earthquake hanshin-awaji 1995

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  • 8/10/2019 Earthquake Hanshin-Awaji 1995

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    Anlisis del colapso de la Autopista Elevada deKobe, Japn, por el sismo de Hanshin-Awaji

    ocurrido el 17 de enero de 1995

    Felipe Alvarez CandiaUniversidad de Santiago de Chile, Estudiante Ing. Civil en Obras Civiles

    [email protected]

    Ronald Alvarez ReyesUniversidad de Santiago de Chile, Estudiante Ing. Civil en Obras Civiles

    [email protected]

    Felipe Gmez MaureiraUniversidad de Santiago de Chile, Estudiante Ing. Civil en Obras Civiles

    [email protected]

    Esteban Jamett QuezadaProfesor Departamento de Ing. en Obras Civiles, Universidad de Santiago de Chile

    [email protected]

    Resumen

    En el presente documento se investigarn los mecanismos de falla de autopistas que sepresentaron en las distintas localidades que conciernen a Kobe y sus alrededores, debidoal terremoto ocurrido en 1995, y se presentar un detallado anlisis de las fallas productodel superficial movimiento telrico que termin por arruinar las estructuras en Japn.

    Adems resulta imprescindible conocer cules fueron los sistemas de diseo de hace

    aproximadamente 50 aos donde no se contaba con un conocimiento acabado de losfactores presentes en la modelacin dinmica y en el comportamiento de los suelos defundacin debido a que no se tenan herramientas computaciones poderosas para elanlisis de puentes.

    Introduccin

    El 17 de enero de 1995, ocurri un devastador terremoto conocido como Great HanshinEarthquake o tambin como The 1995 Hyogoken Nanbu Earthquake . Su epicentro fueal sur de la Prefectura de Hyogo, al extremo norte de la isla Awaji, 20 km al sur de laCiudad de Kobe (vase figuras A y B), y su hipocentro fue relativamente superficial,

    ubicado a 14 km bajo la superficie terrestre. Su magnitud fue de 6,8 en la escala deMagnitud de Momento 1 y de VII Shindo en la escala de intensidad ssmica de la JapaneseMetereological Agengy (equivalente a XI en la escala de Mercalli 2). Debido al granterremoto, ocurrieron enormes daos tanto en las estructuras como en los suelos, yproducto de la mayor cercana del epicentro a las reas urbanizadas, en comparacin conotros sismos con magnitudes similares que se desarrollaron en las cercanas de la misma

    1 (United States Geological Survey), ver referencias.2 (Panza), ver referencias.

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    localidad , los daos fueron considerablemente mayores, tanto as que es la primera vezque la JMA declara un terremoto con una intensidad de VII Shindo.

    Se llevaron a cabo diversos estudios al respecto para analizar las mltiples causas quellevaron al colapso de las autopistas del sector sur de la prefectura de Hyogo, entre lasque se encuentran principalmente las autopistas: Hanshin, Meishin, Chugoku y Nacional .

    En el presente documento se hace una seleccin de las fallas fundamentales en lasautopistas para su investigacin, tales como: el viaducto Fukae-Honcho, el viaductoHamawaki-cho, el puente del puerto Nishinomiya, etc. Respecto a esto se abordarntemas como los mecanismos de colapso estructural de columnas, vigas, fundaciones ysoportes, licuefaccin de suelos, entre otros.

    Adicionalmente se especificarn antecedentes de diseo y se utilizarn con el objetivo dedeterminar el origen de los daos al correlacionarlos con los ensayos. Tambin se harhincapi en el anlisis de la falla de las columnas de hormign armado de los 635 metrosde la autopista elevada de Kobe, en donde se har referencia al diseo estructural y susdebilidades respecto de la norma utilizada en 1964 y los criterios de diseo adoptados.

    Otro aspecto que resulta ser muy relevante en el anlisis de las fallas son los materialesutilizados, sus propiedades intrnsecas y el anlisis mediante ensayos para reconocer losesfuerzos a los cuales fueron sometidos. Para ello se recogieron antecedentes dedistintas fuentes con el objetivo de relacionar sus resistencias nominales de diseo y losvalores obtenidos de los ensayos.

    Figura A. Plano general del rea afectada por el terremoto (Pararas-Carayannis), ver referencias.

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    Figura B. Plano de las localidades afectadas por el terremoto (Public Works Research InstituteMinistry of Construction), ver referencias.

    1. Antecedentes Geolgicos

    Desde las montaas hacia el mar, el suelo en la ciudad de Kobe puede ser clasificadotopogrficamente como: accidentado (montaoso) y altiplnico, tierras costeras bajas y

    terrenos ganados al mar. El suelo cercano a la superficie en la zona costera baja es unestrato aluvial depositado entre los inicios del periodo Jomon (aproximadamente hace 6mil a 5 mil aos) y el presente. Como consecuencia de la accin combinada dedepositacin de grava debido a la meteorizacin de la superficie de la montaa Rokko yde las arenas desplazadas a causa de las mareas, este suelo es complejo, ygeneralmente consiste en una mezcla de capas de arenas y arcillas. A pesar de que laarcilla es predominante cerca del ro Takahashi, al este de Kobe, y en Nagata, Hyogo eItayado en la parte oeste de la ciudad, se presentan suelos arrastrados desde lasmontaas y arcillas marinas, donde existen pequeas continuidades entre los estratos desuelo.

    Como se muestra en la figura 1.1, el terreno costero en ambos lados del lmite de Kobe yNishinomiya est formado por una capa diluvial en la parte superior, depositada bajo elmar durante un periodo que excede 100.000 aos. Este estrato est depositado a unaprofundidad que vara entre 40 m a 80 m. El estrato a menos de 20 m de profundidad, porotra parte, es un estrato de arcilla aluvial marina depositado durante un periodo queexcede al Jomon por menos de 15.000 aos en el pasado. Los estratos que los separanson capas alternas de arcilla y arena los cuales varan bruscamente de lugar en lugar.Esto se atribuye al resultado de cambios extremadamente frecuentes en los cursos de

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    pequeos ros los cuales trasportan los suelos que se acumulan para formar estosestratos alternos. Consecuentemente un estudio de testigos revela la existencia demuchos estratos delgados en forma de lentes.

    Considerando estas condiciones geolgicas y topogrficas complejas, es altamenteprobable que los movimientos de tierra producto del terremoto varen enormemente dezona en zona.

