Comprehensive taxonomy of structural failures triggering progressive collapse of masonry arch bridges

El objetivo principal del presente proyecto de investigación es la evaluación de los defectos más comunes detectados en puentes históricos de obra de fábrica que pueden potencialmente conducir a su falla progresiva y final colapso. El objetivo general es mejorar nuestra comprensión en el campo de la...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Dalianis, Aristeidis
Tipo de recurso: tesis de maestría
Fecha de publicación:2023
País:España
Institución:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositorio:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/399010
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2117/399010
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Stone bridges
Failure analysis (Engineering)
Masonry bridges
triggering failure
progressive collapse
failure mechanisms
case study
multi-ring brickwork
parametric analysis
limit analysis
defects
damage propagation
ring separation
vulnerable zones
masonry arch bridges
Ponts de pedra
Anàlisi de fallades (Enginyeria)
Ponts de maçoneria
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Materials i estructures::Tipologies estructurals
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description El objetivo principal del presente proyecto de investigación es la evaluación de los defectos más comunes detectados en puentes históricos de obra de fábrica que pueden potencialmente conducir a su falla progresiva y final colapso. El objetivo general es mejorar nuestra comprensión en el campo de la preservación y conservación de puentes de obra de fábrica. Inicialmente, se realizó una recopilación bibliográfica esencial para la compresión de la problemática en cuestión, incluyendo la identificación de las acciones más peligrosas para los puentes de arco y los parámetros clave que influyen en el comportamiento de estos puentes. Además, se identificaron y categorizaron los defectos más comunes, al mismo tiempo que se recogieron los modos de fallo más significativos. Como resultado de esta primera investigación se presenta un Abaco donde se asocian los mecanismos de fallo con los defectos existentes y los parámetros clave. Se llevó a cabo una investigación para examinar estudios de casos reales, centrándose en las fallas de los puentes de arco de obra de fábrica y mampostería. El objetivo era la identificación de causas predominantes de falla en los puentes de arco y proporcionar una estimación del mecanismo de fallo asociado con cada colapso. En una segunda instancia, se realizó un análisis estructural del caso de estudio, viaducto de Joncadella. Se realiza un análisis límite paramétrico utilizando el software LimitState: RING enfocándose solo en la parte de mampostería del puente. El propósito de este análisis es determinar la influencia de los distintos daños introducidos sobre la integridad estructural. Este análisis considera parámetros como las características del relleno y refuerzos, así como defectos que incluyen separación de roscas, fisuras transversales y longitudinales. Finalmente, se analizan los daños actuales observados en la estructura en el comportamiento futuro de la estructura, identificando también las zonas vulnerables del puente.
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Inicialmente, se realizó una recopilación bibliográfica esencial para la compresión de la problemática en cuestión, incluyendo la identificación de las acciones más peligrosas para los puentes de arco y los parámetros clave que influyen en el comportamiento de estos puentes. Además, se identificaron y categorizaron los defectos más comunes, al mismo tiempo que se recogieron los modos de fallo más significativos. Como resultado de esta primera investigación se presenta un Abaco donde se asocian los mecanismos de fallo con los defectos existentes y los parámetros clave. Se llevó a cabo una investigación para examinar estudios de casos reales, centrándose en las fallas de los puentes de arco de obra de fábrica y mampostería. El objetivo era la identificación de causas predominantes de falla en los puentes de arco y proporcionar una estimación del mecanismo de fallo asociado con cada colapso. En una segunda instancia, se realizó un análisis estructural del caso de estudio, viaducto de Joncadella. Se realiza un análisis límite paramétrico utilizando el software LimitState: RING enfocándose solo en la parte de mampostería del puente. El propósito de este análisis es determinar la influencia de los distintos daños introducidos sobre la integridad estructural. Este análisis considera parámetros como las características del relleno y refuerzos, así como defectos que incluyen separación de roscas, fisuras transversales y longitudinales. Finalmente, se analizan los daños actuales observados en la estructura en el comportamiento futuro de la estructura, identificando también las zonas vulnerables del puente.The research project aims to investigate the assessment of common defects regularly detected in historical masonry bridges that can potentially lead to their progressive and complete failure. The overall objective is to enhance our understanding in the field of preserving and conserving masonry bridges. Initially, in this study, essential theoretical background regarding certain initial points of interest is gathered, including the identification of the most hazardous actions for masonry arch bridges and the key parameters that influence the behaviour of these bridges. In addition, common defects in this type of bridge are identified and categorised, while the most significant failure modes are also collected. An Abacus was constructed to correlate these failure mechanisms with existing defects and key parameters. An investigation was conducted to examine actual case studies, focusing on failures of masonry arch bridges. The objective was to identify the predominant cause of failure in masonry arch bridges and to provide a rough estimation of the specific failure mechanism associated with each collapse. The second phase involves the structural analysis of a case study, the Joncadella viaduct, a multi-ring brickwork bridge located one hour from Barcelona city. A parametric limit analysis is performed using the software LimitState: RING focusing on the masonry part of the bridge. The purpose of this analysis is to determine the impact of the imposed defects on the structural integrity and response of the structure. This analysis considers parameters such as the characteristics of the backfill and haunching, as well as defects including ring separation, transversal cracks, and longitudinal cracks. Finally, the software is implemented to conduct an analysis that aims to produce a result representing the observed damage on the site and predicting the future behaviour of the bridge, also identifying the vulnerable zones of the bridge.Universitat Politècnica de CatalunyaGarcia Ramonda, Larisa20232023-07-1720242024-01-10master thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccNAhttp://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43info:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/399010reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)Inglésengopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Attribution 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:upcommons.upc.edu:2117/3990102026-05-27T15:37:01Z
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