Vulnerabilidad sísmica y capacidad de carga

Vulnerabilidad sísmica y capacidad de carga de un puente en acero basado en confiabilidad estructural

Seismic vulnerability and load carrying capacity studies of a steel bridge based on structural reliability

Edgar Muñoz**, Federico Núñez, Jorge A. Rodríguez, Alfonso Ramos, Camilo Otálora *
Pontificia Universidad Javeriana. COLOMBIA
Autor de correspondencia / Corresponding author:________________________________________
RESUMEN
Por medio de la confiabilidad estructural, para un Puente en Colombia después de su monitoreo. Los resultados de este trabajo son parte de una nueva metodología para evaluar puentes existentes mediante una colaboración entre Universidad-Empresas-Gobierno Nacional. Este estudio ayuda en la toma de decisiones y en la priorización de tareas derehabilitación. Este estudio incluyó: caracterización dinámica de las vibraciones naturales del puente; adquisición de datos de fuerzas internas debidas al tráfico por medio de tecnología de LVDT's y Strain Gages; evaluación de las fuerzas actuales comparadas contra los esfuerzos máximos permitidos; modelación estática, dinámica y estructural. Adicionalmente se hizo un estudio de amenaza sísmica yrespuesta dinámica del área del puente y nueve (9) diferentes espectros de respuesta fueron obtenidos, cada uno con un periodo de retorno diferente. Se encontró que las torres del puente tienen una probabilidad de falla mayor que la permitida por los códigos. Lo anterior condujo a un reforzamiento inmediato del puente.
Palabras Clave: Confiabilidad estructural, puentes, modelo estructural,vulnerabilidad sísmica, sobrecarga, efectos locales, instrumentación, probabilidad de falla, índice de confiabilidad
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ABSTRACT
In this document, seismic vulnerability and load carrying capacity analyses are presented for a bridge in Colombia after monitoring by means of reliability of structures. Results of this work are part of a new methodology to evaluateexisting bridges carried out though a partnership among University - Private Companies - and Goverment. This study helps in decision making on the priority of rehabilitation tasks. This study included: dynamic characterization of natural vibrations of the bridge; data logging of inner forces due to traffic by using LVDT's and strain gages technology; evaluation of actual forces to be compared to allowedstresses, dynamic and static structural modelling. Also, a seismic hazard and dynamic response of the local area of the bridge was developed and nine (9) different response spectra were obtained, each one varying its return period. It was found that the bridge towers have a larger failure probability than that allowed by the Codes. This produced an inmediate strengthening of the bridge.
Keywords:Structural reliability, bridges, structural model, seismic vulnerability, overloads, local effects, instrumentation, failure probability, reliability index
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1. Introducción
Desde hace ocho años el grupo de investigación de "Estructuras" del Departamento de Ingeniería Civil de la Pontificia Universidad Javeriana, viene trabajando en el tema de evaluaciónde puente vehiculares existentes mediante técnicas de confiabilidad estructural, teniendo en cuenta algunos de los avances en el estado del conocimiento internacional (Sobrino et al., 1993; Tanner etal., 1998a; Tanner et al., 1998b). Este Grupo, reconocido por COLCIENCIAS (Instituto Colombiano para la Ciencia y la Tecnología), ha realizado estudios de confiabilidad estructural de los siguientespuentes del País (adicionalmente al puente que se presente en este documento): Puente Puerto Salgar, Viaducto atirantado Dos Quebradas y Puente Río Negro. Estos estudios han sido un primer aporte para la ingeniería de puentes, que son semilla o base para el desarrollo e implementación de una norma Colombiana para la revisión de puentes existentes. En ellos se ha encontrado las ventajas de la...