Manual de Diseño de Puentes

Manual de Diseno de Puentes Direccion General de Caminos y Ferrocarriles Ministerio de Transportes y CDmunicaciones

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Minbleril> de tr~ns\'l(;lt~s '1 tc·mlln;c;;c ;one~ Oirecd6n GeM-ral 00 Camirl'lS y F<1:ocarriles

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Con mucho agrado y satisfacci6n el ICG, Instituto de la Construcci6n y Gerencia, publica el "Manual de Disefio de Puentes" con la autorizaci6n de la Direcci6n General de Gaminos y Ferrocarriles del Ministerio de Transportes y Comunicaciones. EI Manual de Disefio de Puentes, ha side aprobado con la Resoluci6n Ministerial No 589-2003 MTC/02 del31 de Julio del 2003 y cuyo objetivo es "definir las normas que rijan el disefJo de las estructuras que confarman los puentes para el beneficia de los usuarias de la infraestructura vial, debiendo ser aplicado a nivel naciona/, y contiene las normas tecnicas fundamenta/es, pautas y lineamientos basicos necesarios para el planeamiento, ana/isis y disefJo de puentes ". EI libro es de satisfacci6n institucional para ICG, por ser la primera versi6n de la Norma Peruana en el tema y porque tuvimos la autorizaci6n inicial de publicar la "Propuesta de Reglamento de Puentes" en Noviembre 2002, con motivo del inicio del debate y discusi6n publica hasta su actual aprobaci6n Quedamos muy reconocidos a las autoridades del Ministerio de transportes y Comunicaciones por la confianza en autorizarnos a publicary difundirtan importante manual, Esperamos seguir trabajando conjuntamente con otras instituciones de la misma forma y promover el desarrollo tecnol6gico y el conocimiento de las Normas. ICG expresa su agradecimiento a todos aquellos que contribuyeron en la presente Publicaci6n.

Instituto de la Construcci6n y Gerencia

EDICION:

Co mite Consultivo:

Dr. Mikael Braestrup Dr. Mario Rodriguez Ing. Roberto Morales Morales Ing. Enrique Rivva L6pez Ing . Manuel Gonzales de la Cotera Ing . Raul Husni

Director Ejecutivo:

Ing. Angel Gomez Ramos

Manual de Diseno de Puentes Direccion General de Caminos y Ferrocarriles Ministerio de Transportes y Comunicaciones

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Direcciones Ejecutivas: Planificaci6n: Academica: Eventos:

Editado por: Fondo Editorial ICG

PrimeraEdicion: Agosto 2003 Segunda Edicion: Noviembre 2005 Tercera Edicion: Mayo 2007

Proyectos:

Imagen Institucional: Fondo Editorial: Sistemas Informaticos:

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Secretario: Tesorero: Administradora

IA CONSTRUCCION Y GERENCIA

INSTITUTO DE IA CONSTRUCCION Y GERENCIA

Email: [email protected] Web: www.construccion.org.pe Email: [email protected] Web: www.construccion.org.pe

Ing. Guisselle Montoya Herrera Ing. Luis Yafac Villanueva Ing. John Ampuero Alata Ing. Cesar Alvarado Calder6n Ing. Alberto Bernal Marcos Ing . Manuel Juarez 'Chiscull Ing. Ana Le6n Suematsu Ing . Pablo Apaza Herrera Ing . Juan Martinez Roque Ing . Alfonso Medina Rodriguez Ing. Tomas Sanchez Rondan I ng. Hugo Cnsanto Lartiga Ing. Jose Santos Ojeda Meztas Lie. Katy Ramos Sanchez

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589-2003-MTC/02

31 de jul iQ de 2003

CONSIDERANDO;

de

Que. la l ey-N" 27779, ley 'Organizacion y Funciones·de los Ministelios. senala que' el Miriisleiio de Transi>ortes y Comunicaciones' integra inlerna 'Y extemamente'ill pars; para logra r un racional ordenamiento ' territorial vihculaAd'o (as ~'rea.s de.. recl:lrsos, produceion, mercados y centros pcblados, a Iraves de la ,egulaci6n. promocion. ejeCticion y supervisi6n de la infraeslructura de transportes y comunie'i:!'Cibl1es, ' . , .' Que, asiniismo, mediante leY'N" ' 27791, 'se' aprobe ia Orgilriiza'ci6n y Funciones de! Ministerio de Transportes y Comunitaci.ones Y'medi,,,,re Decreto Supreh1
Funciones del Ministerio de Transportes y COrnunicaciones, modificado por eJ Decreto.·

Supremo N" 017· 2003-MTC, la Di,eccion General de Caminos y Fe rrocarriles, es .'un

organo de linea de! Viccministerio de T ransportes que esta a cargo d~ dictar ncrmaS .

sobre 'el uso' y desarrollo de la infraestruc1ur2 de carreteras, puentes y ferrocarriles. asi '

como de fiscalizar su cumpllmiento en las redas vi ales del pais, y adrninistrar el e~uipo

mecanrco a su cargo y garantizar su estado de operatividad:

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. r" ? r..k, ) Que, en el marco de sus atribuciones y competendas, 12 Direc~i6n General de

"":.;- Gaminos y Ferrocarriles ha elaborado el Manual de Diseno de Puentes, docull1e~fc que

.' fue publicado en la pagina web del Ministerio de Transport,,. y Comunicaciones con techa

l' general; 11 de encro de 2003, con el objelo de recabar opiniones y comentarios del publico en

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Que, come resultado de la ci!ada pubiicaci6n', sc han recibido \lal;oso'S aportes y comentarios, los cuales han side eva!uados e incorporados por ef Ministerio de

.: Transporles y Comunicadones al Manual de Diseno de Puentes;

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Que, el objetivo del de Diseno de Puentes es definir normas.que rijan el diseno de las estructuras que contorman los puentes para benefi cia de los usuarios de la infraestructura vial, debiendo·ser aplicado a nivel nacional , y ccntiene las normas tccnicas fundamentales. pautas y lineamientos basicos necesarios para e! planeamientu. analisis y diseno de puentes;

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MANUAL DE DISENO DE PUENTES

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INDICE 01

PROlOGO TiTULO PRELIMINAR INTRODUCCION Al MANUAL DE DISENO DE PUENTES I.

DEFINICIONES • Anteproyecto • Proyecto • Estudios Basicos de Ingenieria Obras de Arte Especiales • Puente • Viaducto • Ponton • Especificaciones Generales Especificaciones Particulares • Especificaciones Complementarias

03 03 03 04 04 04 04 04 04 04 04

II.

UNIDADES Y SiMBOlOS

05

Que. d'1 acu~rdo a los termin,?s gel Memorandum N" 1513·2003cMTCI14 . la Direccion . dEl Normalivid~d Vial ha emitido su conformidad al Manual de Olselio de f?~en!"s;

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De .conformid
MANUAL DE DIENO DE PUENTES

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TiTULO I

. A~nCUL0 UNICO.- Aprpba, el Manual d<: Oiselio de Puentes Illaborado por la ~Dire<;ci6n General de Caminos y Fe(rocarriles d,,1 /vI inisterio de Transporte ~ y ~Comu~ica~iopes . el cual en qneXO forma pa('te integral'!le de la presll,;te Resoluci6n.

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DE LA INGENIERiA BAslCA 1.1

ESTUDIOS TOPOGRAFICOS 1.1 .1 Objetivos y Alcances 1.1.2Instrumentaci6n 1.2.3 Documentaci6n

07 07 07 07

1.2

ESTUDIOS DE HIDROlOGIA E HIDRAuLiCA 1.2.1 Objetivos 1.2.2 Alcances 1.2.3 Consideraciones para el Diseno 1.2.4lnterrelaci6n con los Estudios Geol6gicos y Geotecnicos 1.2.5 Informaci6n de Apoyo 1.2.6 Documentaci6n Requerida ESTUDIOS GEOlOGICOS Y GEOTECNICOS 1.3.1 Estudios Geologicos 1.3. 1.10BJETIVOS 1.3.1.2 AlCANCES 1.3.2 Estudios Geotecnicos 1.3.2 .10BJETIVOS 1.3.2 .2 AlCANCES 1.3 .2.3 SONDAJES 1.3.2.4 ENSAYOS DE CAMPO 1.3.2 .5 ENSAYOS DE lABORATORIO 1.3.3 Interrelaci6n con los Estudios Hidrol6gicos 1.3.4 Documentaci6n

08 08 08

ESTUDIOS DE RIESGO SISMICO

14

Registrese. c:omunlquese y publiquese

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1.3

1.4

. iCG - Instiluto de la Construccion y Ge ren cia

10 10 1.0 11 11

11 11

11 11 12 12' 12 12' 13 13 13

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MANUAL DE DISEND DE PUENTES

1.4.1 Objetivos 1.4.2 Requisitos Minimos 1.4.3 Requerimientos de los Estudios 1.4.4 Alcances 1.4.5 MIHodos de Anillisis 1.4.6 Documentacion 1.5

14 14 14 15 15 15

ESTUDIOS IMPACTO AMBIENTAl 1.5.1 Enfoque 1.5.2 Objetivos y Alcances 1.5.3 Requerimientos de los Estudios 1.5.4 Metodos de Anillisis 1.5.5 Informacion minima que requieren los estudios de linpacto Ambiental en Puentes 1.5.6 Documentacion

1.6

1.7

1.8

1.9

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ESTUDIOS DE TRAFICO 1.6.1 Objetivos 1.6.2 Metodologia 1.6.3 Documentacion

16 16 16 16 16

17 17

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18 18 18 19

ESTUDIOS DE AlTERNATIVAS A NIVEl DE ANTEPROYECTO 1.9.1 Objetivos 1.9.2 Alcances 1.9.3 Documentacion TITULO"

i

ElEMENToaDElPROYECTO 2.1.1 Generalidades 2.1 .1. 1 INFORMACION DE LA INGENIERiA BAslCA 2.1.1.2 ELEMENTOS BAslCOS DEL PROYECTO 2.1.2 Informacion de la Ingenieria Bilsica 2.1.3 Elemel:ltos Bilsicos del Proyecto 2. 1. 3.1 DEFINICION 2.1.3.2 NORMAS GENERALES 2.1.3.3 MATERIALES 2. 1.3.3. 1 Concreto 2. 1. 3.3.2 Acero 2. 1.3.3.3 Elast6meros 2.1.4 Geometria 2.1.4.1 GENERALIDADES a) Geometria General y Proyecto Geometrico

I I

ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

22 22 22 22 22 22 22 22 23 23 23 24 . 24 24 24

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Il~I/I"\ S

DEL PROYECTO DE INGENIERiA 2.1

b) Geometria de Detalles 'I
11) 1 RAC IONES GENERALES DEl PROYECTO rJIJ/ctiv os del Proyecto I lI os ofia de Diseno ' :1.2 .1 ESTADOS liMITE 2.3.2.2. 1.1 Estado Limite de Servicio 2.3.2 .1.2 Estado Limite de Fatiga y Fractura 2.3.2 .1.3 Esta do Limite de Resistencia 2.3.2.1 .4 Estado Limite de Evento Extremo .. 3 .2 .2 DUCTILIDAD .3.2.3 REDUNDANCIA .:3.2.4 IMPORTANCIA OPERATIVA

19 19 19 20 20 20 20 20

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I 'II N I AC ION DEL PROYECTO f MUlI10ria Des criptiva y Justificacion Morn oria de Cill culo 1'1"l1os 1 fl flccifi caciones Particulares Motrados

18 18

ESTUDIOS DE TRAZO Y DISENO VIAL DE LOS ACCESOS 1.8.1 Objetivos 1.8.2 Alcances 1.8.3 Documentacion

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I

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ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS 1.7.10bjetivos 1.7.2 Alcances 1.7.3 Documentacion

d Ull IIIl III I) UENTES

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Y FACTORES DE CARGAS Clas ificacion y Definici6n (1 .4 .11 CARGAS PERMANENTES :> .4.1.2 CARGAS VARIABLES 2.4.1.3 CARGAS EXCEP CIONAlES Cargas Permanentes :>.4.2 1 PESO PROPIO Y CARGAS MUERTAS ?.4.22 EMPUJE DE TIERRA 2.4.2 .3 DE FORMACIONES IMPUESTAS Gargas Variables %.4 .3. 1 CARGAS DURANTE LA CONSTRUCCION 2.4.3.2 CARGAS VIVAS DE VE HicULOS 2.4.3.2. 1 Numero de Vias 2.4.3.2.2 Ca rgas vivas de Diseno 2.4.3.2.3 Ubicaci6n de las carga s viva s 2.4.3.2.4 Fat iga 7. .4.3 .3 EFECTOS DINAMICOS 2.4 .3.4 FUERZAS CENTRiFUGAS 2.4 .3.5 FUERZAS DE FRENADO Y DE ACELERAC ION 2.4.3.6 CARGAS SOBRE VEREDAS , BARANDAS Y SARDINELES

