Diseño y Análisis No-Lineal del Tercer Juego de Esclusas del Canal de Panamá Frente a Cargas Estáticas y Sísmicas

Resumen

El diseño de las estructuras del tercer juego de esclusas del Canal de Panamá demandó la implementación de modelos de elementos finitos no-lineales, los cuales fueron utilizados para diseñar los elementos estructurales que las componen. Los modelos numéricos de elementos finitos en 2D y 3D desarrollados consideraron diferentes condiciones de cargas estáticas y también dinámicas producidas por sismos mediante el software Abaqus. Las condiciones sísmicas aplicadas, mediante un análisis del tipo time-history dinámico implícito, incluyeron un análisis de convolución de la señal y el empleo de condiciones de borde absorbentes, que fueron codificadas en Fortran y validadas como elemento de usuario dentro del software. En las simulaciones fueron tenidas en cuenta las interacciones entre diferentes partes, como ser las estructuras de hormigón, el agua en las esclusas y las compuertas, para lo cual se definen superficies de interacción entre las mismas. También fue tenida en cuenta la plasticidad mediante una formulación de Mohr-Coulomb en la roca de fundación. Estos modelos numéricos permiten un grado de optimización y confiabilidad en el diseño que no puede ser llevado a cabo mediante cálculos simplificados, además dan la posibilidad de realizar un análisis de integridad de las estructuras de hormigón ante eventos extremos de solicitación. Las herramientas y metodologías desarrolladas para este trabajo se continúan utilizando para otros proyectos de grandes estructuras de hormigón como es el caso de presas.