Clase 2_Desarrollo Del Proyecto de Puentes

26/03/2015

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PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS

DESARROLLO DE PROYECTOS DE PUENTES

DEFINICIÒN Y CLASIFICACIÒN DE LAS CARGAS


DESARROLLO DE PROYECTOS DE PUENTES

Esta fundamentado en :• Estudios Básicos• Inspección de la Zona de trabajo• Evaluación de Alternativas


• Estudios Básicos

a) Estudios Topográficos:– Un plano de planta en 1/500, 1/200 ó 1/100 según

sea la luz e importancia del estudio a desarrollarse– Perfil en el eje de la carretera en la ubicación

determinada del puente.– Perfil aguas arriba y aguas abajo del eje del camino en

la zona del puente.


A

A

A

A LINEA DEVISIBILIDAD

LIBRE DEOBSTACULOS

LINEA DEVISIBILIDAD

LIBRE DEOBSTACULOS

FIN DE PUENTE PROG. 0+195

INICIO DE PUENTE PROG. 0+045

GRABADO EN VERTICEN:8544748.796E:584849.304COTA:2746.37

GRABADO ROCAN:8544930.678E:584713.566COTA:2744.10

GRABADO EN VERTICEN:8544991 .243E:584747.699

COTA:2746.18


SECCION TRANSVERSAL SC. H: 1/1000

V: 1/1000

TRAMO DE GRADERIAS EXISTENTESL = 40 m.


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b) Estudios de Suelos y geotecnia:Comprende el estudio de suelos delterreno de cimentación, hacia lasmárgenes (estribos) y en el cauce(apoyos intermedios), con laindicación de la cota de cimentaciónrecomendada y la capacidadportante del terreno, así como suscaracterísticas.


c) Estudios Geológicos:El Estudio geológico es para prever fallas o problemas gravesen la zona del puente ó accesos, así como sus característicasde conformación del terreno.


d) Estudio de Canteras:Es necesario realizar este estudio para tener unainformación exacta de las canteras cercanas a la zona detrabajo, el tipo de agregados disponibles y suscaracterísticas.


e) Estudios de Hidrología e Hidráulica:Se requiere información sobre los caudales en susdiferentes periodos, descargas máximas paradiferentes periodos de retorno.Los Estudios Hidráulicos; nos permiten determinar laluz del puente y la relación con el caudal y lascaracterísticas del cauce, se pueden determinar losefectos de socavación , erosión o sedimentación.


f) Estudio de riesgo sísmico:Dependiendo de donde se construirá el puente y el tipode estructura, es necesario también incluir estosestudios en el diseño del puente.


g) Estudio de Impacto Ambiental:La construcción de cualquier estructura altera dealguna manera la naturaleza de la zona del proyecto,por lo que, el estudio de impacto ambiental nos dirá enque magnitud estos trabajos afectarán positiva onegativamente la zona del proyecto, antes durante ydespués de la construcción de la estructura.

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• Inspección de la zona de trabajoLa visita y evaluación in situ de la zona de ubicacióndel puente y sus accesos es determinante para teneruna idea global del problema al que nosenfrentamos.


• Evaluación de alternativasEstudio comparativo de costos y comportamientoestructural, de las posibles alternativas de solución.

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“Es importante y necesario, realizar losestudios básicos de manera adecuada, yaque de estos depende el buenfuncionamiento de las obra civiles engeneral”


De la evaluación del informe de los estudiosbásicos tendremos elementos de juicio para definir“donde“ podemos colocar cada tipo de puente y“como” definir la cimentación y elementosestructurales más apropiados, además de “quetipo” de puente es el adecuado.

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Por ejemplo:

¿ Dónde? Es la mejor ubicación.¿ Que tipo? De estructura es la adecuada.¿ Que? Cimentación será necesaria.¿ Que? Procedimiento constructivo.¿ Que? Materiales serán necesarios.

Nuestros cuestionamientos se irán despejando poco apoco, con nuestro análisis crítico y con nuestraexperiencia.


