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Evaluación de la salud estructural de puentes viga cajón empleando un indicador de daño basado en el análisis fractal de las formas modales

Resumen

El monitoreo de la salud estructural de puentes viga cajón es fundamental para garantizar la estabilidad y un adecuado nivel de servicio. No obstante, las dificultades técnicas y presupuestales asociadas a la implementación de las estrategias de monitoreo existentes motivan al desarrollo de nuevos métodos. En la presente investigación, se propone un indicador de daño estructural fundamentado en la dimensión fractal de las formas modales como una alternativa novedosa para la detección del detrimento. El indicador se vincula a una rutina en MATLAB ® que calibra un modelo de elementos finitos en SAP2000 ® del puente con sospecha de daño a partir de la aplicación de un algoritmo de optimización metaheurística. El proceso minimiza el indicador mediante el cálculo del porcentaje de pérdida de rigidez de los elementos del puente según el comportamiento dinámico del sistema con daño. La herramienta se aplica en la identificación de cinco escenarios de daño sobre un caso de estudio sintético basado en el puente Gómez Ortiz, comparando el desempeño del indicador propuesto con otros dos basados en frecuencias y formas modales. Los resultados evidencian que el indicador propuesto presenta una sensibilidad alta al daño estructural, lo que permite un cálculo de mayor exactitud de la pérdida de rigidez sobre los elementos afectados y robustez ante el efecto del ruido. Sin embargo, también demuestra una tendencia a señalar falsos positivos y mayor gasto computacional. Por ende, aunque existen aspectos por refinar, el indicador propuesto evidencia una aplicabilidad promisoria en la detección del daño en puentes viga cajón.