PRUEBAS experimentales - Un mundo de soluciones … · trabes “Gerber” apoyadas sobre columnas...

Construcción y Tecnología Marzo 200530

P O R T A D A

PRUEBAS


en elexperimentales

POR: DAVID MURIÀ VILA(1), ABRAHAM ROBERTOSÁNCHEZ RAMÍREZ,ROBERTO GÓMEZMARTÍNEZ, GERARDORODRÍGUEZ GUTIÉRREZ,MIGUEL ÁNGELMENDOZA GARCÍA,JOSÉ ALBERTO ESCOBARSÁNCHEZ, JOSÉ ENRIQUEBLANCO, CARLOS H.HUERTA CARPIZO YROBERTO CARLOSMENDOZA*

distribuidorvial de

San Antoniode

FOTOS: PEDRO HIRIART

www.imcyc.com Construcción y Tecnología31

Los resultados re-velan interesantesaspectos de la res-puesta estructuraly en los sitios estu-diados su compor-tamiento estructu-ral ante las pruebas

realizas fue satisfactorio.

INTRODUCCIÓNPrincipalmente, con el propósito de corro-borar las hipótesis de diseño, detectarposibles discrepancias que afecten lascondiciones de seguridad del distribuidorvial (DV) y definir si es necesario ajustarlos criterios de diseño para futuras obrasde este tipo, el gobierno del Distrito Fede-ral, a través del Comité Técnico que apoyael desarrollo del proyecto del DV, solicitó alInstituto de Ingeniería de la UNAM (IIUNAM)que hiciera diversas pruebas sobre la obraterminada y con una estructuración del tipopéndulo invertido (figuras 1 y 2), para de-terminar algunas propiedades básicas de sucomportamiento estructural.

En atención a dicha solicitud, el IIUNAMpropuso la realización de tres tipos depruebas de campo:

• Pruebas de vibración ambiental entres sitios seleccionados, con longitudesentre 35 y 200 m

• Pruebas de tracción en una columnaesbelta

• Pruebas de carga estáticas y dinámi-cas en un tramo de 35 m de longitud

CARACTERÍSTICASESTRUCTURALES

Los tramos del DV estudiados se caracte-

Este artículo trata sobre las pruebas de vibración ambiental,

tracción y cargas vehiculares en tres sitios del distribuidor vial de

San Antonio de la ciudad de México para determinar algunas

propiedades básicas de su comportamiento estructural que

permitan validar y, si es necesario, ajustar los criterios de diseño

para futuras obras de este tipo.

rizan por estar estructurados mediantetrabes “Gerber” apoyadas sobre columnasde sección circular; la unión entre las tra-bes y las columnas fue concebida paraformar un marco rígido.Las trabes apoyadassobre las columnas fue-ron identificadas co-mo TA y las trabes cen-trales como TC. Enambos casos, se tratade elementos de con-creto pretensado, cu-ya sección transversales de tipo cajón convoladizos.

Las columnas, porsu parte, son de secciónoblonga y se apoyansobre zapatas, mismasque pueden o no estardesplantadas sobre pi-las (figuras 2 y 3).

Figura 1 Localización de los tres sitiosseleccionados para realizar pruebas


P O R T A D A

Las pruebas se aplicaronen los tres sitios indicados enla figura 1 ubicados entre losejes A1 a A24, A14 a A15 y A24a A25 del tramo I del DV (figura1) y están estructurados convigas TC y TA apoyadas sobrecolumnas. El primero se eligiódebido a que las columnas so-bre las que se encuentran apo-yadas las vigas TC y TA son dealturas variables de 6.23 a14.25 m (sitios 1, 2 y 3, figura1). El segundo se seleccionó portener las columnas de mayoraltura en dicho tramo (13.47 a14.25 m) y estar cimentadassobre zapatas aisladas con ysin pilas. El último sitio se

