Edgar Muñoz

Seismic vulnerability and loading capacity of a wire strained bridge based on structural reliability

ResumenSe presenta en este documento los analisis de vulnerabilidad sismica y de capacidad de carga del Viaducto Cesar Gaviria Trujillo, empleando las tecnicasde confiabilidad estructural basada en las labores de instrumentacion. En el se incluye labores tales como: ensayos geofisicos, ensayos de las propiedadesmecanicas de materiales, vibraciones ambientales, medicion de los efectos de la cargas vehiculares, instrumentacion inalambrica, pruebas de carga, medicionde tensiones de tirantes, etc. Tambien se explican los modelos estructurales en elementos finitos desarrollados para el puente y su proceso de calibracionbasado en la prueba de carga y las propiedades dinamicas determinadas experimentalmente. Ademas la forma como se realizo la reconstruccion de lashistorias de esfuerzos de todos los elementos estructurales durante su construccion, de acuerdo con la bitacora de obra. Para los analisis de confiabilidadse hizo un estudio de amenaza sismica y respuesta dinamica del sitio del puente, donde se obtuvieron nueve espectros de respuesta con diferentes periodosde retorno. Al estudiar las curvas de probabilidad de resistencia y solicitaciones sismicas de los pilones, se encontro que tienen unos indices de confiabilidadadecuados dentro de las recomendaciones de las normas internacionales. Ademas que uno de los elementos de la superestructura que se instrumento paraevaluar su capacidad para los efectos de trafico, tiene un indice de confiabilidad por fuera de los rangos sugeridos por las normas internacionales. Finalmentealgunos tirantes tienen niveles de tensiones mayores a las admisibles especificadas durante su diseno y a las recomendadas internacionalmente para estetipo de puentes.Palabras Clave: Confiabilidad estructural, vulnerabilidad sismica, puentes atirantados, efectos locales, monitoreo, capacidad de carga, historia de esfuerzosy proceso constructivoAbstractThis document presents the analysis of seismic vulnerability and load capacity for Cesar Gaviria Trujilo Viaduct, by means of structural reliability techniquesbased on instrumentation works. Such study includes: geophysical trial tests, trials tests on material mechanical properties, environmental vibrations,measurements on the effects of traffic load, wireless instrumentation, loading tests, wire strainers tensile strength, etc.Additionally, the study explains structural models on finite elements, which were developed for the bridge, as well as its calibration process based on theloading test, and dynamical properties determined on experimental basis. Furthermore, the study indicates the way stress records collection of all structuralelements was conducted, during the construction process, in accordance with the job site log-book. As for reliability, a seismic threat analysis was madeas well as dynamic responses on the bridge site, where nine spectrums were obtained at different return periods. By studying strength probability curvesand seismic loads of pylons, it was found they have reliability indexes in accordance with recommendations by the international regulations. However,one of the superstructure’s elements, which were introduced to evaluate its capacity on traffic effects, has a reliability index far higher than the rangesrecommended by international regulations. Finally, some wire strainers have higher level tensions than specifications admitted during its design andinternational recommendations for these kinds of bridges.Keywords: Structural reliability, seismic vulnerability, wire strained bridges, local effects, monitoring, loading capacity, stress record and constructive processRevista Ingenieria de Construccion Vol. 25 N