Para esto último es necesario por un lado seleccionar la placa ocepillarla y por el otro lado al pegarla se necesitan manejar ciertossoportes, o bastidores para darle una presión uniforme, con el fin delograr un espesor constante.

3. El sistema está limitado a la capacidad que tiene el pegamento atransmitir fuerza entre el concreto y la placa, o a la resistencia deconcreto, por lo que esto moviliza la capacidad que tiene el mencionadoconcreto para transmitir fuerzas de cortante, algunas veces el concretoes deficiente y su resistencia es un valor reducido.

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9.2.2 Tejido de Fibras de Carbono

El procedimiento del Tejido de Fibras de Carbono es un sistema dereforzamiento estructural, realizado por medio del pegado de refuerzosadicionales a base de fibras de carbono.

El procedimiento está basado sobre el principio de adición de un materialresistente a los esfuerzos de tracción, y colocado expresamente sobre laszonas en tensión de la pieza que se refuerza para aumentar su capacidadportante. El procedimiento T.F.C.@ tiene una función esencialmente dereforzamiento estructural tanto frente a los esfuerzos generados por losefectos de la flexión, como a los esfuerzos cortantes.

El T.F.C.@ es un compuesto a base de fibras de carbono en una matriz deligante sintético, aplicado en frío con el fin de integrarlo por adherencia alsoporte para formar el complemento de armadura de refuerzo deseado. Elcompuesto obtenido compite, por sus características mecánicas, con losmejores aceros sin tener los inconvenientes de la corrosión.

Las ventajas de fabricar el compuesto directamente sobre el soporte son:. el poder moldear la forma exacta de la pieza que se reforzará,. el no manejar placas pesadas o voluminosas,. el no tener otras interfases de pegado con el soporte que la del

estampado mismo del compuesto,. y por lo tanto el de no generar concentraciones de cortante pudiendo

provocar principios de desprendimiento en las zonas con una capadelgada de resina.

La simplicidad de colocación, ausencia de presión a ejercer durante lacolocación y endurecimiento del pegamento, hacen que el T.F.C.” sea unsistema de refuerzo económico.

Los reforzamientos son aplicables a las obras nuevas o antiguas, sobresoportes de concreto (Reforzados o presforzados), puede aplicarseigualmente sobre otro tipo de soportes, como son:. Acero. Piedra. Madera (sólida, aglomerada o laminada). Estratificados a base de resinas termo-endurecibles.. T.F.C.@

El reforzamiento T.F.C.@ se aplica en todos los ámbitos de la construccióncivil 0 militar:. Edificios de uso terciario. Puentes viales 0 ferroviarios. Obras marítimas. Edificios comerciales. Edificios industriales. Depósitos, etc.

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Su resistencia a la corrosión y a distintos agentes químicos hacen de él unmaterial de reforzamiento apropiado para estructuras en ambientesagresivos.

Para su aplicación se deben de considerar:- Ciertas condiciones climatológicas, como es la temperatura, la

hidrometría, etc.- Que el soporte este preparado para la colocación del T.F.C.@.- Que el proyecto ha sido el objeto de un estudio.- Que en la obra se disponga de un plano de colocación y de localización.

El T.F.C. es un tejido seco aplicado sobre una capa de resina húmeda. Laaplicación se hace directamente sobre el soporte.

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9.3 INYECCIÓN DE FISURAS CON RESINA EPÓXICAS

La finalidad de este sistema es la de rellenar una fisura con resina, sin embargo, sisubsisten las acciones que dieron origen a las fisuras, éstas se volverán a producir ahímismo o a un lado.

Por lo que aparte de inyectar una fisura, se debe resolver el problema de escasaresistencia con refuerzo 0 presfuerzo.

Las fisuras se pueden inyectar cuando son mayores a 0.2 ó 0.3 mm. En fisuras demenor tamaño lo que se hace es pintar la superficie con una pintura epóxica para queno penetre la humedad.

Las fisuras que se inyectan se tapan previamente con un sello exterior, dejando unaboquilla por la que se manda la resina. De acuerdo al espesor de las grietas se debeespecificar la fluidez de la resina.

Consiste en la adición de cables exteriores que proporcionan una fuerza que se oponea la carga exterior.

En general, suelen haber los siguientes tipos de cables:

. Cables longitudinales, de nervaduras.l Cables transversales, de diafragmas.. Cables verticales, como estribos adicionales.l Barras para reforzamiento local, como es el caso de ménsulas.

Para transmitir este presfuerzo a las estructuras, se manejan bloques donde se alojanlos anclajes y otros bloques desviadores en donde se hacen los cambio de curvatura.Estos se fijan a las nervadu as perforándolas y pasando barras de presfuerzo

6Como ejemplo podemos ver:“;;

‘iLP

BLOCK 0

EXTREMO -L

DIAFRAGMA

DIAFRAGMA

TUBO DE BLOCKALOJAMIENTO , EXTREMO

P R E S F U E R Z O L O N G I T U D I N A L

BLOQUES DEANCLAJE

C A B L E S

P R E S F U E R Z O E N D I A F R A G M A S

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GATO GATO

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DESVIADOR

T E N S A D O S I M U L T A N E O P O R D O S E X T R E M O S1

Este método tiene una gran ventaja en que prácticamente no se agregan pesosadicionales y por lo tanto, no es necesario reforzar ni la subestructura, ni aumentar lascimentaciones, salvo que tengan algún otro problema.