Figura 3 Instrumentación en el sitio 2del distribuidor vial

El Instituto de Ingeniería de laUniversidad Nacional Autónoma deMéxico (IIUNAM) realizó diversaspruebas experimentales delsegundo piso del Periférico, entre eldistribuidor vial de San Antonio ySan Jerónimo, para determinaralgunas propiedades básicas de sucomportamiento estructural enalgunos tramos típicos del segundopiso. Esto con el propósito de quelos responsables del proyectotengan elementos de referenciaque les permitan corroborar lashipótesis de diseño y puedandetectar posibles discrepanciasque afecten las condiciones deseguridad del distribuidor vial y,principalmente, para que puedan

Figura 2 Vista generalde la estructura

Determinación experimental de parámetros estructurales de dos tramos típicosdel segundo piso del Periférico

Determinación de la ubicación de los trasductores de desplazamiento para medir la deformaciónlateral de la columna debido al jalón producido por la grúa de 500 ton.


Pruebas de tracciónCon la prueba de tracción en una columnaesbelta (sitio 2) se generó la vibración librede la estructura utilizando un dispositivo me-cánico desarrollado en el Instituto de Ingenie-ría (Sánchez, 1991). Con un juego de poleasse aplicaron, de manera progresiva, fuerzasde tracción del orden de cinco ton. Una vezalcanzada la carga deseada, ésta se liberópara que la estructura vibrara libremente. Losdesplazamientos y las aceleraciones que seprodujeron fueron medidos en puntos estra-tégicos previamente identificados.

El análisis de la respuesta registrada delsistema estructural permitió determinar susfrecuencias de vibración fundamental y losvalores de los amortiguamientos corres-pondientes, sus deformaciones angularestanto de la base como en el capitel de lascolumnas, así como la rotación de la su-perestructura. Esta prueba sirvió paracorroborar los resultados de las pruebasde vibración ambiental.

escogió debido que es el que tiene la vigaTC de mayor dimensión (37.07 m) y con co-lumnas de 13.21 a 13.52 m de altura cimen-tadas con zapatas aisladas.

DESCRIPCIÓN DE PRUEBASPruebas de vibraciónambiental

En ésta se midieron las aceleracionesgeneradas por la actividad normal en suentorno en los tres sitios seleccionadosde la estructura, identificando las prin-cipales frecuencias de vibración en lasdirecciones vertical (V), transversal (T) ylongitudinal (L). Se emplearon ocho ser-voacelerómetros de alta resolución quefueron colocados en diferentes puntosde observación en la estructura (figura3). Las señales de estos sensores fueroncapturadas con un sistema de adqui-sición automático de datos de gananciaajustable para lograr registrar digital-mente las señales de pequeña amplitudde aproximadamente 10-5 g. Los regis-tros de las aceleraciones medidas encampo con posterioridad fueron anali-zados en gabinete para estimar lasprincipales propiedades dinámicas quedefinen la respuesta de la estructura an-te los sismos.

definir si procede hacer ajustesa los criterios de diseño de obrasde este tipo.

El IIUNAM elaboró un programa depruebas de campo con el fin dedeterminar las propiedadesestructurales en diferentes etapasconstructivas en dos tramos de la víaelevada. En las diversas etapas serealizaron pruebas de vibraciónambiental, de tracción lateral y decargas vehiculares. En las pruebas de vibraciónambiental se midieron lasaceleraciones generadas en los tramosseleccionados de la estructura por laactividad normal en su entorno. Encada tramo escogido se instalaron

arreglos de ocho acelerómetrosubicados en diferentes puntosestratégicos de la estructura. Losregistros de las aceleracionesmedidas en campo se analizaronpara calcular las principalespropiedades dinámicas y se

Trasductor de desplazamiento para medirla deformación lateral de la columnadurante las pruebas de tracción

