II. CONCEPTOS BASICOS PARA EL DISEO DE PUENTES

LOCALIZACION: Estudio prolijo del ro y trazado generaldel camino, compatibilizando ambassituaciones y considerando lo siguiente:

Ancho mnimo del ro. Subsuelo favorable para fundar. Ataque del agua mnimo. Poca altura de agua. Velocidad Mnima. Evitar curvas o variantes que perjudiquentrazado.

ARQUITECTURA: Acorde con el entorno, principalmente lossituados en ciudades, armona externa,tener presente:

Topografa. Economa Condiciones del Trnsito. Posibilidades Constructivas.MATERIALES:

Infraestructura: Hormign armado o sin armar,mampostera, con o sinpilotes.

Superestructura: Hormign armado, acero,madera, hormign pre opostensado, combinaciones.

DATOS NECESARIOS PARA EL PROYECTO DE UN PUENTE

Plano de Ubicacin: Planimetra con curvas de nivel,perfiles transversales del ro yperfil longitudinal.

Estudio Hidrolgico:Crecidas mximas, velocidad, caudal,condiciones climticas.

Mecnica de Suelos: Calicatas y sondajes.

DIMENSIONES: - Longitud fijada por condicionestopogrficas o hidrulicaslongitud, luz libre, luz declculo).

- Ancho por nmero de vas del camino (almenos) o por la trocha de la vaferroviaria.

- En el sector urbano, calles o avenidas,fijado por el entorno.

- Rasante fijada por aguas mximas otrazado va (1.0 m. revancha mnimo).

- AliviaderosSOCAVACIONES: - Pueden provocar colapso de la

estructura, cota fundacin ms baja quela cota de socavacin mxima(Experimental o de Terreno).

-Coronamiento dado de fundacion al menos-a1 m. ms debajo de esta cotade agua v/s socavacin.

FUNDACIONES: - Directa en los casos de terrenos de buenacalidad (grava, arena, grava arena,bolones).

- Con pilotes en fango y terreno de malacalidad (limo, arcillas o combinaciones)o mucha altura de agua o permeables.

- Siempre podemos usar pilotes, pero enterreno con bolones no es conveniente.

- Fijar en forma aproximada tipo defundaciones.

- Luz de los tramos y longitud total.- Tipo de superestructura.- Cota de fundacin de acuerdo a tipo desubsuelo y cotas de socavacin.

- Cota de rasante. acuerdo a entorno,aguas mximas y revancha.

PLANOS CONSTRUCTIVOS: Planos necesarios mnimosseran los siguientes:

- Plano general con elevacin, planta y seccintransversal (escala 1:100 Gen).

- Planos de moldajes tanto de infraestructura (estribosy cepas) como de superestructura (escala 1:50 Gen).

- Planos de armadura tanto de infraestructura (estribosy cepas) como de superestructura (vigas, losa,travesaos, barandas).

- Planilla con cubicaciones de fierro (parainfraestructura y superestructura).

- Planos de detalles a escalas apropiadas en que semuestren pasamanos, cantoneras, barbacanas, placas deapoyo, anclajes, etc.

- Planos de obras adicionales, defensas fluviales ymejoramiento de accesos.

- Esfuerzos admisibles subsuelo: los determinamos pormedio de sondajes o calicatas.

Es conveniente asesorarse por especialistas, al no tenerun estudio acabado de suelos podemos adoptar (concriterio) los siguientes valores:

MATERIALCAPACIDAD SOPORTE ADMISIBLE (k/cm2)MINIMA MAXIMA

SUELO ALUVIALARCILLAS

ARENA CONFINADAGRAVA, RIPIO

ARENAS CEMENTADAS O GRAVASROCA

0,051125

6

144410

- (15)

Todo lo sealado, permitir definir con mayor propiedad el tipo de fundacin mas apropiada.

SOLICITACIONES A CONSIDERAR EN LOS PUENTESCONCEPTOS Y NORMAS PARA LAS CARGAS: Entre las diversassolicitaciones a considerar en el diseo de puentes se tiene: el peso propio, la carga viva, el impacto, el frenado, el viento, el sismo, la fuerza del agua y otras.

- En nuestro caso nos atendemos a la norma A.A.S.H.T.O (American Asociation of State Highway and Transportation Officials) que es una norma americana para el diseo de puentes carreteros y que define los siguientes conceptos:

PESO PROPIO O CARGA MUERTA: En los puentes el peso propio es mas o menos preponderante segn el material que se est utilizando.

- Superestructura compuesta por vigas, losas, travesaos, pavimento, barandas.

- Infraestructura compuesta por fundaciones,elevaciones, coronamiento.

- Tambin se incluye el peso de tuberas, ductos,cables y otros servicios de utilidad pblica.

CARGA VIVA: Constituida por el peso de vehculos,peatonales u otras cargas cuya presencia sea menosa 24 hrs.De acuerdo a la norma A.A.S.H.T.O. se distinguendos tipos de carga:- El camin tipo que debe ser tomado como carganica por cada faja de trnsito (H y Hs).

- La carga equivalente que reemplaza al camintipo una vez sobrepasada cierta longitud (paralongitudes mayores no es conveniente utilizarlas cargas ms pesadas).

- El ideal sera disear para las cargas vivasreales que se lleguen a soportar, pero esto esdifcil de evaluar, ya que hay diferentes tipos devehculos y combinaciones de estos y porque ademses difcil predecir el peso de los vehculos afututo, por lo que se han adoptado el criterio dedisea con cargas estndar.