Condiciones a cumplir

– Seguridad: Debe ser resistente y estable durante toda suvida útil prevista.


Condiciones a cumplir

– Servicio: Servicio adecuado para el usuario. Lascaracterísticas geométricas de su tablero deberán ser lasmismas que las del camino, que a su vez están fijadas por lavelocidad de diseño de la vía la cual determina los radiosmínimos de las curvas, peraltes, sobre anchos, longitudes detransición, etc. Así mismo el puente no presentarádeflexiones ni vibraciones incómodas para el tránsito devehículos y peatones.


Condiciones a cumplir– Economía: La estructura más económica que cumpla con los

tres primeros factores será el mejor proyecto. El costo delpuente incluye cuatro componentes: El costo de losmateriales; el costo de la colocación de los materiales en suubicación permanente, incluyendo el costo de los equiposnecesarios para la colocación; el costo de devolver alentorno las condiciones que tenía antes de la construcción,como si el puente hubiera sido depositado sobre el suelo sinproducir alteración alguna, y finalmente el costo demantenimiento durante la vida útil prevista.


Condiciones a cumplir– Estética: Toda estructura constituye monumento, expuesto a

la vista de las personas que transitan por su entorno, elaspecto del puente contribuye positiva o negativamente,permanentemente al paisaje del cual forma parte.


Importancia de la estéticaUn puente es una muestra de la sociedad que perdura en el tiempo.Su principal función es servir a esa sociedad y su apariencia es crucial.Todos los días interactuamos con ellos y siempre afectan nuestro entorno.La estética debe integrarse como parte del diseño.

ESTÉTICA NO SIGNIFICA DECORACIÓN

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Un buen puente necesita un buen dueño, buen diseñador yun buen constructor.


Para cada necesidad, existen muchos tiposestructurales que el ingeniero pueda idearbuscando balance, simetría, funcionabilidad eintegración de sus elementos, para conseguiruna relación con su entorno.


Intuición, imaginación y creatividad soncaracterísticas que tienen que combinarse conun diseño sensible al contexto.



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Simetría, orden y ritmo crean armonía


LONGITUD DE PUENTELa longitud de puente necesaria, está determinada por el ancho del espejode aguas en máximas extraordinarias, más la longitud necesaria para quela proyección horizontal del talud del relleno de cada acceso. Estalongitud horizontal depende de la altura del relleno y del talud de éste,usualmente 1/1.5, considerando 1.50m a 2.50m de distancia mínima libreentre el NAME y el fondo de viga (2.1.4.3.3).


–La solución estructural puede tener dos alternativas:

• Estribos cerrados, en los cuales existen muros de ala quecontienen el relleno por detrás del estribo, o

• Estribos abiertos en los cuales el relleno rodea al estribo,generalmente constituido por columnas.


Los gálibos horizontal y vertical para puentes urbanos serán el anchoy la altura necesarios para el paso del tráfico vehicular. El gálibovertical no será menor que 5.00 m.El gálibo vertical sobre autopistas principales será al menos de 5.50 m

GÁLIBO DE PUENTE (2.1.4.3.3)


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Número de tramos• El número de tramos se adopta usualmente en función de dos

parámetros:– Costo mínimo total, el cual se obtiene cuando el costo de un pilar

es igual al costo de la superestructura del tramo adyacente, sincontar el tablero y demás elementos no dependientes de la luz. Elcosto del pilar es fundamentalmente por su altura y por lasdificultades de cimentación (tirante de agua y calidad de suelo) yen mucho menor grado por la luz de los tramos adyacentes. Elcosto de la superestructura es básicamente gobernado por la luzde cada tramo.

– Luz mínima entre pilares, la cual al igual que la altura del gáliboinferior, depende de las dimensiones de los objetos que pasenbajo el puente: Embarcaciones y objetos arrastrados por el río,árboles, pedrones, etc.



