EVALUACIÓN DE CONFIABILIDAD EN PILAS DE PUENTES DE CONCRETO REFORZADO CON CORROSIÓN ANTE CARGAS HIDRODINÁMICAS Y VIVAS.

Abstract

En este trabajo se desarrolló una metodología para evaluar la confiabilidad de una pila de concreto reforzado la cual forma parte del sistema estructural de un puente vehicular representativo, con una configuración comúnmente empleada en México, sometido a cargas hidrodinámicas y cargas vivas, considerando además el deterioro por corrosión en el acero de refuerzo. Para ello, se desarrolló un modelo estructural en SAP2000®, empleando como referencia la geometría de un puente vehicular existente. A partir de esta geometría se definieron las propiedades mecánicas de los materiales y la configuración del acero de refuerzo necesarias para realizar la evaluación estructural y probabilística. Se recabaron y analizaron registros meteorológicos históricos de distintas estaciones ubicadas en zonas de alta precipitación en el Estado de México. A partir de dichos registros se determinaron distribuciones de probabilidad para simular eventos de lluvia y estimar los caudales asociados mediante el método racional. Posteriormente, con base en la teoría de Airy, se estiman las demandas hidrodinámicas actuantes en la pila del puente vehicular. Se desarrollaron rutinas de programación en MATLAB® para automatizar la modificación de variables de entrada, la interacción con SAP2000® mediante su API (Interfaz de Programación de Aplicaciones) y la recopilación de resultados estructurales. Estas herramientas permitieron realizar simulaciones considerando la variabilidad de las propiedades mecánicas de los materiales, las cargas vivas, la precipitación y el nivel de corrosión. Una vez desarrolladas las rutinas para la interacción MATLAB®-SAP2000®, se realizan múltiples simulaciones de Monte Carlo para generar una base de datos que ayude a analizar y estudiar la correlación entre las variables involucradas. Para llevar a cabo este análisis y ampliar el conjunto de datos, se utiliza la herramienta UNINET® para desarrollar una Red Bayesiana No Paramétrica. Finalmente, con el conjunto de escenarios ampliado, se estima el deterioro por corrosión del acero de refuerzo para cada caso, se determina su diagrama de interacción y se evalúa la demanda. Como criterio de falla, si el punto de demanda en la pila se encuentra dentro de la curva del diagrama de interacción, se considera que la sección cumple; caso contrario, se considera que ocurre una falla. A partir de la contabilización de los escenarios de falla se determina la probabilidad de falla y el coeficiente de confiabilidad.