Determinación de las propiedades dinámicas de 4 puentes tipo PIV

Abstract

In recent years Structural Health Monitoring (SHM) has emerged as a new research area in civil engineering. Most existing health monitoring methodologies require direct measurement of input excitation for their implementation. However, it is not an easy way to measure these inputs, unless the structure is artificially excited. Therefore, SHM methods based on ambient vibration have become important in civil engineering. In this thesis, an ambient vibration technique approach Nakamura, is proposed for obtaining the dynamic properties of four overcrossing bridges type, located on the highway Morelia-Maravatío in the State of Michoacán, Mexico. The bridges are reinforced concrete structures with two spans, and they are identified as Maravatío k157, Maravatío k187, Maravatío k206 and Maravatío k239. History time records were taken under ambient vibration. These records were processed through the SMA (Strong Motion Analysis) ® software. Power spectral density functions, correlation functions, and spectral ratios were generated through Matlab ver. 6.0 ®, and frequencies and natural vibration periods were obtained. The former parameters were also analytically determined using SAP2000 ver. 9®. Experimental period values were compared with the analytical ones, getting similar results.

En años recientes, el monitoreo de salud estructural ha emergido como una nueva área de investigación en la ingeniería civil. La mayoría de las metodologías existentes requieren la implantación de una técnica para medición de la excitación de entrada. Sin embargo, en muchos casos no existe una forma fácil de medir dicha excitación, al menos que se excite artificialmente a la estructura. Es por esta razón que los métodos de monitoreo con base en vibración ambiental han tomado importancia en la ingeniería civil. En esta tesis, se propone una aproximación de la técnica de Nakamura de vibración ambiental para obtener las propiedades dinámicas de cuatro puentes tipo PIV (Paso inferior vehicular), localizados en la carretera Morelia-Maravatío, en el Estado de Michoacán. Los puentes tienen una estructuración de concreto reforzado con dos claros. Estos puentes se identifican con los nombres de Maravatío k157, Maravatío k187, Maravatío k206 y Maravatío k239. Se obtuvieron registros en la historia del tiempo con vibración ambiental. Estos registros fueron procesados con el software SMA (Strong Motion Analysis). Posteriormente con ayuda del Matlab versión 6.0 [MathWorks, 2002] se elaboraron espectros de potencia, funciones de correlación y funciones de transferencia para determinar las frecuencias y los períodos naturales de vibración. ÁÉstos últimos también se determinaron analíticamente con la ayuda del SAP2000 versión 9 [CSI, 2004]. Se compararon los valores experimentales de los períodos con los valores calculados analíticamente, encontrándose similitud.