Análisis de confiabilidad estructural de las vigas de la superestructura del puente Guarumal en el cantón Machala - Freire Gaona, Lizbeth Julecxi (Machala : Universidad Técnica de Machala, 2024)
This thesis analyzes the structural reliability of the superstructure of a prestressed concrete road bridge, located in Guarumal, a rural town of Machala. The study addresses the structural vulnerability of the Guarumal bridge. Through the analysis of the problem, the possible critical factors that directly influence its structural state were identified, since it is relevant to evaluate its resistant capacity and guarantee its long-term safety. The main objective of this work is to evaluate the structural reliability of two interior beams and one exterior beam, applying the Limit States of Resistance I and Service I. To achieve this objective, a methodology was carried out that combined documentary, field and experimental research. First, a detailed survey of the geometry and current conditions of the bridge was carried out, which allowed the validation of information obtained from blueprints and technical reports. With these data, two structural models were developed, incorporating the geometric and mechanical properties of the materials. The bending moments were then evaluated under three loading conditions, DC, DW and (LL+IM). A comparative analysis was also performed between the finite element method and Barré's Theorem, identifying some significant differences in the results. The analyses performed showed that most of the beams meet the strength criteria established by the AASHTO LRFD standard, but the exterior beam (VE) presented values below what is required, evidencing the need for a review of its structural design. This reinforces the importance of making modifications or reinforcements that guarantee its safety and stability. Finally, this work highlights the importance of performing a structural reliability analysis on prestressed concrete bridges. This type of analysis not only allows for the identification of critical elements, but also ensures that the structure can withstand the loads anticipated during its useful life, complying with safety and structural performance standards.
En este trabajo de titulación se analiza la confiabilidad estructural de la superestructura de un puente carretero, perteneciente al sitio Guarumal, ubicado en el cantón Machala, el cual está conformado por elementos de hormigón preesforzado. El estudio aborda la vulnerabilidad estructural del puente Guarumal, una infraestructura importante en la red vial del Cantón Machala. A través del análisis del problema, se identificaron los posibles factores críticos que influyen directamente en su estado estructural, ya que resulta relevante evaluar su capacidad resistente y garantizar su seguridad a largo plazo. El objetivo principal de este trabajo es evaluar la confiabilidad estructural de dos vigas interiores y una viga exterior, aplicando los estados límites de Resistencia I y Servicio I. Para lograrlo, se llevó a cabo una metodología que combinó una investigación documental, de campo y experimental. Primero, se realizó un levantamiento detallado de la geometría y condiciones actuales del puente, lo que permitió validar la información obtenida en los planos y memorias técnicas. Con estos datos se desarrollaron dos modelos estructurales, incorporando las propiedades geométricas y mecánicas de los materiales. Luego se evaluó los momentos flectores bajo tres condiciones de carga, DC, DW y (LL+IM). También se realizó un análisis comparativo entre el método de elementos finitos y el Teorema de Barré, identificando algunas diferencias significativas en los resultados. Los análisis realizados demostraron que la mayoría de las vigas cumplen con los criterios de resistencia establecidos por la norma AASHTO LRFD, pero la viga exterior (VE) presentó valores por debajo de lo requerido, evidenciando la necesidad de una revisión en su diseño estructural. Esto refuerza la importancia de realizar modificaciones o refuerzos que permitan garantizar su seguridad y estabilidad. Por último, este trabajo resalta la importancia de realizar un análisis de confiabilidad estructural en puentes de hormigón preesforzado. Este tipo de análisis no solo permite identificar esfuerzos críticos, sino que también asegura que la estructura pueda soportar las cargas previstas durante su vida útil, cumpliendo con los estándares de seguridad y desempeño estructural.
Keywords: ANALISIS ESTRUCTURAL; PUENTES DE HORMIGON PREESFORZADO; MODELACION EN SOFTWARE CSI BRIDGE; CONFIABILIDAD ESTRUCTURAL