Comportamiento estructural de vigas mixtas de sección cajón en estado límite último bajo la interacción de esfuerzos de flexión, cortante y torsión. Estudio teórico y experimental

Abstract

En esta tesis se presenta un estudio teórico y experimental relativo al comportamiento en
Estado Límite Último de vigas mixtas de sección cajón unicelular compuestas de una losa
superior de hormigón armado y un cajón metálico. Estas vigas, que representan una tipología
usual en puentes mixtos de carretera, son sometidas a la acción conjunta de esfuerzos de
flexión, cortante y torsión. Además, se realizan algunas consideraciones relativas a la conexión
y se evalúa la influencia de la torsión en puentes mixtos de carretera.
En el estudio se presentan e interpretan los resultados experimentales de dos campañas de
ensayos: la primera (EN-MV), desarrollada en la década los años ‘90, donde, en el marco del
grupo de hormigón estructural (GHE) de la Universidad Politécnica de Madrid, consistió en la
ejecución de 8 ensayos sobre vigas mixtas de sección cajón, llevándolas hasta la rotura bajo la
interacción de esfuerzos de flexión y cortante; y la segunda (EN-MVT), llevada a cabo
recientemente por el mismo grupo de investigación, donde se reprodujeron los ensayos
anteriores, con ligeras adaptaciones, pero incluyendo la torsión en la interacción de esfuerzos.
Los resultados experimentales son comparados y discutidos respecto a las estimaciones
teóricas recogidas en las especificaciones de la normativa europea, los Eurocódigos, así como,
las recogidas en las Recomendaciones para el Proyecto de Puentes Mixtos para Carreteras RPX-
95.
Además, se expone una metodología de fácil aplicación, basada en las especificaciones de los
Eurocódigos, que permite proyectar y realizar comprobaciones en Estado Límite Último de
secciones mixtas en cajón sometidas a la interacción de esfuerzos de flexión, cortante y torsión.
El estado del arte arroja una carencia de estudios experimentales de estas características. Por
ello la presente tesis cuenta con una recopilación extensa de todos los resultados y mediciones
relativos a los ensayos de la segunda campaña (EN-MVT), con el propósito de servir de apoyo
para futuras investigaciones. This thesis presents a theoretical and experimental study regarding the behavior in Ultimate
Limit State of composite box girders composed of a reinforced concrete slab and a steel box.
These girders, which represent an usual typology in composite road bridges, are subjected to
the interaction of bending, shear and torsional forces. In addition, some considerations
regarding the connection between concrete and steel are made and the influence of torsion in
composite road bridges is evaluated.
The experimental results of two series of laboratory tests are presented and interpreted: the
first one (EN-MV), developed in the 1990’s within the framework of the Structural Concrete
Research Group (GHE) of the Technical University of Madrid, involved 8 tests that were carried
out on composite box beams under the interaction of bending and shear; and the second one
(EN-MVT), carried out recently by the same research group, in which the previous tests were
reproduced, with slight adaptations, including torsion in the force interaction.
The experimental results are compared and discussed with respect to the theoretical models
included in the specifications of the European regulations (Eurocodes), as well as those included
in the Recommendations for the Design of Composite Road Bridges (RPX-95).
In addition, an easy-to-apply methodology, based on the specifications of the Eurocodes, is
presented, which allows the design of composite box sections subjected to the interaction of
bending, shear and torsion actions in Ultimate Limit State.
The review of earlier works reveals a lack of experimental studies with these characteristics.
With the goal of serving as support for future research, an extensive compilation of all results
and measurements related to the experimental tests (EN-MVT) are presented.