1. DAÑO: Deterioro de Pilas (DP) 1 de 3 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Fallas o desperfectos de las pilas que son las que tienen la mayor responsabilidad de ofrecer seguridad desde el punto de vista sísmico y de tener la capacidad de soportar la carga vertical que transmite la superestructura. 3. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Deficiencia estructural que no permite que la pila este en la capacidad de soportar las cargas sísmicas ni las cargas verticales provenientes de la superestructura del puente. Esto se evidencia por la presencia de grietas a flexión y a cortante (Ver Figura 110). Procesos de construcción deficientes, lo cual se evidencia por la presencia de hormigueros y aceros expuestos en la pila. Deficiencias en la durabilidad del concreto, producida por carbonatación o baja de ph. Esto genera que el recubrimiento del concreto no proteja adecuadamente el acero de refuerzo generando problemas de corrosión (ver figura 96 y 97). También su deterioro se puede deber a un alto contenido de sulfatos y cloruros en puentes construidos en zonas con ambientes agresivos, como se observa en la figura 100. (Zonas costeras especialmente). Esto se refleja a través de grietas no estructurales o cambios de color cerca donde hayan indicios de humedad. Deterioro del concreto de las pilas por infiltración proveniente de las juntas de dilatación (sin sello y permeable), lo cual afecta su durabilidad (ver Figura 107). Acumulación de maleza o basura que afecta a mediano plazo la durabilidad el material de este componente. Figura 105. Corrosión en el acero de refuerzo de pilas. Calificación del nivel de severidad: 4 103 Figura 106. Corrosión en el acero de refuerzo de pilas. Perdida de sección de los refuerzos. Calificación del nivel de severidad: 4 104 103 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 104 IDEM Pág. 73
2 de 3 Figura 107. Alta concentración de humedad Puente Caima (Tolima). Calificación del nivel de severidad: 2 105 Figura 108. Infiltración y degradación del concreto. Grietas que indican falta de capacidad de carga. Puente Guadualito (Cundinamarca). Calificación del nivel de severidad: 4 106 Figura 109. Corrosión, fisuras longitudinales. Viaducto El Morro (Nariño), Calificación del nivel de severidad: 4 107 Figura 110. Grietas de flexión y cortante 108 4. MEDICIÓN Se debe emplear la unidad global. 5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 12 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). 105 Fuente: módulo de inventario de SIPUCOL 106 Fuente: módulo de inventario de SIPUCOL 107 Fuente: módulo de inventario de SIPUCOL 108 Fuente: módulo de inventario de SIPUCOL Pág. 74
Rangos de calificación Nivel de Severidad Tabla 12. Actividades de mantenimiento (Pilas) Actividades de mantenimiento 0-2 Actividad de mantenimiento rutinario BR-10. 3 Se recomienda la siguiente obra de mantenimiento periódico - BP-05 y BP-01, la cual es aplicable cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de esta actividad. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. 3,4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. Pág. 75
3.9 APOYOS Los tipos de daño que pueden presentarse en los apoyos son: Vulnerabilidad sísmica de apoyos (VY) Deterioro de apoyos (DY) Pág. 76
1. DAÑO: Vulnerabilidad Sísmica de Apoyos (VY) 1 de 2 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Diseño inadecuado que se convierte en una vulnerabilidad sísmica de los apoyos en estribos y pilas, que no lo hacen competente o preparado estructuralmente en el momento de un sismo y que ponen en riesgo la estabilidad general del puente. Esto sucede cuando los apoyo no cumplen con las especificaciones( Numeral A.3.5.9) del Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes(CCDSP), relacionadas con las longitudes de apoyo mínima. Esta vulnerabilidad se identifica en campo, cuando son menores los asientos de los apoyos que soporten el extremo libre de las vigas, comparados con la longitud de apoyo mínima estipulada por el CCDSP. También cuando su forma y dimensiones son inadecuadas e inestables para soportar fuerzas sísmicas horizontales (Ver Figura 51 y numeral 1.5 de este documento: apoyos de balancín de acero, balancín de concreto, apoyos de acero, rodillos, etc.). 3. POSIBLES CAUSAS Longitud de apoyo insuficiente e inadecuada, que no cumple con las especificaciones de longitudes de apoyo mínimas, establecidas por las especificaciones del Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes (CCDSP). Estas longitudes de apoyo dependen de la categoría de comportamiento sísmico de cada puente, de la longitud de la superestructura y la altura de las pilas. Ausencia de elementos de restricción transversal o topes sísmicos, que garanticen estabilidad lateral de la superestructura del puente ante un evento sísmico (Figura 111 y Figura 112). Tipos de apoyos con una forma y dimensiones inadecuadas e inestables (Ver Figura 51 y Figura 112), que hacen que no estén preparados para resistir movimientos horizontales símicos, con lo cual no se garantiza la estabilidad general del puente. Figura 111. Forma del apoyo en el estribo con deficiencias de mantenimiento. Puente de Cajamarca. Calificación del nivel de severidad: 2 109 Figura 112. Forma del apoyo de la superestructura con la torre del puente Cajamarca, con inadecuado diseño para la parte sísmica. Problemas de vulnerabilidad. Calificación del nivel de severidad: 3 110 2 de 2 2 de 2 109 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 110 IDEM Pág. 77
