Factibilidad de uso de aisladores sísmicos con sujeción por fricción en puentes y viaductos en zonas de baja intensidad sísmica

En este trabajo se propone y evalúa la factibilidad del uso de aisladores sísmicos o apoyos elastoméricos con anclaje lateral por fricción en puentes y viaductos ubicados en zonas de baja intensidad sísmica. El uso de aisladores sísmicos con anclaje por fricción busca reducir los costos en comparaci...

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Detalles Bibliográficos
Autores principales: Brizuela, Pablo Federico, Inaudi, José Antonio
Formato: Artículo revista
Lenguaje:Español
Publicado: Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales 2025
Materias:
bridges
viaducts
seismic isolation
friction
metallic dampers
puentes
viaductos
aislamiento sísmico
fricción
pontes
viadutos
isolamento sísmico
fricção
Acceso en línea:https://revistas.unc.edu.ar/index.php/FCEFyN/article/view/51299
Aporte de:
Revista de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de Universidad Nacional de Córdoba
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description En este trabajo se propone y evalúa la factibilidad del uso de aisladores sísmicos o apoyos elastoméricos con anclaje lateral por fricción en puentes y viaductos ubicados en zonas de baja intensidad sísmica. El uso de aisladores sísmicos con anclaje por fricción busca reducir los costos en comparación con los aisladores con placas de borde y pernos de anclaje, además de simplificar significativamente el proceso de instalación de los aisladores en puentes. Los aisladores con anclaje por fricción presentan una capacidad limitada de transmisión de fuerzas de corte, determinada por el producto de la carga axial y el coeficiente de fricción entre la goma o el neopreno y el hormigón. Por esta razón, se propone la combinación de este tipo de aisladores con disipadores metálicos dispuestos en paralelo, que permitan controlar la demanda de deformación del sistema de aislamiento y reducir, de este modo, la probabilidad de deslizamiento de los aisladores elastoméricos con anclaje por fricción durante eventos sísmicos. Esta estrategia de diseño de sistemas de aislamiento se propone para regiones sísmicas caracterizadas por eventos de baja y mediana intensidad. En el trabajo se revisa el estado del arte de los aisladores sísmicos con anclaje por fricción, los sistemas de disipación de energía y las tecnologías de control de deformaciones en puentes. Asimismo, se realiza la modelación numérica de un puente de tipología frecuente en Argentina con el sistema de aislamiento propuesto y se presenta el análisis e interpretación de los resultados obtenidos mediante simulaciones computacionales de la respuesta estructural. Se demuestra que la incorporación de disipadores en el sistema de aislamiento propuesto permite controlar y prevenir el deslizamiento de los aisladores con sujeción por fricción, proporcionando una reducción de los esfuerzos de corte y de los momentos de vuelco en las pilas del puente, en comparación con un diseño convencional sin sistema de aislamiento, bajo escenarios sísmicos de baja intensidad.
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spelling I10-R375-article-512992025-12-19T19:27:24Z Factibilidad de uso de aisladores sísmicos con sujeción por fricción en puentes y viaductos en zonas de baja intensidad sísmica Feasibility of the Use of Seismic Isolators with Friction-Based Anchorage in Bridges and Viaducts Located in Low Seismic Intensity Zones Viabilidade do Uso de Isoladores Sísmicos com Ancoragem por Fricção em Pontes e Viadutos em Zonas de Baixa Intensidade Sísmica Brizuela, Pablo Federico Inaudi, José Antonio bridges viaducts seismic isolation friction metallic dampers puentes viaductos aislamiento sísmico fricción pontes viadutos isolamento sísmico fricção En este trabajo se propone y evalúa la factibilidad del uso de aisladores sísmicos o apoyos elastoméricos con anclaje lateral por fricción en puentes y viaductos ubicados en zonas de baja intensidad sísmica. El uso de aisladores sísmicos con anclaje por fricción busca reducir los costos en comparación con los aisladores con placas de borde y pernos de anclaje, además de simplificar significativamente el proceso de instalación de los aisladores en puentes. Los aisladores con anclaje por fricción presentan una capacidad limitada de transmisión de fuerzas de corte, determinada por el producto de la carga axial y el coeficiente de fricción entre la goma o el neopreno y el hormigón. Por esta razón, se propone la combinación de este tipo de aisladores con disipadores metálicos dispuestos en paralelo, que permitan controlar la demanda de deformación del sistema de aislamiento y reducir, de este modo, la probabilidad de deslizamiento de los aisladores elastoméricos con anclaje por fricción durante eventos sísmicos. Esta estrategia de diseño de sistemas de aislamiento se propone para regiones sísmicas