INGENIERÍA DE ACTUACIÓN Y CONSERVACIÓN DE INFRAESTRUCTURAS PÚBLICAS

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JORNADA TÉCNICA

REHABILITACIÓN Y CONSERVACIÓN DE INFRAESTRUCTURAS PÚBLICAS

Bilbao, 10 noviembre 2015 Gonzalo Arias Hofman

Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

INGENIERÍA DE ACTUACIÓN Y CONSERVACIÓN DE

INFRAESTRUCTURAS PÚBLICAS

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0 INDICE

Introducción

Gestión de la conservación

Definición de las actuaciones

JORNADA TÉCNICA

Control de las actuaciones

Ejemplo

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Introducción

ROL DE LA INGENIERÍA

1. Gestión y planificación de la conservación

2. Definición de las actuaciones

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INGENIERÍA DE ACTUACIÓN Y CONSERVACIÓN DE INFRAESTRUCTURAS PÚBLICAS 0 INDICE

Introducción

Gestión de la conservación

JORNADA TÉCNICA REHABILITACIÓN Y CONSERVACIÓN DE INFRAESTRUCTURAS PÚBLICAS

Definición de las actuaciones

Control de las actuaciones

Ejemplo

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Actuación sobre un puente

Inspección visual para determinar de manera preliminar el estado de un puente

Trabajos de campo y gabinete necesarios para obtener toda la información que permita evaluar de

manera inequívoca la situación del puente Redacción de un proyecto de reparación

Ejecución de las obras de reparación de acuerdo con el proyecto 1 2 3 4

Gestión de la conservación

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Gestión de la conservación

Inspección visual para determinar de manera preliminar el estado de un puente

Estudios previos para obtener toda la información que permita evaluar de manera inequívoca la

situación del puente

Redacción de un proyecto de reparación

Ejecución de las obras de reparación de acuerdo con el proyecto

1

2

3 4

Inventario: que describe los puentes y sus

características e identifica los elementos que los componen

Inspección: identifica los deterioros en un

momento determinado

Priorización: estudio de los datos de

Inspección que permite clasificar los puentes en función de su estado

Selección: selección de los puentes, en función

de su estado, del presupuesto existente, etc.

1.0 1.1 1.2 1.3 Número Detalle Número

Actuación sobre un conjunto

de puentes

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Gestión de la conservación

Sistema de Gestión de Estructuras

Inventario Inspecciones Informes Valoraciones Priorización Planificación Reparación Actualización

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Gestión de la conservación

Sistema de Gestión de Estructuras

1. Identificación de las estructuras: INVENTARIO

2. Evaluación del estado de las estructuras: INSPECCIÓN 3. Priorización de las actuaciones: GESTIÓN

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Gestión de la conservación

Sistema de Gestión de Estructuras

Sismo 16/09/2015

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Gestión de la conservación

(16)

Gestión de la conservación

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Gestión de la conservación

(18)

Gestión de la conservación

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Gestión de la conservación

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Gestión de la conservación

Sistema de Gestión de Riesgos

Unknown; 6; (3%) Poor; 14; (7%) Good; 95; (47%) Fair; 60; (30%) Excellent; 19; (10%) Critical; 6 (3%) # Item Description

1 Excellent No damages at all in the bridge

2 Good Durable or functional damages in less than 5% of total surface of the bridge elements

3 Fair Durable or functional damages affecting between 5% and 25% of total surface of the bridge elements

4 Poor Structural or durable or functional damages in more than 25% of total surface of the bridge elements

5 Critical Structural damages or durable or functional affecting seriously the integrity and security of the bridge 6 Unknown

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Gestión de la conservación

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Gestión de la conservación

• Susceptibilidad al desprendimiento: riesgo de desprendimiento de rocas del macizo rocoso

• Vulnerabilidad de la infraestructura: La vulnerabilidad mide la probabilidad de que los fragmentos de roca desprendidos del talud alcancen la infraestructura

• Factor de exposición al riesgo: Este factor mide la exposición al riesgo de colisión de los vehículos que circulan por la carretera con los desprendimientos o la caída directa de un fragmento rocoso sobre un vehículo

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Gestión de la conservación

• Condiciones ambientales: Este factor evalúa la influencia de las condiciones ambientales de temperatura/clima, pluviometría, sismicidad y riesgo geológico, sobre el riesgo real del talud

• Antecedentes: Este factor evalúa el histórico de incidentes previos en el talud y sus consecuencias

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Gestión de la conservación

PAS 55 y ISO 55000 ofrecen unos criterios para implantar un sistema basado en AM, durante el ciclo de vida de una infraestructura

Estimación de costes:

• Construcción

• Mantenimiento ordinario

• Mantenimiento extraordinario

• Puesta a cero

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Gestión de la conservación

Sistema de Gestión de Activos (AM)

¿Qué ocurre si pospongo una actuación? Modelos de evolución de deterioros

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Gestión de la conservación

Plan de Mantenimiento EHE-2008 Capítulo 18 (Mantenimiento)

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Gestión de la conservación

Gestión del paso de transportes especiales

1. Identificación de las estructuras dentro del itinerario elegido 2. Identificación de las estructuras tipo o de los vanos tipo

