Determinación de la capacidad resistente de puentes viga-losa en concreto postensado mediante pruebas de vibración ambiental: caso de estudio Puente El Ramo
Para monitorear la salud estructural de un puente durante su vida útil es necesario disponer de modelos numéricos que permitan, con base en los cambios de la respuesta estructural del mismo, detectar la posible existencia de daño. Por esta razón y para profundizar en el conocimiento del comportamien...
- Autores:
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Viviescas Jaimes, Alvaro
Herrera Rey, Leonardo
Arenas Páez, Sebastián
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- Fecha de publicación:
- 2017
- Institución:
- Corporación Universidad de la Costa
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- REDICUC - Repositorio CUC
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Para monitorear la salud estructural de un puente durante su vida útil es necesario disponer de modelos numéricos que permitan, con base en los cambios de la respuesta estructural del mismo, detectar la posible existencia de daño. Por esta razón y para profundizar en el conocimiento del comportamiento estructural de los puentes en vías terciarías del departamento de Santander, el grupo de investigación en materiales y estructuras –INME – de la UIS, aprovechó una serie de puentes en concreto postensados que iban a ser inundados por la creación del embalse de Hidrosogamoso, convirtiéndose en un laboratorio a escala real. Dentro de estos se encuentra el puente El Ramo, el cual es un puente de 31 metros de longitud de tipo viga y losa, compuesto por un par de vigas de concreto postensado simplemente apoyadas. Sobre este puente se realizaron ensayos de tipo estático para caracterizar su deformación y pruebas de vibración ambiental para identificar sus propiedades dinámicas. Estos datos se utilizaron como herramienta de calibración del respectivo modelo numérico, el cual sirvió para evaluar la capacidad resistente del mismo, siguiendo los criterios planteados por la norma colombiana de puentes vigente (CCP-2014). |
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[1] Norma Colombiana de Diseño de Puentes (CCP-2014), Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (AIS), 1a ed, 2014. [2] H. Sohn, “Effects of environmental and operational variability on structural health monitoring,” Philos. Trans. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci., vol. 365, no. 1851, pp. 539–560, Feb. 2007. [3] P. Paultre, J. Proulx y M. Talbot, “Dynamic Testing Procedures for Highway Bridges Using Traffic Loads,” J. Struct. Eng., vol. 121, no. 2, pp. 362–376, Feb. 1995. [4] B. Peeters, “System identification and damage detection in civil engineering structures,” PhD thesis, Heverlee, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, 2000. [5] S. W. Doebling, C. R. Farrar, M. B. Prime y D. W. Shevitz, Damage identification and health monitoring of structural and mechanical systems from changes in their vibration characteristics: A literature review. Los Alamos, NM, May 1996. [6] H. Sohn, R. Farrar, M. Hemez, J. Czarnecki, D. Shunk, W. Stinemates y R.Nadler, “A review of Structural Health Monitoring Literature: 1996-2001”, Relatório Técnico, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, 2002. [7] M. R. Corrêa y A. Campos Costa, Ensaios Dinâmicos da Ponte sobre o Rio Arade Pontes Atirantadas do Guadiana e do Arade (en portugués), ed. LNEC, 1992. [8] C. Gentile y A. Saisi, “Dynamic-based F.E. Model Updating to Evaluate Damage in Masonry Towers”, Proceedings of the 4th International Seminar on Structural Analysis of Historical Constructions, Padova, Italy, Vol. 1, pp. 439-449, 2004. [9] C. Gentile y N. Gallino, “Ambient vibration testing and structural evaluation of an historic suspension footbridge,” Advances in Engineering Software, 2007. [10] H. Wenzel y D. Pichler, Ambient Vibration Monitoring. Chichester, England: J. Wiley and Sons Ltd., 2005. [11] J. M. W. Brownjohn, A. A. Dumanoglu, R. T. Severn y A. Blakeborough, “Ambient