Origen y coste de reparación de las patologías en puentes de ferrocarril

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(1)UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DE ESTRUCTURAS, CIMENTACIONES Y MATERIALES. TRABAJO DE FIN DE MÁSTER:. ORIGEN Y COSTE DE REPARACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS EN PUENTES DE FERROCARRIL. Realizada por: Víctor Obando Chávez Ingeniero Civil en Obras Civiles Tutor: Prof. D. Jaime Fernández Gómez Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos.. Madrid, Septiembre de 2017.

(2) Resumen RESUMEN El presente trabajo de fin de máster hace un análisis y cuantificación económica del impacto que tienen las patologías en las estructuras que son parte de una línea ferroviaria antes de su puesta en servicio. La base de este estudio son las Inspecciones Principales sobre las estructuras de nueva construcción de 3 tramos del tren de alta velocidad según la Instrucción Española Sobre Las Inspecciones Técnicas En Los Puentes De Ferrocarril (ITPF05). El análisis consiste en clasificar y cuantificar las patologías según el tipo de estructura y ubicación en la estructura, hacer un estudio de las naturaleza de las mismas indicando las recomendaciones necesarias para evitar repetirlas en nuevas obras y mostrar el procedimiento de reparación más adecuado. Finalmente para todas las patologías clase 2 y tipo 2 [8], se hará una evaluación de costo global para las todas las estructuras inspeccionadas determinando su porcentaje de desviación según los criterios de La Asociación Americana de Ingeniería de Costos (A.A.C.E.)..

(3) Summary SUMMARY The present job of end of master makes an analysis and economic quantification of the impact that the pathologies in the structures that are part of a train line before his service door. The base of this study are the principal inspections over the structures of new construction of 3 sections of the train of high velocity according to Spanish Instruction over the Technical Inspections in the Bridges of the Train (ITPF-05). The analysis consists in classify and quantify the pathologies according to the type of structure and location in the structure, make a study of the nature of them indicating the necessary recommendations to avoid repeating them in new building sites and show the more adequate procedure of reparation. Finally, for all the pathologys class 2 and type 2 [8] will be made an evaluation of global cost for all the inspected structures bringing out his percentage of detour according to the criteria of the American Engineering Association of Costs (A.A.C.E.)..

(4) Índice ÍNDICE CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN, OBJETIVOS Y ALCANCE ................................ - 1 1.1 INTRODUCCION ........................................................................................... - 2 1.2 OBJETIVOS DEL TRABAJO.......................................................................... - 3 1.2.1 Objetivo General .......................................................................................... - 3 1.2.2 Objetivos Específicos ................................................................................... - 3 1.3 ALCANCE DE LA INSPECCION.................................................................... - 4 CAPÍTULO 2: FASE DE IDENTIFICACIÓN........................................................... - 5 2.1 NORMATIVA DE APLICACIÓN ..................................................................... - 6 2.1.1 Inspecciones Técnicas Principales En Los Puentes De Ferrocarril (Itpf-05):- 6 2.1.2 Ficha Modelo A1: ......................................................................................... - 9 2.2 TIPOLOGÍA DE LAS ESTRUCTURAS INSPECCIONADAS ....................... - 11 2.2.1 Estructuras inspeccionadas según su tipología ......................................... - 11 2.3 DESCRIPCIÓN DE LOS TRAMOS INSPECCIONADOS............................. - 14 2.3.1 Listado de estructuras inspeccionadas (*) ................................................. - 15 2.4 EVALUACIÓN DE DATOS ........................................................................... - 19 2.4.1 Consideraciones Generales ....................................................................... - 19 2.5 RESULTADO DE LAS INSPECCIONES REALIZADAS .............................. - 21 2.5.1 Recuento global de las estructuras ............................................................ - 21 2.5.2 Recuento por tipología de la estructura .................................................... - 25 2.5.3 Recuento por su ubicación dentro de la estructura .................................... - 28 -. I.

(5) Índice CAPÍTULO 3: ESTUDIO DE LAS PATOLOGÍAS ............................................... - 33 3.1 ESTUDIO DE LAS PATOLOGIAS ............................................................... - 34 3.1.1 Coqueras y nidos de grava ........................................................................ - 34 3.1.2 Fisuras y grietas ......................................................................................... - 35 3.1.3 Humedades y filtraciones ........................................................................... - 42 3.1.4 Golpes y roturas ......................................................................................... - 43 3.1.5 Armaduras vistas someras......................................................................... - 44 3.2 METODOS DE REPARACIÓN .................................................................... - 46 3.2.1 Coqueras y nidos de grava ........................................................................ - 46 3.2.2 Fisuras y grietas ......................................................................................... - 51 CAPÍTULO 4: VALORACIÓN ECONÓMICA ....................................................... - 72 4.1 COSTE DE LAS REPARACIONES.............................................................. - 73 4.1.1 Alcance ...................................................................................................... - 73 4.1.2 Listado de partidas y cuadro de precios..................................................... - 73 4.1.3 Mediciones ................................................................................................. - 79 4.1.4 Presupuesto ............................................................................................... - 80 4.1.5 Clasificación del estimado de costos según el método de La Asociación Americana de Ingeniería de Costos (A.A.C.E). .............................................. - 95 4.1.6 Resultado de la estimación ........................................................................ - 97 CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................ - 98 5.1 CONCLUSIONES EN LA FASE DE INDENTIFICACIÓN: ........................... - 99 II.

(6) Índice 5.2 RECOMENDACIONES .............................................................................. - 101 5.2.1 Consideraciones en el diseño para la etapa de explotación: ................... - 101 5.2.2 Recomendaciones durante las etapas de proyecto y ejecución: ............. - 102 5.3 CONCLUSIONES EN LA ETAPA DE VALORACIÓN ECONÓMICA ......... - 105 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. - 106 BIBLIOGRAFIA................................................................................................... - 107 ANEXOS)))))))))))). ................................................................ - 112 ANEXO A: MATRIZ DE PATOLOGÍAS .............................................................. - 113 ANEXO B: MEDICIONES ................................................................................... - 114 -. III.

(7) CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN, OBJETIVOS Y ALCANCE.

(8) Capítulo 1: Introducción, objetivos y alcance 1.1 INTRODUCCION Actualmente el desarrollo socio-económico de los países requiere de nuevas vías de comunicación, en especial de transportes que garanticen una eficiencia en coste y tiempo en la interconexión de las ciudades. Los ferrocarriles cumplen con estas condiciones siempre y cuando las vías por las que circulan nos proporcionen una vida útil y durabilidad adecuados. España cuenta con una red ferroviaria en servicio de más de 16.000 km de longitud, en su gran mayoría (15.033 km) gestionados por la Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF), de los cuales más de 3.100 km (3.154 Km) son vías de alta velocidad entre nuevas y existentes acondicionadas. (España. Ministerio de Fomento). En consecuencia, según lo indica la ORDEN FOM/1951/2005, de 10 de junio, por la que se aprueba la instrucción sobre las inspecciones técnicas en los puentes de ferrocarril (ITPF-05): La conservación de las infraestructuras ferroviarias es una necesidad básica, tanto para la seguridad del tráfico ferroviario, como para el mantenimiento de un adecuado nivel de servicio durante su vida útil. Los puentes de ferrocarril constituyen puntos vitales de dichas infraestructuras, por lo que su mantenimiento y conservación requiere una atención especial. Ello obliga a llevar a cabo inspecciones técnicas de carácter periódico, así como, en su caso, las reparaciones que procedan, con la finalidad, por una parte, de evitar riesgos que puedan producir accidentes, con posibles daños a personas y bienes, e interrupciones de un servicio básico de transportes como es el ferroviario y, por otra, de mantenerlos en condiciones adecuadas de uso, minimizando los costes asociados a su conservación.. -2-.

(9) Capítulo 1: Introducción, objetivos y alcance La Instrucción sobre las Inspecciones Técnicas en los Puentes de Ferrocarril ITPF-05, reglamenta en su capítulo nº 2 la obligatoriedad de realizar Inspecciones Principales sobre las estructuras de nueva construcción antes de su puesta en servicio. Las inspecciones proporcionan la información necesaria para poder tener registros del estado de las estructuras desde un primer momento, las patologías y sus posibles causas y las acciones a tomar para la corrección de las mismas. 1.2 OBJETIVOS DEL TRABAJO 1.2.1 Objetivo General Analizar íntegramente las patologías encontradas en un número determinado de estructuras antes de su puesta en servicio en diversos tramos una determinada vía ferroviaria con la información proporcionada por las Inspecciones Principales. Dando como resultado las patologías más recurrentes, las posibles causas que la origine, métodos de reparación y su coste aproximado de reparación. De aquí en adelante se entiende por estructura a un puente sobre el cual pasa una línea férrea de alta velocidad 1.2.2 Objetivos Específicos •. Cuantificar las patologías por tipología y elemento de la estructura con los datos proporcionados de las inspecciones principales.. •. Localizar las patologías más recurrentes de cada estructura.. •. Mostrar las repercusiones de las patologías durante la etapa de explotación.. •. Presentar el estado del arte del origen y reparación de las patologías más comunes encontradas.. -3-.