    Figura 1.1. Cortes transversales. En los extremos de la figura se encuentran las cotas (Committeeon Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

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    2. Caractersticas de las Estructuras, Colapso y Causas

    La tabla 2.1 muestra los daos que se produjeron en las autopistas (Hanshin, Meishin,Chugoku y Nacional), y a su vez, la figura 2.1 muestra su ubicacin.

    De estas fallas, se hace una seleccin de las ms significativas para su estudio en estedocumento, las cuales corresponden a las destacadas en la tabla 2.1.

    No. Ruta Puente o Distrito Daos1 Autopista Nacional

    Ruta 171Viaducto Mondo Cada de una viga simple sobre una va

    frrea2 Autopista Nacional

    Ruta 43Viaducto Iwaya Daos en el hormign armado y

    columnas de acero3 Autopista Nacional

    Ruta 2Bypass Hamate Desviacin de la superestructura desde

    el soporte, dao a pilares rgidos deacero

    4 Autopista Meishin Viaducto Onishi Dao en columnas tipo pared dehormign armado, descenso de vigas

    5 Autopista Meishin Viaducto Moribe Dao en columnas tipo pared dehormign armado, descenso de vigas

    6 Autopista Meishin Puente Mukogawa Dao en columnas de hormignarmado, desnivel de vigas debido aldao de un soporte

    7 Autopista Chugoku Viaducto Kawaragi-nishi Colapso de losa inclinada concolumnas rotuladas

    8 Autopista Hanshin,N3 (Lnea deKobe)

    Viaducto Takarazuka Daos en columnas de hormignarmado, descenso de vigas

    9 Autopista Hanshin,N3 (Lnea deKobe)

    Koshien Takashio-Cho,Nishinomiya

    Daos en columnas de hormignarmado, descenso de vigas

    10 Autopista Hanshin,N3 (Lnea deKobe)

    Imazu Futaba-cho,Nishinomiya

    Daos en las columnas de acero

    11 Autopista Hanshin,N3 (Lnea deKobe)

    Fudaba, Hamawaki-choNishinomiya

    Cada de dos luces de vigas simples

    12 Autopista Hanshin,N3 (Lnea deKobe)

    Cruce Tateishi, Ichiniwa-cho,Nishinomiya

    Daos en columna de acero, descensode vigas

    13 Autopista Hanshin,N3 (Lnea deKobe)

    Frente del santuario Ebisu,Ichiniwa-cho Nishinomiya

    Daos de pilares de hormign armado

    14 Autopista Hanshin,N3 (Lnea deKobe)

    Fukaehonmachi, Higashi-nada-ku, Kobe

    Colapso de pilares de hormignarmado provocando volcamiento de 18luces

    15 Autopista Hanshin,N3 (Lnea deKobe)

    Oeste de Fukaehonmachi,Higashi-nada-ku, Kobe

    Daos en columnas de hormignarmado, descenso de vigas

    16 Autopista Hanshin,N3 (Lnea deKobe)

    Hatoba-cho, Chuo-ku, Kobe Daos en columnas de hormignarmado, descenso de vigas

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    17 Autopista Hanshin,N3 (Lnea de Kobe)

    Paso sobre nivel de lneaferroviaria Wadamisaki

    Daos en columnas de acero

    18 Autopista Hanshin,N3 (Lnea de Kobe)

    Rampa Minatogawa Daos en columnas de hormignarmado, cada de una rampa

    19 Autopista HanshinN5 (Lnea de BayShore)

    Puente del puertoNishinomiya

    Cada de una luz de puente de acero tipocajn, daos en los soportes de unpuente tipo Lohse

    20 Autopista HanshinN5 (Lnea de BayShore)

    Puente Shin Shuku-gawaBridge

    Daos en los soportes, desnivel de lavigas

    21 Autopista HanshinN5 (Lnea de BayShore)

    Puente Shin Shuku-gawaBridge

    Daos en columnas de acero rgidas

    22 Autopista HanshinN5 (Lnea de BayShore)

    Puente Higashi-Kobe Daos en soportes en los extremos deun puente atirantado

    23 Autopista HanshinN5 (Lnea de BayShore)

    Puente de la isla ROKKO Daos en los soportes de puente Lohse,inclinacin y desnivel de la estructuraprincipal

    Tabla 2.1. Principales viaductos daados por el terremoto (Committee on Highway Bridge DamageCaused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias

    Figura 2.1. Plano de ubicacin de fallas en las autopistas (Public Works Research Institute Ministryof Construction) ver referencias.

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    2.1. Viaducto de Fukae-Honcho

    Caractersticas de la Estructura

    Este tramo de anlisis ubicado en Fukae-Honcho, Higashi-nada-ku, Ciudad de Kobe, Ruta3 de la Autopista Hanshin, consta de un viaducto que posee una longitud de 635 m,construido sobre la Ruta 43 de la Autopista Nacional. Posee 18 luces y est compuestopor losas de hormign pretensado con vigas tipo Gerber en medio de cada luz, que seconectan a los pilares y a la estructura de losa. Esta ltima y las vigas se conectaron porbarras de acero en direccin longitudinal y por juntas de expansin en la direccintransversal.

    Especificaciones del puente 3:

    1.- Ao de trmino: 19692.- Especificaciones de diseo:

    1964 Design Specifications for Steel Highway bridges

    3.- Coeficiente de diseo ssmico:Coeficiente de diseo ssmico horizontal = 0,20 Coeficiente de diseo ssmico vertical = 0,10

    4.- Superestructura: Dos vigas tipo Gerber abatibles5.- Pilares: Estructura de losa: Kobe P126 (Direccin a Osaka) a Kobe

    P142 (Direccin a Kobe) columna simple con seccin circular(Dimetros: 3,1 m; 3,3 m)

    Altura de columna: 9,9 m (Direccin a Kobe) a 12,4 m.(Direccin a Osaka)

    6.- Fundacin: Fundaciones de pilotes de hormign realizadas in situ.

    (Dimetro 1 m, longitud de 10 a 15 m).7.- Condiciones de suelo: Suelo tipo II compuesto de arena y arena gravosa8.- Condiciones de materiales en el diseo:

    Hormign de resistencia estndar: 270 kgf/cm Refuerzo: SD30

    Caractersticas del Colapso y Causas de la Falla

    Anlisis de Pilares

    La falla ocurrida en los pilares se produjo a mediana altura debido a que parte de losrefuerzos longitudinales terminaban ah (vase figura 2.1.1). Los daos no solo sedebieron al desprendimiento de la capa de hormign, sino que tambin a la rotura delncleo del pilar y un pandeo en el refuerzo longitudinal. En el costado sur, la cobertura dehormign fall en conjunto con los refuerzos. La cantidad de pilares que fallaron fue de17, desde el pilar Kobe P126 a P142, provocando el volcamiento de toda lasuperestructura en direccin a las montaas.

