Vulnerabilidad Sísmica De Los Pasos Elevados Y Puentes Que Forman Parte De La Red Vial Del Distrito Metropolitano De Quito Galo Atiaga, Florent Demoraes
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Vulnerabilidad sísmica de los pasos elevados y puentes que forman parte de la red vial del Distrito Metropolitano de Quito Galo Atiaga, Florent Demoraes To cite this version: Galo Atiaga, Florent Demoraes. Vulnerabilidad sísmica de los pasos elevados y puentes que forman parte de la red vial del Distrito Metropolitano de Quito: Adaptación y aplicación de la metodología HAZUS®99. [reportType_6] Escuela Politécnica Nacional de Ecuador - Institut de Recherche pour le Développement - Direcciones de Territorio y Vivienda, y de Transporte y Vialidad del Municipio del Distrito Metropolitano de Quito. 2003, 62 p. hal-01283943 HAL Id: hal-01283943 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01283943 Submitted on 7 Mar 2016 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. Vulnerabilidad sísmica de pasos elevados y puentes que forman parte de la red vial del Distrito Metropolitano de Quito Adaptación y aplicación de la metodología HAZUS®99 Ampliación del proyecto: “Vulnerabilidad estructural de los puentes del distrito metropolitano de quito frente al peligro sísmico – aplicación y adaptación de la metodología hazus®99 al contexto ecuatoriano” diciembre 2002 GALO ATIAGA Ingeniero Civil – EPN FLORENT DEMORAES Doctorante, Laboratorio EDYTEM - UMR 5204 – Université de Savoie / IRD En colaboración con: Dr. Fabricio Yépez Ph.D. (Profesor Postgrado EPN), I. Municipio de Quito, Direcciones Metropolitanas de Territorio y Vivienda, y Transporte y Vialidad Quito, diciembre 2003 CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 3 1.1. ANTECEDENTES .................................................................................... 3 1.2. ALCANCE ................................................................................................ 4 1.3. JUSTIFICACIÓN ...................................................................................... 4 2. ADAPTACION Y APLICACIÓN DE HAZUS®99 A PASOS ELEVADOS Y PUENTES DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL DE QUITO .................................... 5 2.1. ADAPTACIÓN DE LA METODOLOGÍA HAZUS®99 AL MEDIO ECUATORIANO ................................................................................................. 5 2.1.1. EN LO REFERENTE AL DISEÑO CONVENCIONAL O SÍSMICO ... 5 2.1.2. EN LO REFERENTE A LOS SUELOS DE ASENTAMIENTO DE LAS OBRAS 5 2.1.3. EN LO REFERENTE A LA ACELERACIÓN ESPECTRAL ............... 7 2.2. LEVANTAMIENTO DE CAMPO Y VARIABLES RECOPILADAS SOBRE LAS INFRAESTRUCTURAS VIALES BAJO ESTUDIO DEL ÁREA METROPOLITANA DE QUITO ........................................................................... 9 2.3. APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA HAZUS®99 MODIFICADA A LAS INFRAESTRUCTURAS VIALES BAJO ESTUDIO DE QUITO ......................... 31 3. ANÁLISIS DE RESULTADOS ....................................................................... 39 3.1. ANÁLISIS DE RESULTADOS DESDE EL PUNTO DE VISTA ESTRUCTURAL ............................................................................................... 39 3.2. ANÁLISIS DE LOS EFECTOS INDUCIDOS POR LOS DAÑOS EN LAS INFRAESTRUCTURAS VIALES ESTUDIADAS EN LO REFERENTE A MOVILIDAD ...................................................................................................... 47 3.2.1. IDENTIFICACIÓN DE OBRAS ESENCIALES Y VULNERABLES .. 48 3.2.2. REPERCUSIONES POSIBLES EN CUANTO A MOVILIDAD ........ 49 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................ 53 4.1. CONCLUSIONES .................................................................................. 53 4.2. RECOMENDACIONES Y PERSPECTIVAS DE FUTURAS INVESTIGACIONES ......................................................................................... 56 5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 58 3 1. INTRODUCCIÓN 1.1. ANTECEDENTES En el mes de diciembre de 2002, los autores del presente documento presentaron al I. Municipio de Quito un informe titulado “Vulnerabilidad estructural de los puentes del Distrito Metropolitano de Quito frente al peligro sísmico – Aplicación y adaptación de la metodología HAZUS®99 al contexto ecuatoriano”. El mencionado documento constituye un informe preliminar de la vulnerabilidad de 76 obras viales del Distrito Metropolitano de Quito. La presente investigación pretende realizar una primera evaluación de la vulnerabilidad estructural de pasos elevados y puentes que forman parte de la infraestructura vial del