Prueba concargas estáticasy dinámicas

En el sitio dos de la vía ele-vada también se efectua-ron pruebas bajo cargas


Figura 4 Posiciones de los camionespara las pruebas estáticas en el sitio 2

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vehiculares de magnitudes extremas. Paraestas pruebas se emplearon cinco ca-miones de tipo T3-S3. Cuatro de ellos secargaron con pesos entre 55 y 60 ton, yuno con 22 ton, y se colocaron en lasposiciones más desfavorables sobre elpuente, aumentando progresivamenteel número de camiones hasta alcanzar unacarga máxima de 227 ton (figura 4). Lacarga se colocó tanto en forma simétricasobre los dos carriles, como asimétrica-mente, es decir, toda la carga sobre unsolo carril. La carga máxima aplicada fuemayor que la prescrita para el diseño dela estructura según las normas emplea-das para el proyecto; para considerar lacondición extrema que pudiera llegar apresentarse. Se midieron las defor-maciones de la estructura con los camio-nes parados sobre el tramo de vía encuestión; después, se efectuaron me-diciones con los cinco camiones circu-lando por el puente a diferentes ve-locidades (10 a 50 km/h) y colocando, enunos casos, topes de cinco cm de peralte(figura 5). La comparación de las de-formaciones medidas ante cargas está-ticas y dinámicas permitió evaluar losefectos dinámicos y de impacto quegeneran los camiones.

compararon entre las distintasetapas constructivas paradeterminar las variacionesde las mismas.

Las pruebas de tracción lateralconsistieron en aplicar una fuerzasensiblemente horizontal en el extremosuperior de la columna seleccionadapara deformarla lateralmente y en ladirección perpendicular al eje de la vía.

determinaron las deformaciones dela columna seleccionada y de las doscontiguas. En las pruebas vehiculares seemplearon cuatro camiones de 60 ton yuno de 20 ton, aproximadamente.

Puesto central de control y registro

El propósito era verificar,entre otros aspectos, lacontribución del collarínque se coloca como refuerzoentre la zapata y la columnaprefabricada. Para aplicar lafuerza se usó una grúa de 500ton con la que se aplicaronvarias cargas monotónicashasta alcanzar las 65 ton,aproximadamente. Conla instrumentación imple-mentada y con ayuda deequipo topográfico se

Figura 5 Configuración deformada de laestructura con la carga excéntrica en el sitio 2


La configuración deformada lateral dela estructura se midió con transductoresde desplazamiento del tipo LVDT y conayuda de equipo topográfico.

RESULTADOSPruebas de vibraciónambiental

Estas pruebas se realizaron con base en lametodología experimental desarrollada enel Instituto de Ingeniería (Murià Vila y Gon-zález, 1995). El procesamiento de la infor-mación consistió en un análisis de señalesaleatorias a través de la trasformada rá-pida de Fourier, para obtener las densida-des espectrales promedio, así como lascorrespondientes funciones de transfe-rencia, en fase y amplitud, y de coherenciaentre pares de señales.

Para la dirección T se dispone de lainformación obtenida en los ejes de colum-nas A3, A5, A9, A15 y A24 con alturas de

columnas que varían entre 6.23 y 14.25 m.En la figura seis se muestran los espectrosde densidades promedio de los puntos demedición de la parte superior de la estruc-tura en los ejes A3 y A9. En ellas se observanvarias ordenadas significativas comunes, locual indican que hay un acoplamiento modalentre los ejes de columna; esto se justificadebido a que estos ejes están acoplados através de las trabes TA y TC y se destacanlas correspondientes frecuencias predo-minantes de cada eje de columna.

Se compararon las frecuencias predo-minantes identificadas en la dirección T delos ejes A3, A5, A9, A15 y A24. Las fre-cuencias predominantes de cada eje decolumna dependen de su altura.

Aunque el fin del estudio no fue la de-terminación de las frecuencias del suelo,se lograron detectar algunas de sus fre-cuencias dominantes de vibración. Estasvarían entre 1.42 y 2.30 Hz.

Detalle que muestra uno de los transductores dedesplazamiento para medir el giro relativo entrela zapata y la base de la columna

Dispositivos para medir elgiro relativo entre la zapatay la base de la columnaantes del collarín

Para la dirección T se dispone de la

información obtenida en los ejes de

columnas A3, A5, A9, A15 y A24 con

alturas de columnas que varían entre

6.23 y 14.25 m.


