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Collapse Mechanism and Full-Range Analysis of Overturning Failure of Continuous Girder BridgesMecanismo de colapso y análisis de alcance total del fallo por vuelco de puentes de vigas continuas

Resumen

En los últimos años, se han producido repetidamente en China fallos de vigas por vuelco en puentes de vigas continuas. Para investigar el mecanismo de colapso por vuelco y también para evaluar la racionalidad del método de diseño antivuelco utilizando modelos de elementos de viga que se adoptan comúnmente en el diseño práctico, se construyeron modelos detallados de elementos sólidos finitos en 3D de un puente típico de vigas continuas de cajón de tres vanos con un solo pilar y se realizó un análisis numérico de rango completo de los modelos. Los modelos sólidos incluían el efecto de pretensado y los diafragmas. Se tuvieron en cuenta tanto las no linealidades de contorno como las geométricas. Los cojinetes se modelaron teniendo en cuenta la construcción y las dimensiones reales de los cojinetes de caucho, las características del material y las condiciones de contorno de las almohadillas de caucho, y las propiedades de contacto entre cada parte de los cojinetes. Los resultados del análisis revelaron que el comportamiento del puente se acercó al estado no lineal al inicio de la primera desconexión de los cojinetes; el mecanismo de rotación (vuelco) de la viga pasó gradualmente de la rotación de cuerpo deformable a la rotación de cuerpo rígido; todos los cojinetes del extremo y del medio se habían desconectado totalmente o localmente en el momento del fallo de vuelco final. Los resultados del análisis también mostraron que el desacoplamiento de los rodamientos provocaba la ineficacia de la restricción en la dirección transversal, lo que reducía significativamente la carga última de vuelco y la ductilidad estructural antes del colapso final. Antes del primer desacoplamiento de los cojinetes, las reacciones verticales calculadas a partir del modelo de viga estaban en buena concordancia con las del modelo sólido, mientras que las reacciones transversales no lo estaban. Los comportamientos fueron inexactos después de la desconexión de los cojinetes en los modelos de viga en los que el movimiento del eje de rotación y la transición del mecanismo de rotación no se realizaron. Se recomendaron topes transversales fiables y anclajes de tracción en las secciones de rodamiento para mejorar eficazmente la estabilidad y la ductilidad antivuelco en el diseño práctico.

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