" 'tililulo de la Construcci6n y Gerencia

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2.4.3.6.1 Sobrecarga en Veredas 2.4.3.6 .2 Fuerzas sobre Sardineles 2.4.3.6.3 Fuerzas so bre Baranda s 2.4.3.7 SOBRECARGAS EN PUENTES PEATO NALES EMPUJE DE AGUA Y SUBPRESIO NES 2.4.3.8 2.4.3.8.1 Presion Estatica 2.4.3.8.2 Subpresiones 2 .4 .3.8.3 Efectos del Agua en Movimiento 2.4.3.8.4 Empuje Hidrodinamico VARIACIO NES DE TEMPERATURA 2.4.3.9 2.4 .3.9.1 Ra ngos de Temperatura 2.4.3.9.2 Gradiente de Temperatura 2.4.3 .10 CARGAS DE VIENTO 2.4.3.10.1 Generalidades 2.4.3.10.2 Presiones horizonta les sobre las estructuras 2.4 .3.10.3 Presiones horizontales sobre los vehiculos 2.4 .3.10.4 Presio nes verticales 2.4 .3. 10.5 Inestabilidad aeroelastica 2.4.3 .11 EFECTOS DE SISMO 2.4.3. 11 .1 Alcances 2.4.3.11 .2 Fuerzas Sismicas 2.4.3.11.3 Coeficiente de Aceleracio n 2.4 .3.11 .4 Categorizacion de las Estructura s 2.4 .3.11 .5 Zonas de Comportamiento Sismico 2.4.3.11 .6 Condiciones Locales 2.4.3.11 .7 Coeficiente de Respuesta Sismica Elastica

2.4.4 2.4.5

2.5

Cargas Excepcionales Factores de Carga y Combinaciones 2.4. 5.1 ALCANCES CARGAS Y NOTACION 2.4.5 .2 2.4.5.3 FACTO RES DE CARGA Y CO MBINACIONES

ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES Generalidades Acero para Refuerzo 2.5.2.1 GENERALIDADES 2.5.2 .2 MODULO DE ELASTICIDAD 2.5.2.3 AP LI CACIONES ESPECIALES 2 .5.2.4 ACERO PARA PREESFORZADO 2.5.2.4. 1 Ge neralidades 2.5.2.4.2 Modulo de Elasticidad 2.5.3 Acero para Estructuras Metalicas ACEROS ESTRU CTURALES 2.5.3 .1 2.5.3.2 PINES, RODILLOS Y BALANCINES 2.5.3.3 PERNOS TUERCAS Y ARANDELAS 2 .5.3.4 CONECTORES DE CORTE TIPO PERNO 2.5.3.5 METAL PARA LA SOLDADURA 2.5 .3.6 METAL FUNDI DO 2.5.3 .7 ACERO INOXIDABLE 2.5.4 Concreto 2.5.4.1 CLAS E DE CO NCRETO 2.5.4 .2 COE FI CIENTE EXPANSION TERMI CA 2.5.4.3 ACORTAM IENTO DE FRAGUA Y ACORTAMIENTO DIFERIDO (CREEP ) 2.5.4.4 OTRAS CARACTER isTICAS

2.5.1 2 .5.2

iv

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MANUAL DE OISENO


411

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\I I I CO MPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DEL MATERIAL

') .6.3.1 .1 Comportamiento Elastico

:> .6.3 .1.2 Compo rtamiento Inelastico

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4~ 4~ 4~

4~

l;COMETRiA

7. .6.3.21 Teoria de las pequenas deflexiones ? 6. 3.2.2 Teoria de las grandes dene xio nes 2. 6. 3.2.3 Metodos aproximados MODELOS DE CO NDICIONES DE BORDE MIEMBROS EQUIVALENTES

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44

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INFLUENCIA DE LA GEOMETRiA /. .6.4 .1.1 Relacion en planta 2.6.4. 1.2 Estructura s Curvadas en el Plano METODOS DE ANALISIS APROXIMADOS

.6.4.2 .1 Tableros

2.6 .4.2.2 Puente s Losa - Viga

4 (, I 1 1 1I1! , N~ 1 6 N DE SEGURIDAD

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Ilnlllllfu ncia de los Materiales en los Estados Limite de Servicios

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CONC RETO 2. 7.1.1. 1 Generalidades .7 .1.1.2 Estado Limite de Servicio 2.7. 1.1.3 Estado Limite de Fatiga 2.7 .1.1.4 Estado Limite de Resistencia 2.71 .1.5 Estado Limite de Eventos Extremos

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87 87

I r~ 1 N I "C lONES " I

. I 10 lIotltaciones Superficiales I 1\ 1.1 CO NSIDERACIONES GENERALES 2.8 .1.1.1 Aplicacion 2.8.1.1.2 Presio nes de contacto 2.8.1.1.3 Ci mentaciones no rectangulares 2.8.1.1.4 Nivel de cimentacion 2.8.1.1.5 Co nside racion del nivel freati co 2.8 .1.1.6 Fuerzas de levantamiento 2 .8 .1.1.7 Andaje 2.8.1.1.8 Cercania a estructuras equivalentes 2. 8.1.1.9 Propiedades del suelo y de la roca 1. 2 C IMENTACION ES CON PEDESTALES 2.8.1.2 .1 Dimensionamiento 2.8.1.2.2 Esfuerzos

1\ 1.3 CIMENTACIONES CON ZAPATAS

2.8.1.3.1 Ca rga s y Reacciones 2.8 .1.3 .2 Momentos 2.8.13.3 Cortantes 2.8.1 .3.4 Anclaje del Refuerzo 2.8.1.3.5 T ransferencia de Fuerzas en la Base de la Columna

87 87 87 87 87 87 87 87 88 88

88 88

88 88 88

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? 1 CIME NTACIONES CON PILOTES

2.8.2.1.1 Pilotes Hincados 2.8.2 .1.2 Pilotes lIenados in-situ 2.8.2.1.3 Pilotes Inyectad os de Pequenos Diametros

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In Construcci6n y Gerencia

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SUPERESTRUCTURAS 2.9.1 Superestructuras de concreto 2.9 .1.1 Generalidades 2.9.1.2 Consideraciones Generales A. Filosofia de Diseno B. Estados Limites C. Objetivos del Proyecto95 2.9.1.3 Diseno de superestructura tipo losa y vigas 2.9.1.3.1 Desarrollo de la seccion general 2.9.1.3.2 Desarrollo de secciones tipicas 2.9 .1.3.3 Diseno de tableros convencionales de concreto armado 2.9.1 .3.4 Seleccion de factores de resi stencia 2.9.1.3.5 Seleccion de modificadores de carga 2.9.1 .3.6 Seleccion de combinaciones de carga 2.9.1.3.7 Calculo de efectos de cargas vivas de vehiculos 2.9.1.3.8 Calculo de efectos de otras cargas 2.9.1.3.9 Investigacion de Estados Limites de Servicio 2.9.1.3.10 Investigacion de Estados Limites de Resistencia 2.9.1.3.11 Revision de detalles 2.9.1.4 Diseno de puentes Tipo Losa 2. 9.1.4.1 Comprobacion del peralte minima recomendado 2.9.1.4.2 Determinacion del ancho de franja para la carga viva 2.9.1.4.3 Aplicabilidad de la carga viva a los tableros y sistemas de Tablero 2.9.1.4.4 Diseno de Vigas de borde 2.9.1.4.5 Superestructura de losas solid as hechas "in-situ" 2.9 .1.4.6 Losas huecas 2.9.2 Superestructuras Metalicas 2.9.2 .1 GENERALIDADES 2.9.2.2 CONSIDERACIONES GENERALES 2.9.2.2.1 Filosofia de Diseiio 2.9.2 .2.2 Estados Limites 2.9.2 .2.3 Caracteristicas de Diseiio y Ubicacion 2.9.2.3 DISENO DE LAS SUPERESTRUCTURAS 2.9.2.3 .1 Desarrollo general de la seccion 2.9.2.3.2 Desarrollo de la seccion tipica y Bases del Diseno 2.9.2.3 .3 Analisis Elastico a Inelastico 2.9.2.3.4 Secciones Compuestas 2.9.2 .3.5 Secciones No Compuestas 2.9 2.3.6 HomogEmeas a Hibridas 2.9.2.4 VIGAS CAJON 2. 9.2.4.1 Generalidades 2.9.2.4.2 Requerimiento de Detalle 2.9.2.4.3 Constructibilidad 2.9 .2.5 DISENO DE TABLEROS CONVENCIONALES DE CONCRETO ARMADO 2.9.2 .5.1 Refuerzo por fle xion negativa de la losa 2.9.2.6 SELECCION DE FACTORES DE RESISTENCIA 2.9.2.6.1 Factores de resistencia 2.9.2.7 SELECCION DE MODIFICADORES DE CARGA 2.9.2 .7.1 Durabilidad 2.9.2.7 .2 Redundancia 2.9.2 .7.3 Importancia Operacional 2.9.2.8 SELECCION DE COMBINACION DE CARGA Y FACTORES DE CARGA

ICG - Instituta de la Coostruccior, y Gerencia

MTI

95 95 95 95 95 95

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2.10.7.5 EJECUCION DEL TENSADO 2.10.7.6 INYECCION DE MORTERO 2.10.8 Acabados 2.10.8.1 SUPERFICIES DE CONCRETO 2.10.8.2 SUPERFICIES METALICAS

