1
0.8
0.8
0.6 0.4 0.2
100 Porcentaje de funcionalidad
1
Probabilidad de daño
Probabilidad de daño
Mejoramiento de la resiliencia sísmica de puentes en zonas urbanas
0.6 0.4 0.2
0 0 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 PGA ff, (g) PGA ff, (g) ID=índice de daño λ=desplazamiento lateral o transversal de la columna Hc=altura de columna (a) 1
0.8
0.8
Probabilidad de daño
Probabilidad de daño
1
0.6 0.4 0.2 0 0 10 100 Tiempo (días)
0.6 0.4 0.2 0
(b)
0 10 100 Tiempo (días)
Figura 6: a) curvas de fragilidad para la cimentación convencional (líneas continuas) y cimentación masiva (líneas discontinuas); b) curvas de funcionalidad esperada (Mayoral et al., 2017).
R=
− (∫tt00 + th Q(t)dtQ ) th
(1)
donde R = índice de resiliencia t0 = momento de ocurrencia del evento extremo th = tiempo de recuperación Q (t) = funcionalidad, variable en el tiempo de la estructura o sistema Los detalles de la metodología pueden consultarse en Mayoral et al. (2017). Debido a la ausencia de curvas de recuperación locales, se emplearon las curvas de recuperación propuestas para puentes urbanos en HAZUS-MH (2004) y se presentan en la figura 7. Los niveles de funcionalidad calculados se presentan en la figura 6 para las direcciones transversal y longitudinal, junto con los correspondientes índices de resiliencia calculados, R, considerando cimentación convencional y masiva. Puede observarse que la resiliencia sísmica es mayor si se considera la cimentación masiva para un tiempo de recuperación de 497 días, en el que se logra la recuperación de funcionalidad total. Conclusiones La evaluación de resiliencia sísmica y de los tiempos de recuperación de infraestructura estratégica es una etapa obligatoria para reducir tanto pérdidas humanas como ma-
12
Menor
Moderado
Severo
Completo
80 60 40 20 0
1
10 100
Tiempo (días) Figura 7. Curvas de recuperación para puentes (HAZUSMH, 2004).
teriales durante y después de un sismo de gran magnitud, y para mejorar la capacidad de recuperación de una comunidad. En este artículo se presentó una metodología integral para evaluar la resiliencia sísmica de puentes urbanos, donde se identificó una mejora en el desempeño sísmico al implementar la cimentación masiva de bajo costo en el apoyo crítico de la estructura. Se observó una reducción en la probabilidad de afectación muy alta para daño mínimo (80%) y alta para daño completo (60%), considerando los diferentes periodos de retorno. Asimismo, se concluye que la cimentación masiva aumentó hasta en un 9% el índice de resiliencia del paso elevado. Se necesita información más precisa sobre los tiempos de recuperación de puentes ubicados en zonas urbanas densamente pobladas, como la Ciudad de México, después de eventos sísmicos con intensidades importantes, para caracterizar mejor las funciones de recuperación, disponibles en la bibliografía técnica internacional, considerando la fuerte dependencia del índice de resiliencia, R, con la distribución del tiempo de recuperación y prácticas de construcción locales Referencias Dong, Y., y D. M. Frangopol (2015). Risk and resilience assessment of bridges under mainshock and aftershocks incorporating uncertainties. Engineering Structures 83: 198-208. Karamlou, A., y P. Bocchini (2015). Computation of bridge seismic fragility by large-scale simulation for probabilistic resilience analysis. Earthquake Engineering and Structural Dynamics 2567. Mayoral, J. M., M. P. Romo y F. A. Flores (2011). Seismic response of bridges with cellular foundation built in soft clay. Pan-Am CGS Geotechnical Conference. Toronto. Mayoral, J. M., A. Badillo y M. Alcaraz (2017). Vulnerability and recovery time evaluation of an enhanced urban overpass foundation. Soil Dynamics and Earthquake Engineering 100: 1-15. Mayoral, J. M., M. Alcaraz, D. de la Rosa, N. Sarmiento, H. Lasses y M. P. Romo (2019). Seismic performance evaluation of a bridge crossed by a normal fault. VII ICEGE. International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering. Roma. National Institute of Building Science, NIBS (2004). HAZUS-MH: Technical manuals. Washington: Federal Emergency Management Agency y National Institute of Building Science. Venkittaraman, A., y S. Banerjee (2014). Enhancing resilience of highway bridges through seismic retrofit. Earthquake Engineering and Structural Dynamics 2392. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021
