Comparación del desempeño sísmico de un puente continuo utilizando aisladores del tipo elastomérico y friccional deslizante

Autores/as

  • Cristopher Manuel Trejo-Rodriguez Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú https://orcid.org/0000-0003-4975-907X
  • Carlos Javier Melchor Placencia Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú

DOI:

https://doi.org/10.21754/tecnia.v32i2.1399

Palabras clave:

seismic isolation, seismic response, nonlinear dynamic analysis, bridge, system protection seismic

Resumen

El notable comportamiento de los puentes sísmicamente aislados en Sudamérica durante los dos últimos grandes eventos sísmicos, se ha visto reflejado en el aumento del uso de aisladores de base en este tipo de infraestructuras. En este trabajo, un puente no aislado de varios tramos fue reacondicionado para alcanzar una funcionalidad continua mediante la adopción de dispositivos de aislamiento sísmico. Con el objetivo de realizar una evaluación comparativa, se analizó el puente utilizando dispositivos de aislación del tipo elastomérico y deslizante. En este caso de estudio se escogió el aislador Elastomérico con Núcleo de Plomo (LRB) y el aislador Friccional de Triple Péndulo (TFPB) como modelos representativos. Para el diseño de ambos aisladores, se consideró que los valores de los periodos aislados, la rigidez post-fluencia y la fuerza de fluencia sean similares. Este criterio se adoptó con el fin de comparar los efectos únicos de cada tipo de aislador en la respuesta sísmica del puente. Se realizaron una serie de análisis dinámicos no lineales considerando las dos componentes del movimiento horizontal del suelo para realizar una evaluación comparativa. Se adoptaron modelos numéricos que consideran la respuesta bidireccional y describan las diferentes etapas de movimiento de los aisladores. Se consideraron análisis de límites superiores e inferiores para obtener una comprensión completa de la respuesta inducida por cada sistema de aislamiento. De los resultados, se concluye que el sistema LRB induce una distribución más uniforme de las fuerzas sísmicas en la subestructura; pero experimenta mayores desplazamientos en comparación con el sistema TFPB.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

[1] M. Constantinou, I. Kalpakidis, A. Filiatrault, and R. A. Ecker Lay, “LRFD-Based Analysis and Design Procedures for Bridge Bearings and Seismic Isolators”, MCEER Earthquake Engineering to Extreme Events, New York, USA, Sep. 2011.
[2] M. Eröz and R. DesRoches, “A Comparative Assessment of Sliding and Elastomeric Seismic Isolation in a Typical Multi-Span Bridge”, Journal of Earthquake Engineering, vol 17, no. 5, pp. 637-657, Jul. 2013.
[3] F. Vilca, L. Quiroz and M. Torres, “Performance assessment of lead rubber bearing system and triple friction pendulum system at Piura's hospital, in Peru”, 16th World Conference on Earthquake, 16WCEE 2017, Santiago, Chile, Jan. 2017.
[4] Y. K. Wen, “Method for random vibration of hysteretic systems”, Journal of the Engineering Mechanics Division, Vol 102, no 2, pp. 249-263, Jun. 1976.
[5] I. Kalpakidis, M. Constantinou and A. Whittaker, “Modeling strength degradation in lead–rubber bearings under earthquake shaking”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 39, Buffalo, USA, Oct. 2010.
[6] T. C. Becker, “Advanced Modeling of the Performance of Structures Supported on Triple Friction Pendulum Bearings”, University of California, Berkeley, USA, 2011.
[7] Y. J. Park, Y. K. Wen and A. Ang, “Random Vibration of Hysteretic Systems Under Bi-Directional Ground Motions”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 14, pp. 543-557, 1986.
[8] AASHTO, “Guide Specifications for Seismic Isolation Design. 4th Edition”, Washington DC, USA, American Association of Highway and Transportation Officials, 2014.
[9] C. Trejo, “Desempeño Sísmico de un Puente Continuo Típico con Aisladores del tipo Elastomérico y Friccional Deslizante)”, National University of Engineering, Lima, Perú, 2021.
[10] S. Nagarajaiah, A. M. Reinhorn and M. Constantinou, “Nonlinear Dynamics of Three-dimensional Base Isolated Structures (3D-BASIS)”, National Center for Earthquake Engineering Research, New York, USA, Nov. 1989.
[11] C. Melchor, “Influencia de los Apoyos Elastoméricos en la Respuesta Sísmica de Puentes”, National University of Engineering, Lima, Perú, 2016.
[12] A. Aviram, K. R. Mackie and B. Stojadinović, “Guidelines for Nonlinear Analysis of Bridge Structures in California”, University of California, Berkeley, USA, Aug. 2008.
[13] S. A. Mahin and J. Lin, “Construction of Inelastic Response Spectra for Single-Degree-of-Freedom Systems”, University of California, Berkeley, USA, Jun. 1983.
[14] J. Mander, M. Priestley and R. Park, “Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete”, Journal of Structural Engineering, Vol. 114, Sep. 1988.
[15] L. Dodd and J. Restrepo-Posada, “Model for Predicting Cyclic Behavior of Reinforcing Steel”, Journal of Structural Engineering, Vol. 121, Mar. 1995.
[16] ASCE/SEI 7-16, “Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures”, Virginia, USA, American Society of Civil Engineers, 2016.
[17] Ministerio de Transportes y Comunicaciones, “Manual de Puentes”, Lima, Perú, Dec. 2018.
[18] M. Constantinou, A. S. Whittaker, D. M. Fenz and G. Apostolakis, “Seismic Isolation of Bridges”, University at Buffalo, Buffalo, USA, Jun. 2007.
[19] SENCICO, “Generation of synthetic accelerograms for the coast of Peru. Specific Interinstitutional Cooperation Agreement Between the General Institute of Research of the National University of Engineering and the National Training Service for the Construction Industry –SENCICO”, Lima, Perú, 2013.
[20] A. Sarlis and M. Constantinou, “Modeling Triple Friction Pendulum Isolators in Program Pap2000”, University at Buffalo, Buffalo, USA, Jun. 2010.
[21] W. McVitty, and M. Constantinou, “Property Modification Factors for Seismic Isolators: Design Guidance for Buildings”, MCEER Earthquake Engineering to Extreme Events, New York, USA, Jun. 2015.
[22] R. Tyler and W. Robinson, “High-Strain Tests on Lead-Rubber Bearings for Earthquake Loadings”, Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, Vol. 17, pp. 90-105, Jun. 1984.
[23] D. M. Fenz and M. Constantinou, “Development, Implementation and Verification of Dynamic Analysis Models for Multi-Spherical Sliding Bearings”, MCEER Earthquake Engineering to Extreme Events, New York, USA, Jun. 2008.

Descargas

Publicado

2022-08-08

Cómo citar

[1]
C. M. Trejo-Rodriguez y C. J. Melchor Placencia, «Comparación del desempeño sísmico de un puente continuo utilizando aisladores del tipo elastomérico y friccional deslizante», TECNIA, vol. 32, n.º 2, pp. 138–146, ago. 2022.

Número

Sección

Sistemas de Protección Sísmica

Artículos más leídos del mismo autor/a