EFECTO DEL IMPACTO DE VEHÍCULOS EN MOVIMIENTO (PUENTES ATIRANTADOS).

Vehículos tales como camiones y trenes pasando puentes a cierta velocidad causan efectos dinámicos entre ellos vibraciones globales y efectos locales de martillo. Las cargas dinámicas para movimiento de vehículos son considerados "impacto" en la ingeniería de puentes por la relativa corta duración. La magnitud de la superficie y características dinámicas del vehículo tales como la velocidad del movimiento, sistema de amortiguación, de distinta forma las cargas de terremoto pueden causar vibración en el puente en las direcciones longitudinal, transversal y vertical, el movimiento de vehículos principalmente excita vibraciones verticales del puente. El efecto del impacto influencia primeramente a la superestructura y algo a los miembros de la subestructura arriba del suelo porque la energía puede disiparse efectivamente en miembros bajo el suelo por el soporte que tienen.

Sin embargo la interacción entre movimiento de vehículos y puentes es más complejo, los efectos dinámicos de vehículos en movimiento sobre puentes son medidos por asignación de carga dinámica IM sumando a la carga estática viva (LL) en las especificaciones corrientes de diseño de puentes. De acuerdo a las especificaciones de la AASHTO y AREA es dado por:

est

IM = D min / D est -1

Donde

Dmin = Respuesta dinámica máxima para deformación, momento o corte de los miembros de la estructura

Dest = Respuesta estática máxima

El efecto total de la carga viva LL, puede ser expresado como

LL = AF·Dest

AF =1+ IM

Donde

AF = Factor de amplificación representado la amplificación dinámica del efecto de la carga estática

IM = Factor de impacto determinado por una formula empírica en el código de diseño

Los recientes trabajos de algunos investigadores sobre el comportamiento dinámico de puentes más propiamente de vehículos en movimiento sobre puentes se han centralizado sobre un recurso analítico modelando el puente como una viga simplemente apoyada o una losa simplemente apoyada bajo cargas constantes móviles o pulsaciones (modelo de carga móvil). El efecto dinámico bajo diferentes velocidades de la carga móvil y diferentes relaciones de amortiguación fueron estudiados de esto se establece que la velocidad de los vehículos y el periodo fundamental del puente predominan en el comportamiento dinámico de un puente.

Como la mayoría de los puentes se componen de vigas y losas se han analizado este sistema bajo cargas móviles vehiculares son el método de los elementos finitos.

Basados en análisis analíticos y estudios de mediciones de campo; las características de la respuesta dinámica de puentes bajo cargas móviles puede resumirse en los siguientes hechos.

1. Los factores de medición de impacto IM, en puentes carreteros varían significativamente con un promedio de 0.12 con desviación estándar de 0.05 para puentes de vigas I metálicos. Los valores medidos de los factores de impacto son bajos respecto a las especificaciones AASHTO.

2. El factor de impacto se incrementa con la velocidad del vehículo en muchos casos.

3. El factor de impacto decrece cuando el vano del puente crece.

4. Bajo las condiciones de superficie, la rugosidad de la losa usando las ondulaciones del terminado del piso como parámetro, se considera buen terminado cuando son menores a 1 cm, se considera como "pobre" cuando las ondulaciones son mayores a 4 cm, el factor de impacto se incrementa tremendamente.

5. El factor de impacto decrece cuando los vehículos cruzan en más de una vía, porque la probabilidad de que ocurra la máxima respuesta dinámica al mismo tiempo es pequeña.

6. El impacto sobre las vigas exteriores es mayor que las vigas interiores porque el modo de deformación por torsión de la respuesta dinámica es mayor, en las vigas externas.

7. El primer modo de vibración de un puente es dominante en muchos casos, especialmente para el efecto dinámico en las vigas interiores de un puente simplemente apoyado.