    3 (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), verreferencias.

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    Se evidenci falla de las columnas de hormign armado debido a falta de refuerzotransversal adecuado para resistir el corte, confinar el hormign y restringir el pandeo delacero longitudinal de refuerzo, ya que haba presente una pequea cantidad de acero dezuncho. Esto significa que una gran fuerza de corte tuvo que ser resistida por losmecanismos de trabazn, agregados del hormign (material chancado), lo cual result

    inadecuado para resistir los efectos del sismo. Los estribos ejercieron una baja capacidadde anclaje en la estructura, la cual se habr perdido cuando el hormign se agriet.

    Adems se debe sealar que estaban superpuestos, sin gancho o soldadura.

    Otro factor que produjo fallas en las columnas de hormign fue el bajo desempeo delrefuerzo longitudinal de 35 mm de dimetro que se debi bsicamente a que en muchoscasos la soldadura a tope del refuerzo se fractur de una manera frgil. La terminacin dela armadura longitudinal en 2,5 m por encima de la zapata es un punto aparentementecrtico que dio lugar a un severo agrietamiento debido a la fluencia del acero en ese punto(vase figura 2.1.1)

    Las fallas de las columnas probablemente habran presentado, en primer lugar, flexin yagrietamiento debido a tensin diagonal ocurrida por las ondas de aceleracin en ambasdirecciones que condujeron al aplastamiento y al desprendimiento de la cubierta dehormign (vase fotografa 2.1.1). Luego se produjo ensanchamiento de la grieta portensin diagonal debido a una inadecuada resistencia al corte de los zunchos. Finalmentese produjo una falla frgil en corte.

    Figura 2.1.1. Especificaciones derefuerzos en las columnas de laseccin de colapso de la AutopistaHanshin (Park, 1996), verreferencias.

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    Fotografa 2.1.1. Falla por corte debido a laflexin (Park, 1996), ver referencias.

    Anlisis de Fundaciones

    Las caractersticas de daos en los pilotes de los 17 pilares colapsados se investigaronusando un sistema de televisin de pozo y excavando el suelo alrededor de lasfundaciones para inspeccionar visualmente su condicin. Los pilotes del pilar Kobe P126presentaron los daos ms severos, ya que tuvieron una grieta con un ancho deaproximadamente 2 mm encontrada cerca de la seccin superior. Adems no se encontrevidencia de aplastamiento del hormign ni pandeo del refuerzo longitudinal.

    Para estudiar los daos en los pilotes, se llevaron a cabo ensayos de carga en la

    fundacin del pilar Kobe P126. Consisti en tres pruebas: Pandeo de los pilotes, cargavertical y carga horizontal. Tres de los 19 pilotes que conforman este pilar se cortaronpara usarse en el ensayo. Las muestras fueron tomadas para usarse en pruebas deresistencia a la compresin de los ncleos de hormign y para la prueba de resistencia ala traccin de la armadura de refuerzo. El valor promedio de la resistencia de las pilotesde hormign fue 1.8 veces la resistencia de diseo de 240 kgf/cm , que representa unaresistencia considerable. El punto de fluencia de tres de las cinco barras de refuerzo enestudio no es claro lo que significa que fueron sometidas a un esfuerzo que excede elpunto de fluencia. Una observacin del ordenamiento del refuerzo en el pilote mostr queestaban instaladas como en el diseo.

    Para realizar el ensayo de pandeo de los pilotes se prepar cortando el pilote 2,8 m bajode la zapata, entonces la carga se efectu 2,5 m bajo esta, utilizando los pilotesadyacentes como reaccin. La carga ejercida alcanz un valor del 60% del momento defluencia en el pilote. El anlisis entre las cargas horizontales y sus desplazamientosrespectivos cuando la parte superior del pilar se asume intacta se compar con losresultados del ensayo. De acuerdo al ensayo, la tensin de fluencia de los refuerzos delpilote fue de 3750 kgf/cm y la resistencia a la compresin del hormign de 425 kgf/cm .

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    Finalmente, considerando los resultados de los desplazamientos se concluy que larigidez haba disminuido (vase figura 2.1.2).

    Figura 2.1.2. Ensayo de Pandeo de los Pilotes. (Committee on Highway Bridge Damage Caused bythe Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995). Ver referencias

    Para realizar el ensayo de cargas verticales y horizontales dos pilotes se cortaron a unaprofundidad de 1,2 m bajo la zapata y la parte inferior del pilote se utiliz para realizar losensayos. Una carga vertical fue aplicada en uno los pilotes, mientras que una cargahorizontal fue aplicada en el otro. Se obtuvo una capacidad de carga vertical de 450 tf queexcedi a la carga ltima de diseo que tena un valor de 436 tf. Adems se cumpli conel asentamiento mximo admisible (10% del dimetro del pilote). Asumiendo que losdesplazamientos horizontales son de un 1% del dimetro del pilar, se logra obtener elcoeficiente de rigidez horizontal del suelo igual a 1,9 kgf/cm , que es similar al valorobtenido por el ensayo SPT realizado en el suelo igual a 2,3 kgf/cm .

    Para evaluar los daos en los pilotes del pilar Kobe P126 se utiliz un mtodo no lineal defundaciones 4.

    En la figura 2.1.3 se muestra el sistema de modelacin del suelo de fundacin y cmotrabaja en conjunto a los pilotes. Se delimita el terreno en varias capas debido no solo alcambio de ngulo de friccin interna, sino que a la variacin del coeficiente de resistenciahorizontal del suelo (balasto). Los grficos adjuntos muestran valores aproximados delensayo, la resistencia vertical mxima otorgada por el suelo en compresin y en traccin,es decir, la resistencia a la insercin y extraccin respectivamente, la resistenciahorizontal, y para concluir, las resistencias al giro de los pilotes.

    4 Descrito en Reference for Applying the Guide Specifications For Reconstruction and Repair of HighwayBridge Which Sufferd Damage Due To the Hyogo-Ken Nanbu Earthquake (Draft)

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    En la parte inferior de la zapata los resortes diagonales representan las resistenciasverticales que otorga el suelo. Son diagonales porque poseen una componente horizontal.Los coeficientes elsticos horizontales se obtuvieron de los ensayos anteriormentedescritos.