(10) Capítulo 1: Introducción, objetivos y alcance •. Aportar recomendaciones durante la etapa constructiva para evitar las patologías observadas.. •. Hacer una estimación de costes unitarios y globales de las reparaciones en las estructuras inspeccionadas.. 1.3 ALCANCE DE LA INSPECCION El alcance del proyecto abarca a estructuras tipo puente de nueva construcción en los que la luz de alguno de sus vanos sea igual o superior a 6 m, independientemente de su tipología o material constructivo que forman parte de la Línea de Alta Velocidad (A.V.E.) comprendidos en los tramos donde se han realizado las Inspecciones Principales [8]. En este análisis se excluye el cálculo del índice de socavabilidad y las pruebas de carga ya que en todas las inspecciones donde han sido necesarias los resultados han sido favorables.. -4-.

(11) CAPÍTULO 2: FASE DE IDENTIFICACIÓN.

(12) Capítulo 2: Fase de identificación 2.1. NORMATIVA DE APLICACIÓN. 2.1.1 Inspecciones Técnicas Principales En Los Puentes De Ferrocarril (Itpf-05): Se hace referencia de los siguientes puntos de la Instrucción Española Sobre Las Inspecciones Técnicas En Los Puentes De Ferrocarril (ITPF-05). Sobre las Inspecciones Principales que conciernen al presente estudio: “Capítulo 2.1 Objeto. – Obtener información sobre el estado funcional y resistente de un puente en un momento dado, con el fin de verificar que es capaz de cumplir la función para la que ha sido construido, con un nivel de seguridad aceptable. Capítulo 2.2 Alcance. – Se realizarán inspecciones principales en todos los puentes en los que la luz de alguno de sus vanos sea igual o superior a 6 m, independientemente de su tipología o material constructivo. Capítulo 2.3 Periodicidad: a) En puentes de nueva construcción, la primera inspección principal se realizará conjuntamente con la prueba de carga previa a su puesta en servicio. Posteriormente, y de forma periódica, se efectuarán inspecciones principales dentro del año siguiente a aquél en que se cumplan 15 años, como máximo, desde la última inspección principal realizada en el puente. El responsable del administrador de la infraestructura deberá reducir este plazo en los casos en que la tipología, características o comportamiento del puente, así lo aconsejen. Capítulo 2.4 Personal inspector. – Las inspecciones principales se llevarán a cabo por personal técnico titulado con competencia legal para ello y con experiencia probada en patología estructural. Capítulo 2.5 Características. – En general, serán de carácter visual, por lo que no será necesario emplear equipos ni medios técnicos especiales, salvo los de acceso, en su caso, a los diferentes elementos de la estructura. -6-.

(13) Capítulo 2: Fase de identificación Capítulo 2.5.1 Puentes de nueva construcción. – La primera inspección principal consistirá en una caracterización detallada del puente que servirá como situación de referencia («estado cero») para el posterior análisis y seguimiento de su evolución a lo largo de su vida útil. Previamente a la inspección, se deberá disponer del proyecto del puente construido («as built»), comprobando y completando los datos referidos a la geometría de la obra. Capítulo 2.6 Contenido. – La inspección principal abarcará, como mínimo, los siguientes aspectos: a) Estado general de las partes visibles de los cimientos y del terreno de apoyo. Se prestará especial atención a los posibles movimientos o modificaciones naturales o antrópicas en el terreno circundante, que pudieran llegar a afectar a la estabilidad del puente. En los puentes situados sobre lechos de ríos se analizarán las manifestaciones externas, tanto aguas arriba como aguas abajo de aquellos, que pudieran modificar de forma significativa la dinámica fluvial del tramo de río situado bajo el puente. Se prestará especial atención a las posibles graveras u otras afecciones que pudieran incidir sobre los acarreos del río. Se medirá el calado en todas las pilas y estribos, referenciando la posición del lecho del río respecto del puente. b) Estado general de la subestructura: estribos (incluyendo terraplenes, obras de defensa, muros de acompañamiento, etc.) y pilas. c) Estado general de la superestructura: elementos portantes (vigas principales, arcos, vigas largueros, vigas riostras, diafragmas, etc.), losa del tablero y tímpanos. Se deberán observar minuciosamente los posibles desplazamientos horizontales o verticales en cualquier elemento, así como sus variaciones respecto de inspecciones anteriores. -7-.

(14) Capítulo 2: Fase de identificación d) Estado general de los elementos auxiliares: aparatos de apoyo, juntas de dilatación y sistema de drenaje del tablero. e) Estado general de los elementos de acceso a las distintas partes de la estructura y, en particular, los de acceso al interior de puentes huecos. Capítulo 2.7 Resultado de la inspección. – Se elaborará un informe con los resultados de la inspección, en el que se recogerá una descripción y valoración de la importancia de los daños observados, así como una estimación del plazo máximo aconsejable para su reparación. Capítulo 2.7.1 Clasificación de los daños. – Los daños observados se clasificarán en: a) Clase 1: pueden afectar a la seguridad de la estructura y, por tanto, a su capacidad de resistir las cargas para las que fue proyectada. b) Clase 2: pueden afectar al equipamiento o a la vida útil de la estructura (seguridad estructural a largo plazo). Capítulo 2.7.2 Valoración y plazos de reparación. – Cuando existan daños de clase 1, el informe de la inspección incluirá, además de su valoración y del plazo aconsejable para la reparación, las limitaciones que de forma transitoria sea necesario imponer a la explotación, en cuanto a cargas y velocidades máximas de circulación, hasta finalizarlos trabajos de rehabilitación o refuerzo. A partir del informe, el administrador de la infraestructura, deberá fijar el plazo de reparación y corregir adecuadamente, dentro de éste, los daños de clase 1, quedando bajo su criterio la corrección de los de clase 2. El plazo máximo para la completa reparación de los daños de clase 1 será de cuatro años a partir de la fecha de la inspección principal, salvo que debido a la gravedad de aquéllos se hubiera fijado un plazo inferior. -8-.

(15) Capítulo 2: Fase de identificación Capítulo 2.7.3 Ficha de comunicación al Registro. – El resultado de la inspección se comunicará al Registro de Inspecciones de Puentes de Ferrocarril, en un plazo máximo de tres meses desde su realización, mediante el envío de una ficha cuyo modelo A1 figura en el anexo de esta Instrucción. En ella se indicará si el resultado de dicha inspección es favorable si no existen daños de clase 1, y desfavorable en caso contrario.” 2.1.2 Ficha Modelo A1: Esta ficha es el resultado de la inspección, se deberá cumplimentar con los datos necesarios, consta básicamente de 3 partes: 1ºparte: Identificación del tipo de inspección, fecha, identificación de la estructura y datos del responsable.. (1) Indicar si es básica, principal o especial.. 2ºparte: descripción de la estructura, sus características básicas, geometría, materiales y tipología de la estructura inspeccionada.. -9-.

(16) Capítulo 2: Fase de identificación. (2) Rellenar únicamente en la primera remisión al Registro de Inspecciones de Puentes de Ferrocarril.. 3ºparte: Es el resultado de la inspección y firma del responsable. Si los daños son de clase 2 se da como favorable el estado de la estructura, en caso que sea de clase 1 se deberá rellenar dando las indicaciones necesarias para corregir los daños existentes.. (3) Debe figurar entre paréntesis y separando cada campo mediante punto y coma, como en los ejemplos siguientes: (A2; BCD; G; 24; AD; NO) (FII; G, carriles desgastados; L; 36; AB; NO). - 10 -.

(17) Capítulo 2: Fase de identificación 2.2. TIPOLOGÍA DE LAS ESTRUCTURAS INSPECCIONADAS. 2.2.1 Estructuras inspeccionadas según su tipología Los puentes inspeccionados se han clasificado según su tipología en cuatro grupos: 1. Estructuras tipo Marco: Son pasos enterrados y su estructura está conformada por una losa dintel y 2 muros hastíales abiertos, con losa inferior y aletas en ambas salidas para contener el relleno de tierras. En la muestra por lo general son de hormigón armado in situ. No poseen pilas y aparatos de apoyo. (Ver fig. 2-1).. Fig. 2-1: Estructura 54 ubicada en la Línea 1 tramo 9.. 2. Estructuras tipo Bóveda: Al igual que los marcos son pasos enterrados y su estructura está conformada por un arco abierto, con losa inferior y aletas en ambas salidas para contener el relleno de tierras. Los arcos se proponen para rellenos de tierras superiores a los que puede soportar un marco. No poseen pilas y aparatos de apoyo. Las bóvedas son de dos tipos un tipo. Un grupo es de hormigón armado in situ tanto en hastiales, bóveda y aletas (Ver fig. 2-2). - 11 -.

