MODELACIÓN DE PUENTES
Antes de la construcción de cualquier sistema estru ctural, se deben emplear amplios criterios de ingeniería y procesos de análisis. Durante este proceso, muchas suposiciones de ingeniería son rutinariamente u sadas en la aplicación de principios de ingeniería y teorías para la práctica. Un su bconjunto de estas suposiciones es usado en una multitud de métodos analíticos disponibles para análisis estructurales. El objetio del análisis es inestigar las respuestas más probables de una estructura de puente debido a un rango de cargas aplicadas. !os resultados de estas inestigaciones deben ser conertidos en datos "tiles de dise#o, proporcionando proporcionando a los dise#adores la in$ormación necesaria para ealuar el $uncionamiento de las estructuras de puentes y determinar las acciones apropiadas para lograr la con%guración del dise#o más e%ciente. MODELACIÓN
&odo &odo el modelado modelado analítico, análisis, análisis, y la interpretación interpretación de resultados deben deben basarse en un juicio sensato de ingeniería y una comprensión sólida de los principios $undamentales de ingeniería. 'inalmente, el análisis debe alidar el dise#o. (uchos $actores contribuyen a la determinación de los parámetros de modelado. Estos $actores deberían re)ejar temas como la complejidad de la estructura bajo inestigación, tipos de carga siendo e*aminados, y, sobre todo, la in$ormación requerida a ser obtenida del análisis. &ípico diagrama diagrama de )ujo del proceso proceso de análisis
El primer paso en lograr un modelo computacional con%able es de%nir un conjunto correcto de propiedades del material y del suelo, basado en in$ormación publicada e inestigaciones in situ. En segundo lugar, los componentes críticos son ensamblados y probados numéricamente donde la alidación del $uncionamiento de estos componentes es considerada importante para la respuesta global del modelado.
LA GEOMETRÍA
Después de seleccionar una metodología apropiada de modelado, se deben dar serias consideraciones a la correcta representación de las características geométricas de puentes. Estos asuntos geométricos están directamente relacionados con las características de comportamiento de los componentes estructurales así como también el conjunto global de la estru ctura. !as consideraciones deben incluir+ • • • • •
!a geometría global de la estructura del puente !a alineación horiontal !a eleación ertical El peralte de la carretera -one*ión de los componentes indiiduales del puente
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Y SECCIONES
Uno de los aspectos más importantes al tomar el comportamiento correcto de la estructura es la determinación de las propiedades del material y las secciones de sus componentes siendo necesarias para determinar el comportamiento estructural real. En cuanto a las propiedades de sección necesitan ser ajustadas para el objetio del análisis. ara análisis elásticos, si el objetio es la $uera, las propiedades de sección son menos importantes con tal de que la rigide relatia sea correcta. !as propiedades de sección se uelen más críticas cuando los objetios son el desplaamiento de la estructura y la de$ormación. Desde que el hormigón armado se %sura más allá de cierta de$ormación, las propiedades de sección necesitan ser modi%cadas para este comportamiento. En general, si se espera la de$ormación ultima, entonces la rigide e$ectia debería ser considerada en las propiedades de sección. Es com"n usar el alor medio del momento de inercia para miembros concretos re$orados y el alor total para miembros concretos pretensados. !os comportamientos no lineales son más di$íciles de manipular en modelos complicados y simples de elementos %nitos. -uando los elementos sólidos son usados, se deben utiliar las relaciones constitutias describiendo el comportamiento del material. Estas propiedades deberían ser calibradas por los datos obtenidos a partir de ensayos de e*perimentos disponibles. ara elementos de tipo iga/columna, sin embargo, es esencial que el ingeniero estime correctamente el $uncionamiento de los componentes ya sea por los e*perimentos o un análisis teórico detallado. Una e establecida el $uncionamiento del miembro, un modelo inelástico simpli%cado puede usarse para simular el comportamiento esperado del miembro. (ientras un modelo degradante puede correlacionar muy bien comportamientos teóricos con resultados e*perimentales. ara un dise#o inicial, todas las propiedades de los materiales deberían basarse en alores nominales. 0in embargo, es importante eri%car el dise#o con las propiedades preistas de los materiales. CONDICIONES DE CONTORNO
1tro ingrediente clae para el é*ito del análisis estructural es la correcta caracteriación de las condiciones de contorno del sistema estructural. !as condiciones de las columnas o los estribos en los puntos del soporte 2o el suelo3 deben ser e*aminados por ingenieros e implementados correctamente en el análisis del modelo estructural. Esto puede ser logrado por medio de arias maneras basadas en di$erentes suposiciones de ingeniería. or ejemplo, durante la mayor parte del análisis estático, es com"n usar una representación simple de soportes 2Empotrado, %jo, móil3 sin caracteriaciones de la rigide del suelo o $undación. 0in embargo, para un análisis dinámico, la representación correcta del sistema del suelo o $undación es esencial. CARGAS
Durante las actiidades de ingeniería de dise#o, los modelos se usan para ealuar las estructuras de puentes para diersas cargas de sericio, como el trá%co, iento, temperatura, construcción, y otras cargas de sericio. Estas cargas de sericio pueden ser representados por una serie de casos e státicos de carga aplicado al modelo estructural.
En muchos casos, especialmente en onas de alta sismicidad, las cargas dinámicas controlan muchos parámetros de dise#o del puente. En este caso, tiene mucha importancia comprender la naturalea de estas cargas, así como también la teoría que gobierna el comportamiento de sistemas estructurales sometidos para estas cargas dinámicas. En onas sísmicas altas, un análisis espectral multimodal de respuesta es requerido para ealuar la respuesta dinámica de estructuras de puentes. En este caso, la carga del espectro de respuesta es usualmente descrita por la relación del período estructural s. la aceleración del suelo, elocidad, o desplaamiento para una amortiguación estructural dada. En algunos casos, usualmente para estructuras de puentes más complejos, un análisis de historia de tiempo es requerido. Durante estas inestigaciones analíticas, un conjunto de cargas de historia de tiempo 2normalmente, el desplaamiento o la aceleración s. el tiempo3 es aplicado a los nodos de contorno de la estructura.