    Se obtuvo la resistencia del suelo y la rigidez a la flexin de los pilotes de los ensayos decarga y de materiales. Los resultados de este anlisis muestran que el desplazamientohorizontal de un pilote no daado en relacin a un pilote con su parte superior daada, esligeramente menor, pero la capacidad mxima de soporte horizontal apenas disminuye,por lo que el dao en el pilote tiene un efecto ligero en las fundaciones.

    Figura 2.1.3. Esquema de la modelacin de la fundacin de pilotes del pilar Kobe P126 (Committeeon Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

    Propiedades de Materiales

    Para analizar el estado de los daos fue necesario verificar la resistencia de losmateriales. Se tomaron tres muestras del ncleo del hormign de cada pilar, con laprecaucin de que dichos ncleos no hubieran estado sometidos a grandes esfuerzos.

    Los resultados de estos ensayos sealaron que los pilares tenan 1,6 veces la resistenciade diseo con un mdulo de elasticidad de 2,38 10 5 kgf/cm en promedio, sin embargoeste valor fue menor en las muestras tomadas de zonas de fallas que en zonas donde lacolumna no se da, lo que significa que estuvieron sometidas a grandes esfuerzos.

    El refuerzo longitudinal usado fue D35 de SD30, y los zunchos fueron D16 de SD30 y sudisposicin estaba de acuerdo a los planos de diseo.

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    Tanto los valores de resistencia de la armadura transversal como longitudinal superabanla resistencia admisible. El punto de fluencia de dichas armaduras fue de 3500 kgf/cm .En cinco de las 32 muestras ensayadas se obtuvo una falla con tensiones menores a laadmisible. En casi la mitad de los ensayos se produjo falla en las soldaduras. Adems fueposible deducir que existieron grandes ciclos de carga-descarga en la armadura.

    De acuerdo a todas las investigaciones, se concluy que los materiales cumplan con losvalores estndar de diseo para pilares.

    Mecanismos de Falla

    En base a la investigacin de dao y el anlisis de respuesta no lineal que se efectu, lafluencia de las barras longitudinales se desarroll en donde terminaban los refuerzosinteriores, como se muestra en la figura 2.1.4 (a) y (b), luego se desarrollaron grietas decorte a partir de grietas de flexin debido a que la fuerza ssmica aplicada era ms grandeque la de diseo. Ya que es difcil analizar el posterior mecanismo de dao, se estima quese desarrollaron grietas diagonales en las secciones de termino de acero longitudinal ydesprendimiento del recubrimiento de hormign, como se muestra en la figura 2.1.4 (c) a(e), y entonces el puente se volc gradualmente por el progreso de dao con la sacudidahorizontal y el efecto P- (momento adicional generado por el desplazamiento ). Lafotografa 2.1.2 muestra una vista general del colapso.

    Figura 2.1.4. Esquema del progreso de las fallas en las columnas de la seccin de colapso de la Autopista Hanshin (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken NanbuEartquake, 1995), ver referencias.

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    Fotografa 2.1.2. Vista general de la falla en Fukae-Honcho, Ciudad de Kobe, Autopista Hanshin(Public Works Research Institute Ministry of Construction), ver referencia.

    2.2. Viaducto de Koshien-Takashi-cho

    Caractersticas de la Estructura

    El viaducto en Koshien-Takashi-cho se encuentra en la ciudad de Nishinomiya, pertenecea la Ruta 3 de Kobe, Autopista Hanshin. Sus especificaciones de diseo se muestran acontinuacin 5:

    1.- Ao de trmino: 19792.- Especificaciones de diseo:

    1972 Design Specifications for Highway Bridge1964 Design Guidelines for Substructures, Design of Pilefoundation1968 Design Guidelines for Substructures, Design of

    Abutment and Pier

    3.- Coeficiente de diseo ssmico:Coeficiente de diseo ssmico horizontal = 0,23 Coeficiente de diseo ssmico vertical = 0,11

    5 (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), verreferencias.

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    4.- Superestructura: Nishinomiya P166 a P167: Viga de acero simple de placas,con una luz de 30 m.Nishinomiya P167 a P168: Viga de Acero simple de placas,con una luz de 40 m.

    5.- Pilares: Nishinomiya P167: Hormign armado tipo Cantilver

    Columna simple con seccin circular(Dimetro: 2.8 m, altura de columna: 11.713)6.- Fundacin: Nishinomiya P167: Fundacin de pilotes de Hormign

    armado (Dimetro 1 m, Longitud 14 m)7.- Condiciones de suelo: Suelo Tipo II: compuesto principalmente de gravas

    mezcladas con arena y limo mezclado con arena8.- Condiciones de materiales en el diseo:

    Resistencia estndar del hormign para las columnas en eldiseo: 270 kgf/cm

    Acero de refuerzo: SD30

    Caractersticas del Colapso y Causas de la FallaComo se muestra en la figura 2.2.1, el pilar Nishinomiya P167 se destruy a la mitad y ensu base en la direccin longitudinal, y cay al suelo dividindose en tres partes comomuestra la figura 2.2.2 (vase tambin fotografa 2.2.1). Esto provoc la cada de dosluces de vigas sobre el pilar. Adems se instalaron dispositivos de conexin entre lasvigas de ambos lados, pero se destruyeron. Y se encontraron grietas de curvaturaresiduales en direccin horizontal de la superficie lateral del medio de la columna quecay en direccin a Osaka.

    Figura 2.2.1. Descripcin visual de la falla producida en el pilar P167 debido de la fuerza inducidapor el sismo (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake,1995), ver referencias.

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    Figura 2.2.2. Muestra las tres secciones en que se dividi la columna (Committee on HighwayBridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

    Fotografa 2.2.1. Vista del colapso desde el lado de Osaka (Public Works Research InstituteMinistry of Construction), ver referencias.

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    Propiedades de los Materiales

    Se realizaron ensayos de resistencia para tres muestras del ncleo de hormign del pilarP167 como se muestra en la tabla 2.2.1.

    Tabla 2.2.1. Indica los valores entregados por la resistencia a compresin y mdulo de elasticidadde los ncleos de hormign (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-kenNanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

    De los resultados obtenidos podemos concluir que el promedio de la resistencia a lacompresin del hormign es 485 kgf/cm^2, lo que est muy por encima de la resistenciade diseo indicada anteriormente. Y el mdulo elstico promedio tiene una desviacinestndar baja, la cual nos indica que la seccin resulta tener un comportamiento

    homogneo.

    Por otra parte, en relacin al acero se utiliz D35 (SD30) como refuerzo longitudinal, yD16 (SD30) para los zunchos. Y en base a los planos originales, se identific que el acerousado corresponde a los especificados por el diseo.