(18) Capítulo 2: Fase de identificación. Fig. 2-2: Estructura 95 ubicada en la Línea 3 tramo 3.. El otro grupo son estructuras prefabricadas modulares tanto en la bóveda y aletas que no poseen hastiales (Ver fig. 2-3).. Fig. 2-3: Estructura 33 ubicada en la Línea 1 tramo 5.. 3. Estructuras tipo Tablero Cajón: Son puentes que constan fundamentalmente de dos partes: la superestructura y la infraestructura. En este caso, la superestructura está conformada principalmente por el tablero, una viga longitudinal tipo cajón y demás componentes de la confección y la capa de balasto. La infraestructura o subestructura la - 12 -.

(19) Capítulo 2: Fase de identificación conforman las pilas y los estribos, ambos con sus respectivos aparatos de apoyo. Además de las aletas o muros de acompañamiento (Ver fig.2-4 y 2-5).. Fig. 2-4: Vista inferior estructura 7 ubicada en la Línea 1 tramo 1.. 4. Estructuras tipo Tablero de Vigas: Al igual que las estructuras Tablero Cajón son puentes con superestructura e infraestructura. La diferencia es que la superestructura está conformada por más de una viga longitudinal (Ver fig. 2-5).. Fig. 2-5: Vista inferior estructura 68 ubicada en la Línea 2 tramo 3.. - 13 -.

(20) Capítulo 2: Fase de identificación 2.3 DESCRIPCIÓN DE LOS TRAMOS INSPECCIONADOS Los tramos inspeccionados de vía ferroviaria de alta velocidad son 3 y los definiremos como: •. Línea 1. •. Línea 2. •. Línea 3. En la línea 1 se inspeccionaron 55 estructuras en sobre una longitud aproximada de 63 kilómetros divididas en 9 tramos. La Línea 1 se encuentra en una zona del litoral con cordillera a una distancia media de 15 kilómetros de la costa, a una atura media de 200 m.s.n.m. El relieve es montañoso y accidentado con diversos ríos y quebradas que la atraviesan. El clima húmedo en casi todas las estaciones del año. En la línea 2 se inspeccionaron 29 estructuras en sobre una longitud aproximada de 143 kilómetros divididas en 7 tramos. La Línea 2 se encuentra en una zona montañosa y sus cotas están comprendidas aproximadamente entre los 600 m.s.n.m. y los 1000 m.s.n.m. El relieve es poco accidentado, podría decirse llano. El clima es templado, teniendo como características inviernos largos y fríos, veranos cortos y cálidos y además un fuerte contraste entre la temperatura durante el día y la noche. En la línea 3 se inspeccionaron 48 estructuras en sobre una longitud aproximada de 116 kilómetros divididas en 8 tramos.. - 14 -.

(21) Capítulo 2: Fase de identificación La Línea 3 está ubicada a continuación de la Línea 2, entre las cotas aproximadas de los 1000 m.s.n.m. y los 700 m.s.n.m. pasando en su punto más elevado por la cota aproximada de 1200 m.s.n.m. el relieve es llano en su punto de inicio pasando a montañoso en su tramo intermedio para volverse llano en su tramo final. El clima se caracteriza por tener veranos secos y calurosos con temperaturas medias superiores a los 25ºC y máximas suaves en la costa y muy altas en zonas interiores, pudiendo sobrepasar los 45ºC en situaciones de olas de calor. Las temperaturas invernales son más cálidas que el clima mediterráneo típico y con menos lluvias. Las lluvias están concentradas en las estaciones equinocciales. 2.3.1 Listado de estructuras inspeccionadas (*) • Línea 1 (63 Km.) A.V.E.. TRAMO. Tramo 1. Línea 1. Tramo 2. E. Nº. PK. TIPOLOGÍA. 1. 640+765. TABLERO VIGAS. CLASE DE DAÑOS 2. 2. 642+018. TABLERO CAJÓN. 2. 3. 644+353. TABLERO VIGAS. 2. 4. 645+167. TABLERO VIGAS. 2. 5. 645+540. TABLERO VIGAS. 2. 6. 646+466. MARCO. 2. 7. 647+036. TABLERO CAJÓN. 2. 8. 651+189. MARCO. 2. 9. 655+680. TABLERO CAJÓN. 2. 10. 656+405. MARCO. 2. 11. 656+649. MARCO. 2. 12. 657+342. TABLERO CAJÓN. 2. 13. 658+509. MARCO. 2. 14. 659+069. MARCO. 2. 15. 659+651. TABLERO CAJÓN. 2. 16. 661+180. TABLERO CAJÓN. 2. 17. 661+627. MARCO. 2. 18. 661+993. TABLERO CAJÓN. 2. 19. 662+347. TABLERO CAJÓN. 2. 20. 663+774. MARCO. 2. 21. 664+446. TABLERO VIGAS. 2. 22. 665+027. MARCO. 2. - 15 -.

(22) Capítulo 2: Fase de identificación A.V.E.. TRAMO. Tramo 3. Tramo 4. Tramo 5. Tramo 6. Línea 1. Tramo 7. Tramo 8. Tramo 9. E. Nº. PK. TIPOLOGÍA. 23. 665+910. TABLERO CAJÓN. CLASE DE DAÑOS 2. 24. 666+649. MARCO. 2. 25. 667+630. TABLERO VIGAS. 2. 26. 667+895. MARCO. 2. 27. 668+250. MARCO. 2. 28. 668+799. MARCO. 2. 29. 674+451. TABLERO VIGAS. 2. 30. 682+912. TABLERO CAJÓN. 2. 31. 684+595. MARCO. 2. 32. 684+794. MARCO. 2. 33. 685+998. BÓVEDA. 2. 34. 687+759. MARCO. 2. 35. 688+017. TABLERO CAJÓN. 2. 36. 689+318. TABLERO VIGAS. 2. 37. 690+480. TABLERO CAJÓN. 2. 38. 693+957. MARCO. 2. 39. 694+047. MARCO. 2. 40. 694+327. MARCO. 2. 41. 694+717. MARCO. 2. 42. 695+307. MARCO. 2. 43. 696+167. MARCO. 2. 44. 696+707. MARCO. 2. 45. 702+817. BÓVEDA. 2. 46. 703+167. MARCO. 2. 47. 703+377. BÓVEDA. 2. 48. 703+417. BÓVEDA. 2. 49. 703+737. MARCO. 2. 50. 705+208. TABLERO VIGAS. 2. 51. 705+547. BÓVEDA. 2. 52. 706+375. MARCO. 2. 53. 706+954. BÓVEDA. 2. 54. 707+244. MARCO. 2. 55. 708+234. MARCO. 2. - 16 -.

(23) Capítulo 2: Fase de identificación •. Línea 2 (143 Km.) A.V.E.. TRAMO. Tramo 1. Tramo 2. Tramo 3 Línea 2 Tramo 4. Tramo 5. Tramo 6. Tramo 7. E. Nº. PK. TIPOLOGÍA. 56. 36+084. TABLERO VIGAS. CLASE DE DAÑOS 2. 57. 36+846. TABLERO CAJÓN. 2. 58. 36+860. TABLERO CAJÓN. 2. 59. 37+467. MARCO. 2. 60. 39+124. MARCO. 2. 61. 39+522. MARCO. 2. 62. 43+514. BÓVEDA. 2. 63. 43+797. BÓVEDA. 2. 64. 55+235. TABLERO VIGAS. 2. 65. 57+214. MARCO. 2. 66. 58+041. MARCO. 2. 67. 58+361. TABLERO VIGAS. 2. 68. 74+669. TABLERO VIGAS. 2. 69. 132+594. MARCO. 2. 70. 132+594. MARCO. 2. 71. 133+409. MARCO. 2. 72. 134+239. MARCO. 2. 73. 136+031. MARCO. 2. 74. 162+775. TABLERO CAJÓN. 2. 75. 163+903. TABLERO CAJÓN. 2. 76. 165+339. MARCO. 2. 77. 167+212. MARCO. 2. 78. 171+994. TABLERO CAJÓN. 2. 79. 172+198. TABLERO CAJÓN. 2. 80. 177+171. MARCO. 2. 81. 177+449. MARCO. 2. 82. 178+023. MARCO. 2. 83. 178+871. TABLERO CAJÓN. 2. 84. 179+310. MARCO. 2. TIPOLOGIA. CLASE DE DAÑOS. • Línea 3 (116 Km.). A.V.E.. TRAMO. E. Nº. PK. 85. 183+993. MARCO. 2. Tramo 1. 86. 184+370. TABLERO CAJÓN. 2. 87. 187+241. MARCO. 2. 88. 195+525. MARCO. 2. 89. 198+801. TABLERO CAJÓN. 2. 90. 199+484. BÓVEDA. 2. 91. 200+640. MARCO. 2. Línea 3 Tramo 2. - 17 -.

