Rehabilitación de pilares de puentes de hormigón armado mediante análisis dinámico no lineal
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2022
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2022-01-01 |
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Ambrosini, Ricardo Daniel Curadelli, Oscar Raúl |
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Análisis dinámico no lineal Construcción de puentes Estructuras (Construcción) Ingeniería de la construcción Método de elementos finitos explícito Puentes de carretera Rehabilitación estructural |
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Co-director/a Director/a Doctor/a en Ingeniería Doctorado en Ingeniería UNCuyo FI |
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Ingeniería |
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Los puentes de carretera cumplen un rol esencial en la red de transporte que forma parte de la infraestructura de las ciudades. Su desempeño frente a acciones sísmicas resulta crucial para evitar la pérdida de vidas humanas, como así también para permitir la inmediata asistencia luego del terremoto. Los sismos ocurridos en las últimas décadas han dejado como saldo numerosos puentes con un estado de daño extendido e incluso, en algunos casos, alcanzando el colapso total de la estructura. Ante el colapso de un puente, se presenta un escenario de riesgo para la salud de las personas que lo transitan, pero también se producen serias consecuencias económicas asociadas a la interrupción del tráfico vehicular. Por estas razones, la protección estructural de los puentes frente a acciones sísmicas extremas es de vital interés.
En este trabajo, se estudia el comportamiento sísmico transversal de dos tipologías estructurales de puentes de carretera representativas del inventario existente, mediante un modelo numérico con un alto nivel de detalle focalizando el análisis en los pilares de apoyo intermedio.
El modelo numérico, permite simular el colapso de la estructura mediante el uso de herramientas y modelos constitutivos adecuados para representar los materiales.
Se considera la incorporación de sistemas pasivos de control de vibraciones en los apoyos intermedios, con la intención de mejorar la respuesta de los puentes y asegurar la integridad estructural. En una primera instancia, se realizó un modelo lineal de uno de los puentes para evaluar la respuesta en su estado original y de cuatro alternativas de rehabilitación, mediante refuerzo con riostras diagonales, amortiguadores de masa sintonizados (AMS), amortiguadores de fluido viscoso (AFV) y disipadores metálicos (ADAS). Por medio de un análisis paramétrico comparativo, se analizó la eficiencia de cada sistema propuesto y se concluyó que el más conveniente es el sistema de disipadores metálicos, el cual fue seleccionado para su implementación en un modelo no lineal.
Posteriormente, se desarrollaron modelos no lineales que permiten simular el colapso de los puentes frente a acciones sísmicas transversales. Las intervenciones planteadas para las dos tipologías estructurales estudiadas constan de un sistema de disipación, uno de refuerzo estructural y de un sistema de aislamiento parcial de la superestructura por medio de una superficie de contacto de fricción. El objetivo principal que se persigue es el de evitar el colapso de la estructura, monitoreando los valores máximos de desplazamientos y solicitaciones en los elementos estructurales. De la comparación entre los resultados de las distintas alternativas planteadas se determina la eficiencia de cada una y se determina la opción más conveniente para cada puente estudiado.
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