Evaluación por desempeño sísmico en muelles. Caso: muelle N3 del terminal norte multipropósito del Callao

Abstract

La evaluación basada en el desempeño sísmico es la filosofía de diseño y/o evaluación empleada mayormente en la industria portuaria, cuyo desarrollo está plasmado en códigos actuales tales como la de Puerto de Long Beach (POLB-WDC, 2015) y de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE/COPRI 61-14, 2014). Esta evaluación sísmica basada en los desplazamientos consiste en que la capacidad de desplazamiento de la estructura sea mayor o igual que la demanda de desplazamiento. La capacidad de desplazamiento de la estructura depende de los límites de deformación de los materiales del pilote (acero, concreto), cuyos valores son establecidos por los códigos de diseño; mientras que la demanda de desplazamiento depende del peligro sísmico de la zona en donde se encuentra la estructura a evaluar. El presente estudio tiene como propósito realizar la evaluación basado en el desempeño sísmico del muelle N3 del Terminal Norte Multipropósito del Callao usando los criterios de desempeño establecidos en los códigos mencionados anteriormente. Para ello, se ha recopilado información sobre la disposición de los elementos estructurales del muelle (pilotes, plataforma, vigas, defensas, bitas), caracterización no lineal de los materiales que conforman el muelle, determinación del peligro sísmico de la zona en donde se ubica el caso de estudio, etc. Además, debido a la gran influencia de la interacción suelo-pilote en la evaluación de estructuras off-shore tales como un muelle, se ha recopilado información de la caracterización geotécnica del sitio para definir curvas de transferencia p-y, t-z y q-z (parámetros de interacción suelo-estructura) en base a las recomendaciones de API RP 2A WSD, 2000. Se ha determinado la capacidad de desplazamiento en base a límites de deformación de los materiales que conforman a la estructura del muelle. Asimismo, se ha determinado la demanda de desplazamiento usando el Método de la Estructura Sustituta, método simplificado de análisis bidimensional no lineal, incorporando 3 niveles de sismo construidos según la norma peruana E030-2018 “Diseño Sismorresistente”. Finalmente, mediante las consideraciones y suposiciones planteadas en el desarrollo de la investigación, se discuten los resultados y se concluye que el muelle N3 del Terminal Norte Multipropósito del Callao no cumple con los criterios de desempeño establecidos en los códigos ASCE/COPRI 61-14 (2014) y POLB-WDC (2015).

The evaluation based on seismic performance is the design and / or evaluation philosophy used mostly in the port industry, whose development is reflected in current codes such as the Port of Long Beach (POLB-WDC, 2015) and the American Society Civil Engineers (ASCE / COPRI 61-14, 2014). This displacement-based seismic evaluation consists in that the displacement capacity of the structure is greater than or equal to the displacement demand. The displacement capacity of the structure depends on the strain limits of the pile materials (steel, concrete), whose values are established by the design codes; while the demand for displacement depends on the seismic hazard of the area where the structure to be evaluated is located. The purpose of this study is to carry out an evaluation based on the seismic performance of quay N3 of the Terminal Norte Multipropósito del Callao using the performance criteria established in the aforementioned codes. For this, information has been compiled on the layout of the structural elements of the quay (piles, platform, beams, fenders, bollards), non-linear characterization of the materials that make up the quay, determination of the seismic hazard of the area where it is located case study, etc. In addition, due to the great influence of soil-pile interaction in the evaluation of off-shore structures such as a quay, information was collected from the geotechnical characterization of the site to define transfer curves p-y, t-z and q-z (soilstructure interaction parameters) based on API RP 2A WSD, 2000 recommendations. The displacement capacity has been determined based on the strain limits of the materials that make up the quay structure. Likewise, the displacement demand has been determined using the Substitute Structure Method, a simplified non-linear two-dimensional analysis method, incorporating 3 levels of earthquake built according to the Peruvian standard E030-2018 “Diseño sismorresistente“. Finally, through the considerations and assumptions raised in the development of the research, the results are discussed and it is concluded that quay N3 of the Terminal Norte Multipropósito del Callao does not meet the performance criteria established in the ASCE/COPRI 61-14 (2014) and POLB-WDC (2015) codes.