POLYMÊTIS · Análisis Sísmico de Puentes

Datos de entrada

Zonificación e importancia

Zona sísmica [Tabla 3.1004.302.A]

Tabla 3.1004.302.A A₀ = {0,20 · 0,30 · 0,40} g · a₀ = {0,30 · 0,40 · 0,50} g Aceleración efectiva máxima A₀ y aceleración máxima a₀ por zona. Zonificación por comuna en Tabla 3.1004.304.A y Láminas 3.1004.304A–C.

Clasificación por importancia CI [3.1004.305]

Tabla 3.1004.309(1).A K₁(I) = 1,0 · K₁(II) = 0,8 Puentes esenciales o de gran luz: CI = I. Los demás según criterio de 3.1004.305.

Peligro de socavación sísmica PSS [Tabla 3.1004.306.A]

Tabla 3.1004.306.A PSS 1 → 75% Soc · PSS 2 → 100% Soc Grado según razón entre socavación total para Tr = 25 años y la de diseño. La DV puede autorizar reducciones justificadas, nunca bajo el 50%.

Suelo y período

Tipo de suelo de fundación [Tablas 3.1004.308.A/B]

Tablas 3.1004.308.A/B · 3.1004.309(2).A S = {0,9 · 1,0 · 1,2 · 1,3} · T₁ = {0,20 · 0,30 · 0,70 · 1,10} s · K₂ = {0,513 · 0,672 · 1,182 · 1,598} Espesores mínimos 20 m (I–II), 10 m (III–IV). Reglas de reclasificación por estrato subyacente en 3.1004.308.B.

Período T_n [s]

Peso P [tonf]

Aplicabilidad de método

N° de tramos

Tipo de apoyo

Luz libre máx. [m]

Δcota mesa–socav. [m]

Combinación CQC (opcional)

Modos T ; S [una línea por modo]

ξ = 0,05 fijo por norma. S = valor máximo modal de la respuesta a combinar.

ec. 3.1004.309(3).2 / (3).3 S = √(ΣΣ ρᵢⱼ Sᵢ Sⱼ) · ρᵢⱼ = 8ξ²r^{3/2} / [(1+r)(1−r)² + 4ξ²r(1+r)] Forma del MC-V3, algebraicamente equivalente al CQC de Der Kiureghian con amortiguamiento uniforme. Incluir modos hasta ≥ 90% de la masa en cada dirección.

Resultados

Esquema del puente

Espectro Sₐ(T)

Metodología

Referencias

CCS (T.307)

—

Categoría

Tabla 3.1004.307.A CCS = f(A₀, PSS, CI) Gobierna análisis, largo de apoyo (App 90), fundaciones y detallamiento.

A′₀

—

K₁ · S

—

T₁ · K₂

—

s · —

Método 1 — K_h

—

≥ 0,10

ec. 3.1004.309(1).1 K_h = K₁·S·A′₀/2 ≥ 0,10 Pasarelas, pasos desnivelados y puentes simplemente apoyados ≤ 2 tramos, luz ≤ 70 m, Δcota ≤ 12 m.

Método 2 — K_h(T_n)

—

ec. 3.1004.309(2).1 K_h = 1,5·K₁·S·A′₀ (T≤T₁) · K₁·K₂·S·A′₀/T^{2/3} (T>T₁) Simplemente apoyados > 2 tramos y continuos, luz ≤ 70 m, Δcota ≤ 25 m.

Método modal — Sₐ(T_n)

—

ec. 3.1004.309(3).1 Sₐ(T)/g ≡ K_h(T) Misma forma funcional que el método 2. Δcota ≤ 50 m.

CQC

—

Combinación

Q_mín · Método modif.

—

tonf

ec. 3.1004.311.1 0,25·K₁·A′₀·S·P

Q_mín · Modal

—

tonf

ec. 3.1004.311.2 0,20·K₁·A′₀·S·P

K_h Estribo M-O

—

3.1004.312(1) K_h = C_s = 0,5·A′₀ Estribos auto-estables: método pseudo-estático de Mononobe–Okabe, R=1 para las reacciones elásticas.

