A.4 FAT12 Example
A.4.4 Results
simbología utilizada en cada caso por el esquema.
Tabla: Sistema de instrumentación
Sensor Tipo y Conexión Medición Localización Canal y Amplificador
G-1 Galgas extensométrica Conexión: ½ puente Tensiones Indirectas Centro del ala inferior de la viga izquierda en sentido ascendente. Canal 10 del equipo No. 1 (ML 55B)
G-2 Galgas extensométrica Conexión: ½ puente Tensiones Indirectas Centro del ala superior de la viga izquierda en sentido ascendente. Canal 4 del equipo No. 1 (ML 55B)
G-3 Galgas extensométrica Conexión: ½ puente Tensiones Indirectas
Cara exterior del alma de la viga izquierda en sentido ascendente, en la zona del aproche banda Ceniza.
Canal 8 del equipo No. 1 (ML 55B) H Transductor de desplazamiento lineal WA-100 Desplazamiento lineal horizontal
Viga principal izquierda en sentido ascendente contra estribo: E1.
Canal 13 del equipo No. 1 (ML 10B) T Termómetro Pt 100 Temperatura Alma de la viga izquierda. Canal 24 del equipo No. 2 (ML 10B)
V-1 Transductor lineal PA 5 Deformación lineal vertical Centro del ala inferior de la viga izquierda en sentido ascendente. Canal 30 del equipo No. 2 (ML 10B)
V-2 Transductores lineales PA 5 Deformación lineal vertical Centro ala inferior a ¼ de la viga izquierda banda Ceniza. Canal 28 del equipo No. 2 (ML 10B)
A Acelerómetro B12/200 Aceleraciones Ala inferior de la viga izquierda en el centro. Canal 32 del equipo No. 2 (ML 10B)
L-1 Sensor Luz Detecta movimiento Inicio de la viga fijado sobre una traviesa. Canal 27 del equipo No. 2 (ML 10B)
L-2 Sensor Luz Detecta movimiento Final de la viga fijado sobre una traviesa. Canal 28del equipo No. 2 (ML 10B)
2.8 Resultados de los ensayos estáticos
En la realización de las pruebas estáticas se tomaron mediciones cada 0,003 segundos obteniéndose los valores que se reflejan en la siguiente tabla.
Tabla . Resultados de la pruebas Estáticas TEM-4
Pruebas Estáticas SENSOR
Posición-1 Posición -2 Posición -3
G-3 Galga 45º. Viga izquierda 4,525 3,917 4,635
G-1 Galga Inferior. Viga izquierda 2,931 3,181 3,339
H WA- 10 mm. Viga izquierda -0,467 -0,677 -0,701
V-1 PA-5 1/2 Viga izquierda 4,969 5,976 6,040
V-2 PA-5 1/4 Viga izquierda 3,577 4,256 4,314
A Acelerómetro. Viga derecha --- --- ---
T Temperatura. Izquierda 34,389 34,569 34,496
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Tabla . Tensiones registradas en las pruebas estáticas TEM-4
Pruebas Estáticas SENSOR
Posición-1 Posición -2 Posición -3
G-3 Galga 45º. 834,70 715,06 838,79
G-1 Galga Inferior. 558,90 604,83 636,76
Tensiones: Kg/cm2
Al retirase la carga en los tres casos la viga retornaba a su estado inicial, no se observaron deformaciones o tensiones remanentes.
Análisis de los resultados de las pruebas estáticas con la TEM-4
Al realizar el análisis de los resultados obtenidos en el ensayo estático, o sea, el comportamiento de la estructura en cuanto a las tensiones y deformaciones, podemos afirmar que en todos los casos estos son valores bajos. La posición más crítica en cuanto a los desplazamientos es la posición-3 con un desplazamiento vertical de 6,040mm en el centro siendo muy inferior al permisible (30mm). La tensión normal máxima registrada a ½ de la luz de la viga izquierda fue de 636,76 Kg/cm2 para la posición-3 muy inferior a la tensión de fluencia obtenida en los ensayos para el tipo de acero del puente 2400Kg/cm2. La tensión tangencial máxima registrada fue de 838,79 para la posición-3 y como se observa es un valor bajo.
Resultados de las pruebas dinámicas TEM-4
En la realización de las pruebas dinámicas se tomaron mediciones cada 0,003 segundos obteniéndose los valores máximos y mínimos según fuese el caso.