4. MEDICIÓN Se debe emplear la unidad global. 5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 13 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 13. Actividades de mantenimiento (Apoyos) Rangos de calificación Actividades de mantenimiento Nivel de Severidad 0-2 Actividad de mantenimiento rutinario BR-0 8. 3,4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. Pág. 78
1. DAÑO: Deterioro de apoyos (DY) 1 de 3 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Fallas y detrimento estructural de las partes que componen los apoyos, con lo cual no cumplen adecuadamente con su función principal en los puentes. Este problema se refleja por evidencia de corrosión, desalineación, desgaste, perdida de sección, etc. 3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Deterioro, deformación y distorsión de apoyos de neopreno (Figura 113 y Figura 113). Desconches debajo de los apoyos por falla por aplastamiento del concreto en los estribos y las pilas. Apoyos de acero tipo móvil (rodillos) sin lubricar y por lo tanto sin cumplir su función de permitir movimientos horizontales, para lo cual se diseñó originalmente el puente. Apoyos de balancín sin una correcta verticalidad (Ver Figura 116), que lo hace inestable para efectos de cargas verticales y horizontales. Corrosión generalizada en los apoyos de acero (Figura 114 y Figura 115), con lo cual pueden perder sección y por lo tanto su capacidad estructural para cumplir la función para la cual fue diseñado. Además esto afecta sus conexiones: soldadura, anclajes, tornillos, etc. Falta de anclajes o tornillos en apoyos de acero móviles. Acumulación de maleza o basura que afecta a mediano plazo la durabilidad el material de este componente. Deterioro del apoyo que se observa en la Figura 114, por las siguientes causas: o Debilidad del recubrimiento y las barras principales (caso (a)). o Generalmente se presenten grietas de apoyo, producidas por el doblado del refuerzo principal en el extremo, por la necesidad de un radio de curvatura importante para varillas de mayor diámetro (caso (b)). o El caso (c) se debe al mal acabado del concreto o al movimiento del apoyo. o El caso (d) se debe a que la forma del refuerzo del concreto del estribo o la pila es inadecuado en la zona de apoyo, que es donde se asientan y producen cargas verticales las vigas. Esto hace que el concreto donde se apoya la superestructura sufra aplastamiento o fractura. Mala calidad de los apoyos, producto de falta de mantenimiento. Pág. 79
2 de 3 Figura 113. Deterioro de apoyos de junta de construcción - falta de anclajes. Puente Río Timbio (Cauca). Calificación del nivel de severidad: 4 111 Figura 114. Corrosión y deterioro del apoyo balancín de acero. Puente de la Regional Caquetá. Calificación del nivel de severidad: 4 112 Figura 115. Corrosión generalizada por falta de mantenimiento de apoyo de acero. Puente Tutunendo. Calificación del nivel de severidad: 3. 113 Figura 116. Esquemas de daños de apoyo de balancín 114. 3 de 3 111 Tomado módulo de inventario de SIPUCOL 112 Tomado módulo de inventario de SIPUCOL 113 Tomado módulo de inventario de SIPUCOL 114 Tomado módulo de inventario de SIPUCOL Pág. 80
4. MEDICIÓN Se debe emplear la unidad global. Figura 117. Esquemas y fotos de problemas en los apoyos 115. 5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 14 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 14. Actividades de mantenimiento (Apoyos) Rangos de calificación Actividades de mantenimiento Nivel de Severidad 0-2 Actividad de mantenimiento rutinario BR-0 8 3 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-06, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. 4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. 1 de 4 115 Tomado módulo de inventario de SIPUCOL Pág. 81
3.10 LOSA 1. DAÑO: Falta de capacidad de carga y/o deterioro de la losa (CL) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Deficiencias estructurales, que se reflejan por la presencia de grietas a flexión (grietas primarias o secundarias), con lo cual no cumplen con su capacidad de carga (ver Figura 123). También por fallas y desperfectos en el concreto, encontrándose aceros expuestos, hormigueros, deficiencias en la construcción, problemas de durabilidad, etc. En este diagnóstico incluye las losas de acceso en concreto reforzado. 3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Insuficiente capacidad de carga, por su inadecuado diseño. Esto puede producir un colapso parcial o total de este componte. Esto se refleja en campo por algunos de los siguientes factores: o Cuando losa tienen un espesor menor al especificado por el Código Colombiano de Diseño Símico de Puentes (<18 cm). o Por la mala calidad del concreto, lo cual se detecta por su débil consistencia, indicios de fractura y/o hormigueros (Ver Figura 122). o Por tener un refuerzo liso, el cual no proporciona una adecuada adherencia entre concreto y el acero. o Cuando se detecta la presencia de fisuras con anchos apreciables, que son un indicio de su falta de capacidad estructural y de que están sometidos a esfuerzos mayores a los que están en capacidad de soportar (grietas