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AUSCULTACIÓN-MONITORIZACIÓN ESTRUCTURAL Y GEOTÉCNICA

Monitorización en trabajos de gateo para seguimiento de cambios estáticos en estructuras: 

‐ Cambio de soportes en edificio histórico‐ Refuerzo activo en edificio de nueva planta

Pedro Ossó – VSL CONSTRUCTION SYSTEMS & 3STECH

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ACTUACIONES DE MODIFICACIÓN DE SOPORTES EN EDIFICIOS EXISTENTES:

‐ INCERTIDUMBRES:

‐ En las hipótesis de proyecto y de modelo estructural‐ En las rigideces de elementos estructurales, nudos, …‐ En la bajada de cargas obtenida para los soportes a 

eliminar/sustituir/reforzar

‐ En el comportamiento estructural del edificio en las sucesivas fases de ejecución implementadas en los modelos y proyecto

‐ En la correcta ejecución de los trabajos proyectados 

‐ GARANTÍAS a PROPIEDAD y OCT’s.

El seguimiento del proceso permite eliminar incertidumbres, aumentar la seguridad del proceso y ofrecer garantías en el resultado final. 

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DEFINICIÓN  DE LA INSTRUMENTACIÓN:

‐ ¿TENEMOS DUDAS RELEVANTES EN HIPÓTESIS DE PROYECTO?

‐ ¿QUÉ NOS PREOCUPA RESPECTO A LA EJECUCIÓN DE LOS  TRABAJOS?

‐ PROPUESTA DE CONTROL QUE RESUELVA LOS 2 PUNTOS ANTERIORES.

‐ SELECCIÓN DE TIPOLOGÍA y UBICACIÓN DE SENSORES ADECUADA

PARÁMETROS FÁCILMENTE CONTROLABLES:

‐ EVOLUCIÓN DE TENSIONES EN ELEMENTOS EXISTENTES Y EN LA ENTRADA EN CARGA DE ELEMENTOS DEFINITIVOS O ESTRUCTURAS AUXILIARES NECESARIAS EN EL PROCESO  GALGAS EXTENSOMÉTRICAS

‐ DEFORMACIONES EN ELEMENTOS EXISTENTES o EN ELEMENTOS NUEVOS (TEMPORALES O DEFINITIVOS)  TRANSDUCTORES DESPLAZAMIENTO 

‐ ROTACIONES EN ELEMENTOS EXISTENTES o ELEMENTOS NUEVOS  GALGAS INCLINOMÉTRICAS o CLINÓMETROS

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PRIMER EJEMPLOGRAN VÍA 68 ‐MADRID: ELIMINACIÓN DE ESTRUCTURA DE APEOS

ACTUACIÓN EN 3 ZONAS

INTRODUCCIÓN DE 7 NUEVOS PILARESEN PROCESO DE EJECUCIÓN COMPLEJO

6 FASES DE EJECUCIÓN del GATEO

INCERTIDUMBES IMPORTANTES EN LASBAJADAS DE CARGA y EN ELCOMPORTAMIENTO DE LA ESTRUCTURA

GARANTIZAR CORRECTA EJECUCIÓN

DECISIÓNMONITORIZAR EL PROCESODE TRANSFERENCIA DE CARGAS DE LAESTRUCTURA DE APEO, A SOPORTESTEMPORALES Y, FINALMENTE, A PILARESDEFINITIVOS

PRIMER EJEMPLOGRAN VÍA 68 ‐MADRID: ELIMINACIÓN DE ESTRUCTURA DE APEOS

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Fase 1 (30/11/17): Carga puntales 39, 31D e I Fase 2 (05/12/17): Descarga de puntales 39, 31D e I para entrada en carga de pilares definitivos anexosFase 3 (05/12/17): Carga de puntales 40 D e IFase 4 (12/12/2017): Descarga de puntales 40 D e I para entrada en carga de pilares definitivos anexos Fase 5 (12/12/17): Carga de puntales 32 SI, SD, II e IDFase 6 (18/12/17): Descarga puntales 32 SI, SD, 32 e ID . Para entrada en carga de pilares definitivos anexos.

MONITORIZACIÓN de esfuerzos AXILES  y DESPLAZAMIENTOS en todos los puntales y pilares definitivos afectados o no en las fases de gateo. 

