Parámetros óptimos de un sistema de aislamiento para puentes irregulares en altura

Abstract

Many of the built bridges that are built today have a strong irregularity in stiffness of the substructure, mainly due to the different heights of the batteries. This work was motivated by the increasing use of insulation systems in bridges with these features. The bridges are located in areas near the Pacific Ocean in Mexico are very attractive to incorporate seismic isolation systems in them, because of the high seismic activity in the area and the expected high accelerations. The effect on the response of irregular bridges in height by changing parameters in the properties of the seismic isolators were studied in this work. This was done taking I just analyzing nonlinear dynamic time history (ANLHT) for three types of bridges, resulting in a total of 169 models. Ten representative seismic records of seismic demand areas near the Pacific Ocean were used, so 1690 nonlinear analysis in each direction (longitudinal and transverse) were performed. Through the results of trends ANLHT structural response, which were generated with general recommendations for the preliminary design of the seismic isolators taking into account the characteristics of the bridge were found. These were applied to a large isolated bridge located in the Morelia-Lazaro Cardenas (Bridge Infiernillo II) road, and later compare the structural response of the jumper with the original insulation when subjected to four seismic records scaled to different return periods . Once the ANLHT Infiernillo II bridge with different seismic isolation systems fragility curves were obtained using a damage index-based approach.

Muchos de los puentes construidos y que se construyen en la actualidad presentan una fuerte irregularidad en rigidez de la subestructura, debido fundamentalmente a las diferentes alturas de las pilas. El presente trabajo fue motivado por el creciente uso de sistemas de aislamiento en puentes con estas características. Los puentes que se encuentran en zonas cercanas al Océano Pacifico en México son muy atractivos para incorporar sistemas de aislamiento sísmico en ellos, debido a la gran actividad sísmica de la zona y las altas aceleraciones esperadas. Se estudió en este trabajo el efecto sobre la respuesta de puentes irregulares en altura por el cambio de parámetros en las propiedades de los aisladores sísmicos. Esto se realizó llevando acabo análisis dinámicos no lineales de historia en el tiempo (ANLHT) para tres tipologías de puentes, teniendo como resultado un total de 169 modelos. Se utilizaron diez registros sísmicos representativos de la demanda sísmica de las zonas cercanas al Océano Pacifico, por lo que se realizaron 1690 análisis no lineales en cada dirección (longitudinal y transversal). Por medio de los resultados de los ANLHT se encontraron tendencias de la respuesta estructural, con las cuales fueron generadas recomendaciones generales para el prediseño de los aisladores sísmicos tomando en cuenta las características del puente. Estas fueron aplicadas a un puente aislado importante localizado en la carretera Morelia-Lázaro Cárdenas (Puente Infiernillo II), para posteriormente comparar la respuesta estructural del puente con el sistema de aislamiento original, al verse sometido a cuatro registros sísmicos escalados para diferentes periodos de retorno. Una vez realizados los ANLHT del puente Infiernillo II con los diferentes sistemas de aislamiento sísmico se obtuvieron las curvas de fragilidad utilizando un enfoque basado en índices de daño.