vibration survey of the Bosporus suspension bridge,” Earthq. Eng. Struct. Dyn., vol. 18, no. 2, pp. 263–283, Feb. 1989. [12] Instituto Mexicano del Transporte, Evaluación de puentes mediante el análisis de vibraciones: Investigaciones recientes. Querétaro, México: Sanfandila, pp. 1-98, 1999. [13] C. Michel, P. Guéguen y P. Y. Bard, “Dynamic parameters of structures extracted from ambient vibration measurements: An aid for the seismic vulnerability assessment of existing buildings in moderate seismic hazard regions,” Soil Dyn. Earthq. Eng., vol. 28, no. 8, pp. 593–604, Aug. 2008. [14] H. Wenzel and D. Pichler, Ambient Vibration Monitoring. Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 2005. http://doi.org/10.1002/0470024577. [15] I. D. Gómez Araujo, Caracterización dinámica experimental de puentes de hormigón simplemente apoyados a partir de mediciones de vibración ambiental. Bucaramanga, Santander, Colombia, pp. 21-196, 2010. [16] R. W. Clough y J. Penzien, Dynamics of structures. California, USA: Berkeley, pp.54-60, 1995. [17] P. Mendes y S. Oliveira. “Análise dinâmica de estruturas: Utilização integrada de modelos de identificação modal e modelos de elementos finitos”. Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Lisboa, Portugal, pp. 52-60, 2008. [18] A. Cunha and E. Caetano, “Experimental Modal Analysis of Civil Engineering Structures,” 1st Int. Oper. Modal Anal. Conf., vol. 40, pp. 12–20, 2006. [19] G. C. Franco Ariza, Calibración del modelo numérico existente de una edificación de valor histórico mediante mediciones de vibración ambiental. Caso de estudio: templo de San Francisco de Asís de Bucaramanga. Universidad Industrial de Santander – UIS. Bucaramanga, Santander, Colombia pp. 12-100, 2012. [20] A. M. Agredo Chávez, S. J. Sarmiento Nova, and Á. Viviescas Jaimes, “Evaluación de la rigidez a flexión de puentes de viga-losa en concreto presforzado a partir de pruebas de carga. Caso de estudio: puente La Parroquia, vía La Renta - San Vicente de Chucurí,” Rev. UIS Ing., vol. 15, no. 2, pp. 14–36, Nov. 2016. https://doi.org/10.18273/revuin.v15n2-2016013 [21] Q. Pan, “System identification of constructed civil engineering structures and uncertainty”. Filadelfia, EEUU, pp. 180-211, diciembre de 2007. [22] A. J. Felber, Development of a hybrid bridge evaluation system. Vancouver, Canadá: University of British Columbia, pp. 1-149, diciembre de 1993. [23] Fondo Nacional de Caminos Vecinales. Superestructuras en concreto postensado. Colombia, 1993. [24] F. Beer, R. Johnston, J. Dewolf y D. Mazurek. “Mecánica de materiales”, México: Mc. Graw Hill, pp. 2-17, 2009. [25] R. Rochel Awad, Hormigón reforzado. Medellín, Colombia: Fondo Edtorial Universidad EAFIT, pp. 23, 2007. |
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Por esta razón y para profundizar en el conocimiento del comportamiento estructural de los puentes en vías terciarías del departamento de Santander, el grupo de investigación en materiales y estructuras –INME – de la UIS, aprovechó una serie de puentes en concreto postensados que iban a ser inundados por la creación del embalse de Hidrosogamoso, convirtiéndose en un laboratorio a escala real. Dentro de estos se encuentra el puente El Ramo, el cual es un puente de 31 metros de longitud de tipo viga y losa, compuesto por un par de vigas de concreto postensado simplemente apoyadas. Sobre este puente se realizaron ensayos de tipo estático para caracterizar su deformación y pruebas de vibración ambiental para identificar sus propiedades dinámicas. Estos datos se utilizaron como herramienta de calibración del respectivo modelo numérico, el cual sirvió para evaluar la capacidad resistente del mismo, siguiendo los criterios planteados por la norma colombiana de puentes vigente (CCP-2014).To monitor the structural health of a bridge over its lifetime is necessary to have numerical models to, based on changes in the structural response of it, detect possible damage. For this reason and to deepen the understanding of the structural behavior of bridges on local