Uno de los cuatro brazos de apoyo de la grúa de500 ton sobre los carriles centrales de Periférico

Figura 6 Espectros promedio obtenidossimultáneamente entre los extremossuperiores de las columnas ubicados enlos ejes A3 y A9, con los sensores orientadosen la dirección T

P O R T A D A

En los entre ejes A14-A15 y A24-A25se identificaron cuatro modos de vibrar enla dirección V del conjunto de trabes TA yTC (figura 7). Estos fueron: 1VS – primermodo simétrico, 1VAS – primer modo asi-métrico, 1VSR – primer modo simétrico detorsión y 1VASR – primer modo asimétricode torsión. También se detectaron dosmodos de rotación del eje de la trabe TA delos ejes A15 y A24. En las tablas uno y dosaparecen los valores de las frecuencias.

Tabla 1 Frecuencias o periodosfundamentales de vibración en la dirección Tidentificados con las pruebas de vibraciónambiental de los ejes A1 a A24

Eje A3 A5 A9 A15 A24

f(Hz) 2.39 1.81 1.07 0.80 0.88

T (s) 0.42 0.55 0.93 1.25 1.14

h (m) 6.2 8.1 11.6 14.3 13.4

Colocación de la marcasde referencia topográficaen el fuste de la columna

Maniobras para colocarlas eslingas que se

emplearon para jalar conuna grúa el extremo

superior de la columna


Se midieron las deformaciones de laestructura con los camiones parados(carga estática) distribuidos endiferentes formas sobre el tramo de víaseleccionado y, con posterioridad, seefectuaron mediciones con los cincocamiones circulando por el puente adiferentes velocidades (cargas diná-micas) y colocando, en unos casos,topes de cinco cm de altura paragenerar cargas de impacto. La comparación de las deformacionesmedidas ante cargas estáticas y diná-micas permitió evaluar los efectosdinámicos y de impacto que generanlos camiones. Para registrar lasaceleraciones y desplazamientos seemplearon servoacelerómetros ytransductores de desplazamiento, loscuales se colocaron en puntos

estratégicos de la estructura. Con el análisis de la informaciónregistrada se identificaron en lostramos seleccionados las frecuenciasde vibrar más significativas y seobtuvieron las deflexiones de lasvigas, así como los desplazamientoslaterales y las deformacionesangulares de la base y el cabezal delas columnas instrumentadas. Lasdeflexiones obtenidas fueroninferiores a los valores permisiblespor las normas de diseño.

Responsables del estudio: DavidMurià Vila y Roberto Sánchez Ramírez.

Jalón de aproximadamente 65 tonen el extremo superior de la columnacon una grúa de 500 ton

PRUEBAS DE TRACCIÓNPara generar la vibración libre del–“árbol”del eje de columna A15 (sitio dos) se realiza-ron dos pruebas de tracción. Las fuerzas detracción medidas fueron 3.5 y 4.8 ton parala 1a y 2a prueba, respectivamente. Con los re-gistros de aceleración se determinaron losporcentajes de amortiguamiento crítico pordecremento logarítmico y las frecuenciasque predominan en el eje A15 durante la

vibración libre generada alliberarse súbitamente lafuerza de tracción. En la ta-bla tres aparecen los datosobtenidos. Se puede obser-var que los valores de lasfrecuencias de vibraciónconcuerdan con las esti-madas con los registros devibración ambiental.

Figura 7 Densidades espectrales y funciones de transferenciapromedio obtenidos en los puntos 1 y 5 de los ejes A14-A15 yA24-A25


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Tabla 4 Amplitudes de desplazamientomáximas obtenidas de cada prueba

Prueba Medidas (mm) Medidas (mm)

D17=6 D19=1 D20=9 D22=5

1 1.3 -8.0 2.9 -2.6

2 -6.5 -17.5 2.1 -2.0

3-1 1.5 23.5 4.1 -3.5

3-2 -14.1 -36.0 7.2 -6.3

4-1 -1.7 -27.8 5.2 -5.0

4.2 -28.4 -35.0 -5.7 2.3

4-3 4.3 -39.1 15.5 -14.0

Figura 8 Desplazamientosde la superestructuramedidos en el eje A15 yen el centro del claro entrelos ejes A14 y A15

