Modelo difuso de evaluación integral de la condición de puentes tipo losa y viga para la recomendación de acciones de mantenimiento

Abstract

Adequate road infrastructure is essential for the socioeconomic development of the country. Maintaining assets in good condition is a challenge faced by different levels of government since it must consider the functional and operational status and the level of security they offer. In Mexico, an asset that is slightly evaluated due to its complexity is the bridge. Some manuals present criteria for the inspection and evaluation of bridges, but despite showing specific criteria, only consider some elements of the main components (deck, superstructure, and substructure). Furthermore, they do not establish relationships between the elements of each component to carry out the evaluation, nor is the progression of the deterioration in the components caused by the influence of the condition of the elements that work together. This work presents a modular catalog to evaluate all the elements of a slab or girder bridge. Each element's properties are considered, and its deterioration is individually assessed to determine the structure's condition in a modular way, thereby establishing comprehensive relationships between its properties, elements, factors, and components. The relationships allow an integral inspection to be carried out to determine the causes that increase the deterioration between the different elements and components. In addition, we present a fuzzy model that uses as a basis the ratings proposed in the catalog to integrally determine the condition of the bridge in two main aspects: 1) the integral state of the condition of the bridge is determined to recommend the type of maintenance that must be executed and 2) the urgency of care is indicated to determine if it must be attended urgently or can wait for repairs according to the preventive or periodic maintenance that is carried out on a regular basis.

Una infraestructura vial adecuada es fundamental para el desarrollo socioeconómico del país. El mantener en buen estado los activos es un reto que enfrenta los diferentes niveles de gobierno, ya que debe contemplar el estado funcional, operativo y el nivel de seguridad que ofrecen. En México un activo poco evaluado por su complejidad es el puente carretero. Existen manuales que presentan criterios de inspección y evaluación de puentes, que, a pesar de mostrar criterios puntuales, sólo consideran algunos elementos de los componentes principales (tablero, superestructura y subestructura). Además, no establecen relaciones entre los elementos de cada componente para realizar la evaluación, ni es considerada la progresión de los deterioros que existen en los componentes ocasionados por la influencia que tiene la condición de los elementos que trabajan en conjunto. En este trabajo, presentamos un catálogo modular para la evaluación de todos los elementos de un puente de losa o de viga. Se contemplan las propiedades que cada elemento tiene, evaluando su deterioro de manera individual para determinar la condición de la estructura de manera modular y con ello establecer las relaciones de manera integral entre sus propiedades, elementos, factores, y componentes. Las relaciones permiten ejecutar una inspección integral con el fin de determinar las causas que incrementan el deterioro entre los diferentes elementos y componentes. Además, se presenta un modelo difuso que emplea como base las calificaciones propuestas en el catálogo para determinar de manera integral la condición del puente en dos aspectos principales: 1) se determina el estado integral de la condición del puente para recomendar el tipo de mantenimiento que se deberá ejecutar y 2) se indica la urgencia de atención para determinar si debe ser atendido con urgencia o puede esperar las reparaciones acorde al mantenimiento preventivo o periódico que se realiza de manera regular.