Hay consultados dos sistemas de solicitaciones: lascargas H y las cargas HS, estas ltimas ms pesadas.

A) CARGAS HCamin AAHTO Ao 1983

0,2 W 0,8 W

0,1 W

0,1 W

0,4 W

0,4 W4,27 m

1,83 m0,61 m1,83 m0,61 m

3,05 m

4,27 m

Hay tres clases de cargas: H20, H15 y H10. Las dosltimas son equivalentes a un 100% y 50 % del camintipo H20.

A) CARGAS HSCamin AASHTO Ao 1983

0,2 W 0,8 W0,1 W

0,1 W

0,4 W

0,4 W4,26 m

1,83 m0,61 m1,83 m0,61 m

3,05 m

4,27 m

0,8 W

0,4 W

0,4 W

4,26 a 9,14 m

1,8 W = 32,58 TonTipo W P

HS 20-44HS 15-44

18,1 32,613,6 24,5

Tanto para los camiones H como para los HS el glibotransversal o ancho de faja es de 3,05 m. = (10).La altura libre o glibo vertical en puentes, tneles ypasos inferiores no debe ser menor a 4,5 m.El ancho de cada rueda trasera debe ser de una pulgadapor cada 907,2 kgs. del peso total del camin cargado.Las cargas H, sealadas consisten en un camin de dosejes o en una carga de faja. Se designan por la letra H,seguida por un nmero que expresa el peso bruto delcamin tipo en toneladas (Tonelada corta 907,02 kgs.).

Q 8,17 TONS. MTO.CARGA CONCENTRADA H 20 - 44

11,80 TONS. CORTE HS 20 44

q = 0,953 Ton./MI. Vaq = 0,0525 W T/M.

Q 6,13 TONS. MTO.CARGA CONCENTRADA H 15 - 44

8,85 TONS. CORTE HS 15 44

q = 0, 715 Ton./MI. Va

Q 4,09 TONS. MTO.CARGA CONCENTRADA

5,90 TONS. CORTE H 10 44

q = 0,477 Ton./M. Va

DISEO DE VIGAS

A) COEFICIENTE DE IMPACTOI = 15,24 % L = Luz libre de metros

L + 38,11VALOR MAXIMO. 1: 30%

C.I = 1 +1 (1 en tanto por uno)

B) COEFICIENTE DE DISTRIBUCION DE LA CARGA MOVIL

- Representa como se distribuye la carga sobre lasvigas.

- Depende del N de vas de trnsito.

- Depende de la distancia S entre vigas.- Depende del tipo de tablero (losa, hormign, acero,

madera, etc,).

TENEMOS DOS CASOS:

- VIGAS INTERIORES: El coeficiente de distribucin sedetermina de la tabla anexa N 1.

- VIGAS EXTERIORES: Se calcula aplicando a la viga lareaccin de la carga de rueda queresulta de suponer la losa entrevigas simplemente apoyada (vigaexterior e interior simplementeapoyadas).

- Si falla la viga exterior la probabilidad de colapsoes mayor que la viga interior.

- Generalmente se sobredimensiona la viga exterior conel mismo Coeficiente de Distribucin.

REDUCCION EN LA INTENSIDAD DE CARGAS (CR)

Se consideran los siguientes porcentajes de esfuerzospor la improbable coincidencia de las mximassolicitaciones.

Una o dos vas 100%Tres Vas 90%Cuatro Vas o ms 75%

C) COEFICIENTE DE AMPLIFICACION PARA CAMINOS PRINCIPALES

HS 20 44 + 20%

Se amplifica la carga mvil de camin en un 20% paracaminos principales (ruta 5 y CaminosInternacionales).

Factores a considerar en el diseo:

1 + 1 ; C.D. ; C.R. ; 1,2

CUADRO N 1 (UNIDADES MTRICAS)

TIPO DE PISO PUENTE DISEADO PARA UNA VIA DE TRANSITO

PARA DOS O MAS VIAS DE TRANSITO

A) MADEDRA

a.1) Tablonesa.2) Lminas clavadas de 4

a 5 de espesor.a.3) Lminas clavadas de 6

de espesor o ms.

B) LOSA DE HORMIGON

b.1) Sobre vigas de acero doble T o vigas de hormign pre o postensado.

b.2) Sobre vigas de hormign armado o vigas de madera.

b.3) Vigas cajn de hormign.

S/1.22S/1.372

S/1.524Si S > 1.524 m.

ver nota*

S/2.134Si S > 3.05 m.

ver nota*

S/1.83 m.Si S > 1.83 m.

ver nota*S/2.438 m.

Si S > 3.66 m.ver nota*

S/1.145S/1.22

S/1.295Si S > 1.98 m.

ver nota*

S/1.678Si S > 4.27 m.

ver nota*

S/1.524 m.Si S > 3.05 m.

ver nota*S/2.134 m.

Si S > 4.88 m.ver nota*

* En el caso de tramos en que la distancia S sea mayor a la sealada, la carga sobre cada viga debe ser la reaccin de las cargas de rueda, suponiendo que el suelo entre vigas se comparta como una viga simplemente apoyada.

NOTA CASO ESPECIAL

En el caso de tableros de hormign armado soportado por 4 o ms vigas de acero, la fraccin de carga rueda no debe ser inferior a:

a) S/1376 para S < 1.83 m.b) S/(1.22 + 0.25 * S), para 1.83 m. < S < 4.27 m.c) Si S es mayor a 4.27 m., la carga sobre la viga

exterior debe ser la reaccin de las cargas de rueda considerando que el tablero entre vigas se comporta como simplemente apoyado.