Tabla 2 Frecuencias de vibración, en Hz, mássignificativas en la dirección V que seidentificaron con las pruebas de vibraciónambiental de los sitios 2 y 3 que abarcan losejes A14-A15 y A24-A25, respectivamente

N° Modo Ejes A14-A15 Ejes A24-A25

1 1VS 3.42 2.93

2 Cabeceo “arbol” 4.30 4.35

3 Cabeceo “arbol” 4.74 5.57-5.71

4 1VSR 5.08-5.52 5.96-6.06

6 1VSR 7.13-7.32 6.98

7 1VSR* 8.89-8.99 7.52-8-35

Tabla 3 Frecuencias de vibración yporcentajes de amortiguamiento crítico mássignificativos que se identificaron con las dospruebas de tracción en el eje A15

Prueba Dirección Frecuencias, Frecuencia VA*, Porcentajes deen Hz en Hz amortiguamiento crítico

h1 h2

1T

0.810.78-0.81

10.9 0.7

2 0.78 11.6 0.5

1V

4.48-4.744.30-4.74

11.0 0.9-1.4

2 4.24 6.9 1.3-1.9

h1 - calculado con los 3 o 4 primeros ciclos de vibración.h2 - calculado con todos los ciclos de vibración.*VA - frecuencias determinadas en vibración ambiental

PRUEBAS CON CARGASESTÁTICAS

Un resumen de los desplazamientos verti-cales máximos obtenidos de las pruebas decarga estática en el sitio 2 (ejes A14 y A15)aparece en la tabla cuatro. Con estos datosse pueden trazar perfiles de deformaciónde las secciones transversales al eje de lacolumna A15 y al centro del claro entre losejes A14 y A15 (figura 8).

La rotación de la superestructura prácti-camente fue de cuerpo rígido, esto implicaque dicho movimiento se origina en lacolumna y que las deflexiones de losvoladizos laterales de las vigas TA y TC sonpoco significativas, lo cual sugiere unacapacidad de rotación adecuada delsistema estructural. Una de las condicio-nes más desfavorables fue la prueba 4-3,con los cuatro camiones alineados sobreel carril del lado oriente (figura 4).

(a) Eje A15

(b) Centro del claro entre ejes A14-A15


Figura 9 Deformación medida y calculada en el eje A15

Durante el desarrollo de estas pruebas,además de la instrumentación electrónica,se contó con el apoyo de tres brigadas detopografía. Una de ellas se encargó demedir los desplazamientos laterales de lascolumnas de los ejes A14 y A15. Con baseen esta información se determinaron losdesplazamientos suponiendo una colum-na de sección trasversal constante, empo-trada en su base y sometida a un momentoflexionante en su extremo superior. Elmomento es el producido por la excen-tricidad de la carga de los camiones.

Con la prueba 4-3 la estructura mani-festó la mayor deformación en la direcciónT. Los desplazamientos laterales del ejeA15 calculados con el modelo analítico secomparan con los experimentales en lafigura 9. Los desplazamientos teóricoscoinciden razonablemente con los des-plazamientos medidos. Asimismo, losgiros calculados tanto en la base de laestructura como en su extremo superiorson semejantes a los estimados ex-perimentalmente.

Con el apoyo de las otras dos brigadasde topógrafo se midió la deformaciónvertical en un tramo de 76 m a lo largodel eje longitudinal de la superestructura.Las mediciones se realizaron antes ydespués de cada prueba con el fin deobservar si la estructura recuperaba su

configuración inicial. De acuerdo con laprimera y última nivelaciones puededecirse que al concluir el programa depruebas la estructura no sufrió ningunadeformación permanente.

PRUEBAS CON CARGASDINÁMICAS

Se efectuaron mediciones con los cuatrocamiones circulando en convoy por elpuente a diferentes velocidades y colo-cando, en unos casos, topes de cinco cmde peralte al centro del claro entre los ejesA14 y A15 (tabla 5). Las amplitudes deaceleración y desplazamiento obtenidosde las pruebas en el sitio dos se presentanen las tablas 6 y 7.

