Análisis del desempeño sísmico mediante procedimientos no lineales del puente Chaman Km. 701 en el distrito de Chepén - Provincia de Chepén - la libertad "

Abstract

En la presente investigación se analizó el nivel de desempeño sísmico del Puente Chamán km. 701, en el distrito de Chepén – provincia de Chepén – La Libertad, mediante el análisis estático no lineal (pushover), frente a solicitaciones sísmicas; tomando en cuenta que, con este análisis se obtiene el comportamiento real de la estructura, por lo tanto, se pueden predecir los daños que sufrirá el puente después de ocurrido un sismo. El análisis estático no lineal (pushover) consiste en aplicar un patrón de cargas a la estructura en una dirección en específico, que se incrementará hasta lograr el colapso de la estructura. Para la aplicación de este análisis en el Puente Chamán se utilizó el software CSI Bridge v21; y, además, se tomó principalmente como referencia los parámetros descritos en el Manual de Puentes MTC (2018), Manual de CALTRANS (2019), LRFD Seismic Analysis and Design of Bridges Rerence Manual (2014). Para el desarrollo de esta investigación se tuvo en cuenta las aceleraciones de la zona de estudio, que sirvió para graficar el espectro de diseño y determinar el desplazamiento de demanda para sismos raros y muy raros, con periodo de retorno de 475 y 1000 años, respectivamente. De otro lado, para determinar el desplazamiento de capacidad del puente, se tuvo en cuenta las propiedades del material (concreto, acero de refuerzo) y geometría del pilar. Se pudo determinar que el desplazamiento de demanda para sismos raros (Tr= 475 años) es 0.36 cm en el eje transversal y 6.75 cm en el eje longitudinal, mientras que, para sismos muy raros (Tr= 1000 años) es 0.43 cm en el eje transversal y 7.76 cm en el eje longitudinal. El desplazamiento de capacidad resultó 0.91 cm en el eje transversal y 6.68 cm en el eje longitudinal. En conclusión, el nivel de desempeño sísmico del Puente Chamán para sismos Tr= 475 años resultó dentro del estado límite de prevención de colapso, lo que nos indica que el puente presentará daños significativos no reparables, mientras que para sismos Tr= 1000 años resultó en el estado de colapso, lo que nos indica que el puente dejará de funcionar completamente

In the present investigation, the level of seismic performance of the Chamán Bridge km. 701, in the district of Chepén - province of Chepén - La Libertad, by means of non-linear static analysis (pushover), in the face of seismic solicitations; taking into account that, with this analysis, the real behavior of the structure is obtained, therefore, the damage that the bridge will suffer after an earthquake can be predicted. Nonlinear static analysis (pushover) consists of applying a load pattern to the structure in a specific direction, which will increase until the structure collapses. For the application of this analysis in the Shaman Bridge, the software CSI Bridge v21 was used; Furthermore, the parameters described in the MTC Bridge Manual (2018), CALTRANS Manual (2019), LRFD Seismic Analysis and Design of Bridges Rerence Manual (2014) were taken as a reference. For the development of this research, the accelerations of the study area were taken into account, which served to graph the design spectrum and determine the demand shift for rare and very rare earthquakes, with a return period of 475 and 1000 years, respectively. On the other hand, to determine the capacity displacement of the bridge, the properties of the material (concrete, reinforcing steel) and the geometry of the column were taken into account. It was possible to determine that the demand displacement for rare earthquakes (Tr = 475 years) is 0.36 cm in the transverse axis and 6.75 cm in the longitudinal axis, while, for very rare earthquakes (Tr = 1000 years) it is 0.43 cm in the transverse axis and 7.76 cm in the longitudinal axis. The capacity displacement was 0.91 cm in the transverse axis and 6.68 cm in the longitudinal axis. In conclusion, the level of seismic performance of the Chamán Bridge for earthquakes Tr = 475 years resulted within the limit state of collapse prevention, which indicates that the bridge will present significant non-repairable damage, while for earthquakes Tr = 1000 years it resulted in the state of collapse, which indicates that the bridge will stop working completely.