95 95 95 104 106 107 107 107 108 108 112 125 136 136 137 137 137 138 139 140 140 140 140 140 140 140 140 140 141 141 141 141 142 . 143 144 147

~~~ ' .

185 186 186 186 187

2.11 CARGAS SiSMICAS PARA EL ANALISIS 2.11 .1 Generalidades 2.11.2 Puentes simplemente apoyados 2.11.3 Puentes de varios tramos 2.11 .3.1 SELECCION DEL METODO 2.11.3.2 METODO ELASTICO DE CARGA UNIFORME 2.11 .3.3 METODO ESPECTRAL UNIMODAL 2.11 .3.4 METODO ESPECTRAL MUL TIMODAL 2.11.3 .5 METODO TIEMPO-HISTORIA

188 188 188 188 188 189 189 189 190

2.12 DISPOSICIONES PARA EL DISENO sisMlco 2.12.1 Generalidades 2.12.2 Requisitos de las columnas 2.12.3 Refuerzo longitudinal 2.12.4 Resistencia a la flexion 2.12.5 Refuerzo transversal y de cortes en columna 2.12.6 Requerimientos para Pilares tipo muro 2.12.7 Espaciamiento del Refuerzo transversal de confinamiento 2.12.8 Traslapes 2.12.9 Refuerzo transversal por confinamiento en articulaciones plasticas

190 190 191 191 191 191 192 193 193 193

APENDICES A B

C

MAPA DE DISTRIBUCION DE ISOACELERACIONES RECOMENDACIONES DEL AASHTO PARA LA DISTRIBUCION DE CARGAS ESTIMACION DE EMPUJES SOBRE MUROS DE CONTENCION

147 147 148

148 148 148 148 148 148

viii

ICG - Instiluta de la Construccion y Gerencia

92 198 212

MJiC

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MANUAL DE DISENO

2.10

DE PUENTES

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2.9.2.8.1 Estado de Resistencia Ultima 2.9.2.8.2 Estado Limite de Servicio 2.9.2.8.3 Estado Limite de Fatiga y Fractura 2.9.2.9 DISENO DE SECCIONES REQUERIDAS 2.9.2.9.1 Chequear DJtw por fatiga inducida por la flexion del

alma 0 corte 2.9.2.9.2 Para secciones Compuestas DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS 2.10.1 Movimiento de Tierras 2.10.1.1 GENERALIDADES 2.10.1.2 EXCAVACIONES 2.10.1.3 RELLENOS 2.10.1.4 ELiMINACION DE MATERIAL EXCEDENTE 2.10.1.5 MATERIAL DE PRESTAMO PARA RELLENO 2.10.2 Falso Puente 2.10.2.1 GENERALIDADES 2.10.2.2 MATERIAL DE CONSTRUCCION 2.10.2.3 CONSTRUCCION 2.10.2.4 RETIRO FALSO PUENTE 2.10.3 Encofrados 2.10.3.1 GENERALIDADES 2.10.3.2 MATERIALES 2.10.3.3 CONSTRUCCION 2.10.3.4 ENCOFRADO DE SUPERFICIES NO VISIBLES 2.10.3.5 ENCOFRADO DE SUPERFICIES VISIBLES 2.10.3.6 ENCOFRADOS PREFABRICADOS EN EL INTRADOS 2.10.3.7 TOLERANCIAS 2.10.3.8 DESENCOFRADO 2.10.4 Obras de Concreto 2.10.4.1 GENERALIDADES 2.10.4.2 MATERIALES 2.10.4.3 MEZCLADO 2.10.4.4 TRANS PORTE 2.10.4.5 COLOCACION 2.10.4.6 JUNTAS DE CONSTRUCCION 2.10.4.7 CURADO Y PROTECCION 2.10.4.8 CONTROL DE CALI DAD 2.10.5 Armadura de Refuerzo 2.10.5.1 GENERALIDADES 2.10.5.2 TRANS PORTE Y ALMACENAMIENTO 2.10.5.3 LlSTA DE MATERIALES 2.10.5.4 CONSTRUCCION 2.10.5.5 TOLERANCIAS 2.10.6 Estructuras Metiilicas 2.10.6.1 GENERALIDADES 2.10.6.2 MATERIALES 2.10.6.3 FABRICACION 2.10.6.4 TRANS PORTE ~,1 0.6.5 ENSAMBLA~E 2.10.6.6 INSTALACION 2.10.7 Preesforzado 2.10.7.1 GENERALIDADES 2.10.7.2 ACERO DE PREESFORZADO 2.10.7.3 DUCTOSY TUBOS AUXILIARES 2.10.7.4 COLOCACION DEL ACERO DE PREESFUERZO

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MANUAL DE OISENO DE PUENTES

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PROLOGO

La primera Especificacion EstEmdar para el disefio y construccion de puentes fue publicada en

1'13 1 por AA SHO, la entidad predecesora del AASHTo. EI sub-comite de Puentes y Estructuras del

/I/iSHTO esta conformado por los Ingenieros Jefe de Puentes de cada Departamento de Caminos de

I [UU . entidade s que han tenido a su cargo la responsabilidad del disefio, construccion y

1I111r11enimiento de la mayorla de puentes de EE.UU desde esa epoca. Se considero natural por 10

/,11 /10 q ue el AASHTO a traves de este subcomite sea el responsable de publicar y actualizar

IJI'lmaneniemente las Especificaciones de Puentes.

Desde un inicio, las Especificaciones de Puentes del AASHTO se convirtieron "de alguna forma" en una Norma Nacional adoptada no solo por los Departamentos Estatales de Caminos sino I·/II/bie n por toda autoridad propietaria de puentes tanto en EE.UU como en otros palses. Se han I'ubl/cado ediciones consecutivamente cada cuatro (4) afios, aproximadamente, y la Edicion 15va. se 1'lIbiico en '1992. EI conocimiento relacionado al Disefio de Puentes ha crecido enormemente desde 1931, I, !I 110 en los aspectos teoricos como practicos, gracias a trabajos de Investigacion sobre las prnpieda de s de los materiales, en el desarrollo de nuevos y mejores materiales, en metodos mas ,,(r.ionales y precisos sobre el comportamiento estructural, en el uso de tecnicas computacionales ':;lda ve z mas avanzadas, en el estudio de eventos externos particularmente peligrosos para puentes 1.lI"s como sismos y socavacion, etc. A fin de mantener el paso can todos estos avances, el Jl.ASHTO autorizo al Sub-comite de Puentes y Estructuras, a publicar cada afio Documentos internos (In/erims) sobre Puentes, no solamente sobre las Especificaciones Estandares existentes, sino 1.llIltlie n para modificar paulatinamente y aumentar la veintena de documentos sobre Puentes y r~/ruc/LJras que estan bajo su guia y auspicio. En 1986 el Sub-Comite hizo un pedido al Comite ,oermanente en Investigaciones del AASHTO para que lIeve'a cabo una evaluacion de las Especificaciones de Disefio de Puentes, revise ,-spccificaciones y Codigos Extranjeros de Puentes, considere filosofias de diseiio alternativas a las ile las Especificaciones Estandar, y que efectue recomendaciones basadas en estas investigaciones. E:Ae trabajo forma parte del Program a Nacional Cooperativo de Investigacion en Carreteras in del AASHTO y administrado para el (NCHRP) dirigido por el Comite Permanente de Investir;. AA SI-!TO par el Consejo de Investigacion de Transporte (TRB ). EI trabajo fue completado en 1987, y w mo era de esperarse con una especificacion continuamente ajustada a 10 largo de los afios, se oncontro que las Especificaciones Estandar contenian vileios discernibles, inconsistencias y aun dlgunos conflictos. Ademas de esto, las especificaciones no reflej aban ni incorporaban la filosofia de d,sefio mas reciente, el Disefio par Carga y Resistencia Faclorada (LRFD), una filosofia que ha venido imponiendose en otras areas de Ingenierla Estructural 'y en otras partes del mundo tal como Canada y Europa. Desde su inicio hasta los primeros afios de la deGada del 70, la unica filosofia de disefio Incorporada en las Especificaciones Estandar eran CO/iC):,'das como el Disefio par Esfuerzos Permisibles (DEP a Working Stress Design, WSD), EI DEP eSiablece esfuerzos permisibles como un norcentaje de la capacidad de carga de un material, y requiere que los esfuerzos calculados no ~ o brepasen estos esfuerzos permisibles. A comienzos ,', . los afios 70, el DEP comenz6 a ser mejorado a fin de tomar en cuenta la natllraleza vDn'lble d -:rertos tipos de cargas tales como cargas vehicll/are s y fuerza de viento, a traves de fa ctoft1s aj(IL ,'abies de disefio, una filosofia de disefio conocld a como Disefio por Factores de Carga (D FC 0 Lead Factor Design, LFD). Ambas filosofias de IJEP y DFC estan ref/ejadas en la edici6n actual de la s Especiflcaciones Estandar.


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Una extensi6n filos6fica adicional resulta de considerar la variabilidad en las propiedades de los elementos estructurales de manera similar a la variabilidad de las cargas. Aunque consideradas de una manera limitada en el DFC, la filosofia de diseiio del LRFD toma en cuenta de una manera explicita la variabilidad en el comportamiento estructural de los elementos, La metodologia LRFD se basa en el uso extensivo de metodos estadisticos, pero pone los resultados de una manera que es facilmente utilizable por diseiiadores y aria/istas de puentes. La recomendaci6n principal de la evaluacion completada en 1987, entonces, fue el desarrollo de un Estandar LRFD totalmente nuevo, Un proyecto multianual excepcionalmente completo del NCHRP para alcanzar este objetivo fue aprobado por el Comite Permanente en Investigaci6n del AASHTO. Una vez comenzado el denominado Proyecto 12-33 del N CHRP tom6 cinco aiios para completarse, y que resulto en el presente documento: Especificaciones LRFD AASHTO para el Disefio de Puentes, Bajo la revision frecuente del Subcomite de Puente s y Estructuras del AASHTO y sus Veinte Comites, las especificaciones fueron desarrolladas por un equipo de mas de 50 y el miembros, incluyendo algunos de los mejores talentos en Ingenieria de Puentes en EE mundo,

uu.

EI esfuerzo incluye la incorporacion del conocimiento del estado del arte y la cooperacion y contribucion de grupos de la industria. Ha pasado por cinco versiones sucesivas, revisiones exhaustivas, y ha sido ensayado sistematicamente en diseiios de prueba en la Division de Diseiio de Puentes de Catorce Departamentos miembros del AASHTO, al igual que informalmente en muchos otros. Representa un gran paso en mejorar el disefio de puentes y establecer metodos de anaJisis mejor e/aborados, que conducen al diseiio de puentes con una serviciablidad superior, mayores facilidades de mantenimienfo a largo plazo, y niveles de seguridad mas uniforme.

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TITULO PRELIMINAR INTRODUCCION AL MANUAL DE DISENO DE PUENTES Este Manual de DisefiD de Puentes brinda las pautas ne cesaria s para el plEmeamiento, el ,Inalisis y el disefio, de puentes carreteros y de puentes peatonales, . Se especifican en cada caso Ius requisitos minimos, quedando a criterio del usuario utilizar limites mas estrictos 0 complementar ()stas especificaciones en 10 que resulte pertinente. EI Titulo I del Manual se refiere a los aspectos de ingenierla basica, que incluyen los estudios lopograficos, hidrol6gicos e hidraulicos, geol6gicos, geotecnicos, de riesgo sismico, impacto (Imbienta/, trafico, alternativas de diseiio vial, alternativas de anteproyecto y factibilidad; sin los wales no seria posible desarrollar el proyecto. Estos aspectos tienen singular importancia, mas aun por las condiCiones muy variadas y a menudo dificilmente impuestas par la geografia y los desastres naturales. EI Manual es, en la mayor parte de los aspectos de disefio a los que se refiere el Titulo II, una "Idaptacio n de las Especificaciones de la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), que han sido tradicionalmente las mas utilizadas por los profesionales peruanos dedicados al disefio y a la construccion de puentes. Para facilitar el trabajo del proyectista, se ha incluido tambien un anexo que resume las versiones mas recientes de metodos simplificados de Rnalisis y disefio propuestos por la AASHTo. En aspectos tales como las sobrecargas de camiones se mantienen las ideas basicas de las especificaciones AASHTo. La sobrecarga especificada en este Manual corresponde a la denominada AASHTO HL-93.

Como resultado de la publicacion "Propuesta de Reglamento de Puentes" en la pagina web del Ministerio de Transp ortes y Comunicaciones, se recibieron valiosos comentarios de los especialistas del medio, los cuales han sido evaluados y aceptados, por 10 que se ha modificado la designaci6n de "Reglamento" a "Manual de Diseiio de Puentes '~ Se conformara una Comisi6n Permanente con el fin de actualizar, corregir e introducir avances tecnol6gicos en el Texto del Manual. Mientras se perfecciona este documento, se aceptara para el diseiio de puentes, las Normas dadas por la AASHTO, en su edicion en vigen cia, como complemento a 10 dispuesto en este Manual.

EI formato adoptado para este Manual es el de 'Cargas y Resistencias Factoradas" (LRFD), 10 que permite la consideracion adecuada de la variabilidad tanto en la s cargas como en las propiedades de los elementos resistentes. Los puentes se disefian para satisfacer una serfe de condiciones limite de seguridad y de servicio, todas elias de igual import an cia, teniendo en cuenta tambien aspectos constructivos, de posibilidad de inspeccion, de estetica y de economia, EI formato LRFD es mas racional que el tradicional diseiio en condiciones de servicio, 10 que explica la tendencia mundial hacia la adopci6n de c6digos en ese forma to.

I. DEFINICIONES • Antepro yecto Conjunto de estudios iniciales que hacen posible la evaluacion de una solucion propuesta, antes de su desarrollo definitiv~ , • Proyecto Comprende todos los estudios y documentos necesarios que hacen posible la construccion del puente. Los estudios son definitivos y realizados con informaci6n mas completa y detallada que a nivel de Anteproyecto, Genera/mente el proyecto se prepara con fines de Licitacion de la "Obra':

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• Estudios Basicos de ingenieria Conjunto de 'es tudios para obtener los datos necesarios para la elaboraci6n de los anleproyectos y proyectos del puente. Los Estudios que pueden ser necesarios dependiendo de la magnitud y complejidad de la obra son: . • Estudios Topograficos • Estudios Hidrol6gicos 'e Hidraulicos • E!,studios Geol6gicos y Geotecnicos • Estudios de Riesgo Sismico • Estudios de Impacto Ambiental • Estudios de Trafico • EstUdios Complementarios • Estudios de Tra zos de la Via

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II , UN IDADES Y SiMBOLOS EI sistema oficial de pesos y medidas en el Peru es el Sistema Internacional de Unidades Sin embargo, debe reconocerse. que es practica comun en el media la de utilizar unidades 'il l/;lIicas" tales como toneladas para expresar fuerzas a kgflcm2 para los esfuerzos, Por 10 .tanto, 1'./' d facilitar el trabajo de los ingenieros se ha optado par presentar las diversas cantidades en dos {ii;ltinlos sistemas de unidades: el sistema internacional y (entre parentesis) en el sistema tecnico. (.'iI).