Tabla 5 Peso y velocidades de los camionesempleados en las cuatro pruebas dinámicas

Camión Peso Sin tope Con tope

total (t) Dinámica 1 Dinámica 2 Dinámica 3 Dinámica 4

Camión km/h Camión km/h Camión km/h Camión km/h

A 22 B 19 B 31 B 6 B 24

B 60 A 33 A 20 A 46

C 55 C 31 C 8 C 18

E 57 E 37 E 8 E 13


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FRECUENCIASFUNDAMENTALES DEVIBRACIÓN VERTICAL

El análisis de la información registradapermitió identificar las frecuencias devibrar más significativas del tramo de víaen estudio. Para cada prueba dinámicas sellevó a cabo la identificación de las fre-

cuencias de vibrar en la dirección V y T conel fin de analizar sus posibles variacionesrespecto a las determinadas en las prue-bas de vibración ambiental.

De un análisis espectral por ventanasde 20 de las pruebas dinámicas dos y tresse observa cómo los componentes fre-cuenciales correspondientes a las frecuen-cias de vibración del conjunto de trabes TAy TC varían significativamente, con el pasode los camiones más pesados. Se apreciaque los valores de las frecuencias devibración del primer modo simétrico en ladirección V (1VS) disminuyeron durante laspruebas dinámicas.

Dada la gran variación de estas fre-cuencias se optó por realizar un análisisdetallado de la segunda prueba dinámicaa fin de determinar con mayor precisión losvalores de las frecuencias de vibración.Para ello, se aplicó una técnica paramé-trica modal (Li, Yi y Mau ST, 1990).

Las frecuencias determinadas en cadaventana se muestran en la figura 10, sólose exhiben los valores menores entre uno ycuatro Hz, por ser esta la banda de fre-cuenta donde se encuentra la frecuenciadel modo 1VS. Cada círculo vacío de la ter-cera gráfica de la figura le corresponde aun valor de frecuencia identificada y su ta-maño varía en función del porcentaje departicipación modal. Para cada ventana deanálisis aparece en el circulo mayor, uncírculo lleno que representan el valor dela frecuencia con mayor participación en larespuesta. La línea que une estos círculosllenos muestra la variación de la frecuenciafundamental del modo 1VS con el paso delos camiones. Para el caso del camión máspesado (60 t) la frecuencia disminuye de3.42 a 2.14 Hz. Esta disminución se recuperótotalmente cuando el camión salió deltramo instrumentado (ejes A14 y A15).

Las frecuencias fundamentales (modo1VS) en la dirección V del conjunto detrabes TA y TC de los ejes A14-A15 y A24-A25 identificadas en las pruebas de vibra-ción ambiental y de las pruebas dinámicasen los ejes A14-A15 concuerdan con datosdeterminados en puentes de estas carac-terísticas medidos en México o en otraspartes del mundo (Paultre et al., 1992).

Tabla 6 Amplitudes de aceleración máximas,en cm2 obtenidas de cada prueba

Tabla 7 Amplitudes de desplazamientomáximas obtenidas de cada prueba

Punto Camión Medidas (mm)

1 2 3 4

B 7.5 7.8 20.9 20.4

D17 A 3.0 7.3 6.7

C 7.2 9.9 12.3

E 6.8 9.7 14.5

B 18.5 16.7 26.9 25.9

D20 A 4.2 7.7 12.3

14.2 20.0 22.2

E 14.9 21.0 25.3

B 3.7 3.6 3.0 2.9

D20 A 1.6 1.2 2.3

C 3.2 4.8 4.6

E 4.1 4.3 4.4

B 3.1 3.2 2.2 2.5

D22 A 1.3 0.9 2.1

C 2.5 3.8 3.4

E 2.9 3.6 3.3

Punto Dinámica 1 Dinámica 2 Dinámica 3 Dinámica 4

5T 3 10 9 17

1T 6 16 28 63

10T 1 2 2 5

5V 12 30 37 86

9V 21 109 35 104

1V 76 177 434 495

6V 94 171 432 450

3V 29 129 47 143


EFECTOS DINÁMICOSY DE IMPACTO

También se estudió el paso de camiones adistintas velocidades y, sobre todo, el pasode éstos sobre el tope colocado para pro-ducir impacto. La comparación de las

deflexiones al centro del claro medidasante cargas estáticas (camiones sin movi-miento) y dinámicas (camiones en mo-vimiento) indican que los efectos diná-micos y de impacto que generan loscamiones se amplifican más de 10 veces.

