Respuesta estructural de puentes con trabes I de acero curvos en planta a partir del análisis de puentes rectos equivalentes

Abstract

En este trabajo se presentan un conjunto de expresiones para estimar el comportamiento estructural de puentes curvos continuos con trabes I de acero bajo carga viva. El estudio se hizo analizando distintos modelos de elemento finito representativos de la superestructura de puentes curvos, tomando como base un puente ya construido y en función de tres variables que influyen en la modificación de su respuesta estructural. Para ello se analizó una serie de 60 modelos con valores diferentes de radio de curvatura (60 m, 170 m, 280 m y ∞), longitud de claro (20 m, 30 m, 40 m, 50 m y 60 m) y numero de trabes (2, 4 y 6). Estos modelos fueron analizados con el método del elemento finito, para lo cual se utilizaron elementos tipo barra para diafragmas, y tipo placa para las trabes y losas. Se estudiaron distintos elementos mecánicos en las trabes de los puentes, tales como: torsión, cortante, flexión en ambos ejes, así como deflexiones al centro del claro. A partir de las máximas respuestas obtenidas para cada elemento mecánico y deflexiones, se desarrolló un análisis de correlación para determinar expresiones simplificadas que relacionan las variables en estudio (longitud de claro, radio de curvatura y número de trabes) con las máximas respuestas de los puentes curvos, a partir de los resultados de puentes rectos equivalentes. Los puentes rectos equivalentes, son puentes con la misma geometría en sección transversal, pero con un radio de curvatura infinito. El valor obtenido por cada expresión representa el factor de modificación de la respuesta correspondiente a un puente recto equivalente. Las expresiones desarrolladas se evaluaron para determinar la diferencia que se tiene respecto a los análisis refinados que corresponden a casos no utilizados en el análisis de correlación. Las expresiones mostraron, en su mayoría, mejores resultados que los métodos recomendados en especificaciones actuales, además de que permiten obtener más información sobre el comportamiento estructural de este tipo de estructuras. Se analizan dos modelos de carga viva, el HL-93 (AASHTO LRFD 2014) y el IMT 66.5 (SCT 2001), en cuyo caso los resultados para ambos modelos de carga viva fueron similares.