Tabla No. Tensiones registradas en las pruebas dinámicas TEM-4
Circulación Circulación Circulación
Sensor
V=10Km/h V=30Km/h V=50Km/h
G-3 Galga 45º. 574,59 512,98 527,37
G-1 Galga Inferior. 530,36 485,12 573,68
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Tabla No. Deformaciones registradas en las pruebas dinámicas TEM-4
Circulación Circulación Circulación
Sensor Localización
V=10Km/h V=30Km/h V=50Km/h
V-1 ½ Viga Izquierda 6,01 5,89 6,21
V-2 ¼ Viga Izquierda 4,288 4,29 4,39
Deformaciones en mm
Registros de las aceleraciones
Seguidamente se exponen los resultados gráficos del registro de las aceleraciones de las pruebas dinámicas para la TEM-4.
Gráfica. Aceleraciones 10 Km/h TEM-4. Máximo absoluto 0,35m/s2
Gráfica. Aceleraciones 30 Km/h TEM-4. Máximo absoluto -0,42 m/s2
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Análisis de los resultados pruebas dinámicas TEM-4
Al realizar el análisis de los resultados de las pruebas dinámicas podemos concluir que con el aumento de las velocidades aumentan los valores de las mediciones. La tensión máxima registrada a ½ de la luz de la viga izquierda fue de 57,368 Mpa para 50 Km/h, muy inferior a la tensión de fluencia obtenida en los ensayos para el tipo de acero del puente 240 Mpa. La deformación mayor en el centro de la viga izquierda se registró para una velocidad de 50 Km/h con un valor de 6,210mm muy inferior a la permisible de 30 mm. El valor de aceleración máximo absoluto registrado fue de 0,58 m/s2 para la velocidad de 50 Km/h siendo un valor bajo si se compara con 9,8m/s2 de la gravedad. A partir de los valores registrados para las diferentes velocidades se pueden extrapolar los resultados para velocidades no ensayadas.
Criterio de aceptación de la prueba de carga
Una vez concluidas las pruebas estáticas y dinámicas la viga ensayada retornó a su estado inicial, no se registraron deformaciones residuales, por lo que la estructura tiene un comportamiento elástico.
La prueba de carga realizada se considera válida porque las flechas medidas en el centro de la luz no diferían en más de un 10% de las estimadas. Durante y después de realizadas las pruebas se inspeccionó toda la estructura para confirmar que la misma no había sufrido ningún daño derivado de los ensayos, confirmándose que no sufrió ninguna afectación.
2.9 Evaluación de los trenes críticos
Trenes críticos
Para la evaluación de capacidad de carga operacional primeramente se determinó el tren crítico, que es la formación de tren que puede circular sobre el puente, que más efecto provoca en las diferentes secciones de la viga. Para ello se analizaron 222 formaciones de trenes para 7 secciones de la viga izquierda por solicitaciones de momento y cortante. Las 222 formaciones de trenes corresponden a 10 tipos de locomotoras con simple y doble tracción, 11 tipos de vagones y 2 tipos de vehículos autopropulsados, resultando como tren crítico la siguiente formación: locomotora C-30-7 doble tracción.
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Consideración de los deterioros
El puente presenta corrosión que es un deterioro que afecta la superficie de los elementos, no implica cambios en las propiedades del material que queda, por lo que la corrosión se consideró como una reducción de las propiedades geométricas de las secciones analizadas. Esta reducción se realizó en correspondencia con la pérdida de sección por corrosión detectada durante las inspecciones del levantamiento patológico.
Cargas consideradas en la evaluación
1. Peso propio del puente: generado en el programa como una carga gravitatoria a partir de la densidad del acero.
2. Peso de la vía por banda aplicada en las vigas: 0,35Ton/m.
3. Cargas Móviles: Locomotora C-30-7 doble tracción para simular los mayores efectos sobre la viga.
Métodos de Evaluación
Se utilizaron tres métodos para la evaluación de capacidad operacional del puente, método basado en tensiones admisibles: método basado en estados límites según: NC: 53-94:83; NC: 53-125:84 y método basado en la modelación con calibración de modelo que se expone en el capitulo-3.
Método Tensiones Admisibles
El chequeo por Tensiones Admisibles se realizó para tensiones normales generadas por solicitaciones de momento flector y para tensiones tangenciales generadas por cortante, en 14 secciones de la viga-1 del puente.
Expresión para el chequeo tensiones normales:
[ ]
Mt
Wn
σ
=
≤
σ
Donde:(
)
.
1
cp
c m
Mt
=
M
+M
i
+µ
Mcp: momento flector producto de las cargas permanentes: peso propio y cama.
Mc.m: momento flector producto de la carga accidental vertical móvil: C-30-7 + Volqueta. Wn: Modulo de la sección considerando la corrosión y los orificios de los remaches. σ: tensión normal actuante.