Evaluación de un puente de vías férrea mediante ensayos estructurales y modelación computacional

Abstract

The reactivation of the railroad that connects the Area of Integral Development of Mariel with Havana city is an activity of crucial importance for the Cuban economy Among the elements that define this railroad, there are a series of bridges, which needs to be structurally checked, aiming to determine their resistance under the action of new loads coming from the exploitation of the Commercial Development Area of Mariel. This work is focused on the study of the structural capacity of the bridge that crosses the Havana-Pinar del Río Motorway Research procedure includes the recognition and visual evaluation of the elements, tests of structural diagnosis, static and dynamic load tests, and computational modelling of the structure and its ulterior calibration based on the tests developed. As results, the current state of the component materials of the bridge was determined; based on static and dynamic load tests and FEM modelling mode shapes, frequencies and a period of fundamental mode of vibration of T = 0.32 s were obtained. Also computational calibrated model with a 96.2% of coincidence with the real behaviour of the structure was developed. Based on such a model, speed exploitation limits and load limits were established for train circulating on the monitored bridge.La reanimación de la vía férrea que enlaza la Zona de Desarrollo Integral del Mariel con la Habana es una actividad de crucial importancia para la economía cubana. Entre los elementos que conforman dicha vía se encuentran una serie de puentes, que precisan ser revisados y comprobados estructuralmente, para determinar su capacidad resistente ante las nuevas cargas que sobre ellos actuarán. La investigación se centra en el estudio de la capacidad estructural del puente que atraviesa la Autopista Habana - Pinar del Río. Para ello se aplicó un procedimiento de investigación que comprende la evaluación visual de la estructura, la realización de ensayos de diagnóstico estructural: auscultación ultrasónica, extracción de muestras de hormigón y detección de aceros de refuerzo. Además se realizaron pruebas de carga estáticas y dinámicas y la modelación computacional de la estructura basada en el Método de Elementos Finitos. Se logró determinar el estado actual de los materiales componentes del puente, se identificaron los modos propios de oscilación del puente, el período fundamental de vibración T = 0.32 s.A partir de los resultados obtenidos en el proceso de caracterización estructural y con la realización de ensayos de carga se logró la creación de un modelo computacional con un nivel de correspondencia del 96.2% con la respuesta del elemento estudiado, a partir del cual se identificaron y establecieron los límites de velocidad y carga de los trenes que pueden circular por el puente.