La notaci6n se ajusta en 10 posible a las normas ISO, Tambien en este aspecto ha sido III'wsario adaptarse a las costumbres establecidas, empleando simbolos que no son estrictamente iu', de esas normas pero que son de uso general. Los simbolos utilizados se detallan al inicio de , d ( in capitulo.

• Obras de Arte Especiales Conjuritos estructurales tales como puentes, viaductos, pasarelas, tuneles, muros de gran tamano y otras obras rje magnitud, tal que, por sus proporciones y caracteristicas, requieren proyectos especificos des'arrol/ados por ingenieros calificados, construidos bajo la re sponsabilidad de profesionales de experiencia y con la supervisi6n constante y adecuada en todas las fases de la construcci6n. . Puente Obra de arte especial requerida para atravesar a desnivel un accidente geografico artificial por el cual no es posible el transito en la direcci6 n de su eje.

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un obstaculo

• Viaducto

Puente a desnivel sobre una via de trafico.

• Pont6n

Puente de longitud menor que 10 metros.

• Especificaciones Generales Son aquel/as instrucciones que definen las caracteristicas de los materiales y los equipos a emplear, determinan los procedimientos constructivos, los metodos de control de calidad y los criterios para la aceptaci6n 0 el rechazo de los materiales 0 de la construcci6n, fijan la modalidad de elaboraci6n de las valorizaciones y el cronograma de pagos. Son validas para las obras 0 para un grupo de obras del organismo contratante. • Especificaciones Particulares Instrucciones que modifican las especificaciones generales, debido a las condiciones especiales de un proyecto determinado; deben ser justificadas por el autor del proyecto y aprobadas por el organismo conl'ratante. Son validas solamenie para el proyecto especifico. • Especificaciones Complementarias Instrucciones referides a obras particulares; establecen procedimientos y especificaciones sobre metodos de ensaya no previstos en las normas nacionales vigenles ni en las instruccione s generales.

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MANUAl DE DISENO DE PUENTES

TITULO I DE LA INGENIERiA SASICA 1,1 ESTUDIOS TOPOGRAFICOS 1.1.1 Objetivos y Alcances 111'< ostudios topograficos tendran como objetivos:

• Realizar los trabajos de campo que permitan elaborar los pianos topograficos • Proporcionar informaci6n de base para los estudios de hidrologia e hidraulica, geologia, geotecnia, . ,.~i como de ecologia y sus efectos en el medio ambiente. • (los/bilitar la definici6n precisa de la ubicaci6n y las dimensiones de los elementos estructurales. • I stablecer puntos de referencia para el replanteo durante la construcci6n. I , j;, ,' studios topogratiCOS deberan comprender como minimo 10 siguiente:

TITULO I:

DE LA INGENIERIA BASICA

• / ovantamiento topogratico general de la zona del proyecto, documentado en pianos a esca/a entre 1:500 y 1:2000 con curvas de nivel a interva/os de 1 my comprendiendo por 10 menos 100 m a ,;dda lado del puente en direcci6n longitudinal (correspondiente al eje 'de la carretera) y en direcCi6n lransversal (Ia del rfo u otro obstaculo a ser transpuesto) . • Oefinici6n de la topograf!a de la zona de ubicaci6n del puente y sus accesos, con pianos a escala "ntre 11100 y 11250 considerando curvas de nivel a interva/os no mayores que 1 my con secciones \fcrticales tanto en direcci6n longitudinal como en direcci6n transversal. Los pianos deberan indicar los accesos del puente, as! como autopistas, caminos, vias ferreas y otras posibles referencias. ncbera igualmente indicarse con claridad la vegetaci6n existente.

• b l el caso de puentes sobre cursos de agua debera hacerse un levantamiento detallado del fondo. Sera necesario indicar en pianos la direcci6n del curso de agua y los limites aproximados de la !(lna inundable en las condiciones de aguas maximas y minimas, asi como los observados en "ventos de caracter excepciona/. Cuando las circunstancias 10 ameriten, deberan indicarse los lI1eandros del rio. bicaci6n e indicaci6n de cotas de puntos referen ciales, puntos de inflexion y puntos de inicio y I{)/mino de tramos curvos; ubicaci6n 0 colocaci6n de Bench Marks. L.evantamiento catastral de las zonas aledafias al puente, cuando existan edificaciones u otras obras que interiieran con el puente 0 sus accesos 0 que requieran ser expropiadas. 1, 1.2 Instrumentaci6n

I ., instrumentaci6n y el grado de precisi6n empleados para los trabajos de campo y el procesamiento ,I,. los datos deberan ser consistentes con la dimensi6n del puente y sus accesos y con la magnltud ,/,,1 ,'!rea estudiada. En cualquier caso los instrumentos y los procedimienrpp empleados deberan I 'I/I.·sponder a la mejor practica de la ingenieria. I 1.3 Documentaci6n 1.1 lopografia de la zona donde se ubicara e/ puente debera documentarse mediante pianos con

1Illvas de nivel y fotografiC!s, registros digitales e informes.

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MANUAL DE DlSENO DE PUENTES

Los informes deberan delallar las referenc/as prelim/nares consulladas, la descripcion y las

caracteristicas teenicas de l equipo ulilizado para la toma de datos, la metodologia seglilda para el

procesamiento de los datos de campo y la obtencion de los resultados.

5i se dispusiera de estudios lopograficos previos, de zonas adyacentes 0 que involucren el area del

proyecto, estos deberan ser revisados a fin de verificar la compatibilidad de la informaci6n oNenida.

Los pia nos seran presentados en laminas de formatos AO a A 1 de las Norrnas Teenicas Peruanas,

excepto cuando las dimensiones de la es/ruetura hagan indispensable ei liso de un formato distinto.

Los registros digitales seran entregados en diskettes en un formato compatible con los programas

especializados ufllizados par el Ministerio.

1.2 ESTUDIOS DE HIDROLOGIA E HIDRAULlCA 1.2.1

Objetivos

Los objet/vos de los estudios son establecer las caracteristicas hidrologicas de los regimenes de avenidas maximas y extraordinarias y los factore s hidraulicos que con/levan a una real apreciacion del comporfa mfenlo hidraulico del rio que perrniten def/nir los requisitos minimos del puente y su ubicacion optima en funcion de los niveles de seguridad 0 riesgos permitidos a aceptables para las caracteristicas particulares de la estruc/ura. Los esludios de hidrologfa e hidraulica para el disefio de puentes deben permitir eslablecer 10 siguiente:

•

•

• 1.2.2

Ubicaci6n optima del cruce. Caudal maximo de disefio hasta la ubicacion del cruce.

Comportamiento hidraulico del rio en el framo que comprende el cruce.

Area de flujo a ser confinada por el puente.

Nivel maximo de agua (NMA) en la ubicaeion del puente.

Nivel minimo re comendable para el tablero del puente. Profundidades de socavacion general, por contraccion y loc Profundidad minima re comendable para la ubicacion de la cimentacion segun el tlPO de cimentacion. Obras de proteccion necesarias.

Previsione s para la construccion del puente.

Alcances

E1 programa de estudios debe considerar la recoleccion de informacion, los trabajos de campo y los trabajos de gabinete, cuya canfidad y alcance sera determinado en base a la envergadlJra del proyecto, en terminos de sulongitud y el nive l de riesgo considerado.

Los estudios h)drologicos e hldraulicos comprenderan 10 siguiente: Evaluacion de estudios simI/ares realizados en la zona de ubicacion del puente: en el caso de reemplazo de un puente colapsado es con veniente obtener los parame tros de disefio anteriores. Visita de campo; re conocimiento del lugar ianto en la zona de cruce como de la c(len ca global. Recoleccion y analisis de informacion hidrometric8 y meteorologica existente; esta informacion puede se,. proporcionada por entidades locales 0 nacionales, par ejemplo:

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YANIJAL DE DISFNO OE PUENTES

M,nisterio de Agricultura. SENAMHI, 0 'mtidades encargadas de [a administraei6n de los tccursos IJidricos dellugar. Caraclen(acion Ndr%glca de la w enca, considerada hasta 131 c((/ce del cllrso de aglla; en /Ji'lse a la determlnaci(Jn de las caracteristicas dB respuesta lIuvia - escorrentia, y collsiderando aporles adicionales en /a cuenca, se analizara la aplicabilidad de los distintos rr.elodos de estimaC/on del caudal maximo. eleceion de los melodos de estimacion del caudal maximo de disefio, para el calculo del caudal maximo a partir de datos de /luvia se Ilenen: el metodo racional, me/ados en base a hidrogramas unitarios smteticos. metodos empiricos. elc., r.uya aplicabilidad depende de las caraetenslicas de la cuenca; en caso de contarse can reg/stms I?idrometricos de calidad comprobada, puede efectuarse un analisis de froweneia que permit/ra obtener direclament, viilores de caudal maximo para distin/as probabilidades de ocurrencia (periodos de retorno). Esllmacion de los caudales maximos para diferenles periodos de relomo y segun distintos melo,fos, en lodos los casas se recomienda /levar a cabo una pnleba de aluste de los (Jistillios metodos de analisis de freeueneia (Gumbel, Log - Pearson Tipo 11/, Log - Normal, de.) para seleccionar 01 mejor. Adicionalmente, pueden corroborarse los resultados bien sea mediante faelores oblenio'os a partir de (In ana/isis regiollal 0 , de .~er po sible, p. lleluando las huelfas de nivel de la superficia de agua deiadas par avenidas exlraordinarias reCientes. Evaluacioll de las estimaelones de caudal maximo; eleccion del resuJtado l1ue. a criteria ingenieril, se estima confiable y logico. Dflterminacion del periodo de relom') y /a descarga maxima de diseno; el periodo de retorno dependera de la importancia de la astruc/ura y consecuencias de su falla. debiendose garantizar Ull estandar hldrau/ico mayor para el diserio de la cimentacion del puente que fil usus/menle requerldo para el dimensionamiento del area de fiujo a ser confinada por el puente. Carsclerizacion morfol6giea del cauce; es especia/menfe Importanta la determinacion de la estabilidad, estatica a dina mica, a inestabllided del cauee , y aslrnisma. al Aporle de escombros desde la cuenca, los cuales permitiran pre-establecer las condiciones a las que estara expuesta fa estructura. Determinacion de las cara ctcrislicas fisicas del cauce, Incluyendo las I/anuras de inundacion: estas inchtyen la pendiente de/ cauee en el tramo de eslUdio, diamelro media del material del lecho tomado a partir de varias mues(ras del cauce. coefic/enies de rugasidad considerando a presencia 0 no de vegetacion, materiales cohesivos. etc. Se/eccion de secciones transversales representativas del cauce y obtencion de! perfil longlludinal; la longlfud del iramo a ser analizado dependera (Ie las condiciones de flujo previstas, por ejemp/o, aiteraciones aguas arriba 0 aguas abajo que debieren considerarse. Determinacion del perfil de fluj o allte el paso del caudal de diserio a 10 larpo del cauce; se sLigierc la ulilizacio n de los programas de computo HEC-2, HEC-RAS a slmifares. Determinacion de las carac/er/slicas hidraulicas del flujo; estas compr"mdell la ve/ocldad media, ancflO superficial, area de fluio, pendienle de /a Imea de energia, nivel de 101 superficie de agua, etc., cuyos valores son necesarios para la delerminaci6n de la profundided de socavacion. Determinacion de las profllndidades de soeavaci6n general, por con/ra ccion, /o cal y tot Evaluacion de las estimaciones de socavacion tola l. Recomendaciones de proteccion ylo consideraciones de diseno adieionales.

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Consid eraciones para el Disefio

Los puentes ubicados en el cruce con un curso de agua deben ser disefrados de modo que las alteraciones u obsltlculos que estos representen ante este curso de agua sean previstos y puedan ser admitidos en el desempefro de la estructura a 10 largo de su vida util 0 se tomen medidas preventivas. Para esto deben establecerse las caracteristicas hidrogeodinamicas del sistema fluvial con el objeto de determinar la estabilidad de la obra respecto al comportamiento del cauce. Es import ante considerar la posible movilidad del cauce, el aporte de escombros desde la cuenca y los fen6menos de socavaci6n, asi como la posibilidad de ocurrencia de derrumbes, deslizamientos e inundaciones.

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MANUAL DE DISENO DE PUENTE S

Historial de desarrollo del curso de agua y de la cuenca. Adquirir mapas,

fotografias aereas; entrevistar residentes locales; revisar proyectos de recursos

hidricos planificados a futuro.

Evaluaci6n cualitativa del lugar con un estimado del potencial de movimiento del

curso de agua y su efeeto sobre el puente.

Do cumentacio n R equerida

1.2.6

estudios deberan ser documentados mediante un informe que contendra, como minimo, 10

I IlS

Iquiente: Caracteristicas del rio en la zona del proyecto Regimen de caudales Caracteristicas hidraulicas Caudal de diseiio y periodo de retorno Definicion de la luz del puente y de los niveles del fondo de la superestructura Profundidad minima recomendable para la ubicaci6n de la cimentaci6n, segun el

Dado que, genera/mente, el dafro ocasional producido a la via y accesos aledaiios al puente ante una avenida extraordinaria puede ser Ti!Jpidamente reparado para restaurar el servicio de trafico y, de otro lado, un puente que colapsa 0 sufre dafros estructurales mayores ante la erosi6n puede amenazar la seguridad de los transeuntes asi como crear impactos sociales y perdidas econ6micas significativas por un largo periodo de tiempo, debe considerarse mayor riesgo en la determinaci6n del area de flujo a ser confinada por el puente que en la estimaci6n de las profundidades de socavaci6n.

