Comparación de la respuesta estructural de un puente viga cajón de voladizos sucesivos durante construcción y en servicio en tres escenarios de humedad relativa de Colombia

Abstract

Introducción— La construcción de los puentes viga cajón se ha incrementado en años recientes en Colombia. Algunos estudios previos para estos puentes han mostrado que la omisión en el análisis estructural del proceso constructivo, las propiedades reológicas de los materiales y las condiciones medioambientales pueden generar efectos significativos en los resultados. Debido a la variedad climática en los diferentes territorios de Colombia, resulta interesante determinar el efecto de estas condiciones en la respuesta estructural del puente. Objetivo— En específico, se busca determinar la variación en la respuesta estructural de los principales elementos de un puente viga cajón postensado, durante construcción y en servicio, debido a los cambios en la humedad relativa del ambiente. Metodología— Se desarrolló un modelo computacional de un puente representativo de Colombia usando el software Midas Civil. El modelo incluye los efectos dependientes del tiempo en los materiales.Se emplearon tres valores diferentes de humedad relativa (extremo alto, valor mediana y extremo bajo) en los análisis. Resultados— Se determinó la variación en el momento flector, cortante, carga axial y deflexiones verticales de la viga del puente y en el momento flector de la pila, al modificar el escenario de la humedad relativa. Conclusiones— Se evidencia variación despreciable en la respuesta del puente durante el proceso constructivo. Por el contrario, en el estado de servicio ocurrieron cambios significativos en algunos valores de los elementos estructurales, en especial en la viga, debido al cambio en la humedad relativa.

Introduction— The construction of box girder bridges has increased in recent years in Colombia. Some previous studies have shown the significant effects in the results due to omission of the construction process, the rheological properties of the materials, and the environmental conditions can generate significant effects on the results. Due to the variety in the different territories of Colombia, it is interesting to determine the effect of these conditions on the structural response of the bridge. Objective— The main goal of the study is to quantify the variations in the structural response of the main elements of a post–tensioned box girder bridge, during construction and in service, due to changes of the relative humidity of the environment. Method— A computational model of a representative Colombia bridge studied was developed in the software Midas Civil. The model includes the time–dependent effects of the materials. Three different (extreme high, medium, and extreme low) values of relative humidity were used in the analysis. Results— The variation in the longitudinal bending moment, shear and axial forces, and the deflection of the girder, and those of the columns bending moment were calculated by varying the relative humidity of the environment. Conclusions— Negligible variations in the structural response of the bridge elements during construction after modifying the relative humidity. On the other hand, some elements (especially the girder) responses showed sensibility and considerable changes due to modification of the environment parameter.