estructurales). Cuando las grietas son de espesores menores, pueden estar relacionados con el tema de deficiencias en su durabilidad (grietas no estructurales). Para poder tener una referencia o un orden de magnitud sobre su relación con el tema durabilidad, se sugiere tener en cuenta las recomendaciones del documento ACI 224 R-01 ( Control of Cracking in concrete Structures ). Tabla 15. Guía para ancho admisible de fisuras en estructuras de concreto reforzado bajo cargas de servicio. Condiciones de exposición Anchos de fisuras admisibles Aire seco o membrana protectora 0.4 Ambiente húmedo (aire húmedo, suelo, etc.) 0.3 Productos químicos descongelantes 0.2 Humedecimiento y secado de agua de mar 0.15 Estructuras para retención de agua, excluyendo 0.10 tuberías sin presión. Elementos de concreto preesforzado. 0.10 Para el diagnóstico relacionado con la presencia de grietas de este componente, también se sugiere emplear las recomendaciones del módulo de inspección principal de SIPUCOL, para los componentes de concreto reforzado. Este recomienda: 2 de 4 Pág. 82
o Si los anchos de las fisuras son menores de 0.3 mm se puede suponer que los esfuerzos no son muy altos y no se deberá tomar acción alguna. En tales casos la calificación de condición estará entre 1 y 2. Sin embargo se recomienda hacer seguimiento de la fisura para ser verificado en la siguiente inspección. o Si el ancho de las fisuras está entre 0.3 y 0.6 mm, el esfuerzo puede ser alto pero se supone que no es peligroso. La calificación normalmente será 3. o Cuando hay un ancho de fisura mayor a 0.6 mm indica que los esfuerzos son altos y que allí puede haber un problema con respecto a la capacidad de carga. En estos casos la calificación será 3 o más. Grietas en el concreto de las losas causadas por la corrosión del acero, lo cual hace que este se expanda o hinche internamente, hasta generar fisuras longitudinales paralelas al refuerzo. Fractura del concreto en la parte de la losa en voladizo acompañado con fisuras de flexión primaria y secundaria (Ver Figura 121) Fisuras en forma de malla relativamente finas en la parte inferior de la losa pueden indicar insuficiencia en la capacidad de carga. Frecuentemente las fisuras también aparecen en la calzada; un patrón de fisura sistemático en la superficie de asfalto indica con frecuencia problemas en la losa. Procesos de construcción deficientes, lo cual se evidencia por la presencia de hormigueros y aceros expuestos en la losa (Ver Figura 119). También por segregación y juntas frías inadecuadas. Deficiencias en la durabilidad del concreto, producida en algunos puentes por carbonatación o baja de ph. Esto genera que el recubrimiento del concreto de este componente no proteja adecuadamente el acero de refuerzo y este tenga problemas de corrosión. También su deterioro se puede deber a un alto contenido de sulfatos y cloruros en puentes construidos en zonas con ambientes agresivos. Esto se detecta a través de grietas no estructurales o eflorescencias (Son depósitos de sales cristalizadas que se posan en la superficie en forma de manchas, generalmente blanquecinas). Puede hacerse también al generar un impacto al concreto con un martillo y analizar su consistencia y estado. Grietas no estructurales de retracción y fraguado, cuyos espesores y forma de propagarse permite identificarlas (Ver Figura 123). Deterioro del concreto de la parte en voladizo de las losas de los tableros de los puentes (Ver Figura 120), producido por la disposición inadecuada y el estado de los drenes (tapado, corto, etc.). Esto genera infiltración o estancamiento del agua sobre la superficie de rodadura, lo cual afecta la durabilidad de la losa y está relacionada con las siguientes fallas del drenaje longitudinal: o Insuficiente cantidad de drenes. o Drenes tapados y sin mantenimiento. o Drenes con una sección y longitud inadecuada. Drenes cortos. Acumulación de maleza o basura que afecta a mediano plazo la durabilidad el material de este componente. 3 de 4 Pág. 83
Figura 118. Falla losas prefabricadas.. Calificación del nivel de severidad: 23 116 Figura 119. Acero expuesto y recubrimiento insuficiente. Calificación del nivel de severidad: 3 117 Figura 120. Infiltración de la losa por deficiencias al tener drenes cortos y afectar la durabilidad del concreto (descomposición). Calificación del nivel de severidad: 3 118 Figura 121. Grietas de 0.2 mm de espesor en voladizo de losa. Calificación del nivel de severidad: 3 119 Figura 122. Falta de capacidad de carga de la losa. Calificación del nivel de severidad: 5 120 4 de 4 116 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 117 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 118 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 119 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 120 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS Pág. 84
Grieta secundaria en las esquinas Grieta de flexión secundaria Grieta de retracción Grieta de flexión primaria 4. MEDICIÓN Figura 123. Tipos de grietas en losas 121. Se debe calcular con base en la proporción del área afectada respecto al área total de componente. 5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 16 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 16. Actividades de mantenimiento (Losa) Rangos de calificación Actividades de mantenimiento Nivel de Severidad 0-2 Actividad de mantenimiento rutinario BR-0 6 y BR-0 7. 3 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-05 y BP-12, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados (por ejemplo cuando hay grietas con espesores mayores a 0.3 mm), es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. 4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. 121 Tomado del módulo de inventario - SIPUCOL Pág. 85