EI estudio debe indicar los periodos de sequia, de avenidas, y de transici6n, para recomendar las previsiones a tomarse en cuenta antes, durante y despues de la construcci6n de las estructuras ubicadas en el cauce. 1.2 .4

Int erre lacion con los Estu di os Geol o g ico s y Geotecni c os

En el caso de puentes sobre cursos de agua, la informaci6n sobre la geomorfologia y las condiciones del subsuelo del cauce y alrededores son complementarias con aquella obtenida de los estudios hidrol6gicos. EI diseiio de los elementos de la subestructura se realizara tomando en cuenta los aspectos de ingenieria estructural, geotecnica e hidraulica en forma conjunta. EI nivel de ubicaeion de la cimentaci6n depende del tipo de cimentaeion, esto es,' si es superficial 0 profunda, va apoyada sobre roca 0 suelo, etc. y debera estar por debajo de las profundidades de socavaei6n estimadas.

tipo de cimentaci6n. Caraeteristicas de las obras de defensa y de encauzamiento Conclusiones y Recomendaciones

1 3 ESTUDIOS GEOLOGIC OS Y GEOTECNICOS 1.3.1 Estudi os Geol o gicos I :> .1.1 OBJETIVOS I 'I/FIble eer las caracteristicas geol6gicas, tanto local como general de las diferentes forma ciones

t/l'nl6gicas que se encuentran identificando tanto su distribucion como sus earacteristicas geotecnieas , Ilrrcspondientes. l.:i .1.2 ALCANCE

1.2.5

r I (lfograma

Informaci on d e A poyo

1t. 1$e

Para el 6ptimo logro de los objetivos, el estudio de hidrologia e hidraulica debe apoyarse en la siguiente informacion adicional: Perfil estratigrafico del suelo. Tamaiio, gradacion del material dellecho. Secciones transversales del cauce. Vista en planta del curso de agua. Caracteristicas de la cuenca. Datos de erosion en otros puentes. Historial de avenidas. Ubicaeion del puente respecto a otras estructuras. Caracter del curso de agua (perenne, intermitente, etc.). Geomorfologia del lugar (con lIanuras de inundaci6n; cruza deltas 0 abanicos aluviales, meandrico, recto, trenzado, etc.). Historial erosivo del curso de agua.

10

ICG -Institute de la Censtrucci6n y <:;erencia

de estudios debera considerar exploraciones de campo, cuya eantidad sera determinada en

ala envergadura del proyecto.

estudios geol6gicos y geotecnicos comprenderan:

I
I (IS

• OescnjJCion geomorfologica. • l onificacion geologica de la zona. • nefinici6n de las propiedades fisicas y mecanicas de suelos ylo rocas. Definici6n de zonas de deslizamientos, huaycos y aluviones sucedidos en el pasado y de potencial ncurrencia en el futuro.

C:: ecomendaci6n de canteras para materiales de construcci6n.

• Irlentificaci6n y caracterizaci6n de fallas geol6gicas. t .3.2 Est udi os Geo tecnico s

1.:12. 1.0BJETIVOS I ';Ia/)Iecer las earacteristieas geotecnicas, es deeir, la estratigrafia, la identificaci6n y las propiedades " ·.Icas y mecanicas de los suelos para el disefro de cimentaciones estables.

II"

Institute de la Censlrucci6n y Gerencia

11

lI_"" M ....CA.~. I;:-'r.onJl:~':':::::''''

MANUAL DE OISENO DE PUENTeS

•

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•

M"fC £<. .

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EI esiud/o debe considerar exploraciones de campo y ensayos de laboratorio, cuya canUdad sera determinada ell base a la envergadura del proyecto, en terminos de su longitud y las condiciones del suelo. Los esfudios deberan comprender la zona de ubicacion del puente, esfribos, pilares yaccesos.

• Ensayos de campo en suelos ylo rocas. • Ensayos de laboratorio en muestras de suelo ylo roca extraidas de la zona. • Descripcion de las condiciones del suelo, estraligratia e identificacion de los estratos de suelo 0 base rocosa. o Definicion de tipos y profundidades de cimentacion adecuados, asi como parametros geotecnicos preliminares para el disefio del puente a nivel de anteproyecto. • Dependiendo de la envergadura del proyeclo y del tipo de suelo se podran realizar ensayos de refraccion sismica, complementados por perforaciones 0 excavaciones de verificacion en sustitucion a los ifabajos antes mencionado. o Presentacion de los resultados y recomendaciones sobre especificaciDnes constructivas y obras de proteccion

F ~l!'tlctoll' llM

MANUAl DE DISENO DE PUEN1l:S

• Ensayo de Carga en P/aca Flexible • Ensayo de Carga en Placa Rigida • Ensayo con el Metodo de Fracturamiento Hidraulico 1 :1') 5 ENSAYOS DE LABORATORIO

I ", llIetodos usados en los. ensayos de laboratorio deben estar claramente referidos a normas tecnicas 1/1,./t;ializadas relacionadas con los ensayos respectivos. Pueden considerarse los ensayos que se /1111, III

La cant/dad y profundidad de sondajes debera tomar en cuenta la magnitud y complejidad del proyecto. En el caso de puentes de hasta 100 metros, se pre vera como minimo un sondaje de exploracion por cada componente, sea este estribo, zapata, pilar, bloque de anclaje, grupo de pilotes, etc. Dependiendo de las caracterisiicas del proyecto y del tipo de terreno este minima podra reducirse a un solo sondaje complementado por ensayos de refraccion sismica. En caso de puentes de gran longitud, debera tomarse en cuenta la variabitidad de las condiciones del terreno a 10 largo del eje del puente. La profundidad de las explorac/ones y sondajes estara definida considerando un predimensionamiento de la cimentacion y las condiciones locales del subsuelo. Si las condiciones locales del subsuelo 10 requieren, se requerira extender la profundidad de los sondajes, por debajo del nivel de cimentacion, de 2 a 3 veces el ancho previsto de las zapatas 2 metros bajo el nivel inferior de las cimentaciones profundas. En el caso de macizos rocosos, se requerira extender la profundidad de los sondajes de 1 a 3 metros por debajo del nivel estimado de cimenlacion

a

a continuacion:

" I "soyos en Suelos: • Contenido de humedad

Gravedad especifica

• Distribucion granulometrica • Determinacion del limite liquido y limite plaslico

1.3.2.3 SONDAJES

• r,nsayo de corte directo • Ensayo de compresion no-confinada • Ensayo triaxial no consolidado - no drenado ensayo triaxial consolidado - no drenado

·nsayo de consolidacion

• Ensayo de permeabilidad • Ensayo Proctor Modificado y CBR lil l Ilsc,yos en Rocas: • Determinacion del modulo elastico

Ensayo de compresion triaxial

• Cnsayo de compresion no confinada

"'nsayo de resistencia a la rotura

I.J Interrelaci6n con los Estudios Hidrol6gicos

1.3.2.4 ENSAYOS DE CAMPO

Los ensayos de campo seran realizados para obtener los parametros de resistencia y deformacion de los suelos 0 rocas de fundacion asi como el perfil estratigrafico con sondajes que estaran realizadas en funcion de la longitud del puente, numero de estribos, pi/ares y longitud de accesos. Los metodos de ensayo reatizados en campo deben estar claramente referidos a practicas establecidas y normas tecnicas especializadas re/acionadas con los ensayos respeclivos. Pueden _considerarse los ensayos que se tistan a continuacion:

de puentes sobre cursos de agua, la informaci6n sobre la geomorfologia y las condiciones del " ',,, f/clo del cauce y alrededores son complementarias con aquella obtenida de los esfudios 1I/, I/II/69icos. EI disefio de los elementos de la subestructura se realizara tomando en cuenta ademas la 111111It'IJ r,ia de la socavacion y la subpresion en el disefio. EI nivel de cimentacion debera estar por debajo / II " " liD

"" III j/rofundidad de socavacion estimada. I

1.4 Oocumentaci6n

I, " "

a) Ensayos en Suelos:

12

t e ~n w1

II) I··nsayos en Rocas: • Ens ayo de Compresion Uniaxial en Roca debil • Determinacion de la Resistencia al Corte Directo, en discontinuidades de roca

Los Estudios geotecnicos comprenderan:

de de de de de de

I""K''''''''''',"'

• Ensayo de Refraccion Sismica

1.3.2.2. ALCANCES

• Ensayo o Ensayo • Ensayo • Ensayo o Ensayo • Ensayo

'

Penetracion Estandar (SPT) Cono Estatico (CPT) Veleta de Campo Presurometria Pla c·a Estatico Permeabilidad

,'sludios deberan ser documentados mediante un informe que contend"" , como minimo, 10

111111(,' 1110:

1 ~I'I()(acion geotecnica. Indica cion de sondajes y ensayos de campo y laboratorio realizados. Se I/ IIlicr>ri!m las normas de referenda usadas para la ejecucion de los ensayos. Los resultados de los ,/1I1f/(ljes deben ser presentados con deseripciones precisas de los estratos de suelo yl o base rocosa, , II/" ificacion y propiedades tisicas de los suelos ylo roca, indicacion del nivel treatico y resultados de "", I!nsayos de campo.

fCG - fnstituto de fa Construcci6n y Gerencia

I'

Illstituto de fa Construcci6n y Ge rencia

13

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" .. Ca"","tIIo'j F,.ror.jlflllfO..

Descripcion precisa de los estratos de sue los, clasificacion y propiedades fisicas de los suelos. Indica cion del nivel frealico De los resultados de ensayos de campo y de laboratorio. Como minimo se deben establecer los siguientes parametros, de acuerdo al lipo de suelo: peso volumetrico, resistencia al corte, compresibilidad, potencial de expansion 0 de colapso, potencial de licuacion. En caso de rocas, se deberan establecer: dureza, campacidad, resisten cia al inlemperismo, indice de calidad y re sistencia a la compresion. Tipos y profundidades de cimentacion recomendadas. Normas de referencia us ados en los ensayos. Canteras para materiales de canstruccion y caracteristicas de. los materiales de las canteras. Zonas de deslizamienlos, huaycos y aluviones pasados. Conclusiones y recomendaciones.

A~

III

fI,l l:c)pilacion y clasificacion de la informacion sobre los sismos observados en el pasado, con

IJl lllieular referencia a los danos reportados y a las posibles magnitudes y epicentros de los

"vllllios.

An(('cedentes geologicos. tectonica y sismotectoaica y mapa geologico de la zona de influen cia.

; ·'.(/Idios de suelos, definiendose la estratigrafia y las caracteristicas fisicas mas importantes del

/1I,,(l)(ial en cada estrato. Cuando sea procedente, debera determinarse la profundidad de la capa

IIIl.I(ica.

I'I( Ispccci6n geofisica. determinandose velocidades de ondas compresionales y de corte a distintas

II' If,II1didades

/JII (urminacion de las maximas aceleracion, velocidad y desplazamienlo en el basamento rocoso

I lJo uspondientes al "sismo de diseno" y al "maximo sismo creible ': Para prop6sitos de este

IIIIIII:lI llento se define como sismo de diseno al evento con 10% de probabilidad de excedencia en

iJ (lilos, 10 que corresponde a un periodo de retorno promedio de aproximadamenle 475 anos. Se f.1 ,,,,;idera como maximo sismo creible a aquel con un periodo medio de retorno de 2500 anos.

1.4.2 Requisitos Minimos

o

U,,(IIrminacion de espectros de respuesta (correspondientes al "sismo de diseno') para cada l"'Ulllponente, a nivel del basamento rocoso y a nivel de la cimentacion. j 'i Mctodos de amilisis , I

", rnrll1acion de sismos pasados debera comprender una region en un radio no menor que 500 km

" .1//1 0)1sitio en estudio.

EI alcance de los estudios de riesgo sismica dependera de:

o


Hl ll fil~\t1 te:

1.4.1 Objetivos

o

nl

4.4 Al cances

j

Los estudios de riesgo sismica tendran como finalidad la de lerminacion de espectros de diseno que definan las componentes horizontal y vertical del sismo a nivel de la cota de cimentacion.

1.4.3 Requerimiento de los Estudios

F~lrOe_II••

f 'Ilil/ll./" se requiera un estudio de riesgo sismico para el sitio, este debera comprender como minimo

1.4 ESTUDIOS DE RIESGO SiSMICO

En ningun caso seran las fuerzas sismicas menores que aquellas especificadas en la seccion 2.4.3.11 de l Titulo II del presente Manual.

"'..

I uCal'l1/t1osy ~'~'"

111'1.)cosamiento de la informacion se hara utilizando programas de computo de reconocida validez y 1t'( I/th llnente documentados. Deberan igualmente justificarse las expresiones utilizadas para

La zona sismica donde se ubica el puenle EI tipo de puente y su longitud Las caracteristicas del suelo

'1/ ,,/1Ir.ionar los diversos parametros. (, ' A 1l:'I'
a partir de la aceleracion, la velocidad y el desplazamiento considerando re laciones tipicas observadas en condiciones analogas. I I'I'IK/o la estratigrafia sea aproximadamente uniforme, los estudios de amplificacion sismica podran , .llllun;;c can un modele monodimensional. EI modelo debera ser capaz de Iransmitir componentes I" /I" CiS,

Para los casos siguientes podran utilizarse directamente las fuerzas sismicas mlnimas especificadas en el Titulo II de este Manual, sin que se requieran estudios especiales de riesgo sismico para el sitio:

"" (' ,1'1(025

o

Puentes ubicados en la zona sismica 1, independientemente de las caracteristicas de la eslructura.

, '1 0

Hertz sin filtrar significativamente la senal.

Documentaci6n

II lO':lurlio debera ser documenlado mediante un informe que contendra, como minimo, 10 siguiente: o

o

Puentes de una sola luz, simplemenle apoyados en los estribos, independienlemenle de la zona donde se ubiquen. Otros puentes que no correspondan a los casos explicitamente /istados en 10 que sigue.

Se requeriran estudios de riesgo sismico para lo s puentes que se ubiquen en las zonas 1, 2, 3 los siguientes casos: o

o

a 4, ea

Puentes colgantes, puentes atirantados, puentes de arco y todos aquellos puentes con sistemas estructurales no convencionales, siempre que - en cualquiera de los casos mencionados - se lenga una luz de mas de 90m. ylo el suelo corresponda al perfil tipo S4. Olros puentes, incluyendo puentes continuos y simplemente apoyados de multiples luces, con una longitud total de la estructura mayor 0 igual a 150 m.

14

leG - Instituto de la Construccion y Gerencia