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10. CAMBIO DE APOYOS

Esta operación se efectúa tanto como parte de una campaña de mantenimiento(sustitución por interperización), o como parte de una rehabilitación.

En los dos casos se requiere necesariamente un estudio previo para revisar los puntosque veremos a continuación. Esto no quiere decir que forzosamente a cada vez que sehaga un cambio de apoyos en una estructura se deba de hacer un estudio, pero debede hacerse por lo menos uno y para siempre.

Lo lógico es que el estudio para el cambio de apoyos forme parte del proyecto originalde cada puente, así se pueden prever desde la construcción los espacios necesariospara los gatos y que todos los elementos resistan la operación.

Cuando no se previó esto desde un principio, la adicción de elementos “extras” puedenser en algunos casos costosa.

Es muy importante que en el estudio se revisen los siguientes puntos:a) Que no se presente condiciones de inestabilidad al apoyar tablero sobre los gatos

para la maniobra del levantamiento.b) Calcular, con la mejor precisión, las cargas reales

n Cargas muertas.. Cargas vivas con impacto, esto si el cambio se hace con circulación.

c) N Revisar cuidadosamente las zonas de apoyo del gato (arriba y abajo).eo Eventualmente se deben prever adecuaciones y reforzamientos locales.

d) Revisar la resistencia y la estabilidad de los elementos en los que se apoyan losgatos.

A continuación veremos algunas formas típicas para gatear el tablero de un puente:

10.1 LEVANTAMIENTO POR LA TRABE CUANDO HAY ESPACIO PARA ELGATO.

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LEVANTAMIENTO POR LA TRABE, A PARTIR DE UN BLOQUE 0ESTRUCTURA ADICIONAL.

10.3 LEVANTAMIENTO POR EL DIAFRAGMA

Para este caso, se debe revisar adicionalmente:a) La capacidad de los diafragmas.b) Calidad de la conexión viga - diafragma

En caso de no ser satisfactorias estas condiciones, se deben de tomar precaucionesespeciales.

G A T O

L E V A N T A M I E N T O D E L D I A F R A G M A

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10.4 CAMBIOS DE APOYOS EN ARTICULACIONES INTERMEDIAS: (VIGASGERBER)

10.4.1 Con estructura de levantamiento por encima.

GATO DEL E V A N T A M I E N T O c ;g; 3,; ;;;

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VIGA APOYADA ~zzs. V I G A S U S P E N D I D A

10.4.2 Con estructura de levantamiento por abajo

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b;y> VIGA SUSPENDIDA .

4

GATO DELEVANTAMIENTO

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ll. CONCLUSIONES

Durante muchos años y en particular durante los años de la postguerra, en la que laeconomía mundial estaba en pleno crecimiento era más interesante construir quereparar y se consideraba a las “reparaciones” como obras de segunda y para muchoshablar de reparación, era hablar de ingeniería de segundo orden.

Sin embargo, cada día cuesta más realizar obras nuevas, vivimos en una sociedad enplena expansión demográfica, con grandes carencias, en crisis; por lo que esnecesario conservar lo ya existente y dedicar los recursos tanto a la conservacióncomo a las nuevas demandas de infraestructura.

Es por lo tanto de primera importancia, construir obras que requieran de menormantenimiento posible, que ese mantenimiento sea según un procedimientopreestablecido, y si llegaran a tener algún problema más serio se puedan atender deinmediato antes de que llegue a ser irreparable.

En realidad las obras de reparación no son de ingeniería de segundo orden, puesrequieren de amplios conocimientos en la materia, de las posibles técnicas a emplearo a veces requieren de mucho más ingenio que el que es necesario para el diseño oconstrucción de una obra nueva.

Como ejemplo y especial mención quisiera hablar del Ingeniero Eugenio Freyssinet,quien en 1934, justamente al hacer el estudio de una obra de reparación de lacimentación de la estación marítima del Puerto de Havre, Francia, pudo demostrar lapotencialidad del presfuerzo, pudiendo conseguir la consolidación de los cimientos deun edificio que muchos daban por perdido.

Este simple ejemplo, demuestra como fue necesaria la gran inventiva del IngenieroEugenio. Freyssinet, tanto para reparar una obra como para dar nacimiento alpresfuerzo, técnica cuyas generosidades conocemos bien hoy en dia.

En México, en estos últimos años se han realizado y se están realizando obras demantenimiento y reparación con un grado de dificultad elevado que no son retossencillos.

Sin embargo, contando con el apoyo, la voluntad y la firme adhesión de la Secretaríade Comunicaciones y Transportes, fue posible salvar y dejar en buenas condicionesde servicios muchas estructuras que muchos consideraban como condenadas.

Lo logrado en México e’s sólo un ejemplo que puede repetirse en otras latitudes ytodos los responsables de las obras públicas deben cuidar en todos los proyectos queademás de respetar las reglas de estabilidad y de la resistencia se tomen en cuenta,como aquí se dijo, los aspectos de la conservación, la ecología y el ahorro delcombustible; estas dos últimas son también formas de conservación del medioambiente y de la energía respectivamente.

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