10 Puentes de Vigas y Losa LRFD

Ing. Elsa Carrera Cabrera

PUENTE DE VIGAS Y LOSAPUENTE DE VIGAS Y LOSADE CONCRETO ARMADODE CONCRETO ARMADO


PUENTE DE VIGAS Y LOSA

Características Generales

Viga Diafragma

E.C.

Vigas Principales

VD VP

Barandas

VeredasLosaAsfalto

Ancho de Calzada

Sección Transversal


Sección Longitudinal

Características Generales

Vigas Diafragma

Barandas

Viga Principal


Eje Carretera

Planta

Eje ApoyoEje Apoyo

VD

VP

Ejemplo:

Nº de Vigas Principales (VP) : 04 Und.

Nº de Vigas Diafragma (VD) : 05 Und.


Puente Vigas y Losa Simplemente Apoyada


• Losa : Tramos InterioresVoladizos

• Vigas Principales : V. Exteriores ( VPext )V. Interiores ( VPint )

• Vigas Transversales o Diafragmas ( VD )

Elementos Estructurales del Puente Vigas y Losa


Diseño de la Losa

•Cargas Actuantes en Tramos interiores continuos.

a) Por Peso Propio : carga del p.p. = wDC

MDC = wDC (L²) / 10

b) Carga Muerta-DW : carga de la Carpeta Asfáltica= wDWMDW = wDW (L²) / 10

Donde :L = la luz entre centros de vigas.


c) Sobrecarga: Los momento por sobrecarga según el LRFD, son:

* Acero principal perpendicular al tráfico:

Para L ≤ 3 m: Mtransv = 1290 D0.197 L0.459 CPara L > 3 m: Mtransv = 5300 D0.188 (L1.35- 20400) C / L

* Acero principal paralelo al tráfico:

Para L ≤ 3 m: Mparalelo = 408 D0.123 L0.64 CPara L > 3 m: Mparalelo = 3405 D0.138 (L1.429- 34900) C / L

Donde:

L = Longitud entre centros de apoyos (mm)C = Factor de continuidad será igual a 1, para tramos

simplemente apoyados y 0.8 para tramos continuos.D = Dx / Dy


Dx = E Ix (N mm2/mm) , Dy = E Iy (N mm2/mm)

E = Módulo de elasticidadIx e Iy = Momento de inercia por unidad de ancho

• Cuando no se disponga de ensayos, la relación de rigideces D puede ser tomado como:

– Para emparrillados totalmente llenos con al menos 38 mm de sobrellenado monolítico 2.0

– Para los demás emparrillados totalmente llenos 2.5


Si consideramos que por los momentos en ambas direcciones, la fisuración es proporcional y que la armadura dispuesta es igualmente proporcional a las solicitaciones.

Entonces: Ix = Iy

Para un cálculo mas preciso puede determinarse la Inercia de la sección fisurada con el refuerzo final colocado.

Por lo tanto podemos asumir: D =1.00


0.30m7.39t

MDC : Por cargas del pp del volado.

MDW : ° Cargas por el peso de asfalto en el volado.° Carga de vereda y baranda.

M(L+I) = Carga por rueda en eje posterior.

M(L+I) = 7.39 x a x CiEE

E E = Es el ancho equivalente para Voladizo.

Es necesario proyectar una buena distribución de la vigas en el ancho de calzada, porque si el volado es muy grande el momento en él será mayor que el de los tramos interiores.

En Voladizos.-

a


−M: 1220 + 0,25S+M: 660 + 0,55SParalela o perpendicular

• Prefabricado, postensado

−M: 1220 + 0,25Sencofrados perdidos +M: 660 + 0,55SParalela o perpendicular • Vaciado en sitio con −M: 1220 + 0,25S+M: 660 + 0,55SParalela o perpendicular 1140 + 0,833XVuelo (Cantilever)

• Vaciado en sitio

Ancho de la Franja (mm)

Dirección de la Franja en Relación con el TráficoTipo de Tablero

Donde:

X = Distancia desde la aplicación de la carga al punto de apoyo (mm)

S = Espaciamiento de componentes de apoyo (mm)

+M = Momento positivo

-M = Momento Negativo

Ancho Equivalente de Tableros – Métodos Aproximados de Análisis


0.30m

0.55m

Tenemos el siguiente esquema, que visualiza la sobrecarga considerando sólo una de las llantas traseras del camión tipo.

Sobrecarga en el Volado.-

Ejem: Para un volado mínimo de 55 cm., entra toda la carga de la rueda en él. Si el volado es menor, se debe descontar la parte de la rueda que está sobre la viga y fuera del volado.

Ejem.: Para un volado de 50 cms.,5 cm de la rueda estará sobre la viga y la reducción es de 5 = 10%

50Sólo se considera parte del peso de la llanta: P x 0.90


Consideraciones para Sobrecarga:

I.- Distribución de Cargas o Concentraciones de Cargas

(LRFD)

En el sentido transversal, la carga por ancho de vía será incrementada en un porcentaje que depende de la separación de vigas y de sus materiales.

Diseño de las Vigas Principales


DistribuciDistribucióón de Cargas Vivas n de Cargas Vivas -- MomentosMomentos

Los factores de distribución para los momentos flexionantes por carga viva para las vigas interiores con tableros de concreto pueden ser determinados según las siguientes expresiones:

a) Momentos en vigas longitudinales interiores

10.030.040.0

4300060.0 ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+

sLtKg

LSS

10.0

3

20.060.0

2900075.0 ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+

sLtKg

LSS

A : Area de vigas (mm2)S : Espaciamiento de vigas (mm)L : Longitud de viga (mm)ts : Espesor de losa de concretoKg : Parámetros de rigidez longitudinal (mm4)

Un carril cargado Dos ó más carriles cargados (ginterior)

Kg = n(I + Aeg2)

n : Relación de módulos de losmateriales (viga-tablero)

I : Momento de Inercia de vigas (mm4)eg : Distancia entre c.g. de la

viga principal y el tablero (mm)


e = 0.77 + e = 0.77 + de2.8002.800

Los factores de distribución para los momentos flexionantes por carga viva para las vigas exteriores con tableros de concreto pueden ser determinados según las siguientes expresiones:

b) Momentos en vigas longitudinales exteriores

Un carril cargado Dos ó más carriles cargados (gexterior)

Regla de la Palanca gexterior = e. ginterior

DistribuciDistribucióón de Cargas Vivas n de Cargas Vivas -- MomentosMomentos


DistribuciDistribucióón de Cargas Vivas n de Cargas Vivas -- CortanteCortante

Los factores de distribución para las fuerzas cortantes por carga viva para las vigas interiores con tableros de concreto pueden ser determinados según las siguientes expresiones:

a) Cortante en vigas longitudinales interiores

A : Area de vigas (mm2)S : Espaciamiento de vigas (mm)L : Longitud de viga (mm)ts : Espesor de losa de concretoKg : Parámetros de rigidez longitudinal (mm4)

Un carril cargado Dos ó más carriles cargados (ginterior)

760036.0 S

+2.0

107003600200.0 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛+

SS


DistribuciDistribucióón de Cargas Vivas n de Cargas Vivas -- CortantesCortantes

Los factores de distribución para las fuerzas cortantes por carga viva para las vigas exteriores con tableros de concreto pueden ser determinados según las siguientes expresiones:

b) Cortante en vigas longitudinales exteriores

Un carril cargado Dos ó más carriles cargados (gexterior)

Regla de la Palancagexterior = e. ginterior

300060.0 ede +=

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