(24) Capítulo 2: Fase de identificación A.V.E.. TRAMO. Tramo 3. Tramo 4. Tramo 5. Línea 3. Tramo 6. Tramo 7. Tramo 8. E. Nº. PK. TIPOLOGIA. CLASE DE DAÑOS. 92. 201+926. MARCO. 2. 93. 202+431. MARCO. 2. 94. 203+747. MARCO. 2. 95. 203+870. BÓVEDA. 2. 96. 206+991. BÓVEDA. 2. 97. 207+056. MARCO. 2. 98. 208+476. BÓVEDA. 2. 99. 208+512. BÓVEDA. 2. 100. 221+177. BÓVEDA. 2. 101. 221+614. BÓVEDA. 2. 102. 221+882. MARCO. 2. 103. 223+192. BÓVEDA. 2. 104. 223+732. BÓVEDA. 2. 105. 229+633. MARCO. 2. 106. 230+634. MARCO. 2. 107. 231+242. MARCO. 2. 108. 232+328. MARCO. 2. 109. 233+129. MARCO. 2. 110. 233+457. MARCO. 2. 111. 234+890. TABLERO CAJÓN. 2. 112. 235+121. MARCO. 2. 113. 236+019. MARCO. 2. 114. 256+529. MARCO. 2. 115. 258+257. MARCO. 2. 116. 259+386. MARCO. 2. 117. 260+314. MARCO. 2. 118. 260+562. MARCO. 2. 119. 261+081. MARCO. 2. 120. 261+614. MARCO. 2. 121. 263+435. MARCO. 2. 122. 266+185. MARCO. 2. 123. 274+542. TABLERO VIGAS. 2. 124. 275+627. MARCO. 2. 125. 276+185. MARCO. 2. 126. 276+685. MARCO. 2. 127. 276+765. MARCO. 2. 128. 280+885. MARCO. 2. 129. 285+695. MARCO. 2. 130. 286+945. MARCO. 2. 131. 291+685. MARCO. 2. 132. 294+946. TABLERO CAJÓN. 2. (*): En total son 132 estructuras inspeccionadas. Además se indica la tipología de la estructura y la clase de daños.. - 18 -.

(25) Capítulo 2: Fase de identificación 2.4 EVALUACIÓN DE DATOS 2.4.1 Consideraciones Generales Con los datos proporcionados por las fichas de las inspecciones principales (modelo A1) de todas las estructuras observadas y reflejadas en la matriz de patologías (Ver ANEXO Nº 1) se harán tres análisis. El primero es un recuento de patologías global,. el segundo un recuento por. tipología y finalmente un tercer recuento por ubicación de la patología en la estructura bajo los siguientes criterios: • Se procesarán los datos (recuento de patologías clase 2. tipos 1 y 2),. predominantemente, atendiendo más a las cualidades y puntos de ubicación que al tamaño de la patología dentro de cada estructura. • Buscaremos la comprensión totalizante de una patología detectada, intentando determinar las causas que la generan con una visión global que esté por encima de los detalles. • Se tenderá a visualizar las patologías en la totalidad. Relación partes-todo. El proceso sigue principalmente una vía inductiva, de los datos a la teoría [4]. • Siguiendo el criterio de los dos puntos anteriores se han clasificado las patologías detectadas según su origen o causa de la siguiente manera: 1. Patologías relacionadas con las Armaduras: •. Armaduras vistas someras. •. Oxidación superficial. •. Corrosión y disgregación. 2. Patologías relacionadas con las coqueras y nidos de grava 3. Patologías relacionadas con los golpes y daños: •. Daños en protección de pie de estribos - 19 -.

(26) Capítulo 2: Fase de identificación •. Daños en unión frente y laterales. •. Desprendimientos. •. Golpes y roturas. 4. Patologías relacionadas con las fisuras: •. Fisuras y grietas. •. Fisuras y daños en testeros. •. Fisuras y grietas longitudinales losas. •. Fisuras y grietas verticales en losas. •. Fisuras y grietas transversales en losas. •. Fisuras y grietas transversales en clave. •. Fisuras y grietas verticales tímpanos. •. Fisuras y grietas longitudinales bóveda. 5. Patologías relacionadas con las humedades: •. Humedades y filtraciones. •. Impermeabilización. •. Incrustaciones calcáreas y eflorescencias. 6. Patologías relacionadas con las juntas: •. Juntas de dilatación. •. Juntas degradadas. •. Juntas longitudinales. •. Juntas transversales degradadas. •. Muretes guardabalasto. 7. Patologías relacionadas con los drenajes: •. Desagües obturados - 20 -.

(27) Capítulo 2: Fase de identificación •. Drenaje longitudinal. •. Drenaje transversal. •. Conducciones y canaletas. 8. Otras Patologías no menos importantes: •. Balasto encastrado. •. Barandillas. •. Bloqueo y encastramiento. •. Depósitos en coronación. •. Suciedad y aterramiento. •. Falta de contacto. Es necesario considerar la intersubjetividad, la posibilidad de objetivar el mundo subjetivo de las personas, de interpretar los significados que ellos dan a los acontecimientos. Los significados no son absolutos, dependen en gran medida de lo que percibe el que hace la inspección in situ y el que interpreta los datos [12]. 2.5. RESULTADO DE LAS INSPECCIONES REALIZADAS. 2.5.1 Recuento global de las estructuras Se hace el recuento general de patologías en las 132 estructuras inspeccionadas arrojando los siguientes resultados: • Las bóvedas son 17, los marcos 78, los puentes tipo tablero cajón son 23 y los puentes tipo tablero de vigas 14.. - 21 -.

(28) Capítulo 2: Fase de identificación. • Las 132 estructuras solo tienen daños de clase 2 según el ITPF-05, es decir, las patologías detectadas solo pueden afectar al equipamiento o a la vida útil de la estructura y no hay riesgo estructural inmediato [8]. • Dentro de las patologías encontradas clase 2, se hizo la siguiente discriminación: 1. Patologías del Tipo 1: Son los defectos o anomalías detectadas con incidencia en la estética. 2. Patologías del Tipo 2: Son los defectos o anomalías detectadas con riesgo de evolución patológica. • En las 132 estructuras se detectaron 759 patologías clase 2, de las cuales 430. son de tipo 1 y 329 de tipo 2.. - 22 -.

(29) Capítulo 2: Fase de identificación • En las 132 estructuras en 107 se detectaron patologías de tipo 1 y 2, en 17 solo del tipo 1, en 6 solo del tipo 2 y en 2 no se detectaron patologías.. • La distribución de las 430 patologías detectadas clase 2-tipo 1 según su naturaleza en el conjunto de las 132 estructuras es la siguiente: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 –TIPO 1 PATOLOGÍA CANTIDAD COQUERAS Y NIDOS DE GRAVA 99 HUMEDADES 96 GOLPES Y DAÑOS 91 FISURAS 84 JUNTAS 20 ARMADURAS 14 OTROS 14 DRENAJES 12 430. % 23% 22% 21% 20% 5% 3% 3% 3% 100%. • La distribución de las 330 patologías detectadas clase 2-tipo 2 según su naturaleza en el conjunto de las 132 estructuras es la siguiente: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 2 PATOLOGÍA CANTIDAD COQUERAS Y NIDOS DE GRAVA 98 FISURAS 96 ARMADURAS 48 HUMEDADES 41 DRENAJES 20 JUNTAS 9 OTROS 9 GOLPES Y DAÑOS 9 330. - 23 -. % 30% 29% 15% 12% 6% 3% 3% 3% 100%.

(30) Capítulo 2: Fase de identificación • Haciendo un recuento global de cada estructura y el número patologías detectadas en la muestra (sin diferenciar la tipología de la estructura), la frecuencia de distribución de patologías por estructura en su conjunto (considerando las patologías tipo 1 y 2) siendo esta la siguiente:. Haciendo el mismo recuento para las patologías tipo 1, la frecuencia muestra la distribución de patologías por estructura en su conjunto es la siguiente:. Para las patologías tipo 2, la frecuencia muestra la distribución de patologías por estructura en su conjunto es la siguiente: - 24 -.

(31) Capítulo 2: Fase de identificación. De lo reflejado en estos gráficos podemos concluir que la dispersión es amplia ya que la diferencia entre la media y la moda es alta en los tres casos. Por tanto, asumiremos como valor representativo a la mediana, es decir, que todas las estructuras tienen 9 patologías tipo 1 y 2. De las cuales 5 son de tipo 1 y 4 son de tipo 2. 2.5.2 Recuento por tipología de la estructura En la muestra las estructuras inspeccionadas son de 4 tipos: Bóvedas y marcos que son estructuras enterradas y puentes tipo tablero cajón y puentes tablero de vigas definidas en el ítem 3.1. Se hace el recuento general de patologías en las 132 estructuras inspeccionadas según la tipología de las estructuras arrojando los siguientes resultados: • La distribución de las patologías según la tipología de la estructura indica que en los marcos y bóvedas se detectaron 396 y 106 respectivamente, mientras que en los puentes tablero cajón y tablero vigas 191 y 67 anomalías.. - 25 -.

