Resumen de Estudio sísmico de pilas esbeltas de un viaducto de ferrocarril de alta velocidad
Diego Hernández Fraile, José Manuel Simón-Talero Muñoz, Alberto Fernández Álvarez
El objetivo de esta presentación es mostrar los resultados de la comparación entre distintos métodos de análisis estructural en situación sísmica que recoge la normativa española, aplicado a un viaducto de pilas esbeltas. También se establece como objetivo el estudio del comportamiento estructural del viaducto en función de la conexión entre las pilas y el tablero.
Se ha tomado para el análisis un viaducto recto de 620 m de longitud con juntas de dilatación en estribos, y 10 vanos de 50 + 65 × 8 + 50 m de luz. El tablero consta de un cajón continuo de hormigón pretensado;
las pilas son de hormigón armado y sección rectangular hueca, con alturas de 35 y 50 m. El análisis se ha centrado en la respuesta de las pilas a la acción sísmica.
En primer lugar se ha llevado a cabo el cálculo aplicando el análisis modal espectral para obtener un primer tanteo de esfuerzos. Además, este primer cálculo ha permitido observar cómo las propiedades oscilatorias de la estructura, así como los esfuerzos que aparecen en las pilas, varían en función de la conexión entre pilas y tablero.
Una vez se ha determinado la alternativa que presenta un comportamiento estructural más adecuado frente a la acción sísmica, se ha realizado un análisis más sofisticado recogido por la norma, que es el cálculo aplicando el método espectro-capacidad.
El método espectro-capacidad (MEC) permite analizar la respuesta estructural frente a una solicitación sísmica de una manera mucho más realista que con el análisis modal espectral, ya que éste segundo método asume un comportamiento lineal de la estructura, mientras que el comportamiento real del viaducto tiene un marcado carácter no lineal, sobre todo frente a solicitaciones sísmicas. Las propiedades oscilatorias de la estructura dependen de las características mecánicas de sus distintos elementos, y éstas se ven modificadas por la acción del sismo mediante mecanismos como la fisuración, las disipaciones por fricción y las plastificaciones de los materiales. Asimismo, los esfuerzos que aparecen en los elementos de la estructura dependen de las propiedades oscilatorias de la misma, y por tanto se ven modificados según sus propiedades mecánicas cambian. Los esfuerzos obtenidos mediante el MEC son sensiblemente inferiores a los obtenidos por el análisis modal espectral, y podrán emplearse para el diseño siempre y cuando el dimensionamiento permita que se desarrolle un comportamiento suficientemente dúctil.
