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doi:10.15517/rgac.v0i65.46880

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Articles • Rev. Geol. Amér. Central (65) • July-Dec 2021 • https://doi.org/10.15517/rgac.v0i65.46880 linkcopiar

Impacto del terremoto de Limón de 1991 en el diseño estructural de puentes

Impact of the 1991 Limón Earthquake on structural design of bridges

Autoría SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumen

En el presente artículo se describen los principales daños observados en puentes vehiculares como consecuencia del terremoto de Limón de 1991. También se muestra cómo este evento sísmico originó cambios en la normativa que regula el diseño y la construcción de obras civiles en Costa Rica, específicamente el diseño sismorresistente de edificaciones y puentes. Se plantea además que el impacto del terremoto de Limón puede identificarse también en especificaciones internacionales de diseño de puentes, ya que las fallas estructurales ocurridas como consecuencia de este terremoto y otros eventos sísmicos de los años noventa a nivel mundial, motivaron la revisión y modificación de las prácticas constructivas de los puentes en regiones sísmicamente activas.

Palabras clave: Infraestructura; especificaciones de diseño; diseño sismorresistente; puentes; vulnerabilidad sísmica

Autoría

María J. Rodríguez-Roblero

Universidad de Costa Rica (UCR), Programa de Ingeniería Estructural, Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales (LanammeUCR), San José, Costa Rica maria.rodriguezroblero@ucr.ac.crUniversidad de Costa RicaCosta RicaCosta RicaUniversidad de Costa Rica (UCR), Programa de Ingeniería Estructural, Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales (LanammeUCR), San José, Costa Rica maria.rodriguezroblero@ucr.ac.cr

Sergio Lobo-Aguilar

Universidad de Costa Rica (UCR), Escuela de Ingeniería Civil, San José, Costa RicaUniversidad de Costa RicaCosta RicaCosta RicaUniversidad de Costa Rica (UCR), Escuela de Ingeniería Civil, San José, Costa Rica

Luis G. Vargas-Alas

Universidad de Costa Rica (UCR), Unidad de Puentes del LanammeUCR, San José, Costa RicaUniversidad de Costa RicaCosta RicaCosta RicaUniversidad de Costa Rica (UCR), Unidad de Puentes del LanammeUCR, San José, Costa Rica

Rolando Castillo-Barahona

Universidad de Costa Rica (UCR), Programa de Ingeniería Estructural LanammeUCR, San José, Costa RicaUniversidad de Costa Rica Costa RicaCosta RicaUniversidad de Costa Rica (UCR), Programa de Ingeniería Estructural LanammeUCR, San José, Costa Rica

SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Figuras

Figuras (11)

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Fig. 1:
Mapa de ubicación de los puentes que presentaron daños estructurales como consecuencia del terremoto de Limón, basado en la información reportada por las misiones de reconocimiento posteriores al terremoto (Earthquake Engineering Research Institute, 1991; Mitchell y Tinawi, 1992; Priestley, 1992; Santana, 1992; Sauter, 1994; Morales, 1994). (Autor del mapa: Luis Guillermo Vargas, LanammeUCR. Mapa base: Esri, HERE, Garmin, NGA, USGS).

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Fig. 2:
Colapso de un tramo del puente sobre el río Chirripó en la Ruta Nacional 32 como consecuencia de la pérdida de soporte debido a la existencia de longitudes de asiento limitadas y falta de continuidad de la superestructura (Fotografía: Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica).

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Fig. 3:
Destrucción del acceso al puente (puente sobre el río Bananito en la Ruta Nacional 36). Este puente presentó el colapso del puente y la destrucción completa de la vía de acceso (Fotografía: Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica).

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Fig. 4:
Estado del puente sobre el río Bananito (Ruta Nacional 36) después del terremoto de Limón. Este puente presentó la pérdida de soporte de la superestructura, ruptura de los pernos de anclaje, rotación de los bastiones y desplazamiento del relleno. En este caso, las dos superestructuras que formaban el puente sufrieron la pérdida de soporte (Fotografía del Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica).

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Fig. 5:
Vistas del puente sobre el río Vizcaya en la Ruta Nacional 36 después del terremoto de Limón. En la fotografía A se aprecia la rotación del bastión y uno de los tramos colapsados. En la fotografía B se muestran los tramos colapsados vistos desde el acceso Sureste (Fotografías del Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica).

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Fig. 6:
Condición de los pilotes en los bastiones del puente sobre el río Cuba (Ruta Nacional 32) después del terremoto de Limón (Fotografía: Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica).

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Fig. 7:
Condición de los pilotes en los bastiones del puente sobre el río Cuba (Ruta Nacional 32) en el año 2019 (Fotografía: por Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales, Universidad de Costa Rica).

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Fig. 8:
Cantidad de puentes en el inventario de puentes de Costa Rica para los que está disponible la información del año de la especificación, año del diseño y de la construcción al año 2016. Se presenta la cantidad de puentes que fueron diseñados y construidos en cada período. El año de especificación se indica con el propósito de mostrar el período en que fueron publicadas las especificaciones. La figura muestra que la mayoría de puentes en servicio fueron diseñados y construidos con normativa anterior al año 1991 (Basado en la información de Muñoz Barrantes et al., 2016).

