Evaluación estructural ante la acción sísmica de las pilas del puente Puerto Real de Portoviejo

Abstract

Introducción: La infraestructura de puentes son una parte fundamental de la vialidad, los puentes en la actualidad sirven para la interconexión de puntos geográficos que no pueden ser alcanzados por vía sólida. El Ecuador, al ser un territorio con un peligro sísmico alto requiere un análisis bajo cargas laterales provenientes de la acción sísmica. En el presente caso de estudio se abordará la capacidad estructural y el nivel de desempeño de la infraestructura del puente Puerto Real, mismo que comprenderá el análisis a flexión y a cortante de las vigas cabezales, el análisis a flexo-compresión y a cortante de las pilas y pilotes, además de la evaluación del desempeño de las pilas tipo pórticos. Objetivo: Evaluar el comportamiento estructural y el nivel de desempeño sísmico de las Pilas del puente Puerto Real ubicado en la ciudad de Portoviejo, ante la acción de las cargas verticales y las cargas laterales provenientes de la acción sísmica, mediante la elaboración de un modelo matemático en el programa CSI Bridge y aplicando la normativa vigente de la AASHTO LRFD, para la formulación de posibles estrategias de mejora estructural en las pilas del puente. Metodología: Revisión de los planos y especificaciones del puente existente, evaluación de las cargas actuantes en la infraestructura. Elaboración del modelo matemático de la estructura del puente Puerto Real en el programa CSI Bridge. Elaboración de un Análisis estático no-lineal al pórtico del puente conformado por pilas y viga cabezal, con el propósito de obtener el desempeño sísmico del sistema estructural existente del puente. Resultados: Las vigas cabezales 1 y 2 demuestran un comportamiento apropiado, es decir dentro del rango elástico para momento negativo con una relación demanda/capacidad crítica de 0.72 y 0.72 respectivamente. El diseño a cortante es satisfactorio, la viga cabezal 1 tiene una relación demanda/capacidad de 0.41 y la viga cabezal 2 de 0.30. Las pilas cumplen con la capacidad a flexo-compresión requerida, la demanda/capacidad crítica de 0.484 para la pila 1 y 0.465 para la pila 2, mientras que la relación demanda/capacidad a cortante es de 0.52 para la pila 1 y 0.47 para la pila 2, comprobando así que estos elementos disponen de un buen confinamiento para el sismo AASHTO con Tr=1000 yr. Los pilotes tienen un adecuado comportamiento a flexo-compresión con una relación demanda/capacidad crítica de 0.756 en los pilotes de la pila 1 y en los pilotes de la pila 2 es de 0.945, mientras que la relación demanda/capacidad a cortante es de 1.23 para los pilotes de la pila 1 y 0.91 para los pilotes de la pila 2. Respecto al nivel de desempeño sísmico, para el Pórtico Y-Y de la Pila 1 está en Daño Severo (Sd3) con un punto de desempeño de Sa=0.66g, Δ=14.60 cm, para el Pórtico X-X de la Pila 1 está en Daño Severo (Sd3) con un punto de desempeño de Sa=0.384g, Δ=21.60 cm. Por otra parte, al nivel de desempeño sísmico, para el Pórtico Y-Y de la Pila 2 está en Daño Moderado (Sd2) con un punto de desempeño de Sa=0.63g, Δ=4.70 cm, para el Pórtico X-X de la Pila 2 está en Daño Severo (Sd3) con un punto de desempeño de Sa=0.50g, Δ=20.80 cm. Conclusión: El análisis de cargas permitió obtener la condición más crítica y desfavorable para la infraestructura del puente, de esta forma se determinaron las máximas demandas del puente Puerto Real a través del modelo numérico tridimensional en CSI Bridge. Las vigas cabezales están diseñadas a flexión correctamente de manera elástica para un R=1 para momento negativo y momento positivo, Las columnas disponen de la resistencia a flexo-compresión necesaria, además poseen un adecuado confinamiento que garantizara la incursión al rango inelástico. La propuesta de pilotes para el puente Puerto Real cumple con la relación demanda/capacidad a flexo-compresión y a cortante. Área de estudio general: Ingeniería Civil y Mecánica. Área de estudio específica: Estructuras de Hormigón Armado. Tipo de artículo: Artículo original.