3.11 VIGAS Los tipos de daño que pueden presentarse en los apoyos son: Falta de capacidad de carga y/o deterioro de vigas (DV) Corrosión en vigas (CV) Pág. 86
1. DAÑO: Falta de capacidad de carga y/o deterioro de vigas (DV) 1 de 5 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Deficiencias estructurales y deterioro de las vigas de los puentes, que se traducen en algunos casos en falta de capacidad de carga. 3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Grietas de cortante, tensión, flexión y torsión, causadas por la insuficiente capacidad de carga de las vigas (Ver Figura 127, Figura 128, Figura 129, Figura 132, Figura 133 y Figura 131). Riostras o vigas transversales con fisuras de flexión y cortante. La presencia de fisuras con anchos apreciables en componentes principales de los puentes en concreto reforzado, son un indicio de su falta de capacidad de carga y de que están sometidos a esfuerzos mayores a los que están en capacidad de soportar (grietas estructurales). Cuando las grietas son de espesores menores, pueden estar relacionados con el tema de deficiencias en su durabilidad (grietas no estructurales). Para poder tener una referencia o un orden de magnitud sobre su relación con el tema durabilidad, se sugiere tener en cuenta las recomendaciones del documento ACI 224 R-01 ( Control of Cracking in concrete Structures ) (Ver Tabla 15). Cuando tienen relación con su falta de capacidad de carga, se sugiere emplear las recomendaciones del módulo de inspección principal de SIPUCOL, el cual recomienda: o Si los anchos de las fisuras son menores de 0.3 mm se puede suponer que los esfuerzos no son muy altos y no se deberá tomar acción alguna. En tales casos la calificación de condición estará entre 1 y 2. Sin embargo se recomienda hacer seguimiento de la fisura para ser verificado en la siguiente inspección. o Si el ancho de las fisuras está entre 0.3 y 0.6 mm, el esfuerzo puede ser alto pero se supone que no es peligroso. La calificación normalmente será 3. o Cuando hay un ancho de fisura mayor a 0.6 mm indica que los esfuerzos son altos y que allí puede haber un problema con respecto a la capacidad de carga. En estos casos la calificación será 3 o más. o Fisuras de cortante con forma de S, ubicadas cerca de los apoyos en vigas continuas indican esfuerzos muy altos en el refuerzo de flexión y a cortante. o Además para componentes en concreto preeforzado se debe tener en cuenta, que si el ancho de las fisuras está entre 0.3 y 0.6 mm el esfuerzo es alto y su calificación está entre 4 y 5. Falta de adherencia entre el concreto y el acero de refuerzo, debido al mal detallado estructural (falta de ganchos, traslapos mal ubicados, aceros de refuerzo lisos, etc.). Esto se identifica por fisuras longitudinales paralelas al refuerzo de las vigas (Ver Figura 130). Sobrecarga producida por los camiones sobre los puentes, por la falta de control mediante estaciones de pesaje. Este control debe ser recomendando también para vías secundarias y terciarias. Pág. 87
Sobrecarga producida por nuevos espesores de pavimento, generados durante obras de su rehabilitación, donde no se tiene en cuenta, que estas estructuras no están preparadas para soportar estos aumentos de cargas muertas. Procesos de construcción deficientes, lo cual se evidencia por la presencia de hormigueros, segregación y aceros expuestos en la viga (Ver Figura 124 y Figura 126). También por inadecuada colocación del refuerzo, descimbrado inadecuado, ausencia o mala protección y curado del concreto, falta de control de calidad en los materiales, recubrimiento inadecuado y construcción inadecuada de juntas frías. Deterioro del concreto de las vigas, producida por la inadecuada instalación de los drenes, que hacen que exista infiltración que afecta la durabilidad de estos componentes. Impacto de vigas cuyo tráfico circula por debajo del puente, producto de un galibo insuficiente. Este impacto afecta el concreto y acero principal de las vigas, como se observa en la Figura 125. Acumulación de maleza o basura que afecta a mediano plazo la durabilidad el material de este componente. Figura 124. Acero principal expuesto. Falta recubrimiento y hormigueros en el concreto. Puente El Cucharón (Meta). Calificación del nivel de severidad: 4 122 Figura 125. Impacto en vigas por insuficiente galibo. Calificación del nivel de severidad: 2 123 Figura 126. Acero expuesto y corroído en un diafragma y deterioro del concreto. Puente Río Robles. Calificación del nivel de severidad: 3 124. Figura 127. Grieta a cortante en viga principal de concreto reforzado. Espesor de la grieta mayor a 0.6mm Calificación del nivel de severidad: 5 125. 122 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 123 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 124 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 125 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS Pág. 88
