Detección de daño estructural de losas de hormigón armado de puentes sometidas a fatiga

The complex nature of structural phenomena still requires the comparison between numerical models and the real structural performance. Accordingly, many civil structures are monitored to detect structural damage and provide updated data for numerical models. Monitoring usually relies on the change of dynamic properties (experimental modal analysis). Regarding concrete structures, existing works have typically focused on the progressive decrease of natural frequencies under gradually increasing loads. In this paper, high-cycle fatigue effects are analyzed. An experimental campaign on specimens reproducing the top slab of concrete girders has been carried out, including fatigue tests and a reference static test. Impact-excitation tests were done at different stages to extract dynamic properties. Output-only models (only based on the structural response to an external excitation that is not measured) were used as identification techniques. The evolution of dynamic properties was correlated with damage development, with emphasis on the fatigue process stages: crack formation, cyclic reduction of tension-stiffening and brittle fracture of the reinforcement.La naturaleza compleja de muchos fenómenos estructurales requiere que los modelos numéricos necesiten ser verificados con el comportamiento estructural real. Por ello, muchas estructuras son monitorizadas, tanto para detectar posibles daños estructurales como para proporcionar datos a incluir en los modelos. A menudo, la monitorización se basa en el cambio de las propiedades dinámicas mediante técnicas de análisis modal experimental. Con respecto al hormigón estructural, la mayoría de los trabajos existentes se ha centrado en el cambio de las frecuencias propias con cargas monótonamente crecientes. En este artículo se analizan los efectos de la fatiga. Se ha llevado a cabo una campaña experimental sobre piezas que reproducen la losa superior de tableros de puentes, realizándose ensayos de fatiga y uno estático de referencia. Las propiedades dinámicas se han ido extrayendo mediante técnicas de output-only a partir de ensayos de excitación mediante impacto. El cambio de las propiedades dinámicas se ha correlacionado con las etapas del proceso de fatiga: formación de fisuras, reducción de tension-stiffening y rotura frágil de la armadura