(32) Capítulo 2: Fase de identificación. • La distribución de las patologías según su tipo y la tipología de la estructura indica que en las bóvedas los daños detectados tipo 1 son 61, mientras que los tipo 2 son 45. En los marcos se detectaron 208 del tipo 1 y 188 tipo 2. En los puentes tablero cajón 114 tipo 1 y 77 tipo 2. Y en los puentes tablero de vigas 47 del tipo 1 y 20 del tipo 2.. • De un recuento por tipo de estructura podemos decir que las “tablero cajón” son las que más patologías tienen por estructura, ya que de las 23 inspeccionadas se - 26 -.

(33) Capítulo 2: Fase de identificación encontraron 191 siendo las cuantías de patologías por estructura de 5 tipo 1 y 3.3 tipo 2.; siguiéndole las tipo “bóveda” con 106 defectos en las 17 estructuras inspeccionadas de los cuales 3.5 patologías corresponden al tipo 1 y 2.7 al tipo 2, luego las tipo “marco” con 396 patologías en las 78 estructuras inspeccionadas de los cuales 2.7 patologías corresponden al tipo 1 y 2.4 al tipo 2. Finalmente le sigue las tipo “tablero de vigas” con 67 patologías de las 14 estructuras. Reflejando lo comentado en los siguientes gráficos tenemos:. • Distribución de las patologías Clase 2- Tipo 1 en estructuras según su tipología: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 1 SEGÚN LA TIPOLOGÍA DE LA ESTRUCTURA TABLERO TABLERO DE TIPOLOGÍA BÓVEDA MARCO CAJÓN VIGAS PATOLOGÍA CANTIDAD % CANTIDAD % CANTIDAD % CANTIDAD % COQUERAS Y NIDOS DE GRAVA 10 17% 48 23% 23 20% 17 36% FISURAS 15 25% 52 25% 13 11% 4 9% HUMEDADES 13 22% 43 21% 29 26% 11 23% GOLPES Y DAÑOS 13 22% 40 20% 33 29% 15 11% JUNTAS 7 11% 9 5% 1 1% 3 6% ARMADURAS 2 3% 7 3% 5 4% 0 0% DRENAJES 0 0% 7 3% 3 3% 2 4% OTROS 0 0% 0 0% 7 6% 5 11%. - 27 -.

(34) Capítulo 2: Fase de identificación • Distribución de las patologías Clase 2- Tipo 2 en estructuras según su tipología: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 2 SEGÚN LA TIPOLOGÍA DE LA ESTRUCTURA TABLERO TABLERO DE TIPOLOGÍA BÓVEDA MARCO CAJÓN VIGAS PATOLOGÍA CANTIDAD % CANTIDAD % CANTIDAD % CANTIDAD % COQUERAS Y NIDOS DE 10 22% 62 33% 25 32% 2 10% GRAVA FISURAS 11 24% 76 40% 6 8% 3 15% HUMEDADES 8 17% 16 8% 11 14% 6 30% GOLPES Y DAÑOS 4 9% 3 2% 2 3% 0 0% JUNTAS 1 2% 3 2% 5 6% 0 0% ARMADURAS 8 17% 23 12% 12 16% 5 25% DRENAJES 4 9% 5 3% 10 13% 1 5% OTROS 0 0% 0 0% 6 8% 3 15%. 2.5.3 Recuento por su ubicación dentro de la estructura En inspección cada estructura se divide en las siguientes partes: • Estructura de tramos: la inspección corresponde principalmente a la losa superior en el caso de que la estructura es tipo bóveda o marco y al tablero (conjunto de losa y vigas) para las estructuras tipo tablero cajón y tablero de vigas. Las pilas: la inspección solo aplica para las estructuras tablero cajón y tablero de vigas y la inspección abarca únicamente al pilar más no a la parte de su cimentación que está enterrada. • Los estribos: la inspección abarca a los muros donde se apoya la losa superior en el caso de que la estructura es tipo bóveda o marco y para las estructuras tipo tablero cajón y tablero de vigas corresponde al elemento que sobre el cual se apoya el tablero en sus extremos. La inspección solo se limita a la cara visible de estas estructuras. • Las aletas: la inspección abarca a los muros que están en los extremos de la estructura y sirven por lo general para contener tierras. Al igual que los estribos la inspección solo se limita a la cara visible.. - 28 -.

(35) Capítulo 2: Fase de identificación • Los aparatos de apoyo: la inspección corresponde a los neoprenos o sistemas de transición entre el tablero y su apoyo sobre pilas o estribos. Solo aplica para las estructuras tablero cajón y tablero de vigas. • Resto de elementos: la inspección corresponde a los elementos no estructurales que forman parte de la estructura (barandillas, canaletas, impermeabilización, juntas, etc.). • Distribución de las patologías detectadas según su tipo y ubicación dentro dela estructura sin considerar su tipología:. - 29 -.

(36) Capítulo 2: Fase de identificación • Distribución de las patologías Clase 2- Tipo 1 en estructuras tipo bóveda según su ubicación: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 1 EN LAS ESTRUCTURAS TIPO BÓVEDA SEGÚN SU UBICACIÓN TIPOLOGÍA EST. DE TRAMOS ESTRIBOS ALETAS RESTO. PATOLOGÍA COQUERAS Y NIDOS DE GRAVA FISURAS HUMEDADES GOLPES Y DAÑOS JUNTAS ARMADURAS DRENAJES OTROS. CANTIDAD. %. CANTIDAD. %. CANTIDAD. %. CANTIDAD. %. 5. 22%. 2. 14%. 3. 16%. 0. 0%. 3 9 3 2 1 0 0 23. 13% 39% 13% 9% 4% 0% 0% 100%. 6 2 3 1 0 0 0 14. 43% 14% 22% 7% 0% 0% 0% 100%. 6 0 7 2 1 0 0 19. 32% 0% 37% 10% 5% 0% 0% 100%. 0 2 0 2 0 0 0 4. 0% 50% 0% 50% 0% 0% 0% 100%. • Distribución de las patologías Clase 2- Tipo 2 en estructuras tipo bóveda según su ubicación: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 2 EN LAS ESTRUCTURAS TIPO BÓVEDA SEGÚN SU UBICACIÓN TIPOLOGÍA EST. DE TRAMOS ESTRIBOS ALETAS RESTO PATOLOGÍA CANTIDAD % CANTIDAD % CANTIDAD % CANTIDAD % COQUERAS Y NIDOS DE 3 21% 3 25% 4 27% 0 0% GRAVA 4 29% 2 17% 5 33% 0 0% FISURAS 4 33% 0 0% 1 20% 3 21% HUMEDADES 0 0% 3 25% 1 7% 0 0% GOLPES Y DAÑOS 1 7% 0 0% 0 0% 0 0% JUNTAS 3 22% 0 0% 5 33% 0 0% ARMADURAS 0 0% 0 0% 0 0% 4 80% DRENAJES 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% OTROS 14 100% 12 100% 15 100% 5 100%. • Distribución de las patologías Clase 2- Tipo 1 en estructuras tipo marco según su ubicación: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 1 EN LAS ESTRUCTURAS TIPO MARCO SEGÚN SU UBICACIÓN TIPOLOGÍA EST. DE TRAMOS ESTRIBOS ALETAS RESTO PATOLOGÍA COQUERAS Y NIDOS DE GRAVA FISURAS HUMEDADES GOLPES Y DAÑOS JUNTAS ARMADURAS DRENAJES OTROS. CANTIDAD. %. CANTIDAD. %. CANTIDAD. %. CANTIDAD. %. 13. 18%. 14. 23%. 21. 34%. 0. 0%. 18 30 7. 24% 41% 10%. 22 9 12. 37% 15% 20%. 12 4 21. 19% 6% 34%. 0 0 0. 0% 0% 0%. 1 4. 1% 5%. 3 0. 5% 0%. 1 3. 2% 5%. 4 0. 33% 0%. 1. 1%. 0. 0%. 0. 0%. 6. 50%. 0 74. 0% 100%. 0 60. 0% 100%. 0 62. 0% 100%. 2 12. 17% 100%. - 30 -.