Figura 128. Grieta de flexión en viga transversal de puente en acero. Calificación del nivel de severidad: 5 126 Figura 129. Esquema para identificación de grietas a flexión y cortante 127. Figura 130.Grietas longitudinales producidas por la corrosión del acero o por falta de adherencia 128. Figura 131. Grietas de torsión". 129 Figura 132.Esquema para identificación de grietas a flexión 130. 126 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 127 Fuente: Modulo de inventario de SIPUCOL 128 Fuente: Modulo de inventario de SIPUCOL 129 Fuente: Modulo de inventario de SIPUCOL 130 Fuente: Modulo de inventario de SIPUCOL Pág. 89
4. MEDICIÓN A soportes Figura 133. Grietas de cortante vertical y horizontal en forma de "S". 131 Se debe calcular con base en la proporción de la longitud respecto a la longitud total. 5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA Al centro de la luz En la Tabla 17 se presentan las actividades de mantenimiento de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Rangos de calificación Nivel de Severidad Tabla 17. Actividades de mantenimiento (Vigas) Actividades de mantenimiento 0-2 Actividad de mantenimiento rutinario BR-0 6 y BR-0 7. 3 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-03, BP- 04, BP-05 y BP-06, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. 4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. 131 Fuente: Modulo de inventario de SIPUCOL Pág. 90
1. DAÑO: Corrosión en vigas (CV) 1 de 2 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Corrosión del refuerzo de vigas en concreto reforzado o preesforzado, lo cual genera una pérdida de sección y afecta su capacidad de carga. Corrosión de acero estructural de vigas metálicas que hacen parte de tableros de puentes de sección mixtos (concreto y acero), armaduras, arcos, colgantes, atirantados y puentes provisionales. La corrosión es definida como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. 3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Corrosión del acero de refuerzo que produce grietas (generalmente paralelas al refuerzo) en el concreto de estas vigas, producto de la pérdida de sección e hinchamiento de dicho refuerzo. Esta pérdida de sección del refuerzo representa una disminución de la capacidad de carga de estos componentes, cuya responsabilidad en el puente es generalmente relevante (Ver Figura 134). Deficiencias en la durabilidad del concreto, producida por carbonatación o baja de ph. Esto genera que el recubrimiento del concreto de este componente no proteja adecuadamente el acero de refuerzo y este tenga problemas de corrosión. También su deterioro se puede deber a un alto contenido de sulfatos y cloruros en puentes localizados en zonas con ambientes agresivos (ver Figura 135). Esto se detecta a través de grietas no estructurales o eflorescencia (Son depósitos de sales cristalizadas que se posan en la superficie en forma de manchas, generalmente blanquecinas). Puede hacerse también al pegar con un martillo el concreto y analizar su consistencia y estado. En el caso de los puentes de acero estructural, las principales causas de deterioro son: Corrosión generalizada de componentes principales de puentes metálicos que disminuye su capacidad de carga (Ver Figura 135). Falta de limpieza y mantenimiento. Figura 134. Corrosión por baja de ph y cloruros. Puente el Piñal Buenaventura. Calificación del nivel de severidad: 4 132 Figura 135. Corrosión e impacto, generó disminución de sección de viga. Puente Muros (Boyacá). Calificación del nivel de severidad: 4 133 132 Fuente: Modulo de inventario de SIPUCOL 133 Fuente: Modulo de inventario de SIPUCOL Pág. 91
4. MEDICIÓN MANUAL PARA EL MANTENIMIENTO DE LA RED VIAL Se debe calcular con base en la proporción de la longitud respecto a la longitud total. 5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 18 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad. Tabla 18. Actividades de mantenimiento (Vigas) Rangos de calificación Actividades de mantenimiento Nivel de Severidad 0-2 Actividad de mantenimiento rutinario BR-0 7. 3 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-05 y BP-06, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando el daño incluya la perdida de la sección por el fenómeno de la corrosión, es necesario un estudio que incluye ensayos de patología (resistencia, cloruros, espesores remanentes, pruebas electroquímicos, etc.) para el diseño de labores de rehabilitación. 4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. Pág. 92
1 de 3 3.12 ELEMENTOS DE ARCO 1. DAÑO: Falta de capacidad de carga y/o deterioro de arcos (CE) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Deficiencias estructurales y deterioro de los arcos de concreto, mampostería o acero en los puentes. Para los arcos de concreto, estas deficiencias se manifiestan, por fisuras, indicios de corrosión (cambios de color), aceros expuestos, hormigueros, etc. Para los arcos de mampostería, se manifiestan por infiltración, descomposición del mortero de pega, cambio de color, etc. Para los arcos de acero, se identifican por corrosión, problemas en las conexiones, pandeo local (alabeo), etc. 3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Por su falta de capacidad estructural se presentan fisuras transversales y longitudinales en arcos de concreto simple, que representan deficiencias en su capacidad