Thesis:

Desempeño sísmico de puentes esviados que incorporan sistemas de disipación sísmica multidireccional basados en elementos u-shaped

La red vial chilena está dominada por puentes esviados debido a la compleja geografía del país, pero estas estructuras presentan una mayor vulnerabilidad sísmica por su tendencia a rotar en planta, generando desplazamientos significativos. Tras el terremoto de Maule (2010), se actualizaron las especificaciones sísmicas del Manual de Carreteras; sin embargo, estas apuntan principalmente a evitar el colapso, sin garantizar la operatividad post-sismo, especialmente en puentes críticos. Esta investigación propone incorporar sistemas de disipación sísmica multidireccional basados en elementos U-Shaped para mejorar el desempeño sísmico de puentes esviados. Se genera una muestra representativa de puentes chilenos y se analizan mediante modelos no lineales en OpenSEES y la metodología Multiple Stripe Analysis (MSA). Se evalúan variables como la fuerza de fluencia, el comportamiento histerético, la ductilidad y la ubicación de los disipadores. Los resultados muestran que los disipadores multidireccionales mejoran significativamente la respuesta sísmica de los puentes, aunque su efectividad se ve limitada por la capacidad lateral de las cepas y la necesidad de incluir disipadores en estribos para cumplir con los criterios de diseño.

Chile’s road network is dominated by skewed bridges due to the country’s complex geography. However, these structures are more seismically vulnerable because of their tendency to rotate in plan during earthquakes, leading to significant relative displacements. After the 2010 Maule earthquake, seismic design specifications were updated in the Chilean Highway Manual. Nonetheless, these changes mainly focus on collapse prevention and do not ensure post-earthquake operability, which is critical for essential or lifeline bridges. This study proposes the incorporation of multidirectional seismic energy dissipation systems based on U-shaped elements to improve the seismic performance of skewed bridges. A representative sample of Chilean bridges is developed and analyzed using nonlinear models in OpenSEES and the Multiple Stripe Analysis (MSA) methodology. Key variables evaluated include the yield strength, hysteretic behavior, design ductility, and location of the energy dissipators. Results show that multidirectional dissipators significantly enhance the seismic response of the bridges. However, their effectiveness is limited by two main factors: the lateral capacity of the piers and the inclusion of dissipators at abutments, the latter being critical to meet design requirements.