    Se realizaron ensayos de traccin para el refuerzo longitudinal usando tres probetastomadas del pilar P167, como se indica en la tabla 2.2.2.

    Tabla: 2.2.2. Indica los valores del ensayo de resistencia a la traccin para los aceros utilizados enla columna P167 (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken NanbuEartquake, 1995), ver referencias.

    Como podemos observar de la tabla, los valores del punto de fluencia obtenidos por elensayo son mayores al punto de fluencia especificado por el fabricante, obteniendo un

    valor promedio de 3.680 kgf/cm y una resistencia a la traccin promedio de 5.820kgf/cm . Adicionalmente, los resultados de las pruebas de traccin en dos probetas deacero de refuerzo transversal indican que los zunchos tuvieron un punto de fluencia de3.650 kgf/cm y una de las probetas result no indicarlo, atribuyendo este fenmeno alexceso de tensiones al cual estuvo sometido. Con esto podemos concluir que losmateriales de diseo cumplieron con los estndares de resistencia, teniendo uncomportamiento satisfactorio.

    Valores medidos Valor promedio Desviacin estndar Valores medidos Valor promedio Desviacion estndar

    3.700 5.940

    3.750 5.950

    3.580 5.570

    - 5.840

    3.650 5.640

    Dimetro

    Valores estndar

    3.680

    3.650

    71

    -Refuerz o t rans vers al D16

    Refuerz o l ongi tudi nal D35

    >3.650 4.900-6.300

    Punto de Fluencia (kgf/cm 2) Resistencia a la traccion (kgf/cm 2)

    5.820 177

    5.740 100

    Resistencia a la compresin (Kgf/cm 2)

    Promedio Promedio

    3.46 0.08

    485

    507

    462

    485 18

    3.45

    3.56

    3.36

    Modulo de Elasticidad ( x 10^5 kgf/cm^2)

    Valores medidos Desviacin Estandar Valores medidos Disviacin Estandar

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    Mecanismos de Falla

    Un anlisis no lineal de los pilares arroj que el puente estuvo sometido a fuerzasssmicas que exceden la de diseo. Se iniciaron fallas por flexin en la base de lacolumna y en su seccin media. El agrietamiento por flexin en el hormign se transformen una grieta de corte como se muestra en la figura 2.2.3

    Figura 2.2.3. Muestra el mecanismo de colapso que present el viaducto (Committee on HighwayBridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

    Resulta difcil rastrear analticamente los mecanismos de falla que se produjeron despusde la grieta, pero a juzgar por los daos, la parte superior de la columna se desliz haciaabajo en direccin a Kobe a lo largo de la superficie de falla de corte desarrollada en lamitad de la columna, posteriormente las vigas cayeron. Luego la viga en el costado de

    Osaka cay sobre parte del pilar y los dispositivos de conexin de vigas se fracturaron almismo tiempo. Tambin se estim que la base de la columna se aplast debido a la cadade las plataformas.

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    2.3. Viaducto de Ichiniwa-cho (Cruce Tateishi)

    Caractersticas de la Estructura

    Este tramo de anlisis, ubicado en Ichiniwa-cho (Cruce Tateishi), en la ciudad deNishinomiya, Ruta 3 de Kobe en la Autopista Hanshin, consta de un viaducto que abarcael Cruce Tateishi en la Autopista Nacional Ruta 43. Como se muestra en la figura 2.3.1, elpilar daado, Kobe P55, tena una forma especial que consiste en una columna de acerotipo T apoyada en columnas de hormign armado a travs de conexiones apernadas enlos extremos de las vigas laterales. Debido a que este pilar fue construido en un punto deramificacin de rampas, est diseado para soportar la va principal de la autopista(cuatro pistas) y las rampas (dos pistas).

    Especificaciones del puente 6:

    1.- Ao de trmino: 19692.- Especificaciones de diseo:

    1964 Design Specifications for Steel Highway Bridge1964 Design Guidelines for Substructures, Design of PileFoundation

    3.- Coeficiente de diseo ssmico:Coeficiente de diseo ssmico horizontal = 0,20 Coeficiente de diseo ssmico vertical = 0,10

    4.- Superestructura: Viga de acero compuesta simple tipo cajn (Luz: 70 m)Viga de acero compuesta simple tipo placa (Luz: 45 m)

    5.- Pilares: Tipo especial de pilar rgido6.- Fundacin: Fundacin de pilotes7.- Condiciones de suelo: Tipo II, suelo de estratos de arena y arena gravosa8.- Condiciones de materiales en el diseo:

    Acero (SM50)

    6 (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), verreferencias.

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    Figura 2.3.1. Diagrama de la estructura del Puente (Committee on Highway Bridge DamageCaused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias

    Caractersticas del Colapso y Causas de la Falla

    Anlisis de la Estructura

    Los daos de esta seccin se centraron en el pilar central de acero que colaps porcompleto debido a las fuerzas verticales, provocando un descenso de la viga transversalde aproximadamente 6 m, llegando a la base de hormign. Con respecto a las otrascolumnas, no se registraron daos, pero los soportes se daaron.

    Luego de haber fallado todas las soldaduras entre las placas que conformaban el pilar,

    stas se aplastaron a lo largo de toda su longitud. El hormign en la base estall en todaslas direcciones dejando al descubierto el refuerzo (vase fotografa 2.3.1)

    La viga transversal se pande en los puntos de separacin de la va principal con lasrampas laterales, desplazndose horizontalmente desde la parte superior del pilar dehormign en direccin al mar aproximadamente 36 cm.

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    Fotografa 2.3.1. Vista del pilar colapsado. Se aprecian los restos de hormign en el suelo (PublicWorks Research Institute Ministry of Construction), ver referencias.

    Mecanismos de Falla

    El diseo del pilar de acero fue calculado para soportar la va principal, mientras queambos pilares de hormign, utilizados para rigidizar la estructura en el sentido transversal,soportaran las pistas de entrada. La seccin central fue diseada con una combinacinde carga muerta y de terremoto en direccin longitudinal y con una combinacin de cargaviva ms carga muerta en el sentido transversal. Cabe destacar que debido al sismo elpilar central soport tanto la va principal como las rampas de entrada provocando que lascargas muertas aumentaran el valor de las tensiones en direccin longitudinal ytransversal. En la tabla 2.3.1 se muestra un resumen de la toma de cargas en los pilares.