/ 1,,,0 de datos de eventos sismicos utilizada para el estudio • /io". ultados de los estudios de geologia, tectonica y sismotectonica de suelos y de la prospeccion (lilt iflSica. • 111(IOlesis y modelos numericos empleados, justificando los valores utilizados. Esta informacion ,I,,/Jura ser presentada con un detalle ta l que permita a cualquier otro especialista reproducir lo s

I"';II/(ados del estudio.

I "I'!letros de respuesta a nivel del basamento rocaso y a nivel de cimentaeion.

.oo{)clusiones y re comendaciones.

II, I.

ilislituto de la Construccion y Gerencia

15

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.....-::"""':1.

MANUAl DE a lSEND DE PUENTES

1.5

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~.II"Oe"'~

ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL

f I (lbjetivo en este nivel esta orientado hacia la descripcion cuantitaliva a cualitativa, a una , 'Ii " binacion de ambas, de las principales consecuencias' ambientales que se han detectado en el ; 1/ /, '1lisis previa.

1.5.1 Enfoque La Construccion de un puenle modlfica el media y en consecuencia las condiciones socia economicas, cvlturales y ecol6gicas del ambtto donde se ejecutan; y as alii wan do surge la necesidad de una evalueclon bajo un enfoque global ambienlal. Muchas veces esla modificacion es positiva para los objetivos sociales y economieos que se lratan de aleanzar, pero en mucilas otras ocasiones la falla de UtI debido planeamienlo en s u ubicacion, ra se de construccion y etapa de operacion puede cOllducir a serios desajustes debido a la alteracion del media.

'''t erpretacion de Impactos 11I11)lica analizar cuan importante es la alteracion media ambiental en relacion a la conservaci6n ,I//9inal del area. I

1.5.2 Objetivos y Alcances Los esludlos ecologicos /endran como finalidad: IdentWcar en forma o,oortuna el problema amblental, incluyendo una evaluacion de Impacto ambiental en la concepcion de los proyectos . De esta forma se disenari!m proyectos can mejoras ambienlales y se evitara, atenuara a compensara los impactos adversos. Establecer las condicio nes ambientales de la zona de es/udio. Definir el grado de agresividad del media ambiente sabre la subestructura y la superestructura del puente. EstaiJlecer el impacto que pueden tener las obras del puente y sus accesos sabre el media ambiente, a nivel de los procedimientos constructivos y durante el servicio del puente. Recomendar las especificaciones de diseno, construccion y mantenimiento para garantizar la durablfldad del puente.

1.5.3 Requerlmiento de los Estudios La evaluacion de Impacto Ambiental sera establecida par la autoridad competente y es necesaria sabre todo en aquel/os w oye ctos can mayor potencial para impactar negativamente en el ambiente como son las nuevas estructuras. Los estudios deben desarrollarse basandose en el Marco Legal de la Constitucion Politica del Peru promulgacio el ana de 1993, en la Resolucion Ministerial "'°171-94- TCC115.03 del 25 de Abril de 1994 que aprueba los "U,rminos de Referencia para Estudios de Impacto Ambiental en la Construccion Vial" y en el "Manual Ambiental para el Diseno y Construccion de Vias" propuesto par la Direccion General del Media Ambiente. 1.5.4 Metodos de Aniilis is La metodologia a seguir en un estudio de Impacto Ambiental sera la siguiente: 1. l den tificacion de Impactos Consiste en identificar los probables impactos a ser investigados, para 10 cual es necesario conacer primero de la manera mas amplia el escenario sabre el cual incide el prayecto; cuya ubicacion, ejecucion y opera cion arectara el entomo ecologico. Asi mismo, es imprescindible el conocimiento de l prayecto a desarral/ar, que involucra no solo el contexto tecnico sino tambien las repercusiones sociales y experieneias del desarrollo de este tlPO de proyectos en otros escenarios.

II/formacion a la s comunidades y a las autoridades sobre los impactos ambientales I 1/ esta etapa hay q'ue sintetizar los impactos para presentarlo$ alpLiblico que sera afectado par los III/pactos ambientales detectados; y a las autoridades politicas con poder de decision. La i'ICsentaci6n debera ser 10 suficientemente objetiva para mostrar las ventajas y desventajas que ,Iollileva la ejecucion del proyecto. Plan de Monitoreo 0 Control Ambiental I ilildamentalmente . en esta etapa se de be tener en wenta las propuestas de las medidas de IIlitigacion y de compensacion, en funcion de los problemas detectados en los pasos previos

'Ion siderados en el Estudio; asimismo, la supervision ambiental sustentada en normas legales y Ii:cnicas para el cumplimiento estricto de las recomendaciones. 1.!1.5 Informacion minim a que requieren los estudios de Impacto Ambiental en Puentes il/formacion minima para un estudio de Impacto Ambiental en Puentes sera: I I=auna silvestre , Flora adyacente Presencia de agua en el cauce Relieve topograrico I, Deforestacion en los taludes del cauce Ii Probabilidad de erosion laterai de los taludes l , Material sedimentado en el Lecho del cauce II. Presencia de recursos ilidrobiologicos 'I. Valor estetico del paisaje 10.Densldad de poblacion 11.Red de transportes adyacentes. I? Otras estrueturas adyacentes I"

1,5,6 Documentacion los ' estudios deberan ser documentados mediante un informe que contendra, como minimo /0 :;iguiente: • • • • •

Descripcion de los componentes ambientales del area de influencia del Proyecto Analisis de la informacion sQbre el estado de los puentes adyacentes a la zona del prayecto. Aplicaciones Metodologicas e ide ntificacion de Impactos Ambientales Potenciales. Identificacion de Medidas Preventivas y Correctivas .Conclusiones y Recomendaciones

1.6

2, Prevision de Impactos

MANU AL DE DIS ENO DE PUENTES

ESTUDIOS DE TAAFICO.

1.6.1 Objetivos 16

ICG - Insbtuto de la Construccion y Gerencia


17

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MANUAL OE OISENO OE PUENtES

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MANUAL OE

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Cuando la magnitud envergadura de la obra asi 10 requiera, seta necesario efectuar los estudios de trafico correspond/ente a volumen y clasificaci6n de transito en puntos establecidos, (ton el objetiva de determinar las caracteristicas de la infraestructura vial y la superestructura del puente.

1.6.2 Metodologfa La metodologia a seguir sera la siguiente:

DE -PUENTES

,,, sefializacion debera estar de acuerdo con las necesidades del puente y accesos y en , ullcordancia con el Manual de 5efializacion vigente, Cualquier imprevisto ci problema debera set I,IIordl/ladG con la Municipalidad respectiva ylo con terceros que pudierah esiar relacionadbs. 1,7,3 Documentaci6n ~~I.'

• Conteo de Trafico Se definiran estaciones de conteo ubicadas en el area de infiuencia (indicando en un grafico). Se colocara personal clasificado, provisto de formatos de campo, donde anotaran la informacion aCuinulada por Cada rango horario, • C/asifioacion y Tabulacion de la Informacion

Se deberan adjuntar Cl/adros indicando el Vblumen y clasificacion vehicular por estacion

• Analisis y consistencia de la informacion Esto se IIevara a c'abo comparando con estadisticas existentes correccion estacional para cada estacion

debera documentar mediante un informe detal/ado de todas las coordinacirimes efectuadas. Este I"forme debera incluir por 10 menos:

o

Documentos que inieiaron las coordinacianes y sus respectivos doCumeritos de respuesia. EI inforrrie debera indicar los puntos mas importarltes de laS coordirlaciones, indicando (echas, nombres y direcciones 0 telMono de los responsables de dichiJs coordinaCiones. Pianos ylo esquemas que Sf! requieran Conclusiones y recomendaciones.

1.8 ESTUDIOS DE

a fin

de .obtetJet los factores de

• Trafico actual Se debera obtener el fndice Medio oiario ('-Mo) de los conte os de voiUmenes de trafico y del factor de correccion determinado del analisis de consistencia,

1.6.3 Documentaci6n

'rRAio Y DISENOVIAL DE LOS ACCESOS

·L8.1 Objetlvos fJefinicion de las caracterfsticas geometricas y tecnicas del/ramo de carreteta que enlaza 131 puente en ;111 nueva ubicacion con la carreteta existente.

1,8.2 Alcances 1.05 eS/udios comprenden :

Los estudios deberan ser documentados mediante un informe que contendracomo minimo 10 siguiente: • ,. • • •

!lISE,NO

-------'--~~

Resultados de clasificacion pot tipo de vehlCulo para cada estacion y por sentido. Resultados de vehiculos totales para cflda estacion y por sentido, indice Medio oiario (I.Mo) por estacion y sen/ido. Plano ubicando las estaciones de conteo e indicando cada sentido. Conclusiones y Recomendaciones

lll!ietlo, Geometrico " • Definicion del a/ineamiento horizontai y perfil longitudinal de! eje en los tramos de los accesos . Definicion de las caracteristicas geometricas (ancho) de la calzada, betmas y cuneias en -las ' diferentes zonas de corte y rel/eno de los accesos. I/'i;lbajos TopoqralicQS : Levantamiento topografico cem curvas

1.7. ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS_

a ;ivel cada 1 my con secclbnes transversales cada 10020

m 0.10bjetivos Realizar coordinaciones con Eifltidades Publicas, Entidades del Sectot Privado cumplir con todo 10 estipulai:fo en los terminos de referencia.

y con terceros a fin de

1.7.2 AJcances Los estudios se refieren a aquellos trabajos que son complementarios a los estudios Msicos, como son las Insta/aciones Elrktricas, Insta/aciones Sanitarias, Sefializacion, Coordihaciohes con terceros y cualquier otro que sea necesario al pro,yecto. En 10 que se refiere a Insta/aciones Electricas, la factibilidad del servicio, asi como su punto de aplicacion, y en 10 que se refiere a Insta/aeiones Sanitatias, la verificflcion y posibles infiuencias de las redes existentes de Agua ylo oesague sedm cbordinadas con los organismos encargados de los servicios de Electrieidad y Saneamiento iespectivamente ,

18

ICG - Instituta de la Canstrucci6n y Gerencia

Estatado del eje cbh distancias de 20 m para tramos eh tahgente y cada to In para tramos en curva. o Referenciacioh de Ids vertices (PI) de la poligbnal definitiva y l'os puntas de principio (PC) 0 fin (PT) de las curvas, respecto a marcas en el terreno 0 mbnumentl3ci()n de cOncreto debidamente preteg/dbs que p~rmifan su facil ubicacion. • Calculo dt! las cootdenadas de los vertices de la poligdna! definitiva tiiAiendo comb referencia los hitos geodesicos mas cercanos. pisefio de. Pavimeritos "

Determinacion de las caracteristicas geometricas y dimensiones tecnicas del pavlmento 'de los IIccesos, incluyendo la carpeta asfaltica, base y sub-bas·e. Oisfliio de sefializacion

le G - Instituta de la Cahstrucci6n y Gerencia

19

MANUAL DE DISniO ' DE PUENTES

Vbicacion

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tipo.de senal consu croquis respectivo.

1.8.3 Documentaci6n .. . ' .. J:.

Los estudios deberi'm ser documentados mediante un informe que conteridra' coino minimo 10 siguiente: .I

Pianos de curvas a nivel de una franja de ancho minimo de 100 m. mostrando el alineamiento horizontal adoptado de 10$ acc~so. Perfil longitudinal de IOS8Cc.esos., • Secciones transversales tipicas en corte y rellena. .. . . '. . • Calculos justificatorios, Dimensiones y especificaciones tecnicas de pavimentos, base, sub-base y superficie de rodadura.

I:, .'

•

. ".':

1.9 ESTUDIOS DE ALTERNATIVA,.SAN!VEL DE AN.TEPROYECT9 · 1.9.10bjet ivos Preparar anteproyectos en base a las condiciones naturales de la zona de emplazamiento del puente (esludios de ingenifiria basica) ya las diversas soluciones tecniCamente facfibles, para luego de una evaluacion Tecnico - Economica elegir la 0 las soluciones mas ·convenientes. 1.9.2 A1cances "

En esta parte se definira las caracteristicas basicas 0 esenciales del puente de cada alternativa de anteproyecto a nivel de un pre-dimensionamiento y que permita su evaluacion tecnica y economica antes de su desarrollo definitivo. EI anteproyecto debera definir como minimo 10 siguiente:

. .\'

TITULO II: DEL PROYECTO DE INGENIERIA

. • Longitudtotal y tipo de estructura Dimenii(ones de laS$eccionestransversalestfpicas. • Altura de la rasante y galibo • Tipo de estribos y cimentaci6n, anotando las dimensiones basicas • Longitud de accesos • Procedimientos constructivos • Metodologlas principales de calculo • Metrados,c~stos estimados y prestlpuesto . • Plano topograficQ de ubicaqiof) del puente con indicacion de los puntos de referencia y niveles . . Criterios de Hidrologia, Hidrauilca y Geotecnia que justifiq[le' las~iucion adoptada.

1 . 9. 3Docu· ~entaci6 n EI e;tudiOdebe;a ser

docu~en;ad~ ~edi~nt~ un informeque contendra como ,mlnimo, 10 sigiJiente.

• Deseripcion y Anallsis de cada alternafiva . . ' . '. • Pianos de planta, elevacion cortes principales y plano de ubicac/on para cada alternativa. Cone/usiones y reoomendaciones. :,'

20

I C~ "" Il1stituto de la Coristruccion

y Gerencia

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I. ,,;tituto'de la Construcci6n

y G~rencia

21

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M~'1UAL DE DISENO

DE PUENTES

TITU~O "

DISENO DE PUENTES

EI,.EM~NTOS

" /11'· IIormas nacionales vigentes y, en los c~sos que /1

Ot:;L PROVECTP

Para los fin~" de fI~(e Ivf;;mual d~ piseno se establecen los elementos que componen el proyecto. Se

$01'1

LA INGENIERiA BASICA

/l1I/ /oriales deberan satiSfacer las especificaciones de las normas indicacjas en este Manual de 111'11111, tal como se especifica aqui yen el Art. 2.5. . , JI," do un material para el cual no exista normalizaci6n alguniJ, cjebera ser autorizado por la entidad Iln/iI '/lIl1te durante la fase del ~nteproYficto.

