Control de la fisuración de traviesas de hormigón sometidas a fatiga

Abstract

El control del comportamiento mecánico de las traviesas de hormigón en Europa se realiza por medio de ensayos de caracterización recogidos en las normativas EN 13230-1/2 que describen los requisitos que han de satisfacer y la metodología de ensayo, respectivamente. El caso dinámico contempla la aplicación de esfuerzos oscilantes por flexión en el asiento del carril, que provocan la aparición de una fisura pasante en la fibra más traccionada. La longitud y apertura de la fisura aumenta con el nivel de los esfuerzos aplicados. Los requisitos exigidos se verifican en función de la progresión de la anchura de la fisura con la traviesa completamente descargada. Esta caracterización, factible desde el punto de vista de laboratorio, se torna inviable cuando la traviesa se encuentra instalada en vía, siendo imposible establecer su grado de fisuración en condiciones de tráfico. Se propone una metodología alternativa para definir el deterioro de traviesas (con distribución de armaduras y geometrías variables) debido a su fisuración mediante el control de la flecha de las mismas por flexión durante la aplicación de cargas dinámicas. Este parámetro, fácil de controlar en condiciones de servicio, se correlaciona tanto con la apertura de la fisura como con la retracción de las armaduras durante el proceso dinámico.

Control of the mechanical behavior of concrete sleepers in Europe is carried out by means of characterization tests according to EN 13230-1/2 which describe the requirements to be met and the test methodology, respectively. The dynamic case involves the application of sinusoidal three point bending flexural stresses in the rail seat, which causes a cracking in the tensile face concrete surface. The length and width of the crack increases with the level of the applied forces. The required requirements are verified as a function of the progression of the width of the crack with the completely unloaded sleeper. This characterization, feasible from the laboratory point of view, becomes unfeasible when the sleeper is installed in the track, being impossible to establish its degree of cracking in traffic conditions. An alternative methodology to define the deterioration of the sleepers has been proposed, (with variable distribution of reinforcements and geometries) due to their cracking by the control of the maximum flexural deflection of the sleeper during the application of dynamic flexural loads. This parameter, which is easy to control under service conditions, correlates with the width crack and the retraction of the reinforcement during the dynamic process.