Pérdidas diferidas de pretensado en estructuras compuestas

Abstract

En el preciso instante en que los gatos empleados en el tesado del acero activo sueltan los cordones, las pérdidas en la tensión del pretensado comienzan a suceder. Primero tienen lugar las pérdidas instantáneas, que, en elementos pretesos, se producen por la penetración de cuñas y por el acortamiento elástico del hormigón, precisamente inducido por la compresión que introduce el pretensado en la viga de hormigón. Con el paso del tiempo se generan las pérdidas diferidas, que comienzan en el instante en que la fuerza de pretensado se aplica sobre el elemento, y tienen lugar a lo largo de la vida útil del elemento. Éstas tienen su origen en los efectos reológicos que suceden en los materiales. Para el cálculo de las pérdidas diferidas, en EN-1992-1-1:2004 se dispone de una expresión que permite estimar dichas pérdidas. Esta expresión se deduce a través de métodos analíticos y una serie de simplificaciones, y es aplicable, en principio, únicamente en secciones monolíticas. De este modo, las secciones compuestas, es decir, aquellas formadas por dos hormigones distintos (típicamente una viga prefabricada y una losa in situ) quedan fuera del ámbito de aplicación de esta formulación. Para probar el comportamiento de la fórmula en secciones compuestas, en este trabajo se ha llevado a cabo el análisis de cinco puentes de vigas prefabricadas con una losa hormigonada in situ. Se ha realizado también una versión monolítica de estas vigas, y se han calculado las pérdidas de pretensado a través de un cálculo paso a paso en el tiempo y a través de la fórmula de EN-1992-1-1:2004. Ambos resultados han sido comparados, y se ha concluido que la aplicación de la fórmula del Eurocódigo en secciones compuestas tiene un mayor error que en sus análogas monolíticas, pero el error producido es admisible y queda del lado de la seguridad. En un intento por reducir este error, se propone una corrección del efecto de la deformación de inducida por la retracción losa. Esta mejora ha permitido una mejor aproximación a los cálculos del análisis paso a paso en el tiempo y el resultado obtenido sigue quedando del lado de la seguridad. Esto también se traduce en un ahorro económico, pues la viga precisa de menos armadura activa. Se concluye que tanto la aplicación simplificada de la fórmula, como la aplicación corregida en vigas con sección compuesta, proporcionan buenos resultados en la estimación de las pérdidas diferidas de pretensado. ABSTRACT Prestressing losses appear at the same moment the jack releases the prestressing wires. Instant losses occur first, due to anchorage slip and elastic deformation of concrete, induced by the compression caused by prestressing steel. Time dependent losses appear after the releasing of the wires, and their effects take place from this moment until the end of the life span of the structure. The formulation available in EN-1992-1-1:2004 allows calculating time dependent losses in an approximate way. This formulation comes from an analytic procedure for monolithic cross-sections. This excludes composite cross-sections (commonly a section formed by a precast girder and an in situ concrete slab) from the range of application of the aforementioned formulation. Five precast girder bridges with an in situ slab have been analyzed in this document, in order to check the performance of the formulation. Another five monolithic versions of those bridges have been created to compare the performance of the EN-1992-1-1:2004 for composite and monolithic versions of the sections. The results obtained through the Eurocode method has been compared to the results obtained using a step-by-step analysis. It has been proved that the Eurocode method yields a relatively small error compared to the step-by-step method, and also, it has been observed that this error is smaller in monolithic cross-sections. The errors obtained are admissible, and on the conservative side. The deformation induced by the shrinkage of the slab was corrected in order to reduce the formulation’s error when applied to composite cross-sections. This improvement has yielded closer results to those obtained by step-by-step analysis results. The results are still conservative. This corrected method offers an optimised result, thus lower manufacturing costs. As a conclusion, the simplified calculation and the corrected calculation through the formulation at EN-1992-1-1:2004 offer reliable results for time dependent losses in prestressed elements.