3. Modelización de las diferentes estructuras/vanos tipo 4. Cálculo de los esfuerzos pésimos del transporte especial

5. Comparación de estos esfuerzos pésimos con los provocados por las sobrecargas de la normativa

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Gestión de la conservación

Flujo del programa

DATOS LISTA DE ESTRUCTURAS 1. Itinerario 2. Transporte especial LISTA DE VANOS/EST. Selección de estruc-turas en un itinerario BD Selección de vanos BD MODELOS DE CÁLCULO Selección de vanos tipo BD Modelos tipo Robot activación SAP SAP 2000 RESULTADOS DE CÁLCULO Comparación de

esfuerzos INFORME DE RESULTADOS

DATOS LISTA DE ESTRUCTURAS 1. Itinerario 2. Transporte especial LISTA DE VANOS/EST. Selección de estruc-turas en un itinerario BD Selección de estruc-turas en un itinerario BD Selección de vanos BD Selección de vanos BD MODELOS DE CÁLCULO Selección de vanos tipo BD Modelos tipo Selección de vanos tipo BD Modelos tipo Robot activación SAP SAP 2000 RESULTADOS DE CÁLCULO Comparación de

esfuerzos INFORME DE RESULTADOS

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Gestión de la conservación

Identificación y cálculo: Estructuras tipo y vanos tipo

Puentes de vigas

Variables:

• L Luz del vano L=10, 11, … 42

• S Separación entre vigas s=2; s=5  c1

• h/L Canto de la viga  c2

• e Espesor de la losa  c3

•  Esviaje  c4

Se construyen 68 emparrillados

s=2 m L=(7, 8, 9, …54 m) s=5 m L=(9, 10, 11 … 47 m) Para todos ellos

• e=0.225 m

• h/L=1/20

• =0º

Los resultados se modifican con coeficientes correctores

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Gestión de la conservación

Criterios de aceptación y rechazo

Se comparan los esfuerzos obtenidos en las diferentes secciones críticas para ambas configuraciones; IAP y TTE

E_d,TTE<E_d,IAP

Se estudian las siguientes posibilidades de circulación para el TTE:

• Hipótesis 1: El transporte especial circula por

cualquier carril con tráfico normal concomitante • Hipótesis 2: El transporte circula por cualquier

carril pero se ha cortado el tráfico

• Hipótesis 3: El transporte circula centrado en el eje de la estructura, habiéndose cortado el tráfico

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0 INDICE

Introducción

Gestión de la conservación

Control de las actuaciones

JORNADA TÉCNICA

Definición de las actuaciones

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Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Objetivos

• Reparación

• Refuerzo

• Adecuación

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Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

• Conocimiento de las estructuras

• Análisis del problema

• Conocimiento de los materiales, técnicas y sistemas Etapa 2

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Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

• Conocimiento de las estructuras: documentos descriptivos, ensayos…

• Conocimiento de los materiales, técnicas y sistemas

Etapa 2

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Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

R.O. 25 Diciembre 1843. Pliego de condiciones generales y particulares para la construcción del puente de Mengíbar Primera mención a las sobrecargas a soportar. Realmente se habla de una prueba de carga

• q = 304 varas/m2 = 200 kg/m2

• Se habla de las propiedades de los materiales y de la conservación del puente

• En 1846 se promulga la Circ. Conservación y policía de los puentes colgados

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Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

R.O. 25 Diciembre 1843

R.O. 16 Julio 1878 Puentes de hierro

R.O. 25 mayo 1902 Puentes de hierro

R.O. 24 septiembre 1925 Instrucción para el cálculo de tramos metálicos

R.O. 17 julio 1956 Instrucción para el cálculo de tramos metálicos y previsión de los efectos dinámicos en los puentes de hormigón

O.C. marzo 1964 Aplicación de los trenes de carga de la Instrucción para el cálculo de tramos metálicos y previsión de los efectos dinámicos en los puentes de hormigón

R.O. 28 febrero 1972 Instrucción relativa a las acciones a considerar el proyecto de puentes de carretera

R.O. 12 febrero 1998 Instrucción relativa a las acciones a considerar el proyecto de puentes de carretera. IAP 98

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Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

Puentes económicos Zafra 1922 Puentes Hormigón armado

Puentes carreteras de 3º orden Zafra 1923 Puentes Hormigón armado

Puentes Arco de Ribera 1922 Puentes Hormigón armado

Puentes de Tramo Recto 1942 CFC Puentes Hormigón armado

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Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

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Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

• Conocimiento de los materiales, técnicas y sistemas Etapa 2 • Desarrollo de la solución Causas Accesibilidad Afecciones Mediciones

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Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

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Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

(42)

Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

(43)

Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

(44)

Definición de las actuaciones

Proyectos de intervención en estructuras

Etapa 1

• Conocimiento de los materiales, técnicas y sistemas

Etapa 2

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0 INDICE

Introducción

Gestión de la conservación

Control de las actuaciones

JORNADA TÉCNICA

Definición de las actuaciones

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Control de las actuaciones

A.T. / D.O.