(37) Capítulo 2: Fase de identificación • Distribución de las patologías Clase 2- Tipo 2 en estructuras tipo marco según su ubicación: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 2 EN LAS ESTRUCTURAS TIPO MARCO SEGÚN SU UBICACIÓN TIPOLOGÍA EST. DE TRAMOS ESTRIBOS ALETAS RESTO PATOLOGÍA CANTIDAD % CANTIDAD % CANTIDAD % CANTIDAD % COQUERAS Y NIDOS DE 33 41% 0 0% 8 20% 21 35% GRAVA 16 40% 31 51% 29 36% 0 0% FISURAS 9 22% 4 7% 0 0% 3 38% HUMEDADES 0 0% 0 0% 3 4% 0 0% GOLPES Y DAÑOS 2 5% 0 0% 1 1% 0 0% JUNTAS 5 13% 4 7% 14 18% 0 0% ARMADURAS. 0 0 40. DRENAJES OTROS. 0% 0% 100%. 0 0 60. 0% 0% 100%. 0 0 80. 0% 0% 100%. 5 0 8. 62% 0% 100%. • Distribución de las patologías Clase 2- Tipo 1 en estructuras tipo tablero cajón según su ubicación: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 1 EN LAS ESTRUCTURAS TIPO TABLERO CAJÓN SEGÚN SU UBICACIÓN EST. DE AP, DE TIPOLOGÍA PILAS ESTRIBOS ALETAS RESTO TRAMOS APOYO PATOLOGÍA CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % COQUERAS Y 3 37% 4 67% 5 28% 5 71% 0 0% 0 0% NIDOS DE GRAVA 0 0% 1 16% 3 17% 0 0% 0 0% 0 0% FISURAS 3 38% 0 0% 6 33% 2 29% 0 0% 0 0% HUMEDADES GOLPES Y 2 25% 1 17% 2 11% 0 0% 0 0% 0 0% DAÑOS 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% 3 42% JUNTAS 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% ARMADURAS 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% 2 29% DRENAJES 0 0% 0 0% 2 11% 0 0% 1 100% 2 29% OTROS 8. 100%. 6. 100%. 18. 100%. 7. 100%. 1. 100%. 7. 100%. • Distribución de las patologías Clase 2- Tipo 2 en estructuras tipo tablero cajón según su ubicación: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 2 EN LAS ESTRUCTURAS TIPO TABLERO CAJÓN SEGÚN SU UBICACIÓN EST. DE TIPOLOGÍA PILAS ESTRIBOS ALETAS AP, DE APOYO RESTO TRAMOS PATOLOGÍA CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % COQUERAS Y 2 22% 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% NIDOS DE GRAVA 0 0% 1 50% 1 33% 1 100% 0 0% 0 0% FISURAS. HUMEDADES GOLPES Y DAÑOS JUNTAS ARMADURAS DRENAJES OTROS. 3. 33%. 0. 0%. 2. 67%. 0. 0%. 0. 0%. 1. 50%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0% 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 4. 45%. 1. 50%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 1. 50%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 3. 100%. 0. 0%. 9. 100%. 2. 100%. 3. 100%. 1. 100%. 3. 100%. 2. 100%. - 31 -.

(38) Capítulo 2: Fase de identificación • Distribución de las patologías Clase 2- Tipo 1 en estructuras tipo tablero de vigas según su ubicación: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 1 EN LAS ESTRUCTURAS TIPO TABLERO DE VIGAS SEGÚN SU UBICACIÓN EST. DE AP, DE TIPOLOGÍA PILAS ESTRIBOS ALETAS RESTO TRAMOS APOYO PATOLOGÍA CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % COQUERAS Y 7 32% 8 25% 2 7% 6 29% 0 0% 0 0% NIDOS DE GRAVA 0 0% 4 13% 6 20% 3 14% 0 0% 0 0% FISURAS. HUMEDADES GOLPES Y DAÑOS JUNTAS ARMADURAS DRENAJES OTROS. 3. 14%. 3. 9%. 16. 53%. 7. 33%. 0. 0%. 0. 0%. 10. 45%. 16. 50%. 3. 10%. 4. 19%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 1. 14%. 2. 9%. 1. 3%. 1. 3%. 1. 5%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 3. 43%. 0. 0%. 0. 0%. 2. 7%. 0. 0%. 2. 100%. 3. 43%. 22. 100%. 32. 100%. 30. 100%. 21. 100%. 2. 100%. 7. 100%. • Distribución de las patologías Clase 2- Tipo 2 en estructuras tipo tablero de vigas según su ubicación: NATURALEZA DE LAS ANOMALIAS CLASE 2 -TIPO 2 EN LAS ESTRUCTURAS TIPO TABLERO DE VIGAS SEGÚN SU UBICACIÓN EST. DE AP, DE TIPOLOGÍA PILAS ESTRIBOS ALETAS RESTO TRAMOS APOYO PATOLOGÍA CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % CANT. % COQUERAS Y 7 32% 3 30% 7 41% 1 20% 0 0% 0 0% NIDOS DE GRAVA 0 0% 2 20% 4 24% 0 0% 0 0% 0 0% FISURAS 3 14% 3 30% 1 6% 0 0% 0 0% 2 11% HUMEDADES. GOLPES Y DAÑOS JUNTAS ARMADURAS DRENAJES OTROS. 10. 45%. 1. 10%. 1. 0. 0%. 2. 9%. 0. 0%. 6%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 1. 10%. 4. 23%. 4. 80%. 0. 0%. 4. 22%. 0%. 0. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0%. 10. 56%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 0. 0%. 4. 100%. 2. 11%. 22. 100%. 10. 100%. 17. 100%. 5. 100%. 4. 100%. 18. 100%. - 32 -.

(39) CAPÍTULO 3: ESTUDIO DE LAS PATOLOGÍAS.

(40) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones 3.1. ESTUDIO DE LAS PATOLOGIAS. Nos limitaremos a exponer las posibles causas de estos fenómenos en las etapas de proyecto y ejecución, así como las originadas por el propio hormigón, mas no en la etapa de uso y explotación. Estudiaremos las siguientes patologías: □ Coqueras y nidos de grava □ Fisuras y grietas □ Humedades y filtraciones □ Golpes y roturas □ Armaduras vistas someras 3.1.1 Coqueras y nidos de grava CAUSAS ORIGINADAS EN LA ETAPA DE PROYECTO: • Mala elección de la consistencia del hormigón, sobretodo en hormigones de consistencia seca y con medios de compactación insuficientes generando zonas con ausencia de hormigón. • Tamaño máximo del árido que compone el hormigón inadecuado, esto ocurre cuando no hay una visión exacta del tipo de armando, la separación y los recubrimientos de barras existentes. • Un mal desarrollo de los detalles constructivos, generando con esto una falta de control en los armados. CAUSAS ORIGINADAS EN LA ETAPA DE EJECUCION: • La principal causa es la mala compactación del hormigón durante su puesta en obra, ya sea por el mal uso de medios o porque éstos son inadecuados. • Fallos en la estanqueidad del encofrado, sobretodo en estructuras con encofrados en altura, permitiendo la perdida de la pasta de cemento y árido fino. - 34 -.

(41) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones • Mal amasado de la mezcla y el uso inadecuado de aditivos. • Métodos de vertido inadecuados. • Procedimientos de aseguramiento de la calidad inadecuados o de poco alcance. EJEMPLOS:. Fig.3-1:Est.107: Nido de grava la aleta izquierda del estribo de entrada (daño clase 2-tipo1).. Fig.3-2: Estructura 83: Coquera en el vano nº 10 (daño clase 2-tipo2).. 3.1.2 Fisuras y grietas CAUSAS ORIGINADAS EN LA ETAPA DE PROYECTO: • Puede ser producto de una mala concepción de la estructura, una deficiente evaluación de acciones sobre la misma o un mal cálculo de esfuerzos. - 35 -.

(42) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones • Falta de juntas de construcción detalladas, así como las de contracción y retracción. La definición de estas juntas en la etapa de proyecto tienen el fin de evitar la fisuración del hormigón o al menos controlarlas. CAUSAS ORIGINADAS POR EL HORMIGON COMO MATERIAL: Son propias del hormigón ya sea en su estado plástico o endurecido. Por lo general son inevitables y su tratamiento solo minimiza su efecto. El primer año del hormigón es importante ya que en este periodo se presentan casi todos los fenómenos que provocan la fisuración. HORMIGON EN ESTADO PLASTICO: Se pueden presentar los siguientes mecanismos de daño: • Asiento Plástico: Se da cuando ocurre la exudación, que es un fenómeno que ocurre cuando el hormigón está en su estado plástico, desde el amasado hasta el endurecimiento (unas 8 horas) y consiste en el ascenso del agua del hormigón hacia la superficie de éste, a partir del vertido y compactación. Es debido a la acción de la gravedad que clasifica los componentes del hormigón según su densidad.. Fig.3-3: Los fenómenos que generan las fisuras en el primer año [2].. - 36 -.

(43) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones El asiento plástico no está cuartado, es decir, si es solo hormigón, este descenderá uniformemente a lo largo de toda la superficie, pero cuando existe armado, éste impide que el descenso sea uniforme, generando fisuras en la superficie a lo largo del armando (ver fig. 3-4.). Generalmente se da en las primeras 3 horas de fraguado, dependiendo de la temperatura del ambiente puede ser más o menos. Las fisuras que originas la exudación no tiene trascendencia en la estructura ya que son poco profundas aunque en ocasiones son amplias. Aparecen por lo general en elementos con grandes cantos, en pilares y muros.. Fig.3-4: Al asentarse el hormigón, genera las fisuras en la zona del armado [1].. • Retracción Plástica: Se da cuando la evaporación del agua exudada es más rápida que la velocidad de acudida del agua de la masa interna a la superficie, frenada por la acción capilar en los poros del hormigón. Por lo general esta situación se da cuando se vierte el hormigón en climas secos, con viento y en época calurosa. Esta situación se agrava cuando el curado es deficiente. La consecuencia inmediata es una fisuración irregular (ver fig. 3-5). Se da entre la primera y la sexta hora después de la colocación de la mezcla y se manifiestan en elementos superficiales como pavimentos, losas, forjados, etc.. - 37 -.