de carga (ver Figura 137). Además ausencia o pérdida de recubrimiento. Hormigueros y acero expuesto. Por su insuficiente capacidad de carga, se presentan grietas en los arcos de mampostería. Además hundimiento, desplazamiento de dovelas, grietas en el mortero de unión y desprendimiento de las unidades de mampostería. Infiltraciones en exceso que generan desintegración del material y afecta apreciablemente su durabilidad (Ver Figura 137). Deficiencias en el detallado estructural de puentes en acero, especialmente en las uniones soldadas entre arco-pendolón y pendolón viga de rigidez. Elementos deformados y figurados con indicios de corrosión. Deficiencias en la soldadura y pintura deteriorada. Impacto de vehículos. Corrosión del acero de refuerzo que produce grietas (generalmente paralelas al refuerzo) en el concreto de los arcos, producto de la pérdida de sección e hinchamiento de dicho refuerzo. Esta pérdida de sección del refuerzo representa una disminución de la capacidad de carga de estos componentes, cuya responsabilidad en el puente es generalmente relevante. Deficiencias en la durabilidad del concreto, producida por carbonatación o baja de ph. Esto genera que el recubrimiento del concreto de este componente no proteja adecuadamente el acero de refuerzo y este tenga problemas de corrosión. También su deterioro se puede deber a un alto contenido de sulfatos y cloruros en puentes localizados en zonas con ambientes agresivos. Esto se detecta a través de grietas no estructurales o eflorescencia (Son depósitos de sales cristalizadas que se posan en la superficie en forma de manchas, generalmente blanquecinas). Puede hacerse también al pegar con un martillo el concreto y analizar su consistencia y estado. Falta de adherencia entre el concreto y el acero de refuerzo, debido al mal detallado estructural (falta de ganchos y traslapos mal ubicados). Esto se detecta por la aparición de fisuras paralelas a los refuerzos. 2 de 3 Pág. 93
Sobrecarga producidas por los camiones sobre los puentes, por la falta de mayor control por parte de las entidades correspondiente. Sobrecarga producida en algunos casos por los ingenieros encargados de la rehabilitación de los pavimentos, quienes construyen espesores adicionales de pavimentos, sin tener en cuenta que estas estructuras no están preparadas para soportar estos aumentos de cargas muertas. Procesos de construcción deficientes, lo cual se evidencia por la presencia de hormigueros y aceros expuestos en el arco. Acumulación de maleza o basura que afecta a mediano plazo la durabilidad el material de este componente. Figura 136. Manchas del concreto Calificación del nivel de severidad: 2 134. Figura 137. Fisuras y eflorescencias. Puente Calificación del nivel de severidad: 3 135. Figura 138. Fisura en pantalla de refuerzo. Calificación del nivel de severidad: 3 136 4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en la proporción del área afectada respecto al área total de componente. 134 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 135 IDEM 136 IDEM Pág. 94
5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA 3 de 3 En la Tabla 19 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 19. Actividades de mantenimiento (Arcos) Rangos de calificación Nivel de Severidad Actividades de mantenimiento 0-2 Actividad de mantenimiento rutinario BR-11 y BR-12. 3 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico BP- 03, BP-04, BP-05 y BP-06, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados en el componte, tales como grietas relevantes o corrosión importante, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. 3, 4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. Pág. 95
1 de 2 3.13 CABLES, PENDOLONES, TIRANTES Y MACIZOS 1. DAÑO: Corrosión y/o deterioro de cables y pendolones (CC) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Deficiencias estructurales y deterioro de los cables y pendolones de los puentes. 3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Corrosión en cables o pendolones, que disminuyen su sección transversal y afectan su seguridad estructural (Ver Figura 139). Falta de remaches en la unión de las vigas con el pendolón y corrosión generalizada en elementos de acero. Platinas afectadas por el pandeo y el inadecuado detallado estructural. Aumento del fenómeno de fatiga por soldaduras intermitentes en uniones principales y elementos soldados. Rotura de hilos en los cables principales (catenaria y pendolones) (Ver Figura 141). Falta de limpieza y mantenimiento. Figura 139. Corrosión en pendolón 137. Calificación del nivel de severidad: 2 Figura 140. Corrosión en unión entre pendolón y viga de rigidez. Puente de la Regional Meta 138. Calificación del nivel de severidad: Figura 141. Catenaria principal con falla en alambres. (Puente Domenico Parma Caldas). Calificación del nivel de severidad: 3 139 2 de 2 137 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 138 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 139 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS Pág. 96
