Diseño integral de dovelas de hormigón reforzado con fibras para el revestimiento de obras subterráneas

Abstract

El hormigón reforzado con fibras es un material compuesto utilizado en aplicaciones con relevancia estructural (pavimentos, hormigón proyectado, entre otras) desde hace más de veinte años. Sin embargo, tras la aceptación de su uso en varios códigos de hormigón estructural de ámbito nacional y europeo, su uso ha sido fuertemente potenciado en aplicaciones de carácter estructural, sobretodo en obras subterráneas. El uso de HRF en dovelas prefabricadas para el revestimiento de túneles o pozos, conduce a la mejora de su respuesta mecánica, aumentando su tenacidad, resistencia frente al fuego y frente a impactos y tensiones concentradas que se pueden dar en situaciones de carga previas a la configuración del trabajo final del anillo (desmoldeo, acopio, transporte, colocación, empuje de los gatos, entre otras). Además, el uso del HRF permite el reemplazo parcial o incluso total, de la armadura tradicional. Son numerosas las experiencias de túneles en las que se ha empleado el HRF como material para la fabricación de las dovelas. Sin embargo, en la mayoría de éstas no se ha tenido en cuenta la contribución estructural de las fibras en el comportamiento post-fisuración, debido por una parte, a la falta de una normativa simple y clara, y por otra parte, por la falta de experiencia de los técnicos en aspectos relacionados con el control y la caracterización del HRF. Consecuentemente, las fibras se han empleado para mejorar la respuesta del material frente al impacto y el incendio, otorgando la misión de resistir las tracciones a las barras de acero, y obteniendo de esta forma, dovelas sobrearmadas.En este estudio, se pretende mostrar, empleando el anejo 18 de la EHE-08 como referencia normativa, que la consideración de las fibras en la misión resistente puede dar lugar a soluciones optimizadas, en las que se reduce la cuantía de armadura tradicional, con las ventajas que ello conlleva. Con este fin, se establece un método de diseño de dovelas de HRF que permita fijar el refuerzo óptimo para hacer frente a los esfuerzos a los que se verá sometida la dovela durante su vida útil, teniendo en cuenta la contribución estructural de las fibras. Además, se aplica el procedimiento para optimizar la configuración del refuerzo de las dovelas prefabricadas de los pozos de las Calles Urgell, Nàpols e Independència. Para ello, es necesario llevar a cabo una campaña experimental que permita evaluar la respuesta mecánica de los hormigones propuestos para la dovela de estudio, así como su distribución y contenido de fibras.