Distrito Metropolitano de Quito frente a la amenaza sísmica, ampliando el análisis sobre 90 estructuras viales, abarcando de esta manera prácticamente la totalidad de las obras existentes en el distrito. Además, se ha realizado ajustes en la adaptación de la metodología HAZUS®991 en relación al primer informe, los mismos que se detallarán en secciones posteriores. El presente documento incluye los parámetros de las estructuras viales bajo análisis, que son necesarios para la aplicación de la metodología HAZUS®99 adaptada al medio ecuatoriano; se presenta también la aplicación de dicha metodología sobre las obras viales consideradas y el análisis de los resultados obtenidos referentes a la vulnerabilidad de estas estructuras ante la acción sísmica; adicionalmente, el documento incluye un análisis de las posibles afectaciones de la movilidad del distrito debidas a la ocurrencia de un evento sísmico muy severo; finalmente, se presenta las conclusiones y recomendaciones generadas por la presente investigación. 1 Proveniente de “Hazards U.S.”, desarrollada por: Federal Emergency Management Agency (FEMA), Washington, D.C. en cooperación con National Institute of Building Sciences, Washington, D.C. 4 1.2. ALCANCE El presente estudio pretende formular un primer intento para establecer la vulnerabilidad de pasos elevados y puentes que son parte de la infraestructura vial de Quito ante sismos, aplicando la adaptación de la metodología HAZUS®99 al medio ecuatoriano, con el fin de mejorar el nivel de conocimiento de los riesgos asociados al advenimiento de un terremoto, en especial sobre estas obras esenciales para sustentar la movilidad urbana y el funcionamiento socioeconómico de la capital. 1.3. JUSTIFICACIÓN Debido a la amenaza sísmica latente en la ciudad de Quito, es necesario llegar a un mejor conocimiento sobre la vulnerabilidad de las infraestructuras viales, de tal manera que constituya un punto de partida para establecer criterios de toma de decisiones emergentes ante un sismo en lo que se refiere a movilización o a medidas de mitigación del riesgo, y dictar políticas de planificación que tomen en cuenta el peligro sísmico, todo esto con el fin de evitar desgracias que afecten gravemente a la población capitalina y sus bienes. Además, es necesario considerar las medidas de prevención contra los efectos de los desastres sísmicos como parte fundamental de los procesos de desarrollo integral en el ámbito regional y urbano, con el fin de reducir el nivel de riesgo existente. 5 2. ADAPTACION Y APLICACIÓN DE HAZUS®99 A PASOS ELEVADOS Y PUENTES DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL DE QUITO 2.1. ADAPTACIÓN DE LA METODOLOGÍA HAZUS®99 AL MEDIO ECUATORIANO 2.1.1. EN LO REFERENTE AL DISEÑO CONVENCIONAL O SÍSMICO Dentro de la clasificación de las estructuras en la metodología HAZUS®99 se establecen los años que se refieren al inicio de la implementación de normas antisísmicas en el diseño y construcción de las infraestructuras viales. En el caso de Quito, se ha asumido que a partir del año de 1996 se ha implementado una normativa de diseño sismorresistente en las infraestructuras viales, en base a información otorgada por varios ingenieros conocedores del desarrollo vial de la ciudad (Yépez – Barahona, 2003). 2.1.2. EN LO REFERENTE A LOS SUELOS DE ASENTAMIENTO DE LAS OBRAS Para obtener las curvas de fragilidad descritas en la metodología HAZUS®99 es necesario cuantificar un determinado grado de movimiento del suelo, en función de aceleraciones espectrales influenciadas por el efecto dinámico de amplificación según el tipo de suelo. 6 En base a los mapas del “Proyecto de microzonificación sísmica de los suelos del Distrito Metropolitano de Quito, 2001”, realizado en convenio con la Escuela Politécnica Nacional y el Municipio del Distrito Metropolitano de Quito, es posible ubicar las estructuras analizadas en este estudio dentro de los cuatro tipos de suelo caracterizados por el Código Ecuatoriano de la Construcción. El siguiente mapa muestra el mapa de microzonificación del Distrito Metropolitano de Quito: Leyenda S1 S2 S3 Quito Tumbaco # Ilaló Los Chillos Mapa de microzonificación de suelos del DMQ – EPN 2001 7 Una breve caracterización de estos tipos de suelo se presenta a continuación: el perfil tipo S1 se refiere a rocas o suelos firmes, el perfil tipo S3 se refiere a suelos blandos o estratos profundos, el perfil tipo S2 corresponde a suelos con características intermedias entre los suelos S1 y S3. El S4 corresponde a suelos altamente compresibles y donde las condiciones geológicas y topográficas son especialmente desfavorables (CEC, 2000). Existen cuatro