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Fig. 9:
Mapa de isoaceleración (en porcentaje de la aceleración de la gravedad) correspondiente al período de retorno de 500 años basado en el incluido en el Código Sísmico de 1986.

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Fig. 10:
Desplazamientos permanentes en los apoyos provocados por el terremoto de Limón. En la fotografía A se muestra un desplazamiento en la dirección longitudinal del puente y en la fotografía B el desplazamiento transversal observados en el puente sobre el río Chirripó (Fotografías Unidad de Puentes, Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales)

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Fig. 11:
Ejemplo de la aplicación práctica de los cambios en la normativa. En la fotografía A se muestra la longitud de asiento en el bastión del puente sobre el río Aranjuez en la Ruta Nacional 1. En la fotografía B se presenta el mismo bastión durante la ejecución de la rehabilitación a la que fue sometido el puente en el año 2011, en donde se observa que entre las medidas implementadas estuvo el incremento de la longitud de asiento de los elementos de la superestructura. La figura C muestra una vista del bastión en el año 2014 con el propósito de mostrar la condición después de finalizada la rehabilitación (Fotografías: Unidad de Puentes del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales).

imageFig. 1: Mapa de ubicación de los puentes que presentaron daños estructurales como consecuencia del terremoto de Limón, basado en la información reportada por las misiones de reconocimiento posteriores al terremoto (Earthquake Engineering Research Institute, 1991; Mitchell y Tinawi, 1992; Priestley, 1992; Santana, 1992; Sauter, 1994; Morales, 1994). (Autor del mapa: Luis Guillermo Vargas, LanammeUCR. Mapa base: Esri, HERE, Garmin, NGA, USGS). open_in_new

imageFig. 2: Colapso de un tramo del puente sobre el río Chirripó en la Ruta Nacional 32 como consecuencia de la pérdida de soporte debido a la existencia de longitudes de asiento limitadas y falta de continuidad de la superestructura (Fotografía: Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica). open_in_new

imageFig. 3: Destrucción del acceso al puente (puente sobre el río Bananito en la Ruta Nacional 36). Este puente presentó el colapso del puente y la destrucción completa de la vía de acceso (Fotografía: Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica). open_in_new

imageFig. 4: Estado del puente sobre el río Bananito (Ruta Nacional 36) después del terremoto de Limón. Este puente presentó la pérdida de soporte de la superestructura, ruptura de los pernos de anclaje, rotación de los bastiones y desplazamiento del relleno. En este caso, las dos superestructuras que formaban el puente sufrieron la pérdida de soporte (Fotografía del Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica). open_in_new

imageFig. 5: Vistas del puente sobre el río Vizcaya en la Ruta Nacional 36 después del terremoto de Limón. En la fotografía A se aprecia la rotación del bastión y uno de los tramos colapsados. En la fotografía B se muestran los tramos colapsados vistos desde el acceso Sureste (Fotografías del Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica). open_in_new

imageFig. 6: Condición de los pilotes en los bastiones del puente sobre el río Cuba (Ruta Nacional 32) después del terremoto de Limón (Fotografía: Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica). open_in_new

imageFig. 7: Condición de los pilotes en los bastiones del puente sobre el río Cuba (Ruta Nacional 32) en el año 2019 (Fotografía: por Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales, Universidad de Costa Rica). open_in_new

imageFig. 8: Cantidad de puentes en el inventario de puentes de Costa Rica para los que está disponible la información del año de la especificación, año del diseño y de la construcción al año 2016. Se presenta la cantidad de puentes que fueron diseñados y construidos en cada período. El año de especificación se indica con el propósito de mostrar el período en que fueron publicadas las especificaciones. La figura muestra que la mayoría de puentes en servicio fueron diseñados y construidos con normativa anterior al año 1991 (Basado en la información de Muñoz Barrantes et al., 2016). open_in_new

imageFig. 9: Mapa de isoaceleración (en porcentaje de la aceleración de la gravedad) correspondiente al período de retorno de 500 años basado en el incluido en el Código Sísmico de 1986. open_in_new

imageFig. 10: Desplazamientos permanentes en los apoyos provocados por el terremoto de Limón. En la fotografía A se muestra un desplazamiento en la dirección longitudinal del puente y en la fotografía B el desplazamiento transversal observados en el puente sobre el río Chirripó (Fotografías Unidad de Puentes, Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales) open_in_new

imageFig. 11: Ejemplo de la aplicación práctica de los cambios en la normativa. En la fotografía A se muestra la longitud de asiento en el bastión del puente sobre el río Aranjuez en la Ruta Nacional 1. En la fotografía B se presenta el mismo bastión durante la ejecución de la rehabilitación a la que fue sometido el puente en el año 2011, en donde se observa que entre las medidas implementadas estuvo el incremento de la longitud de asiento de los elementos de la superestructura. La figura C muestra una vista del bastión en el año 2014 con el propósito de mostrar la condición después de finalizada la rehabilitación (Fotografías: Unidad de Puentes del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales). open_in_new

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None Universidad de Costa Rica. Campus Universitario Rodrigo Facio, San Pedro, San José, CR, 214-2060, 2511-0000, 2511-4000 - E-mail: pdenyer@geologia.ucr.ac.cr

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