Análisis de la viabilidad del uso de hormigones de ultra-altas prestaciones en estructuras de puentes con tipologías convencionales

Abstract

Los hormigones de ultra altas prestaciones son hoy en día objeto de muchos estudios y ensayos, con el objeto de conocer mejor tanto su estructura como su comportamiento. Desde su precusor en los años 50, con una resitencia de 50 MPa, se ha conseguido fabricar hormigones de más de 100 MPa, y con una resistencia a la tracción considerable, en contraste con los hormigones convencionales. El objetivo de este trabajo es, a partir de datos de laboratorio de estos hormigones, estudiar la viabilidad de apliación de estos hormigones en estructuras de puentes de tipología convencional. Para realizar este estudio, se ha procedido generando un modelo de elementos finitos del Viaducto de Contreras, de forma que se pudieran obtener los esfuerzos en el arco, ya que es el elemento que mayores esfuerzos presenta. Se modeliza tanto la estructura del proyecto original, como cuatro alternativas en las que se emplean hormigones de ultra altas prestaciones. Tras obtener los esfuerzos, se comprueban las secciones, de forma que se pueda comprobar la reducción de armaduras o espesores que supone el empleo de estos hormigones. Finalmente, se incluyen los costes en el análisis para determinar su viabilidad. Evaluando los costes de fabricación de estos hormigones hoy en día, en relación con el ahorro de material debido a su mayor capacidad, se constata que aún están lejos de ser viables para su utilización en estructuras de puentes con tipología convencional. Sin embargo, su uso cada vez está más extendido en aplicaciones que requieren resistir grandes esfuerzos sin un gran volumen de material; además, los medios de fabricación evolucionan continuamente, por lo que es posible que la distancia actual existente entre el coste de los hormigones convencionales y los UHPC se vea acortada con el paso de los años.

Nowadays, there are many researchs about Ultra High-Performance Concrete (UHPC), but they usually have the objective of studying UHPC’s structure properties or their strength. It was in the 50’s when this kind of concrete was made for the first time, and since then, strength of more than 100 MPa have been reached. The goal of this project is to study the viability of UHPC in conventional bridges structures. To develop this project, firstly, five finite elements models were made, one for every kind of concrete. All models were based on the bridge “Viaducto de Contreras”. The result forces form the models are used to perform a sectional check, in order to discover how many material could be saved by using UHPC. Finally, costs are included in the analysis to evaluate the actual viability. The results of this project show that, with the present costs, UHPC are still far from being a real option in conventional bridges structures. Nevertheless, they are many applications that require UHPC, in order support high efforts with little material. In addition, the difference between manufacturing costs of UHPC and conventional concrete may decrease over the years.