Meseta 1,5·K₁·S·A′₀

—

Factores R — Tabla 3.1004.310.A

Elemento	R_L	R_T

R = 1,0 en el Método 1. Conexiones (R = 0,8/1): sólo a fuerzas elásticas en direcciones restringidas. Para CCS b/c/d se recomienda diseñar fundaciones para las fuerzas máximas de rótulas plásticas (§3.1004.6).

Elevación esquemática · aplicabilidad de método

La categoría de comportamiento sísmico (CCS) fija el detallamiento, el largo de apoyo mínimo (App 90) y el diseño de fundaciones. Los tres badges de aplicabilidad se calculan en tiempo real con los umbrales del manual.

Espectro de diseño Sₐ(T)/g — Métodos 2 y 3

Curva única: Sₐ en unidades de g coincide con K_h del Método 2. El marcador dorado indica T_n. La meseta plana se extiende hasta T = T₁, luego decae ∝ 1/T^(2/3).

Categoría de Comportamiento Sísmico

La CCS se obtiene cruzando la aceleración efectiva A₀ (zona sísmica), el grado de socavación PSS y la clasificación por importancia CI. La tabla 3.1004.307.A define cuatro grados (a, b, c, d) que gobiernan los requisitos de análisis, largo de apoyo, diseño de fundaciones y detallamiento en 3.1004.6.

Método del Coeficiente Sísmico

K_h = K₁ · S · A′₀ / 2 ≥ 0,10

Aplicable a pasarelas, pasos desnivelados y puentes simplemente apoyados de hasta dos tramos, con luces libres ≤ 70 m y Δcota mesa de apoyo–socavación ≤ 12 m. Todos los R = 1,0 (§3.1004.310).

Método del Coeficiente Modificado por la Respuesta

K_h(T_n) = 1,5·K₁·S·A′₀ (T_n ≤ T₁) · K₁·K₂·S·A′₀/T_n^{2/3} (T_n > T₁)

Puentes simplemente apoyados con más de dos tramos y puentes continuos, luces ≤ 70 m y Δcota ≤ 25 m. Con los factores R de la Tabla 3.1004.310.A.

Método Modal Espectral

Sₐ(T_m) igual expresión que el Método 2

S = √( ΣΣ ρ_ij · S_i · S_j ) · ρ_ij = 8ξ²·r^{3/2} / [(1+r)(1−r)² + 4ξ²·r·(1+r)]

Con r = T_i/T_j ≤ 1 y ξ = 0,05 fijo por norma. Se incluyen modos hasta acumular ≥ 90% de la masa en cada dirección. Δcota ≤ 50 m.

Corte basal mínimo

Q_mín = 0,25·K₁·A′₀·S·P (Método 2) · 0,20·K₁·A′₀·S·P (Método modal)

Si el corte basal total (suma de reacciones elásticas / R) resulta inferior, las solicitaciones se amplifican hasta alcanzar Q_mín.

MOP–DGOP–Dirección de Vialidad. Manual de Carreteras, Volumen N°3: Instrucciones y Criterios de Diseño, Edición 2018. Capítulo 3.1000, Sección 3.1004 «Diseño Sísmico».
Tablas 3.1004.302.A (A₀), 3.1004.303.A (a₀), 3.1004.306.A (PSS), 3.1004.307.A (CCS), 3.1004.308.A/B (suelos), 3.1004.309(1).A (K₁), 3.1004.309(2).A (T₁, K₂), 3.1004.310.A (R).
Ecuaciones 3.1004.309(1).1, 3.1004.309(2).1, 3.1004.309(3).1–.3 y 3.1004.311.1/.2.
Anexo 3.1000-A, Criterios Sísmicos para el Diseño de Puentes en Chile (Junio 2017), MOP.
AASHTO Standard Specifications for Highway Bridges, División I-A — base metodológica citada por el MC-V3.
Der Kiureghian, A. (1981). «A response spectrum method for random vibration analysis of MDF systems». Earthquake Engineering and Structural Dynamics 9(5) — base teórica del CQC.

Descargo de responsabilidad

Esta herramienta implementa el análisis sísmico del MC-V3 §3.1004 (Ed. 2018) y su Anexo 3.1000-A. No reemplaza el juicio profesional, la revisión de un ingeniero civil estructural competente ni los requisitos contractuales o reglamentarios del proyecto. El uso de los resultados es de exclusiva responsabilidad del usuario. Verifique siempre contra la edición vigente de la norma y contra el informe geotécnico del proyecto.