Seguimiento de obras

• Control de los procesos constructivos

• Control de los requisitos de los materiales

• Cumplimiento de criterios establecidos o modificados

(47)

Control de las actuaciones

A.T. / D.O.

(48)

• Contacto fluido con fabricantes de sistemas y contratistas

Control de las actuaciones

(49)

• Contacto fluido con fabricantes de productos o sistemas y contratistas

Control de las actuaciones

A.T. / D.O.

Material Ensayo Proyecto Producto

presentado Comentario

Elastómero

Dureza Shore A 60 +/- 3 60 +/- 5 Válido Resistencia mínima a la tracción 17 N/mm2 _{≥ 14 N/mm}2

Válido de forma provisional, a la espera de verificar con la Norma que el tipo 2 definido en la ficha del producto no cambia con respecto a lo exigido en Proyecto Alargamiento en rotura 350% ≥ 375% Válido

Cambio en dureza Shore A +10% -5 / +10% Válido Cambio en resistencia a tracción -15% ±15% Válido Cambio en alargamiento -40% ±25% Válido Deformación remanente 35% <30% Válido* Carga tangencial al desgarro 8 N/mm2 _{≥ 8 N/mm}2 _Válido

Acero Límite elástico 240 N/mm2 286,9 N/mm2 Válido Carga en rotura 420 N/mm2 _{405,8 N/mm}2 _Válido*

Producto

terminado Módulo de deformación transversal 1,1 N/mm2 0,9±0,15 N/mm2

Válido. Ojo, en proyecto hay una errata porque se indica erróneamente que el valor es de 11 N/mm2_{, cuando}

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• Contacto fluido con fabricantes de productos o sistemas y contratistas

Control de las actuaciones

(51)

Control de las actuaciones

A.T. / D.O.

(52)

Control de las actuaciones

A.T. / D.O.

(53)

0 INDICE

Introducción

Gestión de la conservación

Control de las actuaciones

JORNADA TÉCNICA

Definición de las actuaciones

(54)

Ejemplo

Seguimiento de un sistema de protección catódica en el viaducto sobre el

río Bayas. P.K. 42+900. AP-68 AVASA. Tramo: Bilbao - Logroño

• OBJETO DE ESTOS TRABAJOS: eficacia de la protección catódica en estructuras con

riesgo o incluso con problemas de corrosión

• TRABAJOS REALIZADOS: colocación de un sistema de protección catódica por ánodo de

sacrificio en la imposta del viaducto, con un sistema de monitorización

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Ejemplo

Seguimiento de un sistema de protección catódica en el viaducto sobre el

río Bayas. P.K. 42+900. AP-68 AVASA. Tramo: Bilbao - Logroño

• Características y materiales de intervención de la reparación prevista

• Esquema estructural de la imposta (armado y distribución del armado original y del

adicionado en la reparación)

• Condiciones que afectan a la durabilidad de la estructura: factores agresivos que

afectan a la estructura, estado de corrosión y cuantificación de agresivos

• Diseño de la instalación de PC adecuada a la obra

(56)

Ejemplo

Seguimiento de un sistema de protección catódica en el viaducto sobre el

río Bayas. P.K. 42+900. AP-68 AVASA. Tramo: Bilbao - Logroño

• Instalación de PC

(57)

Ejemplo

Seguimiento de un sistema de protección catódica en el viaducto sobre el

río Bayas. P.K. 42+900. AP-68 AVASA. Tramo: Bilbao - Logroño

MONITORIZACIÓN

• Registro de la despolarización instantánea:

Diferencia de potencial entre probeta sensor sin puentear y electrodo de Ti, justo después de desconexión

Diferencia de potencial entre armadura y electrodo de Ti, justo después de desconexión

• Registro de la despolarización a las 24 horas de la desconexión:

Diferencia de potencial entre probeta sensor sin puentear y electrodo de Ti, a las 24 horas de desconexión

Diferencia de potencial entre armadura y electrodo de Ti, a las 24 horas de desconexión

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Ejemplo

Seguimiento de un sistema de protección catódica en el viaducto sobre el

río Bayas. P.K. 42+900. AP-68 AVASA. Tramo: Bilbao - Logroño

MONITORIZACIÓN

• Registro de la despolarización instantánea:

Diferencia de potencial entre probeta sensor sin puentear y electrodo de Ti, justo después de desconexión

Diferencia de potencial entre armadura y electrodo de Ti, justo después de desconexión

• Registro de la despolarización a las 24 horas de la desconexión:

Diferencia de potencial entre probeta sensor sin puentear y electrodo de Ti, a las 24 horas de desconexión

Diferencia de potencial entre armadura y electrodo de Ti, a las 24 horas de desconexión

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CRITERIOS DE INMUNIDAD (no necesariamente ambos):

• Armaduras en estado pasivo (potencial menos negativo de -350 mV) • Despolarización (a las 24 horas) del orden de 100 mV

Ejemplo

Seguimiento de un sistema de protección catódica en el viaducto sobre el

río Bayas. P.K. 42+900. AP-68 AVASA. Tramo: Bilbao - Logroño

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