con aisladores LRB

INTRoduccIÓN

El propósito de este trabajo de investigación, es presentar un método de avanzada de evaluación detallada, mediante análisis dinámico no lineal (ADNL), de puentes típicos ubicados en zonas caracterizadas como de elevada, y muy elevada, peligrosidad sísmica dentro del territorio nacional La citada evaluación se aplica para la situación de dichos puentes en los estados original y rehabilitado Para la rehabilitación se consideró la técnica basada en el uso de aisladores elastoméricos con núcleo de plomo La metodología permite evaluar, cuantitativamente, la capacidad sísmica de una estructura existente, y también, determinar la efectividad global de la técnica de rehabilitación empleada

MeTodoLoGíA

Se seleccionaron dos puentes típicos ubicados en la provincia de Mendoza, en los cuales, las luces de tramo, número de tramos, altura de pilas y ancho de tablero, se corresponden con los valores medios de un estudio estadístico llevado a cabo por los autores En las Figuras 1 y 2 se ofrecen vistas y cortes de los mencionados puentes de estudio La longitud total de ambas estructuras es de, aproximadamente, 66 m tónicos similares a los del centro-oeste argentino, los cuales fueron escalados para compatibilizar con los espectros de respuesta para los sismos menor y mayor, respectivamente.

Se siguió la metodología establecida en el Manual de Rehabilitación Sísmica de Puentes (MRSP), una publicación de la Administración Federal de Carreteras de los Estados Unidos (FHWA) Allí se plantean objetivos de desempeño estructural para dos niveles de sismos, de 100 y 1000 años de periodo de retorno promedio, respectivamente, considerando asimismo la vida útil remanente de las estructuras

Los acelerogramas a utilizar en los ADNL, para la verificación del desempeño estructural, deben representar el ambiente tectónico y las condiciones locales del sitio de emplazamiento del puente En este trabajo, se utilizaron registros de sismos reales de ambientes tec-

En este estudio se emplearon dos Parámetros de Demanda Ingenieril (PDI), capaces de definir los Umbrales de Daño en Componentes que ofician de límites para los distintos niveles de desempeño establecidos: ductilidad por curvatura en las columnas y capacidad de desplazamiento de la superestructura en función de las dimensiones de los elementos que le sirven de apoyo

Se desarrollaron modelos analíticos 3D de los puentes usando la plataforma de elementos finitos OpenSees La superestructura de cada puente fue modelada aplicando elementos de barra prismáticos elásticos, asumiendo la hipótesis de que permanecen en el rango elástico según las prescripciones de Caltrans (Departamento de Transporte de California) Para las pilas, se adoptaron elementos de barra no lineales con plas-

Fig ura 2 Puente Acceso Este a la ciudad de Mendoz a, Ruta Nacional Nº 7

Modelo analítico detallado del Puente sobre la Ruta Nº 40 Basado en el trabajo del investigador norteamericano Nielson (2005) ticidad concentrada en los extremos, donde se formarán las rótulas plásticas. En este caso, las secciones son discretizadas con fibras longitudinales de acero para las armaduras longitudinales, hormigón confinado para el núcleo central, y hormigón no confinado para el recubrimiento

Asimismo, la interacción suelo-estructura en los estribos se modeló disponiendo resortes en los extremos del modelo con adecuadas relaciones no lineales de fuerza-deformación, las cuales, están basadas en las disposiciones de Caltrans

En Figura 3 se ofrece una vista del modelo analítico del puente sobre la Ruta Nº 40, con detalles de los resortes ubicados en estribos y pilas, como, asimismo, de las fibras en columnas

En relación con los aisladores elastoméricos con núcleo de plomo (Figura 4), los mismos se diseñaron de conformidad con lo establecido por las especificaciones AASHTO en la materia.

Por último, se instalaron dichos dispositivos en el modelo, en reemplazo de los apoyos elastoméricos exis- tentes, para así llevar a cabo los análisis dinámico no lineales con cada sismo de entrada

ResuLTAdos y dIscusIÓN

En la Figura 5 se muestran las respuestas MomentoCurvatura para los dos puentes ante el sismo mayor en la dirección longitudinal, donde resultaron más desfavorables Obsérvese la notable reducción de las curvaturas máximas de los casos aislados sísmicamente respecto de la situación original

La Figura 6 ofrece la respuesta de uno de los aisladores ubicados sobre la pila del puente sobre la Ruta Nº 7, en dirección longitudinal, apreciándose los ciclos histeréticos que dan lugar a la disipación de energía en estos dispositivos

Fig

Diag ramas Momento - Curvatura en columnas de pila del Puente sobre la Ruta Nº 40 (izquierda) y del Puente sobre la Ruta Nº 7 (derecha) en Dirección Longitudinal

coNcLusIoNes

De acuerdo con los resultados obtenidos, ambos puentes no cumplen con los requerimientos mínimos de desempeño para el denominado Sismo Mayor, de 1000 años de recurrencia

La técnica de rehabilitación empleada resultó altamente efectiva, a través de la limitación de fuerzas en componentes críticos como las pilas y la modificación de la respuesta dinámica, permitiendo que las estructuras estudiadas puedan cumplir con los objetivos de desempeño esperados conforme a la normativa

Wyss, Guillermo1; Castro, Hugo G.2; De Bortoli, Mario E.2

1 Ingeniero Electromecánico, Grupo de Investigación en Mecánica de los Fluidos (GIMEF), Facultad Regional Resistencia, Universidad Tecnológica Nacional. gwyss@yahoo.com

2 Ingeniero Civil, Laboratorio de Mecánica Computacional (LAMEC), Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Nordeste guillermo.castro@conicet.gov.ar

3 Ingeniero Civil, Secretario de Investigación y Posgrado (FI-UNNE), Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional del Nordeste m debortoli@yahoo com ar