Estudio teórico de las juntas dentadas húmedas pretensadas entre elementos de hormigón. Diseño de un prototipo de ensayo experimental

Abstract

[ES] Son muchas las construcciones que se ejecutan hoy en día mediante elementos prefabricados de hormigón armado o pretensado como, por ejemplo, los tableros de los puentes. La prefabricación ha llevado consigo muchas mejoras en el mundo de la construcción con respecto a las obras ejecutadas in situ. Estas mejoras esencialmente son el aumento de la calidad y rapidez de elaboración. Sin embargo, abordar la construcción de una obra, o parte de ella, con elementos prefabricados también posee unos inconvenientes inherentes a este sistema, siendo uno de los más limitantes el transporte. Si se piensa en el tablero de un puente, transportar las vigas requiere de un transporte especial, con su problemática asociada, o directamente es imposible realizarlo por las excesivas dimensiones. Partir de varios elementos prefabricados de pequeño tamaño y peso, y poder ser capaz de crear un gran elemento prefabricado perfectamente funcional y seguro a partir de éstos, eliminaría el problema del transporte. El objetivo general de este proyecto es evaluar la capacidad resistente de las juntas que podrían dar lugar a crear un gran elemento prefabricado uniendo otros de menores dimensiones, así como conocer su comportamiento mecánico. Las juntas estudiadas son dentadas, húmedas con mortero y pretensadas. La junta es una parte fundamental del conjunto de la unión entre elementos prefabricados que permitiría transportar una viga de un tablero de puente dividida en varias partes, trasladadas mediante camiones convencionales. Sin embargo no se ha estudiado nada acerca de las juntas húmedas con mortero en la bibliografía existente y no se sabe hasta qué punto sus ventajas son competitivas. Se ha elaborado un completo estado de los conocimientos científico-técnicos acerca de las uniones postesadas existentes, tanto de la formulación existente como de las campañas experimentales realizadas y la forma de llevarlas a cabo. Esto ha creado unas bases sólidas del estudio planteado y ha servido para adquirir ideas para afrontar las etapas posteriores del proyecto, como por ejemplo, diseñar un experimento. Para estudiar la junta, se ha diseñado una completa campaña experimental para llevarla a cabo en los laboratorios de ICITECH. Ésta servirá para cuantificar la resistencia de la junta en función de ciertos parámetros. Además, se ha elaborado un modelo numérico de elementos finitos bidimensional, que recoge todos los parámetros a tener en cuenta para conseguir reproducir el comportamiento real de las juntas húmedas con mortero. Este modelo ofrece campos tensionales, deslizamientos y aperturas en la junta en función de los parámetros insertados y será calibrado y validado con la campaña experimental.

[EN] Nowadays, many constructions are built using precast elements of reinforced or prestressed concrete, for example, bridge decks. Prefabrication has involved many improvements in the world of construction with respect in situ constructions. These improvements are essentially increasing the quality and speed of construction process. However, prefabrication has some drawbacks inherent to this system; one of the most limiting disadvantages is the transportation. Transporting bridge beams requires a special transport, with its associated problems, or directly is impossible to do due to the excessive dimensions. Having several small and light precast elements, and being able to create a large prefabricated element perfectly functional and safe from them, eliminate the problem of transportation. The main objective of this project is to evaluate the strength of joints that could create a large prefabricated element joining smaller elements among themselves, and to know their mechanical behavior. Studied joints are toothed, wet with mortar and pretressed. The joint is an essential part of the union set between precast elements. This joint would let to carry a beam of a bridge deck divided into several parts, moved by conventional trucks. But nowadays this kind of joint is not studied in the existing literature and it is unknown how it works and if it is competitive. A complete state of scientific and technical knowledge about the existing post-tensioned connections has been developed. Formulation and experimental campaigns carried out have been searched and, also, how to carry them out. This has created a solid foundation of the actual study and has been useful to have ideas to develop later stages of the project, for example, designing an experiment. A complete experimental program has been designed to carry it out in the ICITECH laboratory to study the wet joint. This will serve to quantify the strength of the joint according to certain parameters. Besides, a numerical model of two-dimensional finite element has been developed, which contains all parameters to reproduce the actual behavior of wet joints with mortar. This model provides tensional distributions, slides and openings across the joint taking into account input parameters. It will be calibrated and validated with the experimental campaign.