CONTRASTE DE VALORES A TIEMPO REAL EN CADA FASE CON  LOS VALORES PREVISTOS EN MODELO

i.e. Fases 5 y 6

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MONITORIZACIÓN de esfuerzos AXILES  y DESPLAZAMIENTOS en FASE 5

Ubicación de sensores

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MONITORIZACIÓN de esfuerzos AXILES  y DESPLAZAMIENTOS en FASE 6

Ubicación de sensores

SEGUNDO EJEMPLOSEGUIMIENTO DE REFUERZO ACTIVO EN EDIFICIO DE NUEVA PLANTA en SEVILLA 

‐ Carencias en proyecto estructural en 11 vigas de apeo de hormigón armado

‐ Falta de capacidad resistente en ELU muy importante en algunas de ellas

‐ Refuerzo activo vía incorporación de pórticos en estructura metálica que, tras su activación, tomarán gran parte de las cargas de los pilares apeados.

‐ Proceso habitual: ‐ collarines en pilares +  vigas  metálicas paralelas a viga de apeo ‐ gateo de las vigas metálicas contra viga de hormigón y‐ retacado de  viga metálica y descenso de gatos. 

‐ Existencia de algunos pórticos complejos 

‐ Es necesario garantizar el proceso (exigencia de la Propiedad)

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Fase de Carga del refuerzo V3

Medida tensiones en perfil de acero en centro de vano

Medida de la flecha del perfil en centro de vano 

Medida de la contraflecha de la viga de hormigón en centro de vano

Fase de Descarga de los Gatos tras retacado V3

Medida tensiones en perfil de acero en centro de vano

Medida de la flecha del perfil en centro de vano 

Medida de la contraflecha de la viga de hormigón en centro de vano

REFUERZO CONJUNTO H2Sensor Unidades Medida Fase CARGA Fase DESCARGA acumulado

TR CENTRO A[mm]

Desplazamiento vertical

‐0.64334.618 ‐1.367 33.251

TR CENTRO H [mm] Desplazamiento vertical ‐1.436 ‐0.002 ‐1.439

TR DER A [mm] Desplazamiento vertical 6.266 ‐0.172 6.094

TR DER H [mm] Desplazamiento vertical ‐0.569 ‐0.074

TR IZQ A [mm] Desplazamiento vertical 3.851 ‐0.312 3.539

TR IZQ H [mm] Desplazamiento vertical ‐0.323 ‐0.055 ‐0.378

SG CENTRO  [µm/m] Deformación unitaria 620.329 73.631 693.960

SG DER [µm/m] Deformación unitaria 353.420 ‐8.949 344.471

SG IZQ [µm/m] Deformación unitaria 364.466 ‐22.279 342.187

Tensión CENTRAL

[MPa]Tensión en el sentido delalargamiento en el ala inferior dela viga 130.269 15.463 145.732

REFUERZO V3Sensor Unidades Medida Fase CARGA Fase DESCARGA acumulado

TR H [mm] Desplazamiento vertical ‐0.244 ‐0.004 ‐0.248

TR A [mm] Desplazamiento vertical 16.933 ‐0.431 16.502

SG [µm/m] Deformación unitaria 495.515 12.681 508.196

Tensión [MPa]Tensión en el sentido delalargamiento en el ala inferior de laviga 104.058 2.585 106.643

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CONCLUSIONES:

LA MONITORIZACIÓN, CON POCO COSTE Y SIN AFECTAR AL PLAZO DE EJECUCIÓN,  PERMITE EL SEGUIMIENTO DE PROCESOS COMPLEJOS  DE CAMBIOS ESTÁTICOS, ENTRADAS EN CARGA, APEOS, … Y CON ELLO:

‐ VALIDAR HIPÓTESIS DE PROYECTO y DEL MODELO ESTRUCTURAL

‐ CORREGIR FUERZAS y AFINAR EL PROCESO DURANTE LAS SUCESIVAS FASES

‐ CONTROLAR EL PROCESO  APORTAR SEGURIDAD Y TRANQUILIDAD

‐ VALIDAR DE LA CORRECTA EJECUCIÓN. 

‐ OFRECER GARANTÍAS EN LA SITUACIÓN ESTRUCTURAL DEFINITIVA

‐ INCLUSO AUTOMATIZAR PROCESOS  (*)

(*) Congreso ACE – Abril 2019: BAC ENGINEERING y VSL ‐ Descenso edificio en Barcelona con 30 gatos coordinados automáticamente mediante monitorización de desplazamientos de la estructura a descender