Determinación de curvas de fragilidad para el puente Coahuayana

Abstract

The piers and foundation piles of the bridges are the structural elements in which the greatest seismic demand is concentrated during the occurrence of earthquakes. It is in these elements that significant damage usually occurs due to the lateral movement of the structure. When they have undermining throughout their useful life, their structural condition is different from what was originally had, so that you can now expect damage concentrations in both piers and piles in a case of the occurrence of earthquakes. The study of the effects on structures due to the combined action of more than one loading condition is called multi-hazard. The combination of actions that have records of being more susceptible to occur on bridges, is the joint action of scour earthquakes; therefore, the objective of this work is to study the capacity of a real bridge against the multi-hazard: scour and earthquakes. To achieve the objective, nonlinear analytical models of the bridge were developed considering it without and with scour problems. The models consider the non-linearity of the material where the constitutive laws proposed by Hognestad for RC walls, the Mader’s model for RC columns, and the Park’s model for steel reinforcing are assumed. The capacity of the bridges under mechanisms of flexion and shear collapse are studied. Using the ATC-40 method, the demands for the curvature ductility and the angular distortion for several scenarios were estimated, which allows estimating fragility curves for four damage states.

Las pilas y pilotes de cimentación de los puentes son los elementos estructurales en los que se concentra la mayor demanda sísmica durante la ocurrencia de temblores. Es en estos elementos donde suelen presentarse daños importantes a causa del movimiento lateral de la estructura. Cuando estos presentan a lo largo de su vida útil problemas de socavación, su condición estructural es diferente a la que se tenía originalmente, por lo que ahora se pueden esperar concentraciones de daño tanto en pilas como en pilotes de cimentación en caso de la ocurrencia de terremotos. El estudio de los efectos que se tienen en las estructuras a causa de la acción combinada de más de una condición de carga se le denomina multi-peligro. La combinación de acciones de que se tienen registros de ser más susceptibles a presentarse en los puentes, es la acción conjunta de socavación y sismos; por lo tanto, el objetivo de este trabajo es estudiar la capacidad símica de un puente real ante el multi-peligro: socavación y sismos. Para alcanzar el objetivo se desarrollaron modelos analíticos no lineales del puente considerando a éste sin y con problemas de socavación. Los modelos consideran la no linealidad del material donde se asumen las leyes constitutivas propuestas por Hognestad para muro de CR, el modelo de Mander para columnas de CR, y el modelo de Park para el acero de refuerzo. Se estudian la capacidad de los puentes ante mecanismos de colapso a flexión y a cortante. Mediante el método del ATC-40 se estiman las demandas de ductilidad por curvatura y de distorsión angular ante diferentes escenarios sísmicos, lo cual permite estimar curvas de fragilidad para 4 estados límite de daño.