Ingenieria

ACTAS de las II Jornadas de Investigación en Construcción __________________________________________________________________________________________ ISBN: 978-84-7292-367-6

UTILIZACIÓN DE MATERIALES COMPUESTOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE NUEVOS PUENTES
de Diego Villalón, A., Gutiérrez Jiménez, J.P., Arteaga Iriarte, A., López Hombrados, C.
Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja(CSIC), Madrid, España

Resumen Los materiales compuestos formados por polímeros armados con fibras (FRP) están comenzando a utilizarse en la construcción de puentes debido a sus ventajosas propiedades como bajo peso, reducidos costes de mantenimiento y su excelente comportamiento frente a la corrosión. En el campo de la construcción, mientras que la aplicación de estos materiales para elrefuerzo de estructuras es bien conocida, su uso en nuevas estructuras ha sido hasta ahora muy limitado. Aunque cada vez se construyen más puentes con materiales compuestos, bien enteramente de FRP o como estructuras híbridas de FRP combinado con hormigón, acero o madera, estos nuevos puentes se consideran todavía como proyectos demostrativos. En este estudio se describe el progreso llevado en el uso deFRP en nuevos puentes, analizándose diversas tipologías de puentes “all-composite” y de puentes híbridos que se han construido hasta el momento en todo el mundo. Se presentan también ensayos llevados a cabo en el Instituto Eduardo Torroja en este tema y que fueron aplicados para la construcción en Asturias de un puente carretero con vigas de fibra de carbono y tablero de hormigón. Estos trabajosforman parte del proyecto “Puentes híbridos de materiales compuestos y hormigón para carretera”, de referencia BIA2004-03404, financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia.

1.

Introducción

Se entiende por material compuesto aquel formado a partir de dos o más materiales y que se caracteriza por poseer unas propiedades mejores que las de los materiales constituyentes por separado. Losmateriales componentes son identificables físicamente existiendo una interfaz entre ellos. Aunque esta definición incluye una gran diversidad de materiales (entre los materiales de construcción el hormigón armado es el ejemplo más habitual), en este trabajo se utiliza el término material compuesto para referirse a los polímeros armados con fibras (fibre reinforced polymers, FRP). Se trata de unmaterial formado por dos fases: fibras y matriz. En general las fibras son las responsables de las propiedades resistentes del material compuesto, mientras que la matriz envuelve a las fibras configurando geométricamente el elemento, transmite los esfuerzos entre las fibras y las protege de posibles daños mecánicos o ambientales. Los FRP han comenzado a utilizarse como materiales de construccióndebido a que poseen ciertas propiedades que hacen que su uso pueda resultar potencialmente ventajoso frente a materiales tradicionales como el hormigón o el acero. Entre estas propiedades pueden citarse:

Oral- Materiales: Compùestos

1583

ACTAS de las II Jornadas de Investigación en Construcción __________________________________________________________________________________________ ISBN:978-84-7292-367-6

−

Gran ligereza y buenas características mecánicas, destacando sus elevadas resistencia y rigidez específicas y buena resistencia a la fatiga. Esto se traduce en economía y facilidad de transporte y puesta en obra, reduciéndose los plazos y costes de ejecución, sin olvidar la reducción de cargas muertas o, en el caso de aplicaciones en refuerzos, la mínima modificación quesupone en las dimensiones del elemento reforzado. Resistencia a la corrosión y al ataque de agentes ambientales, una ventaja importante en aplicaciones costeras, marinas y en general en todos aquellos ambientes que sean agresivos, siendo el mantenimiento prácticamente nulo. Poseen una baja conductividad térmica y no producen interferencias con campos electro-magnéticos, lo que les hace...