¿Cuál es el efecto de los diafragmas finales en las fuerzas / deflexiones de la viga pretensado?

Estoy cubriendo los extremos de los pilares de las vigas del puente de hormigón pretensado en concreto antes de que la cubierta se vierta. (Para estabilidad lateral y para evitar que el suelo se derrame).

Abunda la discusión de los diafragmas intermedios para vigas pretensadas, pero no he encontrado información sobre el comportamiento estructural de los diafragmas terminales.

Para fines de un ingeniero consultor

Mi juicio instintivo / de ingeniería me dice que el efecto es insignificante, pero prefiero entender lo que realmente está sucediendo antes de hacer suposiciones simplificadoras.

Conceptualmente (versus una viga sin los diafragmas):

1. ¿Esto cambia las desviaciones durante el vertido de la cubierta? ¿Qué pasa con las desviaciones a largo plazo?
2. ¿Esto cambia los momentos de carga en vivo y / o cizallas?
3. ¿Existe alguna lógica por la cual la longitud encerrada debería ser una función de la profundidad de la viga o la longitud del tramo?

Puse un boceto a continuación, ya que la terminología y las configuraciones típicas de los puentes varían en todo el mundo.

No tengo recursos para señalar con respecto a esto, pero estoy bastante seguro de que su intuición es correcta. De hecho, los diafragmas finales existen en puentes principalmente para mantener el suelo en el enfoque. También pueden ser útiles para la estabilidad lateral temporal de las vigas, pero si esa fuera la única razón, los refuerzos metálicos temporales serían mucho más fáciles y más baratos. La inestabilidad lateral (pandeo) en la estructura final generalmente no es un factor de control, especialmente dado el refuerzo (parcial) que es la losa.

Los diafragmas de tramo medio ayudan con la distribución de carga transversal y evitan que las vigas primarias se "abran" junto con la deflexión de la losa. Lo mismo se aplica en cierta medida a los diafragmas finales, pero en mucho menor medida ya que la carga se transmite casi de inmediato a los cojinetes. Los rodamientos también ayudan a impedir que las vigas se "abran". Esta es probablemente la razón por la que no ha encontrado recursos con respecto a los diafragmas finales: nadie realmente se molestó en pensar demasiado en ellos.

Ahora, respondiendo a sus preguntas específicas:

1. Esto cambiaría un poco las desviaciones, ya que el diafragma final va a cambiar las distribuciones de carga de su losa a sus vigas. Esto será más relevante si su puente tiene una pequeña distancia entre los diafragmas (menos del doble de la distancia entre las vigas primarias, de acuerdo con los métodos clásicos de losas como Rüsch). Si los diafragmas están más extendidos, casi no tendrán influencia en la distribución de la carga y, por lo tanto, no influirán en las desviaciones. Esto también se aplica a las desviaciones a largo plazo.

   Sin embargo, las desviaciones a largo plazo están influenciadas por un factor más, y esa es la pérdida diferida del pretensado. Con el tiempo, los haces primarios intentarán reducirse. Esto se debe no solo a la contracción natural del hormigón, sino también a la deformación por compresión del pretensado. Si todas las vigas fueran exactamente iguales, la fluencia y la contracción deberían progresar de manera similar en todas ellas. En ese caso, el diafragma final no tendría efecto ya que todas las vigas lo "tirarían" de la misma cantidad, lo que implica una traslación de cuerpo rígido simple, sin ninguna deformación en el diafragma.

   Eso, sin embargo, estaría en el mundo perfecto, y eso no es nuestro. La fluencia y la contracción son misteriosas e inestables, con mucha dispersión. Entonces, incluso vigas exactamente similares probablemente darían lugar a diferentes fluencias y contracciones, lo que significa que los diafragmas finales se deformarían. Las deformaciones de los diafragmas (que aparecerían como fuerzas de corte horizontales en el diafragma) crearán fuerzas de tensión en las vigas primarias a lo largo del tiempo y estas fuerzas de tensión influirán en el comportamiento de arrastre de las vigas a lo largo del tiempo, dando lugar a un efecto recursivo.

   Además, las vigas nunca serían exactamente iguales porque la carga en cada viga es diferente (quizás las vigas centrales tienen cargas similares, pero ciertamente no serán similares a las de las extremidades transversales del puente), lo cual es suficiente para generar (ligeramente) diferentes comportamientos de fluencia en las vigas.

2. Como se mencionó al comienzo del ítem 1, esto cambiará las tensiones sufridas en las vigas ya que la distribución de la carga de la losa a las vigas se modifica por la existencia de los diafragmas finales. Sin embargo, si los diafragmas están suficientemente separados, el efecto es casi seguro insignificante.

3. Aquí tengo un poco menos para seguir. Sin embargo, puedo decir que en la empresa donde trabajo usualmente incrustamos la viga primaria solo unos pocos centímetros (3-5 cm, generalmente) en los diafragmas finales. Esto permite que el refuerzo de control de grietas de los diafragmas finales pase sin mucho alboroto. Las vigas primarias están diseñadas con todo su refuerzo sobresaliendo en ambos extremos para anclarse a los diafragmas. Obviamente, si su haz es inusual o si es un haz profundo, el comportamiento podría ser diferente.