Figura 10 Variación de las frecuencias de vibración en ladirección V obtenidas con el progarma MIMO (Li, Yi y Mau ST,1990) con un análisis paramétrico con ventanas de 4 a 10 s


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Gran parte de esta aparente amplificacióncorresponde a diferencias en la posicióndel camión. En las pruebas dinámicas loscamiones circularon al centro de la víamientras que las estáticas fueron colo-cados excéntricamente.

Por tanto, para estimar dichos efectosse recurrió a otro procedimiento, el cualconsiste en filtrar los desplazamientos me-didos, para eliminar los movimientos de losefectos dinámicos y calcular en el dominiodel tiempo el cociente de las amplitudespara obtener los máximos factores deamplificación de cada punto de mediciónde las cuatro pruebas. Las mayores am-plificaciones dinámicas y de impacto delos desplazamientos obtenidos al centrodel claro (puntos uno y seis) fueron de 1.6y 4.2 veces los estáticos, respectiva-mente. Para el caso del mayor despla-zamiento (26.9 mm) las amplificacionesfueron 1.3 y 1.7 veces los estáticos, res-pectivamente. Estos factores no guardanuna relación lineal con las amplitudes delos desplazamientos.

El análisis muestra que los incre-mentos de las deformaciones por elefecto de impacto están dentro de loslímites permisibles por las normas dediseño y son congruentes con los encon-trados en otros puentes de distintas par-tes del mundo.

CONCLUSIONESEl análisis de los registros de la vibraciónambiental y de las pruebas de tracciónindica que las frecuencias fundamentalesde vibración vertical en los tramos estu-diados son semejantes a las medidas enotros puentes con características geomé-tricas similares.

También se estimaron las frecuenciasdominantes del suelo en los tramos estu-diados, y sus valores resultan del mismoorden que los medidos en otros sitios consuelos parecidos. Las diferencias encon-tradas entre las frecuencias dominantesdel suelo y las frecuencias fundamen-tales de los tramos más altos de la es-tructura en la dirección transversal pa-recen indicar que no son de esperarsegrandes amplificaciones de las ondassísmicas de estos tramos.

Cuando se aplicó la carga máxima decamiones en los dos carriles de circulación,la deflexión máxima a la mitad de lalongitud de la viga fue inferior a la per-mitida por el código. Además, esta de-flexión se recuperó totalmente al removerla carga. Para esa condición se apreció laapertura de grietas existentes y la apa-rición de otras en el lecho inferior de latrabe TC, mismas que desaparecieron aleliminar dicha carga. El ancho máximo degrietas observado fue de 0.35 mm

Con la interpretación de las pruebasde carga se puede afirmar que cuando seaplicó la carga máxima de camiones enlos dos carriles de circulación, la de-flexión máxima a la mitad de la longitudde la viga fue inferior a la permitida porlas normas de diseño; además, esta de-flexión se recuperó totalmente al remo-ver la carga.

El análisis del efecto del paso de ca-miones a distintas velocidades y, sobretodo, el paso de éstos sobre el tope co-locado para producir impacto, muestraque los incrementos de las deformacionesestán dentro de los límites permitidos porlas normas de diseño y son congruentescon los encontrados en otros puentes dedistintas partes del mundo.

Se debe destacar que la carga máximavehicular aplicada en los tramos estudia-

También se estimaron las

frecuencias dominantes del suelo

en los tramos estudiados, y sus

valores resultan del

mismo orden que los medidos

en otros sitios con suelos

parecidos.