4. MEDICIÓN Se debe emplear la unidad global. 5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 20 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Rangos de calificación Nivel de Severidad Tabla 20. Actividades de mantenimiento (Cables y pendolones) Actividades de mantenimiento 0-2 Actividad de mantenimiento periódico. BP-07. 3 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-06, BP-07 y BP-08, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados en el componte, tales como vibración excesiva o corrosión importante, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. 4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. Pág. 97
1 de 2 3.14 ELEMENTOS DE ARMADURAS 1. DAÑO: Corrosión de armaduras (CM) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Problemas de durabilidad de los elementos de armaduras y sus conexiones, generadas por fenómenos de corrosión, que pueden afectar su capacidad de carga. 3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Corrosión generalizada en elementos principales (Ver Figura 142 y Figura 143) de los puentes de armaduras, especialmente en los cordones inferiores de puentes tipo armadura, que ponen en riesgo la estabilidad de la estructura. Esta corrosión se presenta por el medio ambiente en la zona y en muchos casos por que el acero no tienen la pintura de protección básica. Falta de limpieza y mantenimiento. Figura 142. Corrosión generalizada en remaches. Puente El pescado. Calificación del nivel de severidad: 3 140 Figura 143. Problemas de corrosión, pérdida de sección de cordón inferior de acero. Calificación del nivel de severidad: 5 141 4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en la proporción de la longitud respecto a la longitud total de cada uno de los elementos de este tipo de puentes (cordón inferior, cordón superior, etc.). 5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 21 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). 140 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 141 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS Pág. 98
Tabla 21. Actividades de mantenimiento (Armaduras) Rangos de calificación Actividades de mantenimiento Nivel de Severidad 0-2 Actividad de mantenimiento rutinario BR-11. 3 Se recomiendan la siguiente obra de mantenimiento periódico BP-06, la cual es aplicable cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no sean aplicables con los daños encontrados en el componte, tales como pérdidas de sección, fisuras en los elementos, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. 4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. 2 de 2 Pág. 99
1 de 2 1. DAÑO: Deterioro y deficiencias estructurales de elementos de armaduras(dm) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Deficiencias estructurales y desperfectos de los elementos de las armaduras de los puentes. 3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Soldaduras con defectos de construcción (socavados, fundido inadecuado, falta de continuidad, falta de cohesión (de unión), salpicadura, etc.) y en algunos casos con grietas (superficiales) especialmente localizadas en los elementos de las armaduras sometidos a tensión. Problemas de pandeo local y general, en elementos de acero no compactos de las armaduras (Ver Figura 146). Esto se detecta cuando se encuentran almas o aletas esbeltas con alabeo y deformaciones locales. También cuando estos componentes no tienen arriostramientos. Deficiencia en el detallado estructural de las uniones, evidenciando posibles problemas de vibración excesiva. Esto se detecta cuando se encuentran soladuras intermitentes, falta de pernos, pernos sueltos, laminas de conexión esbelta, etc. Falta de remaches y pernos, que ponen en riesgo la estabilidad del puente y Elementos de armaduras golpeados y oxidados, especialmente el cordón superior, el cual tiene responsabilidad estructural en la estabilidad del puente (Ver Figura 144 y Figura 145) Afectación de la seguridad estructural de los componentes y conexiones de las armaduras por el fenómeno de la fatiga (Ver definición en glosario). Este fenómeno puede afectar a los elementos, las conexiones soldadas y las conexiones pernadas de los puentes de armadura. Estos problemas de fatiga se identifica con los siguientes indicios: o Fisuras externas o internas en las partes de la soldadura. Cambio de color de soldaduras acompañada con presencia de corrosión leve. o Desprendimiento parcial o total de la soldadura en varias zonas de los elementos cerca de las conexiones. Remaches, tornillos o pernos sueltos o descompuestos. Figura 144. Corrosión y falta de pernos Calificación del nivel de severidad: 3 142 Figura 145. Falta de pernos, problemas de vibraciones Calificación del nivel de severidad: 5 143 142 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 143 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS Pág. 100
Acumulación de maleza o basura que afecta a mediano plazo la durabilidad el material de este componente. Falta de limpieza y mantenimiento. Figura 146. Impacto cordón superior, lo cual generó inestabilidad estructural Calificación del nivel de severidad: 5 144. Figura 147. Oxidación de elementos estructurales. Puente Aguacaliente. Calificación del nivel de severidad: 2 145 4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en una unidad global. 5. INTERVENCIÓN RECOMENDACIÓN En la Tabla 22 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Tabla 22. Actividades de mantenimiento (Armaduras) Rangos de calificación Nivel Actividades de mantenimiento de Severidad 0-2 Actividad de mantenimiento rutinario BR-11. 3 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico BP-03, BP-06, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Cuando no es aplicable con los daños encontrados en el componte (grietas, vibración excesiva, etc.), es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. 4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. 144 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 145 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS Pág. 101