    Carga por peso de viga Cargas debido al sismoCarga vertical Carga Longitudinal Carga transversal

    Pilar de acero 78% 66% 84%Pilar de hormign armado 22% 34% 16%

    Tabla 2.3.1. Porcentaje de toma de cargas de los pilares de acero y hormign armado (Committeeon Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

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    Las dimensiones obtenidas de los restos del pilar de acero demostraron que cumpla conlas especificaciones del diseo. Y una revisin de la soldadura remanente en las placasdemostr que tena el tamao suficiente y no presentaba ningn defecto.

    Anlisis de Falla

    La carga necesaria para que el pilar de acero fallara por fluencia o pandeos locales, es de6640 tf. Por otra parte, las cargas verticales solicitantes eran de 1519 tf, lo que implicaque para que ocurriera dao, deba inducirse una carga ssmica vertical de 3,3 veces elpeso en el pilar. De esto se deduce que el mayor dao fue producido por la fuerza ssmicahorizontal.

    En base a las investigaciones, se deduce que la fuerza ssmica excedi a la consideradaen el diseo. Los daos del pilar se iniciaron con un pandeo local en la base de lacolumna de acero y con un leve descenso de la viga transversal sobre esta (vase figura2.3.2 (2)). Luego debido a un desplazamiento lateral de la viga sobre los pilares dehormign, sufri un pandeo en las zonas de cambio de seccin de la pista, provocandoque todas las cargas muertas fueran soportadas por el pilar central de acero (vase figura2.3.2 (3)), provocando un aumento en el pandeo del pilar y por ende un aumento en eldescenso de la viga transversal, ocasionando el colapso total de la estructura (vasefigura 2.3.2 (4)).

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    Figura 2.3.2. Fases del colapso (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-kenNanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

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    2.4. Viaducto de Hamawaki-cho (Fudaba)

    Caractersticas de la Estructura

    El viaducto pertenece a la autopista Hanshin de Kobe, ubicado cerca del este deNishinomiya Ebisu Shrine. Los principales daos que se analizaron corresponden a dosluces compuestas de dos vigas de acero tipo cajn ubicadas en el puente. El extremo, endireccin a Osaka est conectado al puente con una viga Gerber tipo cajn y en elextremo oeste en direccin a Akashi est conectado a un puente de vigas de acero tipocajn (vase figura 2.4.1 y 2.4.2).

    Especificaciones del Puente 7:

    1.- Ao de trmino: 19692.- Especificaciones de diseo:

    1964 Design Specifications for Highway Bridges1964 Design Guidelines for Subestructures, Design of PileFoundations1968 Design Guidelines for Subestructures, Design of

    Abutment and Pier3.- Coeficiente de diseo ssmico:

    Coeficiente de diseo ssmico horizontal = 0,2 Coeficiente de diseo ssmico vertical = 0,1

    4.- Superestructura: Puente de vigas de acero simples tipo cajn (Luz=52 m)5.- Pilares: Kobe P39: Pilar de Hormign Armado con Vigas Laterales

    EmpotradasColumna simple con Seccin RectangularKobe P40 a P43: Pilar de Hormign Armado con VigasLaterales EmpotradasColumna simple con Seccin Circular

    6.- Fundacin: Fundacin de pilotes de hormign confeccionadas in-situ.(Dimetro: 1 m, longitud: 16,4 m)

    7.- Condiciones de suelo: Tipo II, suelo consistente de estratos de arena o gravas.8.- Condiciones de materiales en el diseo:

    Acero: SM50, SS41Hormign de resistencia estndar en diseo: 270 kgf/cm Refuerzo: SD30

    Caractersticas del Colapso y Causas de la Falla

    Anlisis de la Estructura

    Dos de las luces centrales del puente, compuestas por vigas de acero tipo cajn cayerondesde la parte superior de los pilares. En los extremos de la viga se sostenan lossoportes mviles de los pilares Kobe P40 a P41 (vase figura 2.4.1 y fotografa 2.4.1). Delos anlisis se concluy que el extremo del puente en direccin a Osaka impact la vigade acero en el pilar P39, el impacto fue transmitido a travs de las vigas en direccin a

    7 (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), verreferencias.

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    Akashi, impactando el extremo del puente de vigas continuas adyacentes al pilar P43daando dos luces como se aprecia en la fotografa 2.4.1.

    Figura 2.4.1. Vista general del viaducto Hamawaki-cho. En el extremo en direcciona a Osaka seencuentra la conexin con la Viga Gerber, y en extremo en direccin a Akashi se conecta con unpuente de vigas de acero tipo cajn (Committee on Highway Bridge Damage Caused by theHyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

    Figura 2.4.2. Vista frontal y lateral de un pilar y la seccin de las vigas tipo cajn (Committee onHighway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

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    Fotografa 2.4.1. Muestras el colapso de los paos del viaducto (Public Works Research InstituteMinistry of Construction), ver referencias.

    Mecanismos de Falla

    La figura 2.4.3 muestra una vista en planta del desplazamiento relativo entre lasubestructura y la superestructura las cuales no se desprendieron en la totalidad de lospilares.

    En la parte superior del pilar Kobe P39, el puente con viga tipo Gerber impact la vigaS39, y la zona adyacente a la viga impact el pilar (vase fotografa 2.4.2). Bajo el efectodel impacto, la viga S39 se desplaz en direccin a las montaas y hacia Akashi.

    En la parte superior del pilar P40, el soporte fijo de la viga S39 fall y la viga fue empujadaen direccin a Akashi y hacia el ocano.

    En la parte superior del pilar P42, la viga S42 fue empujada por la viga S41 en direccin a Akashi y hacia las montaas.

    En la parte superior del pilar P43, el apoyo fijo de la viga S42 fall y la viga fue empujadaen direccin a Akashi. Y en el apoyo mvil del extremo de la viga S43 (direccin a Osaka),los pernos de los soportes fallaron y la viga fue empujada en direccin a Akashi.

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    Figura 2.4.3. Muestra el desplazamiento debido al impacto de la viga Gerber sobre las vigas tipocajn. Vista en planta (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken NanbuEartquake, 1995), ver referencias.

    Fotografa 2.4.2. Muestra el impact en el extremo de las vigas en el pilar P39 (Park, 1996), verreferencias.

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    Anlisis de Soportes

    La parte superior del apoyo cay casi en todos los soportes, excepto en los soportes fijosdel pilar P43, el cual fue empujado por la vigas debido a la falla del set de pernos de losapoyos adyacentes. Los soportes apernados y rotulados eran de acero como se muestranen la figura 2.4.4.

