VULNERABILIDAD SÍSMICA EN PUENTES VIALES CHILENOS CONSIDERANDO EL EFECTO DE LA DURACIÓN DE LOS REGISTROS

Abstract

En los últimos años, algunos terremotos subductivos interplaca, como los eventos del Maule, Chileen 2010, y el de Tohoku, Japón en 2011, han causado da˜no severo a estructuras como puentes viales,interrumpiendo la conectividad y generando un alto impacto socioeconomico. Como estas estructuras son los elementos mas vulnerables de una red de carreteras, y como este tipo de eventos sísmicos están usualmente asociados con altas intensidades y largas duraciones, el objetivo de este estudio es cuantificar la influencia de la duración de los registros sísmicos de terremotos interplaca en zonas subductivas en el daño alcanzado por un puente vial chileno representativo.Para lo anterior, se elabora un modelo de elementos finitos en OpenSEES de un puente típico chileno en dos condiciones, original y reforzado luego del terremoto del Maule. El puente representativo tiene tres vanos con vigas pre-esforzadas de hormigón armado descansando sobre placas elastomericas,que a su vez se encuentran sobre cepas de hormigón armado y estribos independientes auto-estables.Con el objetivo de capturar el efecto de la duración de los registros sísmicos, se siguen algunas recomendaciones de la literatura: En primer lugar, se desarrolla un modelo del puente considerando la degradación de la rigidez y resistencia de ciertos elementos estructurales, en segundo lugar, la duración significativa es considerada como la medida de duración mas adecuada para los fines de este estudio y, finalmente, para aislar el efecto de la duración de otras características de los registros sísmicos, se utilizan dos sets de registros espectralmente equivalentes de corta y larga duración. Luego, se realiza análisis dinámico incrementales (IDA) y, finalmente, la respuesta estructural del modelo sometido ambos sets de registros es comparada. Posteriormente, la vulnerabilidad sísmica, considerando la influencia de la duración, es evaluada a través de curvas de fragilidad considerando los estados l´imite de placas elastomericas y columnas. Por otro lado, se evaluan las medidas de reforzamiento del puente,tales como la inclusión de topes sísmicos de hormigón y barras sísmicas, tomadas posteriormente al terremoto del Maule, con respecto a su influencia en el efecto de la duración sísmica. Finalmente, un análisis de sensibilidad de los resultados es presentado, variando dos parámetros del puente: el modulo de corte de los elastomeros, teniendo en cuenta la experiencia en terreno y, el ´angulo de esviaje, para considerar puentes rectos y una gama de puentes esviados.Los resultados de este estudio indican que la duración de los registros sísmicos tiene influencia en el daño alcanzado por un puente representativo chileno. Ademas, estos muestran que la influencia de la duración depende de la configuración estructural del puente. Lo anterior permite concluir que la duración de los registros sísmicos debe ser tomada en cuenta cuando se evaluá una estructura sismicamente, especialmente en aquellas zonas propensas a sismos de larga duración y altas intensidades.