1.    PRÓLOGO.

Me gustaría, a continuación, desarrollar las conclusiones obtenidas en una prueba de carga que realicé en una pasarela de madera estructural tipo arco.

Muchas veces en la planificación de una prueba de carga se calcula la deformación teórica que se espera teniendo en cuenta únicamente el comportamiento elasto-plástico del material de la estructura, bien sea hormigón armado, acero, mixta, madera, etc.

En este caso la geometría del arco, junto a la distribución necesaria de herrajes para su  correcta construcción, hizo que gran parte de la flecha de la pasarela fuera debida a la deformación elasto-plástica de los herrajes de unión, afectando en gran medida al resultado de la flecha remanente al finalizar la prueba de carga.

2.    PLANIFICACIÓN DE LA PRUEBA DE CARGA.

Se trataba de una pasarela de 27 metros de luz con geometría en arco y formada por dos vigas longitudinales de canto variable. Debido a la longitud de las vigas estas se dividieron en dos tramos con herrajes de unión en centro de vano y en apoyos sobre estribos. En la siguiente foto se puede apreciar la geometría y la ubicación de herrajes:

Vista de la pasarela. Ubicación de los herrajes

Debido a los esfuerzos flectores previstos en los herrajes de centro de vano se esperaba un giro en dicho punto por deslizamiento en la unión. Igualmente la compresión prevista en los apoyos de los estribos facilitaba la aparición de un desplazamiento horizontal en los herrajes de unión. Estos dos movimientos indicados (giro y desplazamiento en centro de vano y desplazamiento en apoyos) conlleva de por sí la aparición de una flecha no despreciable, la cual había que añadir a la flecha por deformación de la madera.

Es por ello por lo que en la planificación de la prueba de carga se realizó una estimación de los deslizamientos en los tornillos de los herrajes mediante formulación del Eurocódigo 5 para estimar la flecha teórica. Con dicho valor se podría comprobar posteriormente que las deformaciones reales quedan dentro del rango previsto por el Eurocódigo 5.

uinst= F/Kser

Kser= ρk 1,5 x d/23 para pernos con holgura

Puesto que los pernos tenían pretaladro con holgura de 1 mm esta hay que incrementarla en 1 mm. Teniendo en cuenta además la fluencia de la madera, el deslizamiento final estimado es:

Ufin = 1mm + uinst (1 + Kdef)

Las deformaciones esperadas eran en centro de vano de 1,7 mm y en apoyos de 2,8 mm.

Para su comprobación se planificó la colocación de puntos de medida de dichos desplazamiento en los herrajes de estribos y herrajes de centro de vano.

3.    INSTRUMENTACIÓN DE LA PRUEBA DE CARGA

Para la determinación de las deformaciones verticales de las vigas principales en el centro de vano se optó por la utilización de un nivel electrónico de precisión, estableciendo los puntos de control en centro de vano y extremos de apoyo de las dos vigas principales con un total de 6 puntos de control.

Pernos para ubicación de mira de nivel de precisión para control de flechas. Hay que prever un hueco en la carga para ubicación de la mira.

Para la determinación de movimientos en el herraje en centro de vano y deformación horizontal en apoyos se utilizaron relojes comparadores anclados por un lado a la madera y por otro al herraje, tal y como se muestra en el siguiente croquis y las posteriores fotografías.

Ubicación de los relojes comparadores para el control de movimientos en herrajes

Vista de los relojes comparadores instalados.

4.    EJECUCIÓN DE LA PRUEBA DE CARGA.

La carga y descarga se realizó según el protocolo previsto para la prueba. Se trataba de dos escalones hasta alcanzar la carga máxima de 240 kg/m2. Dicha carga se realizó manualmente con sacos de arena de 25 kg debidamente pesados y correctamente replanteados.

Proceso de carga manual de la pasarela con sacos de arena.

Medición de flechas y deformación en herrajes

Las flechas obtenidas son:

FLECHAS

1er ESCALÓN

2º ESCALÓN

DIFERIDO (Sin carga)

FLECHAS TEÓRICAS

19,68 mm

37,92 mm

<15%

FLECHAS ABSOLUTAS MEDIDAS (a)

15,10 mm

25,50 mm

10,90 mm

(42,75%)

FLECHAS POR MOVIMIENTO DE HERRAJES (b)

4,10 mm

8,40 mm

8,40 mm

FLECHAS POR DEFORMACIÓN DEL MATERIAL (c)=(a)-(b)

11,00 mm

17,10 mm

2,50 mm

(14,37%)

Para la obtención de las flechas debido a los movimientos de los herrajes se midieron los desplazamientos horizontales en apoyos, y desplazamientos en parte superior e inferior de herrajes en centro de vano por los mencionados relojes comparadores. Dichos movimientos fueron inducidos en la geometría de la viga en autocad obteniéndose así la correspondiente flecha, es decir, un cálculo geométrico.

5.    CONCLUSIONES OBTENIDAS

Como se puede apreciar en el cuadro resumen anterior, las flechas absolutas obtenidas son en un 32,9% debido a los movimientos de herrajes y en un 67,1% debido a la deformación del material. Una vez vaciada la pasarela la flecha remanente es un 77,1% debido a los herrajes y un 22,9% debido al material. Indicar que la deformación por deslizamiento en los herrajes no se recupera al ser un comportamiento plástico.

Al final los criterios de aceptación se cumplían, ya que la flecha obtenida era inferior al previsto en el cálculo y que la flecha remanente era inferior al 15% de la máxima flecha. Este último criterio es necesario tomarlo según la deformación del material, descontándose la deformación de los herrajes. Por otro lado se pudo comprobar que los desplazamientos en los herrajes quedaban dentro de lo permitido por el Eurocódigo 5.

En caso de no haber tomado este criterio, es decir, de no haber medido las deformaciones entre madera y herrajes la flecha remanente hubiera sido del 42,75%, muy superior en la planificación de la prueba (15%), por lo que hubiera habido problemas en la aceptación de la prueba de carga y hubiera sido necesaria la repetición de la misma según se indica en las “Recomendaciones para la Realización de Pruebas de Cargas de Recepción en Puentes de Carreteras”, del Ministerio de Fomento.

Jesús Troyano