    Figura 2.4.4. Muestras los dos tipos de apoyos presentes en la estructura. A la derecha seencuentra el apoyo rotulado y a la izquierda el apoyo apernado (Committee on Highway BridgeDamage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

    Los soportes fueron diseados en conformidad con los criterios de diseo de esostiempos, pero fueron empujados fuera de su posicin por las fuerzas ssmicas y elmovimiento en la direccin longitudinal.

    Anlisis de las Vigas

    Los daos en los extremos de la viga S42 en la parte superior del pilar P42 se muestran

    en la fotografa 2.4.3 en donde se puede apreciar el dao causado cuando el ala de laviga colapsada S41 impact en el alma de la viga S42 y se asume como una de lascausas del colapso en la viga S41. Adicionalmente el extremo de la viga cada S40 y elborde superior del pilar P40 se daaron, mientras que la viga se desliz hasta el nivel deterreno.

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    Fotografa 2.4.3. Muestra el dao producido en la viga S42 (Park, 1996), ver referencias.

    En resumen, se estima de investigaciones detalladas de los daos ocurridos y de losresultados de anlisis, que el puente fue sometido a un movimiento ssmico que excedilas consideraciones de diseo, causando que dos luces entre los pilares P40 y P42cayeran de la cima de estos. Tambin se evalu que el evento que comenz este procesofue la falla de los soportes en la viga Gerber en la parte superior de los pilares,provocando que la viga golpeara la seccin adyacente y as se transmitiera el golpe deviga en viga y as esta reaccin en cadena incrementara el movimiento de la vigas (Vasefigura 2.4.5).

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    Figura 2.4.5. Muestra el mecanismo de colapso debido a la transmisin del golpe de viga en viga(Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), verreferencias.

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    2.5. Puente del Puerto de Nishinomiya

    Caractersticas de la Estructura

    Este puente est ubicado en la ciudad Nishinomiya, Ruta 5 Bay Shore Line en la Autopista Hanshin, y conecta las playas Koshien y Nishinomiya.

    Especificaciones del puente 8:

    1.- Ao de trmino: 19932.- Especificaciones de diseo:

    1990 Design Specifications for Highway Bridges(Superestructura y Pilares de Acero)1980 Design Specifications for Highway Bridges(Fundaciones)

    3.- Coeficiente de diseo ssmico:Coeficiente de diseo ssmico horizontal Kh= 0,3

    4.- Superestructura: Luz principal: Viga tipo Nielsen Lohse (luz: 252 m)Luces laterales: Vigas de Acero tipo Cajn (luz: 52 m)

    5.- Pilares: Pilar Ocean P99 (Pilar de Acero de Marco Rgido) Altura de Pilar: 24,7 m, Seccin de Columna: 4,0 x 4,0 m

    6.- Fundacin: Pilar Ocean P100 (Fundacin Caisson), 42 x 22 m,profundidad 23 mPilar Ocean P99 (Fundacin Caisson), 40 x 13 m,profundidad 23

    7.- Condiciones de suelo: Suelo tipo III, relleno de suelo adyacente al revestimiento,estrato con grava diluvial

    8.- Condiciones de materiales en el diseo:

    Acero (SS400,SM490Y,SM520,SM570)Concreto (fundacin): losa inferior de Cassion: ck= 300kgf/cm Cuerpo Caission: ck= 240 kgf/cm Losa superior de Caisson: ck=240 kgf/cm

    Sobre el pilar Ocean P99 (vase figura 2.5.1), las vigas de acero tipo Cajn se apoyaban110 cm y a su vez, la viga tipo Nielsen Lohse se apoyaba 420 cm. Estas vigas seencontraban unidas a travs de seis barras de enlace (vase figura 2.5.1).

    La viga de acero tipo Cajn pesaba aproximadamente 1900 tf y la viga Nielsen Lohse

    12000 tf y sus longitudes corresponden a 52 m y 252 m respectivamente.

    8 (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), verreferencias.

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    Figura 2.5.1. Se muestran las seis barras de enlaces de las vigas (Committee on Highway BridgeDamage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

    Caractersticas del Colapso y Causas de la Falla

    Los daos principales asociados a este puente ocurrieron en la conexin de la viga unidaal puente Nishinomiya por el lado de Osaka sobre el pilar Ocean P99 (vase fotografa2.5.1 y figura 2.5.2). Los apoyos fijos tambin se daaron. Se produjo licuefaccin en elsuelo bajo el puente ocasionando un flujo del suelo de aproximadamente 1 a 2 m cercadel relleno de ambas playas en direccin del canal, provocando grietas. Tambin seidentificaron desplazamientos en la parte superior de las fundaciones (tipo Cassion) de 1a 5 cm en la playa Nishinomiya y 1 a 9 cm en la playa Koshien.

    Con respecto a los daos sufridos en la viga Nielsen Lohse, los apoyos fijos sobre el pilarOcean P100 se partieron en dos en direccin hacia el ocano, mientras que el apoyo

    mvil del pilar Ocean P99 sufri un desplazamiento aproximado de 30 cm, el cual es sulmite admisible.

    Con respecto a la viga tipo cajn, soportada por los pilares Ocean P99 y P98, los apoyosfijos sobre el pilar Ocean P99 fallaron, ocasionando que las barras de enlace tambinfallaran, resultando en el colapso de la viga. En el pilar Ocean P98, como muestra lafotografa 3.5.1, la viga no cay pero fue empujada por la viga sostenida por los pilaresOcean P98 y P97.

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    Fotografa 2.5.1. Vista general del colapso (Public Works Research Institute Ministry ofConstruction), ver referencias.

    Figura 2.5.2. Esquema del puente y de la falla (Committee on Highway Bridge Damage Caused bythe Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

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    Anlisis de Fundaciones

    Para el estudio de estos daos, se realiz un anlisis dinmico, el cual considerasimultneamente al puente y el suelo que lo rodea. Este suelo se form colocando unestrato de relleno de aproximadamente 11 m sobre un estrato viscoso aluvial.

    En la figura 2.5.3, se muestra que el puente fue modelado como un sistema linealasumiendo que el suelo alrededor de la fundacin se comporta elsticamente. Laconstante elstica se calcul de acuerdo a las especificaciones de diseo para puenteselevados estimando la velocidad de onda de corte elstica desde un ensayo SPT. No setomaron en cuenta las fuerzas de friccin que actan en los apoyos mviles transmitidaspor las conexiones de las vigas.

    Figura 2.5.3. Modelo para el anlisis dinmico. Se aprecian que el suelo se modela elstico(resortes) (Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake,1995), ver referencias.

