Evaluación del grado de vulnerabilidad sísmica del puente carretero ubicado en la vía nacional PE1N – Moche por el Método del Espectro de capacidad ante la acción de sismo severo

Abstract

En el presente trabajo de tesis se evaluó el grado de vulnerabilidad sísmica del puente carretero Moche, estructura de concreto armado de 90 metros de luz aproximadamente, separado en 5 tramos y de viga tipo Gerber con peralte variable, ubicado en la vía nacional PE1N en el distrito de Moche, de la provincia de Trujillo, del departamento de La Libertad, mediante el método del espectro de capacidad ante la acción de sismo severo. Se elaboró el modelo estructural del puente Moche utilizando el software CSi Bridge v.20.2.0 para luego determinar su capacidad de desplazamiento mediante un análisis estático no lineal (Pushover), se aplicaron en el centro geométrico de la superestructura cargas laterales aleatorias, perpendiculares al eje principal, con la finalidad de conocer el comportamiento inelástico de dicha estructura; asimismo se utilizó las recomendaciones descritas en el Manual de Puentes (2018), AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 8th edition (2017), WSDOT Bridge Design Manual (2019), Manual de CALTRANS (2019) y ATC-40 (1996). Para obtener la demanda sísmica se elaboró un espectro de diseño en base a un sismo severo con un periodo de retorno de 1000 años, el que sirvió de base para compatibilizar ocho registros sísmicos ocurridos en la costa del Perú mediante el software SeismoMatch 2021, de esta manera obtuvimos un espectro de demanda más cercano a la realidad sísmica de nuestro país. Seguidamente obtuvimos un total de 264 puntos de desempeño para la representación bilineal de la curva de capacidad del puente Moche. La determinación del grado de vulnerabilidad sísmica del puente Moche se realizó a partir de la generación de curvas de fragilidad mediante la aplicación de la metodología FRACAS, realizando un análisis probabilístico para diversos estados de daño bajo el método evaluador del espectro de capacidad elaborado por el Comité VISION 2000. Del cual concluimos que el grado de vulnerabilidad del puente Moche para un sismo severo con periodo de retorno de 1000 años es bajo, pues ocurre un 59% de probabilidad de exceder el estado de daño ED1 para una aceleración de 1g; es decir el puente se encuentra en condición Operacional después de ocurrido el sismo de estudio.

In the present thesis work, the degree of seismic vulnerability of the Moche highway bridge was evaluated, a reinforced concrete structure of approximately 90 meters of light, separated into 5 sections and a Gerber-type beam with variable cant, located on the PE1N national road in the districk of Moche, in the province of Trujillo, in the department of La Libertad, using the capacity spectrum method in the event of a severe earthquake. The structural model of the Moche bridge was elaborated using the CSi Bridge v.20.2.0 software to later determine its displacement capacity by means of a non linear static analysis (Pushover), random lateral loads were applied in the geometric center of the superstructure, perpendicular to the main axis, in order to know the inelastic behavior of said structure; Likewise, the recommendations described in the Bridge Manual (2018), AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 8th edition (2017), WSDOT Bridge Design Manual (2019), CALTRANS Manual (2019) and ATC-40 (1996) were used. In order to obtain the seismic demand, a design spectrum was elaborated based on a severe earthquake with a return period of 1000 years, which served as the basis to make compatible eight seismic records that occurred off the coast of Peru using the SeismoMatch 2021 software, of this In this way, we obtained a spectrum of demand that was closer to the seismic reality of our country. We then obtained a total of 264 performance points for the bilinear representation of the capacity curve of the Moche bridge. The determination of the degree of seismic vulnerability of the Moche bridge was carried out from the generation of fragility curves through the application of the FRACAS methodology, carrying out a probabilistic analysis for various damage states under the capacity spectrum evaluator method prepared by the Committee. VISION 2000. From which we conclude that the degree of vulnerability of the Moche bridge for a severe earthquake with a return period of 1000 years is low, since there is a 59% probability of exceeding the state of damage ED1 for an acceleration of 1g; in other words, the bridge is in operational condition after the study earthquake occurred.