Análisis no lineal de cables y su aplicación para puentes atirantados y colgantes

摘要

El efecto de las deformaciones en estructuras que usan cables de acero es tal que se producen redistribuciones de esfuerzos dentro de los sistemas. Por esta razón en este tipo de estructuras se debe realizar un análisis estático no lineal. Esta tesis contiene metodologías propuestas para la resolución de estructuras con cables, sometidas a cargas gravitacionales mediante análisis estático no lineal. Se realizaron programas en MATLAB y se analizó un puente atirantado y un puente colgante. Los objetivos de los análisis son proponer una contra flecha constructiva que dé el nivel de rasante deseado bajo cargas de servicio, así como conocer el estado tensional y los desplazamientos de los cables en cualquier etapa constructiva. Las metodologías propuestas consideran únicamente el efecto de cargas puntuales verticales aplicadas en los cables además de varias simplificaciones a fin de idealizar los problemas. Para el puente atirantado se realiza una analogía con una viga continua para obtener la carga vertical externa que actuará en los cables. Esta analogía permite también considerar la resistencia del tablero a los desplazamientos verticales. Para el puente colgante se considera que para una sección de tablero comprendida entre dos cables secundarios, las cargas que actúan sobre ésta son resistidas solo por sus cables extremos. Para validar las metodologías propuestas se realizaron varios modelos en SAP2000 bajo las mismas simplificaciones de los métodos. De igual manera se compararon los resultados obtenidos con modelos no simplificados resueltos mediante análisis no lineal. Finalmente, los algoritmos se utilizaron para analizar etapas constructivas específicas.