Evaluación de vulnerabilidad a fatiga de un puente de arco en acero, usando el modelo de probabilidad de weibull, considerando la vida remanente en servicio bajo efectos locales de corrosión

Resumen

El presente estudio busca obtener la vulnerabilidad aproximada a fatiga de un Puente de acero en arco que pertenece a la red de vías nacionales de Colombia. Se establece la interacción entre la demanda y la capacidad disponible de resistencia através de la ecuación de probabilidad de Weibull y la ecuación indicada en ela norma AASHTO para vida remanente en fatiga (FHWA, 2015). Sin embargo, la capacidad disponible con base en las curvas S-N de capacidad disponible, se modificaron para poder tener en cuenta los efectos de corrosión presentes en elementos y/o conexiones del puente. La carga se modeló mediante el camion de fatiga especificado en la AASHTO, el cual fue localizado de manera sistemática sobre los nudos de un modelo hecho en elementos finitos tipo Shell and Frame. Este modelo se construyó basado en planos disponibles y de algunas actividades de levantamiento estructural en campo. El modelo estructural fue calibrado mediante un proceso paramétrico en el modulo de elasticidad del acero, el cual minimizó el error entre las deflexiones verticals modealdas y las determinadas mediante una prueba de carga sobre el puente real. Las deflexiones reales fueron reportadas mediane el uso de distanciómetros localizados en puntos seleccionados del puente. El modelo calibrado sirvió para estimar la magbitud de los randos de esfuerzo en los elementos modelados del Puente, especialmente en la zona de estudio, donde se determinó la presencia de corrosión. Los resultados presentan una relación inversa entre la probabilidad de falla por fatiga, y la vida remanente estimada por efectos de fatiga. Se pudo determinar con claridad el efecto de la corrosión en la capacidad del puente y la probabilidad de falla asociada.