Análisis dinámico no lineal de un puente colgante vehicular tipo de 100 metros de longitud ante cargas sísmicas y de viento, según AASHTO LRFD 2017 y NEC 2015 - Núñez Meneses, Jorge Luis (2022)
El diseño de puentes es un área poco compartida en el tercer nivel de educación superior, mucho menos si son de características especiales y de grandes luces, como los colgantes. El presente trabajo contempla el diseño de un puente colgante tipo de 100 metros de longitud, realizando un análisis lineal y no lineal en lo que tiene que ver a cargas de viento y sismo, además de armar un documento de cálculos manuales para el diseño de todos los elementos del puente, que puede servir como guía a los profesionales interesados en esta rama de la ingeniería. Como primera parte se realizó el análisis y diseño de la súper estructura del puente mediante el análisis dinámico por cargas vehiculares, incluyendo, por un lado, el método de cálculo de cargas de viento establecido en la AASHTO LRFD y la NEC 2015 y, por otro, un túnel de viento. Con un patrón de velocidad igual a 80 mph (según AASHTO LRFD), se evidenció que el análisis dinámico mediante un túnel de viento es predominante respecto al análisis estático basado en fuerzas, ya que muestra de forma real los efectos de las cargas en cada uno de los elementos logrando obtener situaciones desfavorables, pues, en términos generales se tienen valores de desplazamientos mayores en un 10 por ciento. Posterior al diseño de la súper estructura, se realizó el análisis de la subestructura ante cargas sísmicas, realizando un análisis modal espectral vs un análisis no lineal en el dominio del tiempo, utilizando registros de aceleraciones de sismos reales escalados al espectro objetivo de diseño, donde se puede evidenciar las grandes diferencias entre las demandas producidas en dichos análisis que, a pesar que los dos métodos son dinámicos, siempre será recomendable realizarlo en el rango no lineal, pues se evidencia el comportamiento real del evento sísmico, además de permitirnos conocer el comportamiento y la variación de esfuerzos y deformaciones durante la duración del evento sísmico. El análisis no lineal en el dominio del tiempo se realizó en base a 9 acelerogramas que se escalaron de forma apropiada al espectro objetivo calculado, cuyos resultados fueron desfavorables en comparación del análisis modal espectral, pues las derivas calculadas son un 74 por ciento mayores en el sentido Y; un 10 por ciento mayores en el sentido X. Finalmente, se presenta un documento tipo manual con el diseño de los elementos del puente según AASHTO LRFD.