52 Efecto de la componente vertical del movimiento del suelo en el desempeño sísmico de puentes

🎓 Efecto de la componente vertical del movimiento del suelo en el desempeño sísmico de puentes simplemente apoyados
Ponente: Dr(c). Teodoro Esteban Amaya

🎯 Objetivo

Evaluar cómo la aceleración vertical (V) afecta la respuesta y fragilidad de puentes chilenos simplemente apoyados, comparando configuraciones sin anclajes verticales, con barras sísmicas y con cables pretensados (modelación no lineal en OpenSees).

🔎 Por qué importa

Tras 27F (2010) se observaron grandes desplazamientos/rotaciones del tablero y fallas en apoyos elastoméricos. La componente V suele subestimarse (regla 2/3) pese a V/H variables y a modos verticales cercanos a los del tablero. Se requiere incorporar efectos de V en diseño y verificación.

🏗️ Estrategias de sistema

Tipología: vigas pretensadas simplemente apoyadas, llaves de corte “fusible”, apoyos elastoméricos.
Tres casos: C1 sin anclajes V; C2 barras sísmicas; C3 cables pretensados.
Interacción tablero–estribo: impacto y suelo de relleno; rotación del tablero como métrica clave.

🧩 Tecnologías y modelación

OpenSees: columnas y viga cabezal con fibras; apoyos tipo *FlatSlider* (fricción dependiente de carga axial); materiales de impacto (gap) e hiperbólico para relleno; resortes para barras y cables (solo tracción, con pretensado).
Registros: 33 terremotos (PGA_H 0.03–1.49 g; V/H = 0.32–4.32).

📐 Criterios de diseño y verificación

Corte en columnas: AASHTO/ACI; influencia de N(t) por componente V en (V_n).
Llaves de corte: modelo trilineal (Wang–Chopra) con gap.
Estados de daño y fragilidad: HAZUS; IM = PGA.

🧪 Ensayos y desempeño esperado

Apoyos elastoméricos: lazos elasto-plásticos con transición a deslizamiento; sensibilidad a variación de carga axial.
Validación de fricción en apoyos contra literatura/ensayos reportados. 🧪

📊 Resultados de análisis (síntesis)

Con componente V:

(N_{\max}) en columnas ↑ hasta 2.3×; curvatura ↑ ~2.1×; reducción de capacidad a corte hasta 34%.
Rotación del tablero ↑ (máx. reportado 49%); desplazamiento relativo residual ↑ 35%.
Fragilidad de apoyos elastoméricos ↑ (ED 2–4).
Anclajes verticales: reducen rotación y daño en apoyos; *cables pretensados* mayor barras; pero incrementan demanda/probabilidad de daño en columnas.

⚙️ Recomendaciones

Incluir componente V y modos verticales en análisis; no usar ciegamente “2/3”.
Modelar fricción de apoyos dependiente de carga axial y considerar descompresión.
Si se usan anclajes V, preferir cables pretensados y verificar capacidad de columnas.
Diseñar llaves de corte e impacto tablero–estribo con gaps y disipación realistas.
Calibrar estados de daño y revisar rotación residual como KPI de servicio.

❓ Q&A destacadas

*Líneas futuras:* evaluar tipologías con anclajes superiores y distintos espectros/impulsivos.
*Normas:* incorporar factores de amplificación/ajuste específicos para V y verificación de corte/axial.
*Carga vehicular:* no considerada en el análisis (solo cargas muertas).

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