Salud estructural de puentes mediante mediciones de vibración ambiental

Abstract

This research project evaluated the dynamic properties and structural health of three reinforced concrete bridges in Morelia, Michoacán, Mexico, using ambient vibration measurements (AVM) or Operational Modal Analysis (OMA). Techniques such as frequency domain decomposition (FDD) and enhanced frequency domain decomposition (EFDD) were applied using the commercial software ARTeMIS to identify modal frequencies, damping ratios, and mode shapes. The results revealed a progressive decrease in modal frequencies (ranging from 4.6% to 14.6% over a 9- year period), attributed to the addition of asphalt layers, vehicular traffic, and stiffness loss in structural elements such as AASHTO girders and neoprene supports. Visual inspections and finite element models (FEM) confirmed localized superficial cracks, though without compromising structural integrity. It is concluded that AVM proved to be an effective tool for assessing bridge structural health, providing reliable results.

En este proyecto de investigación se evaluó las propiedades dinámicas y la salud estructural de tres puentes de concreto armado en la ciudad de Morelia, Michoacán, México, mediante mediciones de vibración ambiental (MVA) o Análisis Modal Operacional (OMA, por sus siglas en ingles). Se hizo uso de técnicas como la descomposición en el dominio de la frecuencia (FDD) y la descomposición mejorada (EFDD) en el software comercial ARTeMIS para identificar frecuencias modales, amortiguamiento y formas de vibrar. En los resultados obtenidos se puede apreciar una disminución progresiva en las frecuencias modales (entre 4.6% y 14.6% en un lapso de 9 años), asociado a la adición de una carpeta asfáltica, el tránsito vehicular y la perdida de rigidez en elementos como trabes AASHTO y los apoyos de neopreno. La inspección visual y los modelos de elemento finitos (MEF) validaron grietas superficiales localizadas, aunque sin comprometer la integridad estructural. Se concluye que las MVA demostraron ser una herramienta efectiva para evaluar la salud estructural de puentes, proporcionó resultados válidos.