Fatigue vulnerability assessment of a steel arch bridge using the probabilistic weibull model and considering its remaining service life under localized corrosion effects

Este estudio intenta obtener la vulnerabilidad a fatiga aproximada de un puente de arco de acero de la red vial nacional colombiana. Se establece la interacción entre la demanda y la capacidad disponible a través de la ecuación de probabilidad de Weibull y una ecuación de tiempo remanente de AASHTO indicada en (FHWA, 2015). Sin embargo, la capacidad disponible en términos de la curva S-N obtenida a partir de referencias internacionales disponibles fue modificada para dar cuenta de los efectos de la corrosión presente en elementos y/o juntas del puente. La demanda de carga se modeló como la acción controlada del camión de fatiga reportada en AASHTO, la cual fue ubicada sistemáticamente sobre un modelo estructural representado por elementos finitos tipo Shell and Frame, los cuales representaron la información disponible en planos (en el actual sistema de gestión de puentes colombiano), y la obtenida a partir de actividades de levantamiento estructural. El modelo estructural fue calibrado adicionalmente mediante un estudio paramétrico sobre el módulo de elasticidad del acero, que incluyó la minimización de la diferencia de error en las deflexiones verticales de una prueba de carga del puente, manteniendo la magnitud dentro de los rangos esperados establecidos en un protocolo. Dichos reportes de deflexiones reales se lograron utilizando distanciómetros en puntos importantes del puente. Este modelo permitió estimar la magnitud de los esfuerzos en los elementos estructurales del puente, especialmente en una zona de interés para el estudio donde se determinaron elementos químicos y físicos de deficiencia estructural. Los resultados muestran una relación inversa entre la probabilidad de falla y la vida útil remanente. Es claro el efecto de la corrosión sobre la capacidad remanente y la probabilidad de falla de los elementos estructurales.