caracterizadas por eventos de baja y mediana intensidad. En el trabajo se revisa el estado del arte de los aisladores sísmicos con anclaje por fricción, los sistemas de disipación de energía y las tecnologías de control de deformaciones en puentes. Asimismo, se realiza la modelación numérica de un puente de tipología frecuente en Argentina con el sistema de aislamiento propuesto y se presenta el análisis e interpretación de los resultados obtenidos mediante simulaciones computacionales de la respuesta estructural. Se demuestra que la incorporación de disipadores en el sistema de aislamiento propuesto permite controlar y prevenir el deslizamiento de los aisladores con sujeción por fricción, proporcionando una reducción de los esfuerzos de corte y de los momentos de vuelco en las pilas del puente, en comparación con un diseño convencional sin sistema de aislamiento, bajo escenarios sísmicos de baja intensidad. This paper presents a feasibility study on the use of elastomeric isolators restrained by friction in bridges and viaducts located in zones with low seismicity. The idea of using elastomeric isolators restrained by friction is to reduce costs with respect to conventional end-plates seismic isolators and to simplify the complexity of isolator installation during bridge construction. These isolators have a limited shear capacity given by the product of axial load times the friction coefficient of rubber or neoprene and concrete. For this reason, we propose the combination of this type of isolator and supplemental metallic dampers that control the deformation demand of the isolation systems and reduce the probability of sliding of the elastomeric isolators restrained by friction during seismic events. The proposed design strategy of the isolation system can be applied in regions with low and medium intensity ground motion events. The state of the art on the application of elastomeric isolators restrained by friction, metallic dampers, and deformation control in bridges is reviewed. We describe the computational models used for a case bridge with the proposed isolation system and present an analysis and interpretation of results on the dynamic performance of the bridge. These results demonstrate that the use of supplemental metallic dampers in isolation systems restrained by friction allows deformation control and bearing-sliding prevention, providing shear force and moment reductions in bridge piers compared with a conventional bridge without an isolation system in low-intensity seismic events. Este artigo apresenta um estudo de viabilidade sobre o uso de isoladores elastoméricos com restrição por fricção em pontes e viadutos localizados em regiões de baixa sismicidade. A proposta de utilizar isoladores elastoméricos com restrição por fricção visa reduzir os custos em relação aos isoladores sísmicos convencionais com placas de extremidade, além de simplificar a complexidade do processo de instalação dos isoladores durante a construção de pontes. Esses isoladores apresentam uma capacidade limitada de transmissão de esforços cortantes, determinada pelo produto da carga axial pelo coeficiente de fricção entre a borracha ou o neoprene e o concreto. Por essa razão, propõe-se a combinação desse tipo de isolador com amortecedores metálicos suplementares, capazes de controlar a demanda de deformação dos sistemas de isolamento e reduzir a probabilidade de deslizamento dos isoladores elastoméricos com restrição por fricção durante eventos sísmicos. A estratégia de projeto proposta para o sistema de isolamento pode ser aplicada em regiões caracterizadas por eventos sísmicos de baixa e média intensidade. O estado da arte sobre a aplicação de isoladores elastoméricos com restrição por fricção, amortecedores metálicos e tecnologias de controle de deformações em pontes é revisado. São descritos os modelos computacionais utilizados para um caso de ponte com o sistema de isolamento proposto, bem como apresentada a análise e a interpretação dos resultados referentes ao desempenho dinâmico da estrutura. Os resultados demonstram que o uso de amortecedores metálicos suplementares em sistemas de isolamento com restrição por fricção permite o controle das deformações e a prevenção do deslizamento dos aparelhos de apoio, proporcionando reduções dos esforços cortantes e dos momentos nas pilas da ponte, em comparação com uma ponte convencional sem sistema de isolamento, sob eventos sísmicos de baixa intensidade. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales 2025-12-19 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf https://revistas.unc.edu.ar/index.php/FCEFyN/article/view/51299 Revista de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Vol. 11 Núm. 1 (2024); 1-15 2362-2539 0373-9686 spa https://revistas.unc.edu.ar/index.php/FCEFyN/article/view/51299/51678 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0

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