Barreras de protección contra impacto de vehículos construidas con hormigón de altas prestaciones reforzado con fibras

Abstract

En este trabajo se estudia numéricamente el comportamiento mecánico de barreras deprotección contra impacto de vehículos construidas con Hormigón de Alta Prestaciones Reforzados con Fibras (HAPRF) a los efectos de comparar su desempeño frente a barreras de hormigón convencional y contribuir al diseño de las mismas. El HAPRF aparece como alternativa para este tipo de construcciones debido a que combina alta resistencia frente a cargas estáticas y dinámicas con una baja porosidad, lo que le confiere grandes mejoras en la durabilidad. El agregado de fibras dúctiles y de alta resistencia permite reducir la naturaleza frágil del hormigón y produce un aumento notable en la capacidad de absorción de energía. Primeramente, se dimensiona la armadura de la barrera para distintas alternativas de material. Luego se calibra un modelo material mediante ensayos de laboratorio para representar adecuadamente el comportamiento del HAPRF bajo cargas estáticas y dinámicas. Finalmente, se simula numéricamente el impacto de un vehículo contra las barreras diseñadas. Los resultados numéricos permiten obtener conclusiones respecto al mejor desempeño de la barrera de HAPRF respecto a la convencional.

The mechanical behavior of protective barriers vehicles built with High Performance Fiber Reinforced Concrete (HPFRC) against impact is numerically studied in this paper. The final objective of the research is the comparison of their performance with that of conventional concrete barriers and to bring recommendations for their design. HPFRC appears as an alternative for this type of construction because it combines high resistance to static and dynamic loads with low porosity, which gives great improvements in durability. The addition of ductile and high strength fibers allows reducing the brittle nature of concrete and leads to a remarkable increase in energy absorption capacity. First, the reinforcement of the barrier is dimensioned for different material alternatives. Then, a material model is calibrated by laboratory tests to adequately represent the behavior of HPFRC under static and dynamic loads. Finally, the impact of a vehicle on the barriers is numerically simulated. The numerical results allow to obtain conclusions regarding the better performance of the HPFRC barriers with respect to the conventional one.