DESARROLLO EN PLANTA• El cruce del puente con el río o camino en lo posible será perpendicular

(aproximadamente 90°).• En puentes esviados con ángulos menores a 60°, serán planteados como

estructuras ortogonales.• En caso de puentes esviados relativamente grandes, la dirección transversal

de los elementos de la subestructura debe ser paralela a la dirección del río.


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SECCIONES TRANSVERSALES DE LOS PUENTESNo será menor que el ancho del acceso, será tal que se puedacontener:• Vías de tráfico.• Vías de seguridad.• Veredas.• Ciclo vías.• Elementos de protección: barreras y barandas.• Elementos de drenaje, etc.• En lo posible secciones de un solo tipo.• Pendiente transversal mínima de 2% para la superficie de

rodadura.


SECCIÓN TRANSVERSAL



BARRERAS DE CONCRETO (2.1.4.3.4.1)En puentes con dos vías de tráfico, puede disponerse de unabarrera como elemento separador (barrera New Jersey).Estas barreras serán ubicadas como mínimo a 0.60m delborde de una vía y como máximo a 1.20m.


BARANDAS (2.1.4.3.4.2)Las barandas para puentes peatonales no serán menores de1.10m.Para ciclo vías las barandas no serán menores de 1.40m.

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LOSAS DE TRANSICIÓN (2.1.4.3.5.1)Las losas de transición de los puentes vehiculares tendránun espesor mínimo de 0.20m y una longitud adecuada a lageometría del puente.


ALAS (2.1.4.3.5.4)Las alas de los estribos tendrán una geometría adecuadapara la contención lateral de los terraplenes de acceso, conun espesor no menor de 0.25m.


Definición y clasificación de Las Cargas

Las cargas se definen como todas las fuerzas que actúan tantosobre la superestructura como la infraestructura.Estas se subdividen en :a) Permanentesb) Variablesc) Excepcionales


a) Cargas Permanentes (2.4.2): Son aquellas que actúandurante la vida útil de la estructura, sin mayor variación.

a.1) Peso propio:Se consideran como cargas de“peso propio”, las cargas de todos los elementospropios del conjunto estructural portante.


a.2) Peso muerto: Se considera como “peso muerto” atodas las cargas que actúan en la estructura de manerapermanente, pero no cumplen la función de elementoportante, por lo tanto son las cargas de los elementos quecoadyuvan en el cumplimiento de la función de la estructuraen el servicio que presta.Algunos ejemplos:

Peso del AsfaltoPeso de las barandasPeso de los postesPeso de las veredasElementos ArquitectónicosPeso del balastoPeso de los durmientesPeso de los rieles

ViaductosCarreteras

ViaductosFerrocarriles


b) Cargas Variables (2.4.3): Son aquellas que tienen variaciónfrecuente y significativa en relación a su valor medio. Aquí seincluyen las sobrecargas según el uso, así como los efectosdinámicos, frenado, fuerza centrífuga y otros. Además seincluyen en este grupo de cargas, las fuerzas aplicadasdurante la construcción, las fuerzas de empuje de agua, sub-presión, así como sismo, viento y las ocasionadas porvariación de temperatura.

C) Cargas Excepcionales.- Son aquellas acciones cuyaprobabilidad de ocurrencia es muy baja, pero endeterminadas condiciones deben ser consideradas por elproyectista, como por ejemplo las debidas a colisiones,explosiones o incendios.

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Ejemplos de cargas Variables– Variación Térmica– Viento– Sismo– Empuje de la corriente (en caso de ríos, o del mar)– Empuje de tierras (para infraestructura)– Sub-presión (caso de estructuras sumergidas o semi-

sumergidas)– Impacto– Centrífuga (producidas por los vehículos en curva)– Frenado (producida por los vehículos)– Sobrecargas de diseño


Sobrecargas de diseño

• En función del servicio que presta, la estructura deberíapesar lo menos posible y ser capaz de soportar máscarga, estas condiciones nos indican que tenemos undiseño adecuado, al contar con una estructura livianacapaz de resistir grandes cargas de servicio.


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