Referencias

Bendat, J.S. y Piersol, A.G. (1989), “Random Data. Analysis and MeasurementProcedure”, Wiley Interscience, New York.

Li, Yi y Mau S.T. (1990), “A Computer Program for Multiple Input-MultipleOutput System Identification Using Building Seismic Records”. ResearchReport UHCEE 90-07, Department of Civil and Environmental Engineering,University of Houston.

Murià Vila, D y González, R. (1995). “Propiedades dinámicas de edificios dela ciudad de México”, Revista de Ingeniería Sísmica, SMIS, núm. 51, pp 25- 45.

Paultre, P, Chaallal O, y Proulx, J (1992). ”Bridge dynamics and dynamicamplification factors-a review of analytical and experimental findings”, CanJ Civ Eng, vol 19, pp 260-278.

Sánchez Ramírez, R (1991), “Disparador automático para pruebas detracción en estructuras”, proy 1730, Instituto de Ingeniería, UNAM.

dos fue mayor que la prescrita para el di-seño de la estructura según las normasempleadas. Esto se acordó con el comitéde vías elevadas del gobierno del DistriroFederal para considerar la condiciónextrema que se pudiera llegar a presentar.En el tramo donde se realizaron las prue-bas, con cargas superiores a las que seconsideraron en el diseño, las deflexionesfueron menores a las permitidas por lasnormas de diseño. Además, se verificó queal retirarse estas cargas vehiculares laestructura recuperara su estado inicial. Porlo anterior, se concluye que el tramo estu-diado tuvo un comportamiento estructuralsatisfactorio ante las pruebas realizadas.

RECONOCIMIENTOSEl estudio fue patrocinado por el gobiernodel Distrito Federal. Se agradece al ComitéTécnico del proyecto del Distribuidor Vialpor el apoyo brindado y por sus valiososcomentarios. A José María Rioboo quien,a través de Luis Cabrera y Javier Morales,proporcionó toda la información re-querida y las facilidades necesarias paralas inspecciones de la obra y el buendesarrollo de las actividades de campo.

También, se agradece a René CervantesRamírez todo el apoyo logístico pararealizar las pruebas. Se reconoce laeficiente labor desempeñada por Con-cepción Hernández Rivera, FernandoRamírez, David Muñoz Vizuet, RicardoVera, José Rosales Enriquez, PoncianoTrinidad, Alberto Fuentes González, RaúlHernández y Salomón Trinidad, en lapreparación del material y del equipo, asícomo en la ejecución de las pruebas decampo. A Verónica María Correa Giraldo,Fernando Ramírez y Ricardo TabordaRíos por su colaboración en el procesa-miento de la información. Se agradecenlos comentarios y sugerencias de Rober-to Meli Piralla.

*Participantes

Personal del Instituto de Ingeniería dela UNAM que participo en el estudiodel segundo piso del periférico

Responsables:David Murià Vila yAbraham Roberto Sánchez Ramírez

Académicos:Gerardo Rodríguez GutiérrezMiguel Ángel Mendoza GarcíaRoberto Gómez MartínezJosé Alberto Escobar SánchezAlberto Fuentes González

Estudiantes:Jonathán Rodea MirandaCarlos TerronesBernardo Orozco RivasCarlos Humberto Huerta CarpizoRoberto Carlos Mendoza

Wilhelm Morales AvilesJosé Enrique BlancoCarlos Alonso Cruz NoguezJosé Camargo PérezDaniel Baruo Aldama SánchezJhave David Alvarez TorresvalleMarcos Mauricio Chávez CanoRicardo Andrés Trujillo HenaoFelipe Bennetts ToledoEdgar Castro SantiagoVerónica María Correa Giraldo

Técnicos:Concepción Hernández RiveraPonciano TrinidadRaymundo Mondragón ColínJosé Rosales Enriquez,Salomón TrinidadJosé Armando BarcenasGerardo Rivas Castillo

PRUEBAS experimentales - Un mundo de soluciones … · trabes “Gerber” apoyadas sobre columnas...

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