(44) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones. Fig.3-5: En la figura algunos ejemplos de retracción plástica [1].. HORMIGON EN ESTADO ENDURECIDO: Se pueden presentar los siguientes fenómenos: • Contracción Térmica Inicial: Debido a la reacción exotérmica de fraguado del cemento, el hormigón se calentará a partir del momento en que hayan entrado en contacto el cemento y el agua. Este calor denominado calor de hidratación se disipa a través de la superficie del hormigón transmitiéndolo al aire hasta que la temperatura del hormigón se iguala con la temperatura del aire, esto tarda de 5 a 6 días. La contracción térmica se da mientras esto ocurre, es decir, el interior del hormigón está a temperaturas superiores a las de la superficie del mismo, esta diferencia de temperaturas genera compresiones en la estructura interna de la masa y tracciones en su superficie (coacción interna). Estas tracciones pueden ser superiores a las de la resistencia a tracción propia del hormigón generando fisuras. Otra forma de manifestarse, es cuando vertemos hormigón sobre otro ya existente y endurecido. La diferencia de temperaturas entre ambos genera tensiones en el hormigón nuevo (coacción externa), generando fisuras (ver fig. 3-6 y 3-7).. - 38 -.

(45) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones. Fig.3-6: En las dos primeras fases de hormigonado, luego en la fase 3, el hormigón de la cimentación impide que se retraiga el hormigón de la base del alzado [1].. Fig.3-7: Fisuras por contracción térmica [1].. • Retracción Hidráulica: Este fenómeno consiste en la disminución de volumen que experimenta el hormigón endurecido, cuando está expuesto al aire con humedad no saturada. Es debido simultáneamente a reacciones químicas y a la reducción de humedad. La retracción hidráulica crece con la relación agua/cemento, con el contenido de cemento y con la sequedad del ambiente. Puede ser modificada en ambos sentidos con el uso de aditivos. Crece también con la relación superficie/volumen de la pieza. La fisuración provocada por la retracción hidráulica coartada se produce entre 15 días y 1 año, generalmente, y a menudo presenta dos épocas especialmente propicias: el primer verano y la primera aplicación de calefacción o de aire acondicionado en el caso de edificios. - 39 -.

(46) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones • Suelen ser fisuras finas, pero que afectan en profundidad a la pieza y por tanto su importancia estructural debe ser estudiada según el caso. (ver fig. 3-8).. Fig.3-8: Fisuras por retracción hidráulica [1].. • Fisuración en mapa: Su origen está en las tensiones superficiales, motivadas por un alto contenido de humedad, sobre todo cuando el gradiente de humedad en sentido normal a la superficie es muy fuerte. Es una fisuración que afecta superficialmente al hormigón (ver fig. 3-9) y que suele aparecer entre 1 y 15 días a partir del vertido. La profundidad rara vez llega al centímetro y por tanto tiene poca importancia estructural. Puede darse en superficies encofradas con encofrados de poca permeabilidad y especialmente en superficies fratasadas, llaneadas, acabadas con bandeja vibrante. Son épocas críticas para este tipo de fisuración las de baja humedad relativa.. Fig.3-9: forma típica de la fisuración en mapa [1].. - 40 -.

(47) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones CAUSAS ORIGINADAS EN LA ETAPA DE EJECUCION: • Un curado deficiente. • Encofrados y cimbras no preparados para recibir la carga de la mase del hormigón, produciendo asentamientos en sus bases y en sus laterales. • Juntas de construcción y contracción mal ejecutadas. • Un descimbrado prematuro. • Falta de precauciones ante las condiciones ambientales existentes durante el hormigonado. Es decir, si se vierte el hormigón sin prever el tiempo cálido o frío EJEMPLOS:. (a). (b). Fig.3-10 (a): Estructura 96: Fisura en el hastial E1 (daño clase 2-tipo2). (b) Est. 111: Fisuras en mapa en los voladizos del vano 2 (daño clase 2-tipo2).. Fig.3-11: Estructura 94: Fisuras en la aleta derecha del estribo de entrada (daño clase 2-tipo2).. - 41 -.

(48) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones 3.1.3 Humedades y filtraciones En el mayor o menor grado, todo hormigón es poroso. De hecho, frecuentemente se comprueba que entre las diferentes partes de una misma obra, algunas están gravemente dañadas mientras que otras están sanas. Esto se debe generalmente a las diferentes cantidades de agua absorbidas por el hormigón según sus condiciones de utilización y según su porosidad, que es función de la calidad de ejecución. Cuando la cantidad de agua en el hormigón aumenta, éste se entumece y aumenta de volumen. Si este entumecimiento esta coartado, se producen fisuras y disgregaciones superficiales. EJEMPLOS:. Fig.3-12:Est. 2: Humedades en el muro de frente del estribo de entrada (daño clase 2-tipo2).. Fig.3-13: Estructura 18: Humedades en el estribo de entrada (daño clase 2-tipo1).. - 42 -.

(49) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones 3.1.4 Golpes y roturas Los golpes se dan durante la ejecución, si es que las obras aún no han entrado en servicio. Al producirse, se deben evaluar los daños para su rápida reparación ya que de producirse una rotura generaría daños en la estructura interna ya sea debido a una pérdida de recubrimiento o en el caso de descubrirlo la armadura perdería su protección con el medio originando la corrosión de la misma. EJEMPLOS:. Fig.3-14: Est. 86: Desconchón en la aleta derecha del estribo de entrada (daño clase 2-tipo1). Fig.3-15: Estructura 83: Desconchón en la pila nº 6 lado vano nº 6 (daño clase 2-tipo1).. - 43 -.

(50) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones 3.1.5 Armaduras vistas someras El origen puede ser por recubrimiento escaso o por el no uso de suficientes separadores para garantizar el recubrimiento especificado. Al no existir una protección adecuada la barra puede iniciar el proceso corrosivo y con esto fisurar el recubrimiento hasta su desprendimiento. (Ver fig. 3-16). Otra posible causa es una mala definición de los detalles de armado.. Fig.3-16: En la figura se muestra las fisuras provocadas por la corrosión del armado [2].. EJEMPLOS:. Fig.3-17: Est.103.: Armadura expuesta en la embocadura izquierda (daño clase 2-tipo2).. - 44 -.

(51) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones. Fig.3-18: Est.55: Desconchón con armadura expuesta aleta izquierda E-2 (daño clase 2-tipo2).. Fig.3-19: Est.6: Armaduras vistas en el paramento inferior de la losa superior (daño clase 2-tipo2).. - 45 -.

(52) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones 3.2 METODOS DE REPARACIÓN Se expondrán los métodos de las patologías más comunes (coqueras de grava y fisuración). Sin embargo, algunos de estos procedimientos se pueden utilizar en el tratamiento del resto de patologías (humedades y filtraciones, golpes y roturas y armaduras vistas someras), si es que el procedimiento es el adecuado. 3.2.1 Coqueras y nidos de grava PASOS PREVIOS ANTES DE PROCEDER A LA REPARACION: • Paso 1: Preparación de la superficie de hormigón que va a ser reparada. Limpieza: Es preciso retirar todo el hormigón poroso, dañado, sucio y, en general sospechoso. Cuando no es evidente que el hormigón sano haya sido alcanzado, se aplica frecuentemente un método empírico consistente en considerar como hormigón bueno todo hormigón difícil de quitar. Este método no siempre es válido ya que depende del tipo de medio auxiliar que se vaya a utilizar. El fallo en este punto es crucial para estimar el volumen correcto a retirar. Hay que evitar colocar la junta entre el hormigón viejo y el nuevo exactamente en el plano de la armadura. Los dos materiales son forzosamente diferentes, y se crea así un plano de separación potencial en el que el agua podría acumularse. Por tanto se recomienda técnicamente y por norma general descubrir toda la armadura aunque esto acarreé un sobrecoste. En el caso que se omita esta última práctica, ya sea porque el acceso hasta la barra es físicamente difícil o porque se tenga la real certeza de que el agua no va a penetrar, por lo menos descubrir más de la mitad del perímetro de la barra. Es conveniente descubrir los ganchos aunque el hormigón que los rodeen esté sano. Es importante no trabajar apresuradamente en este punto ya que una mala limpieza implica la ineficacia de la reparación. - 46 -.

