Estructura

Revista de Ingeniería Sísmica No. 72 25-44 (2005)

DESPLAZAMIENTOS RELATIVOS LONGITUDINALES EN PILAS DE PUENTES
José Luis Estrada Ruiz (1) y Eduardo Reinoso Angulo (1)

RESUMEN
Se presenta un estudio para la determinación de la longitud necesaria de apoyo de elementos de la superestructura a partir de la respuesta calculada de los desplazamientos relativos que se presentan entre las pilasde un puente estructurado a base de claros simplemente apoyados. El estudio se realiza considerando a los puentes desplantados en distintos tipos de suelo. La presencia de tales desplazamientos relativos originada por la diferencia en las respuestas de cada pila sometida a la acción de un sismo, puede llegar a producir golpeteo en los elementos de la superestructura y eventualmente el colapso de lamisma por la pérdida de apoyo. Para la obtención de tales desplazamientos, se toman en cuenta varios parámetros como son la longitud del claro entre pilas y el periodo de vibrar de las mismas; la propuesta que se hace sobre la longitud mínima de apoyo está en función de tales parámetros.

ABSTRACT
A study of the relative displacements between bridge piles and the required seating length of theelements of the bridge superstructure is presented. We first obtain the relative displacements between the piles due to recorded strong ground motion at different sites with different soil profiles for the Michoacán 1985 earthquake. The presence of such relative displacements originated by the different behavior of each pile and to different wave arrivals may lead to pounding between the bridgeelements and eventually to the loss of support and collapse of the superstructure. To obtain the minimum support length for such bridge superstructures, we propose a parametric expression that considers, for each site, the span length and the period of vibration of the piles.

INTRODUCCIÓN A partir de los sismos ocurridos en los últimos treinta años se ha observado que algunas estructurasespeciales, como los puentes, han sufrido daños importantes (Priestley et al., 1996). Fue a partir del sismo de San Fernando en 1971 donde se presentaron estos daños, por lo que se tomaron medidas corrigiendo las normas de diseño vigentes en esa época. Al presentarse los sismos de Loma Prieta (1989) y Northridge (1994), ambos en California, ocurrieron nuevos daños, lo que condujo a una nueva revisión delas normas de diseño. En 1995 en Kobe, Japón,
Artículo recibido el 4 de noviembre de 2004 y aprobado para su publicación el 11 de febrero de 2005. Se aceptarán comentarios y/o discusiones hasta cinco meses después de su publicación. (1) Instituto de Ingeniería, ere@pumas.iingen.unam.mx UNAM, Ciudad Universitaria, 04510 México, D.F., jluiser1@yahoo.com.mx,

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José Luis Estrada Ruiz yEduardo Reinoso Angulo

ocurrió otro sismo que causó gran daño en la ciudad. Dentro de los daños ocurridos en puentes y vialidades elevadas, se tienen los debidos al colapso por pérdida de apoyo de la superestructura como se muestra en la figura 1 para varios sismos recientes por causa de los grandes desplazamientos relativos entre las pilas en dirección longitudinal.

(a)

(b)

(c)

(d)Figura 1. Colapsos en puentes durante sismos recientes de elementos simplemente apoyados: (a) Sismo de Kocaeli, Turquía, agosto 17, 1999; se aprecia en la foto de la derecha el reducido tamaño de los neoprenos (10-12 cm) y de la longitud de apoyo (12-15 cm). (b) Sismo de Chi-Chi, Taiwán, septiembre 21, 1999; puente Shi-Wei. (c) Sismo de ChiChi, Taiwán, septiembre 21, 1999, puente Wu-Shi; obsérvese eldaño por golpeteo en la porción de la superestructura que no colapsó. (d) Sismo de Kobe, Japón, enero 17, 1995, puente Nishinomiya.

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Desplazamientos relativos longitudinales en pilas de puentes

Los sismos ocurridos en el año de 1999 en Turquía y Taiwán, y en años posteriores en distintos países del mundo, han provocado daños en este tipo de estructuras, que ponen de manifiesto la...