I

aquellq.~ .estf1dio~ qUe $e requleren para la concepci6n de las alternativas de, disefio dfJ,1 proyecto.

21,1.2 E;LI.:MENTOS BAsl~qS DEL PROYECTO. $on f1quellq~ elementos cuya usa determi()a las dimen"iones y las caracteristicas de detalle del . p(oYe cto , en esta ,r;;/asificac,(m se consir;feran: , tyormqs Genwales , M
I 1 '\ Concreto

111" llel flto empleado en la construcci6n dfi puentes debe ser dosificado y controlado, conforrne a 10 /,Jifillmio en el Art. 2.5 y, de esta nQrma de referencia. En 131 proyec;to se debera especificar la IMu llr:ifl, caracteristir,a necesaria para atender todas las solicitaciones durante el tiempo de vida uti! VI/I(O, Ademas deberan ser indicados 131 diametro maximo del agregado, relaci6n agua-cemento y II, ! ~ , ,Ii'acteristicas que garanticen unQ dura.bilidad y apariencia adecuadas para .el concreto. /I/o/feriales compon~ntes del concreto; cemento, agregados, agua y, eventualmente, adi/ivos, cumplir con las especificaciones de las Normas Tecnicas Peruanas (NTP) correspondientes. ',.1 /I//lnual puede referirse <;1 la Norma Tecnica de Edificaci6n NTE-060 de Concreto Armado, 'I lflu /I) J - Materiales, IIIII'}" ser establecidas las propiedades del concreto tales como la resistencia especificada, '1IIIJfu.~itJn, fluenciij, contraccion y coeficiente de dilataci6n termica. Las resistencias que se 11!1I ,dJ(wen se consideran minimas de tal forma que sean siempre respetadas durante las etapas de /' ,Ill" Y construcci6n de las obras. La adopcion de los valores indicados debe ser hecha luego de 11,11 " " vorificado la posibilidad de obtenci6n de las resistencias especificadas en ellugar de la obra. " 'II ,} II

Antes, del inicio del prpyecto es indispensable qu,e el pfoyectista hfJya inspeccionado la zona del proyecto t'lnga plenp ctpnQcimientq de Ips condicir;!rJes regionales del mismo.

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2.1.2 l!lfprm~fl(1n de la IngenJeria B~~ica La info,maci6n a cqnsir;ferar en el proyec.tq de un puente son los siguientes: - Estudi9s Topograficos , Estudios de Hickologia e HidrtJUlica " E;studios Geol6!!Jicos y Geotecnicos • E!/tuqios de Riesgo S~mic0 ' • Estudio!/ de Impqctq Ambienta! • Esfl.!dios de. Trafic0 - Estut1ios Comp!ementwios , EstLidiosge Trazo de la via • EstUdios

se indique, de acuerdo con normas

II ii' 'I , IS relacionadas con la especialidad.

1 \ MATERIALES

rf!quie.~n flstudios multidiscip!i('1ar!os cllYos datos son c/asifie;adps en dos grupos: INFORMACION OE

If" CJoud..,.. ~

r'ft (,r..ftll!..., .

/" I'/lI w,l/:i6n de los proyectos debera segllir las condiciones gererales establecidas en el presente

/ 2.1.1 G~n.eraliqjlct!!l>

2.1,1.1

,.

I""",,, ,If' Diseno. EI desarrollo de todos los elementos del proyecto debera ser efectuado de acuerdo

DEL P~OYEGTO OE INGENIERiA

2. t

, _a _h:~ 0' , .. __. I""""""""'" M1IC ~"

tll.'.1 1.11

." . 'T ' ..,....,.."'"!"......,...-~~.,-~~....,..,._~_~_-,--

913 Alterna((vq de Anteproyecto

I 'J.2

Acero

I II ili i/laduras de los elementos de concreto armado 0 preesforz,ado pueden eslar constituidas por /"'11111liS, barras, cables y torones de acero. E;n 131 caso de puentes metalicos se especificaran los I, .'"/: , estructurales para cada uno de los elementos, asi como para los elementos de conexi6n !,.Im .is, pernos, soldadura). Oeberan ser establecidas las siguientes propiedades: resistencia a la I/II/ I{;/O, resistencia maxima a la rotura, dureza a la incision, ductilidad, soldabilid<;1d y cfJ/ldad del " , I/ IJ lorminado,

2.1.;3 EI~mentq!fl B'a sicos del Prpyecto

(II caso de armaduras de concreto armado, se puede hacer referencia a la norma NTE E,060, '1'//1110 3 - Materiales; 131 valor caracterislico del ac;ero es la resistencia de fluencip del matf1(ial 1I 10/,:nclo. '",(I

2,1,3.1 OEFINI<;;16N Se coo,sid€!ran cO(l1o elementos basicps del proyecto los reglamento$ y normas generales vigentes al mom(lntQ de. la convocatoric; a los estudios, eSPficifica~iones, manuales, detalles estandar y principios . btisicos qile dflbe, !?er seguipo en la fl/aboraci6n de los proyectos de puentes.

~. Q.2

22

NORMAS GENERALES leG - Instituto

qe la C'onstr~cci6n y Gerencia

/./ " "oro para las armaduras de preesforzado debe cumplir con las especificaciones ASTM 1I11 t.' ,·ipondientes; el valor caracteristico Els la resistencia a la fluencia en r:;aso de barras y r,ables, el ~ I"II minimo de /a traecion a 1% de deformacion en el caso de torqnes, 0 el valor nominal qlle , ,'/I " sf/onde al r:;ociente de la r,arga minima a 1% de deformpci6n entre el area nominal de la sec(Ji6n '1, 'II/;VOfsal. Ii r]

In stituto de la Construcc;i6n y Gereneia

23

MJiC fC , . ,"""
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MANUAL DE DISENO

DE PUENTES

li lA' " 10 DISENO DE PUENTES

' .

' IO;""N''''''''''' d,-:C.. Ij·" l M'(. F"toI'U...ellfl ll.".

EI acero de las placas de apoyo para el confinamiento de los elastomeros, debera ser especificado en funci6n a los va/ores de los esfuerzos correspondientes a la fluencia y la rotura, asi como el tipo de acero empleado.

",j/JII' IMralelos a las margenes de los rios. En taludes con pendientes elevadas, los estribos y los Ilr lflll' u muros deben seguir la esviacion natural.

2.1 ).3.3 Elast6meros

""I'II"'lOnales sin considerar la esviacion son vafidas para curs~s de rios y taludes con pendientes (, 'I' II i, ,.';, en la posibilidad que los estribos puedan ser colocados en la cima de los taludes .

,I

Los elastomeros empleados en el proyecto seran especificados de acuerdo a la dureza, 0 el modulo de deformacion transversal, y los va/ores maximos del esfuerzo de compresion, la rotaci6n y la

soluciones

el futuro, en el alineamiento y/o ancho del el curs~ del riO 0 posible ampliacion

,Jllllli'. carretera a accidente transpuesto, tales como cambios en

I/Iflullie. l :i GEOMETRiA DE DET ALLES

2.1.4 Geometria

j I :', 1 Generalidades

GENERALIDADES

11 /11,1/1 seccion

La integraci6n con la via de comunicaci6n y el medio ambiente es el objetivo principal del proyecto geometrico del puente. En esta seccion se establecen algunos aspectos relacionados con la geometria general y de detalle del puente. . Durante la elaboracion del proyecto geometrico es indispensable la participacion de un ingeniero e·s tructural.

Se consideran dos aspectos dentro de la geometria delproyectO de un puente:

se presentan los detaffes y los elementos a ser considerados para su empleo y

't l/lll,il/. lmiento.

I ,I :1,2 Secciones Transversales "I "/lL'I)Q de la seccion transversal no sera menor que . el ancho del acceso del puente y .s era t,I/,lI ll/inado en forma tal que pueda contener, de acuerdo con los fines de la via proyectada, los 1llI" lIt es elementos:

1'1, ,', ,Ie {rafico

YIIII!' : seguridad

a) Geometria General y Proyecto Geometrico.

"II"/;'S

Trata de la integracion del proyecto del puente con un proyecto geometrico de una autopista y con las condiciones locales, topograficas, geotecnicas, hidrologicas y ambientales. b) Geometria de Detalles Se refiere a la presentacion de dimensiones determinadas de las secciones transversales, galibos y dispositivos estandares.

,'lIlnl'fa

/tIIl I')lItOS de proteccion: barreras y barandas

"" " untos de drenaje

\,IIII II.lS, por consideraciones de drenaje del tab/era, las secciones transversales deberan ser en 10 , II ,/0 de un solo tipo yestablecer:

2.1A.2 GEOMETRiA GENERAL Y PROYECTO GEOMETRICO

I '"w lientes transversales no nulas I ',' /l, fiente transversal minima de 2% (2 cm / m), para las superficies de rodadura

2.14.2.1 Desarrollo en perfil Longitudinal

EI puente debe estar integrado completamente al desarrollo del proyecto geometrico de la carretera,

iatito en planta como en perfil,

2. fA ,i2. Desarrollo en Planta

EI desarrollo en planta del puente sera en 10 posible aquel que cruce el obstaculo, rio 0 camino

transversal aproximadamente a 900 .

En puentes angostos y esviados, con angulos menores que 60 0 , podran ser planteadas soluciones con estructuras ortogonales convencionales, utifizando apoyos intermedios en los ejes de los puentes, tales como columnas esbeftas y pequefios estribos rectangulares. En caso de puentes esviados re"ativamente grandes, la direccion transvetsal de los elementos de la subestructura debe ser paralela a la direcci6n del rio 0 del valle. En este caso, los pilares deberian ser proyectados paralelamente a la direccion de la 'corriente; ademas, los estribos deber{m ser en 10

24

aisladas y esbeltas como elementos de apoyo, las

," III i ~I'l1sideradas las variaciones que puedan suceder en

distorsionprevistos par~ los dispositivos de apoyo. Los elastomeros para apoyos de puentes pueden serdecaucho naturaro en base de cloropreno. No se emplearan elastomeros compuestos con caucho vulcanizado. EI material especificado debera tener adecuada durabilidad y capacidad para soportar las variaciones de temper~ra. .

' '2.14.1

woyectan columnas


II ...1 caso de puentes situados parcialmente en transiciones, se justifican la variacion en las

I 'I II (" :Iltes, las cuales deberan ser estudiadas y justificadas. I I ,011 lira general de la superestructura sera definida teniendo como criterio principal el control de las tidlllxlOnes del tablero. EI criterio empleado en la seleccion de la altura sera verificado por el l'illVw;(ista, considerando el material y el lipo de superestructura. I

IU.3 G<'liibos

I,I', '1;'llibos horizontal y vertical para puentes urbanos seran el ancho y la altura necesarios para el 1'11';(' oIel trafico vehicular. EI galibo vertical no sera menor que 5.00 m. I I " ,dibo vertical sobre autopistas principales sera al menos de 5.50 m, en zonas rurales. En zonas ,II, I/ llcllte desarroffadas esta magnitud puede ser reducida, previa justificacion tecnica.

It

I ,


25

«', M .,..,C~~ 1::.C:::,:t

'D"~."'.,.",

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I


Los galibos especificados pueden ser incrementados si el asentamiento pre - calculado de la superestructura excede los 2.5 cm. En puentes sobre cursos de agua, se debe considerar como minimo una altura libre de 1.50 m a 2.50 m sobre el nivel maximo de las aguas.

"'ANIIAL DE DISENO OE PUENTES

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1°;""""0.''''' 4"C.. ",lto ..,~'I

.r ..",> I;1'''''''''

ostribos de gran magnitud seran usados en puentes de luees relativamente grandes, que grandes fuerzas horizon tales 0 con terraplenes altos, ejeculados posteriormente a la 1i/I INlrucci6n del puente. 1 0'/

III,'~miten

I

I

~ . 3.5.3

Cortinas cortinas son elementos transversales extremos dOlados, en la eara externa, de uno 0 dos dientes l It) largo de loda su extension. EI diente superior es obligalorio para soportar la losa de transici6n y el ,Jilll ilo inferior, opeional, contribuye a la contencion del terraplen y las armaduras de las cortinas. I

Los puentes construidos sobre vias navegables deben considerar los galibos de navegac10n de esas vias; a falta de informacion precisa, el galibo horizontal podra ser, por 10 menos, dos veces el ancho maximo de las embarcaciones mas un metro.

MJiC LC .

I'.

2.1.4.3.4Dispositivos I?asicos de Protecci6n 2.1.4.3.4.1 Barreras de concreto

Las barreras deben ser disefiadas con altura, capacidad resistente y perfil interno adecuados. En puentes con dos vias de tratico, puede disponerse de una barrera de mediana magnitud como elemento separador entre las dos vias. En obras urbanas, se admiten barreras especiales, mas ligeras y esteticas, pero con la resistencia verificada. Las barreras seran ubicadas como minimo a 0.60 metros del borde de una via y como maximo a 1.20 metros. 2.1.4.3.4.2 Barandas

Las barandas deben ser especificadas de tal forma que sean seguras, economicas y esteticas. Las soluciones mixtas de barandas de metal mas concreto satisfacen generalmente estos requisitos. La altura de las barandas para puentes peatonales sera no menor que 1.10 metros; considerando ciclovias, sera no menor que 1.40 metros.

, 1,1\.35.4 Alas , ", nlas son estructuras laminares solidarias con las cortinas y can una geometria adecuada para la 1, II1111ncion l<;Ileral de los terraplenes de aoceso. Las alas deben tener un espesor no men or que 0.25 II ' Y confinar preferentemente toda la losa de transici6n. I

I 1\.3.6 Juntas de Dilataci6n

1,,,., juntas de dilataci6n deben ser limitadas a 10 estrictamente necesario, por estar constiluidas por

,iI'II'ositivos c;on una vida utillimitada.

1(1'1 /untas de dilalaci6n intermedias y aquellas situadas en los estribos deben ser escogidas en

11I1I1:i6n del desplazamienlo previsto despues de su colocacion.

I I ,Iisefio debera garantizar la impermeabilidad del tablero, incluyendo los extremos laterales del

11I/'lnle.

I A .3.7 Principios Basicos para el Drenaje

2.1.4.3.5 Dispositivos Basicos de Transici6n y Contenci6n De acuerdo a la consideracion de los tipos de apoyos que tendra el puente, se deberan disponer los elementos que constituyan la transicion con la via 0 carretera, los cuales son principalmente:

- I,.osas de transicion

- Estribos

- Cortinas

- Alas

2.1.4.3.5.1 Losas de transici6n

Las losas de transicion tendran un espesor mlnimo de 0.20 my una longitud limite justificado dentro de la geometria del puente y los accesos. Estaran ligadas a la estructura 0 al estribo mediante articulaciones de concreto, sin conectores, y apoyadas en el terraplen de acceso. Las caracteristicas del terraplen en las inmediaciones de las losas de transicion deberan ser indicadas en el proyecto.

, 1.1\.3.7.1 Condiciones Geometricas

