Evaluación de la respuesta sísmica de un puente vehicular con incorporación de aislamiento sísmico de péndulo de fricción en la base de las columnas

Abstract

La respuesta dinámica no lineal de un puente de concreto de tipología voladizos sucesivos, con superestructura monolítica con las columnas principales, cimentación mediante dados y caissons, y columnas con distintas rigideces dadas por la diferencia de alturas, es evaluada y comparada con la respuesta que resulta de repotenciar el puente mediante la incorporación de dispositivos de aislamiento sísmico en la base de las pilas, consistentes en el sistema de péndulo de fricción FPS (Friction pendulum systems). Para los análisis no lineales se usaron siete (7) conjuntos de registros sísmicos obtenidos de bases de datos reconocidas, los cuales fueron acondicionados de forma que el espectro promedio se ajustara a un espectro de sitio con periodo de retorno de 975 años, asumiendo la ubicación de la estructura en cercanías la ciudad de Villavicencio, Colombia, conforme a la normativa CCP-14. Se realizó la modelación del puente original de acuerdo con su geometría, propiedades no lineales de los materiales y teniendo en cuenta unas condiciones de borde para los elementos de cimentación. De igual manera se modeló el puente con la repotenciación a través de la incorporación de dispositivos de péndulo de fricción en dos de las pilas del puente, en particular en las más rígidas. El comportamiento no lineal de los aisladores también fue considerado. Los resultados de los análisis permitieron demostrar la eficacia en la reducción de las demandas al repotenciar el puente con los aisladores sísmicos logrando reducir las demandas uniaxiales y a cortante en las columnas de forma que tengan un comportamiento esencialmente elástico. En el caso de los caissons del sistema de cimentación, si bien se lograron reducir de las demandas de ductilidad al incluir el sistema de aislamiento, estos elementos podrían considerar una repotenciación adicional si se requiere garantizar un comportamiento elástico. La evaluación a cortante de los caissons demostró la eficiencia de la inclusión del aislamiento sísmico, al llevar la relación demanda/capacidad a valores inferiores a la unidad. Finalmente, los aisladores reflejan un comportamiento estable y bien caracterizado por la definición teórica de este tipo de dispositivos, obteniendo desplazamientos menores a los establecidos por el fabricante en el diseño de los dispositivos.