1 de 4 3.15 CAUCE 1. DAÑO: Socavación o colmatación de cimentación de estribos, aletas y pilas (SC) 2. DESCRIPCIÓN DEL DAÑO Pérdida del material de soporte (suelo) de la cimentación de los estribos, aletas y pilas, producto del arrastre ocasionado por el cauce, que los hace inestables, ocasionando un posible colapso parcial o total del puente en general. Se define también como: Una erosión manifestada por el descenso de la cota o nivel del lecho y orillas o márgenes de un río. Este fenómeno es producido por la remoción de sedimentos debido al aumento de la capacidad de arrastre que adquiere la corriente, principalmente en las crecientes (Universidad de los Andes 2007). 3. POSIBLES CAUSAS DEL DETERIORO Insuficiente área hidráulica y gálibo, lo cual genera socavación local, general y por contracción en las cimentaciones de los componentes de la subestructura del puente. Por esta razón el cauce puede afectar los terraplene de acceso del puente y en algunos casos que colapsen (Ver en glosario definición de socavación. Obstáculos innecesarios (árboles, piedras, casas, estructuras hidráulicas dañadas, etc.) en el cauce de los puentes que generan socavación local (Ver Figura 152). Mal diseño que trae como consecuencia pilotes descubiertos de estribos y pilas, producto de socavación general y local (Ver Figura 148 y Figura 149). Mala orientación en el puente, lo cual sucede cuando hay un ángulo alto de ataque de la corriente o de incidencia a la infraestructura del puente. La corriente ataca lateralmente las pilas y estribos reduciendo el ancho efectivo del cauce (ancho total menos el ancho de la proyección de los obstáculos), y por lo tanto se aumenta la velocidad de la corriente y se incrementa la profundidad de la socavación Colmatación y sedimentación del cauce, que disminuye el galibo y aumenta el riesgo de submergencia (Ver Figura 153). Márgenes del cauce aguas arriba inestables, con la probabilidad de afectar la estabilidad de los puentes. Falta de mantenimiento correspondiente a limpieza de escombros o obstáculos en el cauce que produce aumento de la socavación. Pág. 102
Figura 148. Socavación de pila - Pilotes descubiertos. Puente Argelino Duran Quintero. Calificación del nivel de severidad: 4 146 Figura 149. Socavación local en estribos. Calificación del nivel de severidad: 4 147 Figura 150. Socavación local en estribos. Calificación del Figura 151. Socavación local en el estribo Puente Sabandija - nivel de severidad: 5 148 Tolima. Calificación del nivel de severidad: 5 149 Figura 152. Obstrucción en el cauce que genera socavación. Calificación del nivel de severidad: 2 150 Figura 153. Problemas de agradación en el canal. Insuficiencia Hidráulica. Calificación del nivel de severidad: 3 151. 146 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 147 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 148 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 149 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 150 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS 151 Fuente: imagen tomada inspección SIPUCOL-INVIAS Pág. 103
Figura 154.Problemas de contracción del flujo. Puente Mariano (Ospina Pérez (Valle). Calificación del nivel de severidad: 3 Figura 155.Pilotes descubiertos. Puente Caranal (Casanare). Calificación del nivel de severidad: 4 Figura 156. Puente Banadia (Casanare). Puente que colapso recientemente por socavación. Calificación del nivel de severidad: 5 Figura 157. Socavación en estribo del Río San Juan (Santander). Calificación del nivel de severidad: 3 4. MEDICIÓN Se debe calcular con base en la proporción del área afectada respecto al área total de componente. 5. INTERVENCIÓN RECOMENDADA En la Tabla 23 se presentan las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo con el nivel de severidad expresado en la Tabla 1. En las fotografías anteriores, donde se exponen algunas de las causas de este tipo de daño, se presentan ejemplos de la asignación de sus niveles de severidad (Ver parte inferior de la foto). Pág. 104
4 de 4 Tabla 23. Actividades de mantenimiento (Cauce) Rangos de calificación Actividades de mantenimiento Nivel de Severidad 0-2 Actividad de mantenimiento rutinario BR-0 13 3 Se recomiendan las siguientes obras de mantenimiento periódico - BP-013, BP-14 y BP-15, las cuales son aplicables cuando los tipos de daños detectados en este componente tienen una relación directa con el propósito de estas actividades. Es importante recordar que son recomendadas para realizar obras de atención y no obras de rehabilitación definitivas. Cuando no son aplicables, estas actividades de mantenimiento, con los daños encontrados, es necesario el diseño y la ejecución de obras de rehabilitación. 4 y 5 Para este nivel de severidad es necesario obras de rehabilitación. Esta decisión siempre debe estar acompañada por un estudio que determine las alternativas más adecuadas y definitivas. Pág. 105