(53) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones Forma del saneo: para garantizar el anclaje del nuevo material, es recomendable hacer un corte perimetral y definir con éste la superficie de contacto entre el hormigón viejo y el nuevo. El tipo de corte dependerá de la situación en la que nos encontremos. Si estamos reparando una zona de superficie limitada pero con cavidades profundas, recomendable cortar la cavidad en forma de cola de milano. Cuando se traten de grandes superficies en donde se va a aplicar hormigón proyectado, los bordes deben cortarse perpendicularmente a la superficie primitiva, no siendo la profundidad menor a 2,5 cm y teniendo cuidado de no cortar las armaduras que estén envueltas en el hormigón existente. Cuando el agujero atraviesa en parte al hormigón es conveniente quitar el hormigón de las dos caras. Limpieza de la superficie: la superficie del hormigón primitivo que debe adherirse a la parte nueva, debe limpiarse y humedecerse antes de la colocación del nuevo hormigón o mortero. Después del lavado previo se procede a la limpieza por chorro de arena mejor que con cepillo metálico. La superficie debe ser lavada otra vez. Puede utilizarse un decapado con ácido clorhídrico seguido de cepillado y lavado, en lugar del chorro de arena. Es importante realizar las operaciones de limpieza inmediatamente antes de la colocación del hormigón o mortero, para evitar que las superficies sean manchadas o se llenen de suciedad. El intervalo entre la limpieza y el tratamiento no debe sobrepasar las 2 o 3 horas. Es importante que no existan películas de aceite y materiales sueltos en la superficie a tratar. Humedecimiento de la superficie: después de la limpieza hay que saturar la superficie que se está reparando, que debe estar secándose en el momento de la puesta en obra del nuevo hormigón. Se satura regando con agua a presión o - 47 -.

(54) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones llenando los agujeros a reparar de yute mojado que se riega de vez en cuando para mantenerlo húmedo. • Paso 2: Armaduras existentes: Las armaduras existentes que deban quedar en el interior del hormigón nuevo deben liberarse de toda huella de corrosión, aceite, suciedad y cualquier otro cuerpo extraño. Esta operación la efectuara en gran parte el chorro de arena destinado a limpiar la superficie de hormigón, las superficies en donde los medios mecánicos no sean eficaces se harán manualmente con cepillo metálico. Una vez limpia la armadura, se procede a su pasivación, aplicando sobre ella una pintura que la proteja. • Paso 3: Control de los trabajos antes de la colocación del hormigón: Es importante tener claro los pasos seguir en las operaciones de reparación por las dificultades que pueden darse según el caso (antes o durante la explotación de la estructura). Asimismo debe estar reflejado en el pliego de condiciones no solo el procedimiento, también el control de recepción de los materiales y el de obra. • Paso 4: Compatibilidad de materiales y secciones: Es importante que el material de reemplazo sea similar al existente. Para evitar incompatibilidades después de la reparación. Es recomendable el uso de puentes de unión. • Paso 5: Necesidad de emplear hormigones y morteros adecuados: Es absurdo reparar un hormigón malo con otro igual que él, tampoco es cuestión de reemplazarlo con otro de una calidad muy superior. Como dice en el paso anterior hay que buscar uno similar y que este en buen estado. Al respecto podemos comentar existe una cierta tendencia a creer que mientras más cemento - 48 -.

(55) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones posee un hormigón es mejor. En este aspecto el cemento es perjudicial tanto cuando tiene poco cemento como cuando tiene demasiado. Los áridos que componen el hormigón nuevo deben ser limpios y estables. Y hay que tener en cuenta los fenómenos que producen fisuraciones al escoger el hormigón o mortero nuevo. • Paso 6: Determinación del espesor del recubrimiento: Con el principal motivo de garantizar la protección del armado. PROCEDIMIENTOS DE REPARACION: • RECUBRIMIENTO: Esta técnica consiste en reconstruir o aumentar la sección de un elemento en servicio (por lo general a compresión) recubriéndole de hormigón o mortero. No es necesario que el elemento de origen sea también de hormigón. Es posible recubrir de hormigón secciones de madera o de acero. Se utiliza para reparar soportes, pilas y pilotes deteriorados. • MORTERO PROYECTADO: ya sea por vía húmeda o seca, se utilizan cuando se trata de restaurar superficies de hormigón que se han deteriorado en profundidad. Se puede aplicar esta técnica a la reparación de superficies verticales o en desplome, así como a superficies horizontales; es particularmente útil para la restauración de superficies que se han disgregado por la corrosión de armaduras. Desde el punto de vista del costo se puede decir que toda reparación es costosa en relación con el costo de la construcción nueva. Si se limita su campo de aplicación razonablemente, se puede decir que el método del mortero proyectado es competitivo en relación con otros métodos de reparación.. - 49 -.

(56) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones • SUSTITUCION DEL HORMIGON: Este método consiste en sustituir el hormigón defectuoso por hormigón nuevo de un tipo corriente, colocado según métodos clásicos. Sustituir el hormigón defectuoso por hormigón nuevo de tipo corriente es una solución satisfactoria y económica, cuando el volumen del material que hay que sustituir es bastante importante, cuando la reparación debe realizarse en profundidad, es decir, tener más de 5 o 10 cm. Y cuando la parte a reparar es accesible. Cuando no lo es la solución más adecuada son las inyecciones, si el volumen no es demasiado grande. Se deben evitar las secciones de pequeño espesor, que constituyen fuentes de dificultades a causa de las variaciones de temperatura. Un espesor mayor disminuye la importancia y la frecuencia de las variaciones de temperatura en la masa subyacente y, lo que es más importante, al nivel de la separación entre el hormigón nuevo y el antiguo. Además, debe determinarse la composición del nuevo hormigón de manera que se parezca a la del hormigón que se repara, lo que reduce el grado de incompatibilidad de los materiales, los efectos nefastos de las variaciones de temperatura, las variaciones de contenido de agua, y las tensiones diferenciales, elásticas o no. • MORTERO SECO: Se trata de la puesta en obra manual de un mortero muy seco que se apisona o compacta “in situ” para establecer un contacto estrecho entre el material nuevo y el antiguo. Gracias a la débil relación agua/cemento de este mortero, la retracción será pequeña, y la parte reparada tendrá una adherencia, una resistencia, una durabilidad y una estanqueidad satisfactorias. No es necesario utilizar maquinaria especial basta con las herramientas convencionales usadas para el acabado del hormigón. El mortero seco se utiliza para llenar agujeros de pequeñas dimensiones pero - 50 -.

(57) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones bastante profundos, como los que resultan de la retirada de las ataduras de los encofrados, y como los saneos estrechos practicados para la reparación de fisuras. También es conveniente cuando se trata de llenar o de reparar grandes superficies poco profundas, o en las que es necesario colocar hormigón bajo las armaduras, o cuando la reparación requiere un gran volumen de material. • RESINAS. EPOXI:. endurecedores. Son. compuestos orgánicos. apropiados. forman. productos. que,. con. mecánica. la. y. ayuda. de. químicamente. resistentes, y dotados de excelentes propiedades de adherencia. Se pueden utilizar para pegar hormigón, o para soldar trozos de una sección de hormigón en servicio fisurados o despegados. Una vez endurecido, el compuesto no se ablanda, no fluye, y no exuda, al menos en las condiciones de empleo corrientes. Se puede utilizar la resina para hacer adherir una reparación de hormigón de cemento, o incluso utilizar esta resina como conglomerante del hormigón que se utilice en la reparación. Cuando se tiene necesidad de un pequeño volumen de material, cuando se trata de reparar secciones de débil espesor, o cuando debe ponerse en servicio la obra antes de que el hormigón haya tenido tiempo de endurecer, no se puede recurrir al hormigón clásico y hay que utilizar la resina como conglomerante. En los demás casos, es menos costoso utilizar hormigón ordinario y pegarlo a la obra con resina adhesiva (puente de unión). 3.2.2 Fisuras y grietas PASOS PREVIOS ANTES DE PROCEDER A LA REPARACION: Al igual que en las coqueras, la marcha a seguir es según los siguientes pasos: • Paso 1: Determinación de la actividad de las fisuras: La actividad de una fisura se controla por medio de observaciones periódicas, utilizando testigos (Ver fig. 3-20). - 51 -.

(58) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones. Fig.3-20: Algunos métodos para determinar la actividad de las fisuras [2].. • Paso 2: Localización de la causa: Hay que encontrar la causa real que origina el daño, este paso es fundamental ya que de él depende que la reparación sea eficaz. Se puede buscar éste: 1. Buscando en el proyecto, hacer una revisión por si acaso se haya obviado un error de cálculo y/o ejecución. 2. Estableciendo relaciones directas causa/efecto entre las patologías más comunes (ver fig.3-21). 3. Eliminando las patologías fácilmente identificables. 4. Realizando investigaciones más profundas, ensayos y seguimiento y evolución de los daños. - 52 -.

(59) Capítulo 3: Estudio y recomendaciones. Fig.3-21: Las causas directas y sus síntomas más representativos [2].. • Paso 3: Elección de un método de reparación: La elección de un método adecuado implica una contestación previa a las siguientes preguntas: 1. ¿Las fisuras son activas o pasivas? 2. ¿Por qué reparar? ¿Se trata simplemente de disminuir las filtraciones, o hay que suprimirlas? ¿Hay que reforzar la obra? 3. ¿Cómo se producen las fisuras? ¿Se presentan en forma de red, esto es, de un gran número de fisuras relativamente finas? ¿O son aisladas y de fuerte espesor? 4. ¿Cuáles son la amplitud y dirección de los probables movimientos futuros?. - 53 -.