    Se estim que la resistencia ltima en direccin horizontal de los apoyos fijos entre el pilarOcean P100 y la viga Nielsen Lohse era 11000 tf y debido a que las fuerzas inercialesactuando sobre la viga alcanzaron un valor de 12000 tf, la seccin superior de uno de losapoyos se parti en dos, mientras que en el otro fallaron los pernos.

    Un anlisis de los desplazamientos mostr que la viga Nielsen Lohse sobre el pilar OceanP99 se desplaz 107 cm impactando la viga tipo cajn de los pilares Ocean P99 y P98.Los apoyos ubicados en el pilar Ocean P99 posean una resistencia mxima de 1900 tfpor el lado de la viga cajn y segn el anlisis realizado se estim que las fuerzasinerciales alcanzaron valores de 2100 tf sobre los apoyos. Las barras de acero deconexin fallaron casi en el mismo instante que dichos apoyos. La figura 2.5.4 muestra ladeformacin previa a la falla.

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    Figura 2.5.4. Esquema del instante previo a la falla (Committee on Highway Bridge DamageCaused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencia.

    Despus de la falla en los apoyos, tanto las vigas como los pilares empezaron a sufrirdesplazamientos independientes, causados por el sismo. Provocando que en un momentose alcanzara una separacin mxima (21 cm) de los pilares Ocean P99 y P98 que debidoa los fallos mencionados anteriormente superaron el desplazamiento mximo que podasufrir la viga entre dichos pilares. Por otra parte el desplazamiento de la viga Nielsen

    Lohse (que se limitaba a 15cm) fue resistido por el apoyo mvil ocasionando unadeformacin excesiva del pilar P99, que en conjunto con las deformaciones anterioresprodujo el colapso de la viga (vase figura 2.5.5).

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    Figura 2.5.5. Desplazamientos variables y colapso de la viga (Committee on Highway BridgeDamage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake, 1995), ver referencias.

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    Comentarios

    En este captulo a fin de aclarar los mecanismos de fallas presentados con anterioridad,causados por el ya conocido terremoto de Hyogo-ken Nanbu del 17 enero de 1995, sepresentan algunas conclusiones de carcter importante.

    Basados en los datos recopilados y registros el efecto de desplazamiento horizontalinducido por el terremoto en las estructuras, ste fue ms grande que cualquier otroterremoto experimentado previamente, no solo en Japn sino que alrededor del mundo. Elnivel del movimiento del suelo excedi por mucho la fuerza ssmica considerada en laprctica para el diseo de puentes, viaductos y autopistas.

    En cuanto a los pilares de hormign armado diseados antes de los criterios de 1980,sufrieron severos daos caracterizados por el pandeo longitudinal del acero de refuerzoprogresando a daos por corte. Tambin se encontraron daos severos en algunas basesde los pilares. Un anlisis de la relacin entre el dao a los pilares de hormign armado ylos estndares de diseo aplicados indican que cerca del 15% de todos los pilares en laRuta 3, Lnea de Kobe, de la Autopista Hanshin, la cual fue construida en concordanciacon las especificaciones de diseo de puentes de 1964 y 1971, sufri daos severosincluido colapso completo, agrietamiento, pandeo, o fractura del refuerzo, mientras queeste nivel de dao no se encontr en pilares de hormign armado de la Ruta 5, Lnea deBay Shore, de la Autopista Hanshin, la cual fue construida en concordancia con lasespecificaciones de diseo para puentes publicadas en 1980 o despus.

    Respecto los pilares de acero se observ que estos se caracterizaron porque las fuerzasssmicas horizontales causaron pandeos locales en las almas y alas de columnas deacero de seccin rectangular. Luego ocurri la separacin de la soldadura, llevando alaplastamiento de la columna, ocasionando que las losas se hundieran por la disminucinde la resistencia vertical del perfil.

    En relacin a los daos producidos en la superestructura se presentaron fracturas en lospernos y rotulas pertenecientes a los soportes. Por otra parte, en el suelo de fundacin seobserv licuefaccin y flujo, tanto en materiales arcillosos como granulares, donde paraestos ltimos resulta ser un fenmeno bastante inesperado. En las fundaciones no seencontraron grandes daos como asentamientos, fracturas del refuerzo, agrietamiento delhormign, entre otros daos los cuales afectan la estabilidad del puente durante elterremoto. Pero s se encontraron desplazamientos residuales provocados por el flujo desuelo debido a la licuefaccin en las fundaciones ubicadas cerca de las costas, pero

    incluso en estos casos, el dao en las fundaciones se limit a grietas y no hubo colapsoprimario provocado por el flujo de suelo.

    Para terminar, cabe sealar la existencia de un museo en Japn, Kobe en donde sepreservan las fallas provocadas por el terremoto, Llamado Hanshin ExpresswayEarthquake Museum. 9

    9 Para ms informacin acerca del museo, visitar:http://www.hanshin-exp.co.jp/english/aboutus/earthquake/museum.html

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    Agradecimientos

    Se presenta un especial agradecimiento al profesor Luis Muoz, por su colaboracininicial en el desarrollo del presente documento; a la seorita Sandra Achurra por su buenadisposicin para contactar con JICA, a travs de quienes se contact a chilenos quetuvieron la oportunidad de realizar un seminario en Japn respecto al terremoto; ellos son:Ral Oberreuter y Carlos Mndez a quienes agradecemos de igual manera por lainformacin brindada; y especialmente al Dr. Shigeki UNJOH quien tuvo la disposicin yamabilidad de brindar informacin privilegiada sin la cual no hubiera sido posible estainvestigacin.

    Referencias

    Committee on Highway Bridge Damage Caused by the Hyogo-ken Nanbu Eartquake. 1995. Report on Highway Bridge Damage Caused by The Hyogo-ken Nanbu Earthquake of 1995. Kobe :s.n., 1995.

    Panza, Guiliano Francesco. Ispra. [Online] [Cited: 11 27, 2014.] http://www.isprambiente.gov.it.

    Pararas-Carayannis, Dr. George. drgeorgepc. [Online] [Cited: 12 3, 2014.]http://www.drgeorgepc.com/.

    Park, R. 1996. An Analysis of the Failure of the Columns of a 600 Metre Length of the HanshinElevated Expressway During the Great Hanshin Earthquake of 17 January 1995. 1996.

    Public Works Research Institute Ministry of Construction. The 1995 Hyogoken Nanbu Earthquake.Tsukuba : s.n.

    United States Geological Survey. USGS. [Online] [Cited: Noviembre 27, 2014.]http://earthquake.usgs.gov/.