Modelo de aeroelasticidad comparando un puente tipo colgante versus tipo arco, caso río arajuno y su incidencia en el comportamiento estructural

Abstract

RESUMEN: Las exigencias actuales señalan la necesidad de construir estructuras flexibles, dependiendo de la situación geográfica del puente, este estará expuesto a los efectos del viento, el objetivo de este trabajo de investigación es aplicar un modelo de aeroelasticidad comparando un puente tipo colgante versus tipo arco, para el caso del Río Arajuno y determinar la incidencia en el comportamiento estructural, con la finalidad de encontrar la mejor alternativa para diseñar un puente en esta localidad. Este trabajo de investigación tiene un enfoque cuantitativo, el diseño de la investigación es no experimental, debido a que se observa al fenómeno tal como se da en el contexto natural. Se realizó una búsqueda bibliográfica para establecer el marco teórico considerando fuentes confiables, para la estructuración de la base conceptual de los puentes y del fenómeno de la aeroelasticidad, con sus métodos propuestos de análisis de fuerzas aeroelásticas.

Posteriormente, se realiza la ingeniería básica, para el diseño preliminar, se propone un puente soportado por cables, específicamente el tipo de puente colgante, y otro un puente de tipo arco, de tablero inferior, con arco superior y péndolas verticales. Se realiza la modelación en 3D de los puentes de tipo colgante y arco, utilizando el software CSI Bridges, aplicando las cargas aeroelásticas previamente obtenidas y las secciones del diseño preliminar, generando un modelo computacional de los dos puentes. Se aplica a los modelos de puente planteados el método de cargas estáticamente equivalentes para la acción del viento, los resultados indican que el método de cargas estáticamente equivalentes, provoca mayor afectación a la estructura debido a sus fuerzas aeroelásticas más altas en relación a los otros dos métodos. Además, que el puente que generó menos probabilidad de colapso, fue el puente en arco debido a que su periodo de vibración transversal y el desplazamiento que se genera en la estructura, es menor que los valores obtenidos con el puente de tipo colgante, lo cual indica que la mejor alternativa de puente en relación a su diseño, para el caso del Río Arajuno es el puente tipo arco.