Apoyos elastoméricos laminados
Los primeros dispositivos
Al comienzo de los años 1950 se empezaron a disponer mallazos de alambre trefilado y estañado de 4 mm de diámetro entre placas de caucho de 5 mm de espesor. Bajo el efecto de la presión, los hilos de la malla quedaban impresos en la goma. Los conjuntos de elementos apilados se mantenían unidos mediante cinchas metálicas que rodeaban los bordes.[23].
Con los dispositivos LARGO-PILE, la malla se reemplazó por chapas después de haber sufrido un primer tratamiento, pero los primeros apoyos reales con forma de círculos de caucho unidos por vulcanización aparecieron en Francia en 1956[24] y en los Estados Unidos en 1957.[25].
Se trataba inicialmente de placas formadas por grupos de láminas individuales de caucho adherizadas a dos chapas delgadas de acero. Para formar un dispositivo de soporte que permitiera una mayor deformación por cizallamiento y rotación, las láminas individuales (de acero-caucho-acero) se apilaban y pegaban entre sí alternadas con otras chapas de acero.[9].
Existían tres tipos de dispositivos: no revestidos, semirrevestidos y revestidos.[9] Las placas intermedias eran de acero liso o de acero inoxidable. Los apoyos individuales se cortaban de una placa madre de aproximadamente 1 m², y son reconocibles en Francia por el color de la pintura "Pintura (material)") de protección:[26].
Tipología de los dispositivos actuales
La norma francesa NF EN 1337-3 define seis tipos de apoyos de caucho laminados:[27].
Partes constituyentes
Un apoyo elastomérico laminado es un.
El material elástico utilizado en la composición de los apoyos puede ser caucho natural de origen vegetal, látex, un polímero de isopreno, o sintético, siendo el compuesto más utilizado un polímero de cloropreno (policloropreno o CR por "Caucho Cloropreno" en la norma). Existen varias fórmulas que, en el mercado, llevan nombres de marca: Neopreno (Du Pont de Nemours), Butacloro (Ugine)[29]… Con el paso del tiempo, la denominación de marca neopreno se ha convertido en su nombre habitual.
Son chapas de acero S 235 o un acero con un alargamiento a la rotura mínimo equivalente. Su espesor no podrá ser, en ningún caso, inferior a 2 mm.[30].
Existen varias disposiciones. En Francia, se componen de una placa de PTFE celular adherida a la parte superior del elastómero del apoyo, ya sea sobre el revestimiento de elastómero externo (dispositivo tipo D según NF EN 1337-3), o sobre una plancha de acero externa (dispositivo tipo E según NF EN 1337-3). Una lámina de acero inoxidable pulido unida a una placa superior de acero S235 se desliza sobre la placa de PTFE.[30].
Cuando se desea evitar desplazamientos, se colocan dispositivos anti-deslizamiento compuestos por topes o tacos de tope, que tampoco deben interferir con las deformaciones: compresión, cizallamiento y rotación. En particular, los topes deben entrar en contacto con una placa (o aro externo) cuyo espesor será al menos igual a la altura del tope (apoyos Tipo C de la norma NF EN 1337-3). En ningún caso se debe colocar el tope sobre la lámina de elastómero.[31].
Caracterización de los dispositivos
Los apoyos elastoméricos de ajuste por contracción se caracterizan por sus dimensiones (ancho, largo, espesor), el número de capas (contraíbles), y la carga admisible. Los apoyos de elastómero laminado que soportan reacciones de apoyo inferiores a 12 MN, calculadas en el estado límite último (ULS), tienen unas dimensiones en planta del orden de 700 x 700 mm o inferiores.
Los indicadores de trabajo son los siguientes:.
Con referencia a la norma NF EN 1337-3, se deben realizar cuatro tipos de verificación en los Estados Límite Últimos para los apoyos de elastómero laminado, cualquiera que sea su tipo:.
El cizallamiento de un apoyo elastomérico laminado es la deformación de todo el dispositivo debido a la tensión cortante. Se mide por el valor de la tangente , siendo el ángulo de deformación.
Si se dan como variables:.
se tiene que:.
Un apoyo de caucho se dimensiona para un valor máximo de = 0,7 denominado capacidad de deformación y este valor máximo corresponde a los desplazamientos relativos extremos entre el apoyo y la estructura. En la mayoría de los casos, la relación u/T es una buena aproximación.
Las mediciones de deformación in situ deben tener en cuenta la temperatura del puente, porque la longitud del tablero varía según la temperatura y, de hecho, el dispositivo se deforma en función de este parámetro.
Problemática
Su principal problema es la aparición de fisuras o “chapping” si las chapas se abomban. El posible origen de estas grietas es:[32].
Los antiguos apoyos recortados de una placa madre o que disponen de un aro externo poseen partes metálics que están en contacto con el aire. La corrosión de los bordes de las placas grecadas o de las cinchas exteriores puede por lo tanto producirse a largo plazo. A partir de cierto grado de corrosión, estos dispositivos deben cambiarse. Para evitar la corrosión de los bordes de las placas, se utilizó una pintura protectora, cuyo comportamiento ante la formación de perlas y las deformaciones fue particularmente pobre. Sin embargo, su astillado o agrietamiento no es grave.[33].
Este problema ya no debería presentarse con los apoyos actuales completamente revestidos. Sin embargo, hay anillos exteriores que vienen con tacos (dispositivos anti deslizamiento) que no están revestidos, y que por lo tanto, están sujetos a deterioro debido a la corrosión.
El deslizamiento de las pilas de chapas de cinchado se presenta principalmente en apoyos antiguos no adheridos por vulcanización. Tal trastorno requiere una intervención rápida para evitar una caída repentina de la nivelación de la estructura.[34].
Más allá de un valor de distorsión de 0,7, se considera que el funcionamiento del apoyo es anormal. Siendo así, se debe considerar que estos dispositivos pueden aceptar distorsiones de hasta 1.5 y es solo a este nivel que se debe considerar su reemplazo a corto plazo.[35].
Sin embargo, se debe comprobar si la fuerza tangencial generada por esta deformación es compatible con el funcionamiento del apoyo (caso de pilas delgadas, por ejemplo).
Más allá de 1,5, existe el riesgo de una deformación denominada en forma de S, de un seguimiento o un escape de los apoyos.[35].
Las causas de la distorsión anormal pueden ser:.