roads of the Department of Santander, the research group in materials and structures -INME - UIS, takes a series of post-tensioned concrete bridges that were to be flooded by the impounding of the reservoir of Hidrosogamoso, beco-ming a full-scale laboratory. Among these is El Ramo bridge, which is a bridge beam and slab type, comprising a pair of post-tensioned concrete beams simply supported 31 meters. This bridge was made, firstly statical tests to characterize its deformation and others ambient vibration tests to identify its dynamic properties. These data were used as a calibration tool the respective numerical model, which served to evaluate the resistant capacity of the same, according to the criteria set by the Colombian norm existing bridges (CCP-2014)Viviescas Jaimes, AlvaroHerrera Rey, LeonardoArenas Páez, Sebastián10 páginasapplication/pdfspaCorporación Universidad de la CostaINGE CUC; Vol. 13, Núm. 1 (2017)INGE CUCINGE CUC[1] Norma Colombiana de Diseño de Puentes (CCP-2014), Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (AIS), 1a ed, 2014.[2] H. Sohn, “Effects of environmental and operational variability on structural health monitoring,” Philos. Trans. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci., vol. 365, no. 1851, pp. 539–560, Feb. 2007.[3] P. Paultre, J. Proulx y M. Talbot, “Dynamic Testing Procedures for Highway Bridges Using Traffic Loads,” J. Struct. Eng., vol. 121, no. 2, pp. 362–376, Feb. 1995.[4] B. Peeters, “System identification and damage detection in civil engineering structures,” PhD thesis, Heverlee, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, 2000.[5] S. W. Doebling, C. R. Farrar, M. B. Prime y D. W. Shevitz, Damage identification and health monitoring of structural and mechanical systems from changes in their vibration characteristics: A literature review. Los Alamos, NM, May 1996.[6] H. Sohn, R. Farrar, M. Hemez, J. Czarnecki, D. Shunk, W. Stinemates y R.Nadler, “A review of Structural Health Monitoring Literature: 1996-2001”, Relatório Técnico, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, 2002.[7] M. R. Corrêa y A. Campos Costa, Ensaios Dinâmicos da Ponte sobre o Rio Arade Pontes Atirantadas do Guadiana e do Arade (en portugués), ed. LNEC, 1992.[8] C. Gentile y A. Saisi, “Dynamic-based F.E. Model Updating to Evaluate Damage in Masonry Towers”, Proceedings of the 4th International Seminar on Structural Analysis of Historical Constructions, Padova, Italy, Vol. 1, pp. 439-449, 2004.[9] C. Gentile y N. Gallino, “Ambient vibration testing and structural evaluation of an historic suspension footbridge,” Advances in Engineering Software, 2007.[10] H. Wenzel y D. Pichler, Ambient Vibration Monitoring. Chichester, England: J. Wiley and Sons Ltd., 2005.[11] J. M. W. Brownjohn, A. A. Dumanoglu, R. T. Severn y A. Blakeborough, “Ambient vibration survey of the Bosporus suspension bridge,” Earthq. Eng. Struct. Dyn., vol. 18, no. 2, pp. 263–283, Feb. 1989.[12] Instituto Mexicano del Transporte, Evaluación de puentes mediante el análisis de vibraciones: Investigaciones recientes. Querétaro, México: Sanfandila, pp. 1-98, 1999.[13] C. Michel, P. Guéguen y P. Y. Bard, “Dynamic parameters of structures extracted from ambient vibration measurements: An aid for the seismic vulnerability assessment of existing buildings in moderate seismic hazard regions,” Soil Dyn. Earthq. Eng., vol. 28, no. 8, pp. 593–604, Aug. 2008.[14] H. Wenzel and D. Pichler, Ambient Vibration Monitoring. Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 2005. http://doi.org/10.1002/0470024577.[15] I. D. Gómez Araujo, Caracterización dinámica experimental de puentes de hormigón simplemente apoyados a partir de mediciones de vibración ambiental. Bucaramanga, Santander, Colombia, pp. 21-196, 2010.[16] R. W. Clough y J. Penzien, Dynamics of structures. California, USA: Berkeley, pp.54-60, 1995.[17] P. Mendes y S. Oliveira. “Análise dinâmica de estruturas: Utilização integrada de modelos de identificação modal e modelos de elementos finitos”. Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Lisboa, Portugal, pp. 52-60, 2008.[18] A. Cunha and E. Caetano, “Experimental Modal Analysis of Civil Engineering Structures,” 1st Int. Oper. Modal Anal. Conf., vol. 40, pp. 12–20, 2006.[19] G. C. Franco Ariza, Calibración del modelo numérico existente de una edificación de valor histórico mediante mediciones de vibración ambiental. Caso de estudio: templo de San Francisco de Asís de Bucaramanga. Universidad Industrial de Santander – UIS. Bucaramanga, Santander, Colombia pp. 12-100, 2012.[20] A. M. Agredo Chávez, S. J. Sarmiento Nova, and Á. Viviescas Jaimes, “Evaluación de la rigidez a flexión de puentes de viga-losa en concreto presforzado a partir de pruebas de carga. Caso de estudio: puente La Parroquia, vía La Renta - San Vicente de Chucurí,” Rev. UIS Ing., vol. 15, no. 2, pp. 14–36, Nov. 2016. https://doi.org/10.18273/revuin.v15n2-2016013[21] Q. Pan, “System identification of constructed civil engineering structures and uncertainty”. Filadelfia, EEUU, pp. 180-211, diciembre de 2007.[22] A. J. Felber, Development of a hybrid bridge evaluation system. Vancouver, Canadá: University of British Columbia, pp. 1-149, diciembre de 1993.[23] Fondo Nacional de Caminos Vecinales. Superestructuras en concreto postensado. Colombia, 1993.[24] F. Beer, R. Johnston, J. Dewolf y D. Mazurek. “Mecánica de materiales”, México: Mc. Graw Hill, pp. 2-17, 2009.[25] R. Rochel Awad, Hormigón reforzado. Medellín, Colombia: Fondo Edtorial Universidad EAFIT, pp. 23, 2007.4132113INGE CUCINGE CUChttps://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/908Determinación de la capacidad resistente de puentes viga-losa en concreto postensado mediante pruebas de vibración ambiental: caso de estudio Puente El RamoDetermination of resistant capacity of post-tensioned beam-slab concrete bridges using ambient vibration testing: a case study of El Ramo bridgeArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersioninfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Concreto postensadoEnsayos de vibración ambientalPropiedades dinámicasCapacidad resistentePost-tensioned concreteAmbient vibration testsDynamic propertiesResistant capacityPublicationORIGINALDeterminación de la capacidad resistente de puentes viga-losa en concreto postensado mediante pruebas de vibración ambiental Caso de estudio Puente El Ramo.pdfDeterminación de la capacidad resistente de puentes viga-losa en concreto postensado mediante pruebas de vibración ambiental Caso de estudio Puente El Ramo.pdfapplication/pdf2147964https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/e5ffd82e-7de3-4b45-91b8-849e45c42b50/download39879a8be0d2b79a21a40a373f4405d1MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/daf33958-e7e0-4d30-b89b-c3b3a9463280/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52THUMBNAILDeterminación de la capacidad resistente de puentes viga-losa en concreto postensado mediante pruebas de vibración ambiental Caso de estudio Puente El Ramo.pdf.jpgDeterminación de la capacidad resistente de puentes viga-losa en concreto postensado mediante pruebas de vibración ambiental Caso de estudio Puente El Ramo.pdf.jpgimage/jpeg44350https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/1d3ce837-4d7e-4649-86a8-4f0ef4a76ddb/download23165fe1590f086c5aeb89947547e302MD54TEXTDeterminación de la capacidad resistente de puentes viga-losa en concreto postensado mediante pruebas de vibración ambiental Caso de estudio Puente El Ramo.pdf.txtDeterminación de la capacidad resistente de puentes viga-losa en concreto postensado mediante pruebas de vibración ambiental Caso de estudio Puente El Ramo.pdf.txttext/plain38543https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/44a6baec-1890-4c6d-8687-38bbeb65ffd3/download844c68b04795b38c4ef38c4f656633e5MD5511323/2477oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/24772024-09-17 10:47:19.965open.accesshttps://repositorio.cuc.edu.coRepositorio de la Universidad de la Costa CUCrepdigital@cuc.edu.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 |