Análisis no lineal del puente de sección compuesta tipo de 135 metros de longitud usando SAP2000
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Date
2023-03
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas
Abstract
Given the importance of bridges for the road, social and economic development of the
country, the design and verification of seismic performance is imperative; this project
takes a first step towards that goal by understanding the nonlinear behavior of typical
Ecuadorian composite bridges. For this purpose, the case study of a steel bridge built
in 2020 and located in province of Los Ríos, Ecuador, has been taken as a case study.
To achieve this objective, we have taken bibliography present in articles, guides and
normative standards, especially international; the nonlinear responses of components
such as: superstructure, columns, elastomeric supports, vertical seismic bars, passive
response of the fill in abutments and seismic restraints are proposed and constructed
with the objective of representing the real behavior of a bridge against the earthquake
of April 16, 2016 occurred in Ecuador, specifically the one registered in the city closest
to the project (Portoviejo). The nonlinear time response analysis is performed in the commercial program and the
behavior of the bridge and is obtained considering the two orthogonal components of
the earthquake. The results obtained are displacements, velocities and accelerations of
the superstructure and pier, moment-rotation in the central pier, force-displacement
curves of the non-linear elements such as vertical bars, supports, braces, etc. From the
above, it is possible to determine that there would be impact between beams-shear
keys, superstructure - abutments and in the joint separating the multispam simple
supported; it is also observed that certain components present limited levels of
displacement such as fillers, vertical bars and columns; on the contrary, the element
that would present the greatest damage are the shear keys in the central pile and
elastomeric supports, especially their lateral response.
The analysis of each component was developed in detail and appended for academic
purposes, so that future research can apply this methodology to the evaluation of new
and existing bridges.
Description
Dada la importancia de puentes para el desarrollo vial, social y económico del país, el
diseño y verificación de desempeño sísmico es imperativo; en este proyecto se da un
primer paso hacia ese objetivo al conocer el comportamiento no lineal de puentes
mixtos típicos ecuatorianos. Para ello se ha tomado el caso de estudio de un puente
metálico construido en el año 2020 y emplazado en la provincia de Los Ríos, Ecuador.
Para lograr esto se ha tomado bibliografía presente en artículos, guías y estándares
normativos, especialmente internacionales; se proponen y construyen las respuestas
no lineales de componentes como: superestructura, columnas, apoyos elastoméricos,
barras sísmicas verticales, respuesta pasiva del relleno en estribos y trabas sísmicas
con el objetivo de representar el comportamiento real de un puente frente al sismo del
16 de abril de 2016 ocurrido en Ecuador, específicamente registrado en la cuidad más
cercana al proyecto (Portoviejo). El análisis no lineal de respuesta en el tiempo se lo realiza en el programa comercial,
obteniendo el comportamiento del puente y considerando las dos componentes
ortogonales de un sismo. Los resultados obtenidos son desplazamientos, velocidades,
aceleraciones de la superestructura y pila, momento-rotación en pila central, curvas
fuerza – desplazamiento de los elementos no lineales como barras verticales, apoyos,
trabas, etcétera. De lo anterior se logra determinar que existiría impacto entre vigastrabas, superestructura – estribos y en la junta que separa los tramos simplemente
apoyados; además se observa que ciertos componentes presentan limitados niveles de
desplazamiento como rellenos, barras verticales y columnas; por el contrario, los
elemento que mayor daño presentarían son las trabas en la pila central y apoyos
elastoméricos, especialmente en su respuesta lateral.
El análisis de cada componente fue desarrollado detalladamente y anexado para fines
académicos, de manera tal que futuras investigaciones puedan aplicar esta
metodología para evaluación de puentes nuevos y existentes.
Keywords
ANÁLISIS NO LINEAL, COMPONENTES DE ACERO, DESEMPEÑO SÍSMICO, PUENTES METÁLICOS, TIEMPO HISTORIA