Análisis no lineal del puente Águila Norte en la comuna de Paine, aplicando las guías del Pacific Earthquake Engineering Research Center

Abstract

Los puentes son estructuras importantes para el correcto funcionamiento del país, por lo que un reglamento adecuado es necesario para un diseño acorde a las solicitaciones sísmicas presentes en Chile. Un análisis no lineal permite conocer de mejor manera el comportamiento de las estructuras frente a cargas sísmicas; sin embargo, la normativa chilena no especifica el procedimiento para llevarlo a cabo. El Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) es una institución del Estado de California, Estados Unidos, dedicada a la investigación y desarrollo de ingeniería sísmica. Este trabajo titulo se basa en las guías del PEER para desarrollar un modelo no lineal del puente Águila Norte. Con el fin de familiarizarse con los modelos propuesto por el PEER, se replica el modelo de un puente estadounidense (puente R14) y se comparan los resultados obtenidos con los presentados por el PEER, en las guías en las que se basa este documento. Para realizar el modelo del puente Águila Norte, se consideran distintas respuestas no lineales en elementos que componen el puente como: apoyos elastoméricos, barras antisísmicas, topes sísmicos y relleno del estribo, con el objetivo de representar el comportamiento real del puente frente a un sismo, teniendo en cuenta el deterioro de los materiales. Estos elementos no lineales son aplicados en 4 modelos distintos del puente variando el modelo del estribo utilizado, los modelos son realizados en los programas SAP2000 y OpenSees, con el fin de comparar resultados entre ambos. Se realiza un análisis no lineal tiempo historia utilizando el registro de Constitución del terremoto del febrero del 2010 y se obtiene el comportamiento del puente durante el sismo. Los resultados obtenidos son desplazamientos y aceleraciones del tablero, momentos en las columnas, curvas fuerza desplazamiento de los elementos no lineales, como apoyos elastoméricos, barras antisísmicas, topes sísmicos y relleno del estribo. Además, se define un criterio del falla del modelo que permite determinar si el puente presenta un colapso debido a desplazamientos excesivos del tablero. En el modelo de OpenSees se logra capturar los peaks de aceleraciones debido a los impactos producidos entre el estribo y el tablero.