1./ I lfoyecto geometrico debera considerar, en 10 posible: Una sola pendiente en el easo de puentes eortos. Le situaeion de la mayor pendiente longitudinal posible, reoomendandose valores mayores que 0.5 por eiento. I 1/ 01 caso de situaeiones favorables (rampa con pendiente mayor que 2 % y longitud menor que 50 m), el drenaje sera previslo pOr una captacion ubicada en el extremo mas bajo de la obra y secciones 11(lI l.wersales con una inclinaci6n mayor 6 igual a 2 %. . I 1/ 01 caso de situaciones desfavorables (ramp a sin pendiente longitudinal, lrecho mas bajo de curvas vlll licaies conca vas) el drenaje puede ser proporcionado mediante una canaleta lateral, con /W'linacion no nula. t .4.3.7.2 Elementos de Captaci6n elementos para la 10m a de las aguas pluviales que caen al puente. Los elementos deberan ser I I ,/oeados preferentemente cerca a los bordes exleriores de la via de tratico. Se consideraran III/lleiones adecuadas en caso de posibilidad de descargas directas elevadas. En el diseno se ' 1IlI sideraran medidas de protecoion contra la corrosi6n y las manchas ferruginosas, si se utilizan III/ 'os a dispositivos de f/jaci6n metalico. I

2.1.4.3.5.2 Estribos

"1lI 1

Los estribos seran dimensionados considerando la funcion de servir como transici6n entre el puente y

la via de transito principal, ademas de servir como apoyos de los extremos de la superestructura y

como elementos de contencion y estabilizacion de los terraplenes de acceso.

Los estribos ligeros ser{m usados en puentes de dimensiones comunes, existiendo tres situaciones .

posibles en que pueden ser empleados:

En puentes a ser construidos antes del coronamiento de los terraplenes.

En puentes a ser construidos antes del coronamiento de los reI/enos en los cortes.

Cuando los terraplenes de acceso son construidos antes del puente.

26

leG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

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27

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fOlr~'lCh.GconMbl

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2.1.4.3.7.3 Drenaje de las Partes Internas de la Eslructura

Cuando exista la posibilidad de acumulaci6n de agua en las partes intern as de la estructura, se preveran medidas de drenaje en la parte mas baja de la zona de acumulaci6n. 2.1.4.3 .7.4 Drenaje en Estribos

Para estnbos en zona de cortes 0 cuando el terraplen tiene proporciones irrelevantes, se considera al terre no natural como apoyo de los elementos de drenaje similares a los usados a 10 largo de la via. En caso de drenaje con buzones de captaci6n, se evitara la erosi6n del terraplen enviando la captacion sobre el terraplen fuera de los limites del puente. 2. 1.4.3.7.5 Goteras

Son elementos de drenaje esenciales para mantener el buen aspecto de los puentes e incrementar su durabilidad. No se recomiendan entrantes 0 salientes pequeiias por no ser efectivas. 2. 1.4.3.8 Pavimentacion

La pavimentaci6n de la superficie superior del puente y accesos debera ser realizada mediante el uso de pavimentos rigidos 0 flexibles. Se consideraran en la elecci6n del tipo de pEJVimento aspectos tales como la facilidad de obtenci6n de los materiales, disponibilidad de equip os adecuados y la contiriuidad con el pavimento de la carretera. EI espesor del pavimento sera definido en funci6n al trafico esperado en la via. En general, la ubicaci6n de las juntas del pavimento estara alineada con la ubicacion de las juntas de dilataci6n de la superestructura. La especificaci6n de juntas en el pavimento adicionadas a las juntas de dilataci6n de la estructura debera ser pre vista en el proyecto. EI diseiio del pavimento sera realizado de acuerdo a las disposiciones correspondientes de la Norma Peruana de Carre teras. 2. 1.4.3.9 Aparatos de Apoyo

Los aparatos de apoyo proporcionan la conexi6n para controlar la interacci6n de las cargas y los movimientos entre la superestructura y la subestructura del puente. En el diseiio de los dispositivos de apoyo se tendra en cuenta que la carga admisible y la capacidad de movimienio del apoyo sean compatibles con los requerimientos de carga y los desplazamientos esperados en la superestructura. EI proyecto debera ser detal/ado de tal forma que pueda ser posible el reemplazo de los aparatos de apoyo; en 10 posible, para las operaciones de reemplazo, el proyectista debera optar por equipos que no empleen estructuras auxiliares ni que produzcan concentraciones grandes de esfuerzos en los bordes de los elementos de la superestructura afectados en estos trabajos.

2.1.5 Seii allzac i6n En el proyecto geometrico deber{Jn ser establecidas las medidas de seiializaci6n a ser tomadas durante las etapas de construcci6n y de servicio del puente, teniendo como referencia al Manual de Seiializaci6n de Caminos oficial. Los elementos y detalles que componen la seiializacion del puente seran presentados en pianos, estableciendo las dimensiones y secciones de refuerzo de los carteles y sus elementos de soporte, el material de construcci6n, pintado y las especificaciones especiales de construcci6n.

28 ·


I.' ANUAL DE DISENO DE PUENTES

M JiC ~t:. .

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lOr""""""'" •., .... '1 . . C. fIjl.. ·~

. r ,.,...~ r.

~

PRESENTACION DEL PROYECTO .1 Memori a Desc riptiva y Ju st ificaci 6 n

/ ., lfJemoria descriptiva es un documento que contiene la descripcion de la obra y de los procesos , nllstructivos propuestos, asi como la justificaci6n tecnica, economica y arquitect6nica de la ,,·:/tucturaci6n adoptada entre las alternativas de diseiio. ~.2. 2

Memoria de Calculo

I ntlos los calculos necesarios para la determinaci6n de la s solicitaciones, desplazamientos y ,, ', ificaci6n de los estados limite en cada uno de los componentes del puente debe ser presentado /ll li n una secuencia orden ada y con un desarrollo tal que facilmMte puedan ser entendidos, ," " ." rpretados y verificados. En 10 po sible, deben ser iniciados con un esquema del sistema estructural ,!floptado, indicando dimensiones, condiciones de apoyo y cargas consideradas. Las hip6tesis de Lil iculo de los metodos de verificaci6n utilizados deben ser indicados con claridad, los simbolos fI/ilizados deben ser bien definidos, las f6rmulas aplicadas deben figurar antes de la introduccion de /'i.~ valores numericos y las referencias bibliograficas deben ser precisas y completas. Los resultados, m il notaciones, unidades y simbolos, deben ser acompaiiados con diagramas de solicitaciones y "''.~plazamientos.

/ lila memoria de calculo se debe proporcionar: Oescripci6n de la estructura

Nipotesis de ca/culo

Norma de Referencia

Oimensionamiento

- Calculo de las solicitaciones Croquis de detalles Bibliografia

Si los calculos de la estructura son efectuados con asistencia de una computadora, estos deben ser presentados indicando los siguientes detalles: EI programa de c6mputo ulilizado, indicando nombre, origen, metodo de calculo, hip6tesis basicas, f6rmulas, simplificaciones, referencias bibliograficas, indican do los procedimientos de ingreso de datos e interpretacion de los resultados . Los datos de entrada, modele ,estructural, descripcion detallada de la estructura· acompaiiada de esquema con dimensiones, propiedades de las secciones, condiciones de apoyo, caracteristicas de los materiales, cargas y sus combinaciones. Los resultados del calculo por computador, parte integrante de la memoria de calciJlo, deben ser ordenados, completos y contener toda la informacion necesaria para su clara interpretaci6n. Ademas de esto, deben permitir una verificaci6n global, independiente y de ser posible, contener resultados parciales del analisis realizado.


29

MTC"","--

!_:~::::;.ar~J I f

2.2.3 Pianos

i M/l llIL D~ DISENO DE PUENTES

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4.Ca',",~~

F... "o.r.ltrrlhl~

CONSIDERACIONES GENERALES DEL PROYECTO

Los pianos de un proyecto de puentes deben contener todos los elementos necesarios para la revision y ejecucion de la obra, los mismos que deberan ser concordantes con la memoria de calculo. En los pianos se deb era detal/ar: · Ubicacion del Puente

· Vista general del puente

· Esquema de sondajes del suelo

· Encofrados de los elementos

· Armaduras de los elementos componentes

· Esquema de los procesos constructivos especiales

· Esquema de colocacion del concreto

· Sistemas de drenaje

· Detalles de senalizacion

· Especificaciones especiales

Tablas de metrados

\ 1 Objetivos del Proyecto

I Illi puentes deben ser proyectados para cumpllr satisfactoriamente las condiciones impuestas por /(1' li ' tados limite previstos en el proyecto, considerando todas las combinaciones de carga que JIJII!#Jn ser ocasionadas durante la construccion y el uso del puente. Asimismo, deben ser Il rJYO (;tados teniendo en cuenta su integra cion con el medio ambiente y cumplir las exigencias de I'Wil l;lIidad y servicio requeridas de acuerdo a sus funciones, importancia y las condiciones /lII llIontales. 3.2 Filosbfia de diserio I llq puentes deberan ser disenados teniendo en cuenta los EstadoS Limite que se especificaran,

as; como con la (1/llida consideracion en 10 que se refiere a inspeccion, economia y estetica. I II ocuacion. (1) debera cumplirse para todos los efectos de fuerza y combinaciones especificadas '1/ 1 tener en cuenta el tipo de analisis usado. ( II muchos casos las Resistencias de Componentes y Conexiones son determinados teniendo en illonta el comportamiento inelastico, aunque los efectos de las fuerzas son calculados usando lo8lisis elastico. I ·,ta inconsistencia es comun en la mayoria de las especificaciones vigentes de puentes debido a la fll/le de conocimiento del analisis inelastico en estructuras. Jllre cumplir con los objetivos de constructibilidad, seguridad y serviciabilidad,

La presentacion de los pianos se hara de acuerdo a la normalizacion dispuesta por la entidad oticial. EI esquema de colocado de concreto debe ser conSistente con el fa/so puente y debe ser obligatoria su presentacion. Para su identificacion, se incluira un membrete que contendra informacion sobre las entidades licitantes, nombre del puente, ubicacion, luz total, contenido, sobrecarga, responsables del proyecto, diseno, graff'cos, revision y aprobacion, escalas utilizadas y fecha. InclUlra una tabla para la consideracion de modificaciones hechas al diseno, la cual contendra informacion sobre la modificaci6n realizada, los responsables de tal medida y la fecha de aprobacion.

:' .:3.2.1 ESTADOS LIMITE

La informacion sobre los tipos de pianos y el contenido de los mismos se adjunta en el anexo correspondiente.

' file se especitique otra cosa.

2.2.4 Especificaciones Particulares Las especlficaciones tecnicas y las instrucciones generales particulares y complementarias sertm proporcionadas en el proyecto ejecutivo e indicado en los pianos, conforme a 10 detinido en la seccion I del Titulo Preliminar.

2.2.5 Metrados En los pianos deberan indicarse la relacion de metrados en forma orden ada, donde se haga especial

precision en la relacion de armaduras. Se indicaran los datos que permiten la identificaci6n pe cada

elemento metrado, sus dimensiones y detalles de construccion en campo, en 10 posible, asl como la

cantidad de material necesario, en las unidades correspondientes. Los metrados dependen del nivel de detal/e que requiere el proyecto, por los que debera realizarse

con responsabilidad y precision.

30

M 1iC' L£"., !o;"";.."'.".,


Los c0mponentes y conexiones deberan salisfacer la ecuacion (1) para cada estado limite

a menos

'ara el estado limite de servicio y el estado limite de evento extremo, los factores de resistencia eran tomados como ecuacion (1). Todos los estados limite seran considerados de igual importancia. (1 ) nLY,(j), ~ 0Rn = Rr /lera el cual: n= no nR n, > 0.95 donde : YI = factor de carga ( es un multiplicador obten ido estadisticamente que se aplica a los efeetos de fuerza). (2) = factor de res isteneia (es un multiplieador obtenido estadistieamente que se apliea a la resistencia nominal de aeuerdo al material ylo elemento como se espeeifica en Art 2.9 n = factor que relaciona a la duetilidad , redundaheia e importaneia operativa no = factor que se refiere a la ductilidad como se espeeiliea en el Art. 2.3 .2.2 nR = factor que se reliere a la redundaneia como se espeeiliea en el Art. 2.3.2.3 n, = factor que se refiere a la importancia operaeional como se espeeiliea en el Art. 2.3.2.4 Qi = efeelos de fuerza Rn = resisteneia nominal R, = resistenCia faetorizada : 0R n La ecuaci6n (1) es la base del metodo LRFD.


31

MTCJ..'-..

i~~~~c.:::::; IH~1 MANUAL DE DISENO DE PUENTES

EI factor de resistencia g =1 .0 aSignados a todos lo's estados limite menos al estado limite de resistencia es una medida provisional ya que se estEm "evando acabo trabajos rie investlgacion acerca de este tema.

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M"NIJI\L DE DISENO DE PUENTES

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I') 2 DUCTILIDAD

I r.I."tema estructural de un puente sera proporcionado y detallado de tal forma que se asegure en el desarrollo de significantes deformaciones ""lli1s/icas visibles antes de la falla. 118 ostructuras de concreto en las cuales la resistencia de una conexi6n es no menor que 1.3 veces I II ()fecto de la fuerza maxima impuesta sobre la conexion por la accion inelastica de las u/llponentes adyacentes puede suponerse que los requerimientos de ductilidad son satisfechos. I

J, I' IJstados limites de resistencia y evento extremo

La ductilidad, la redundancia y la importanCia operacional son aspectos significantes que afectan el margen de seguridad de los puentes. Los dos primeros aspectos. relacionan directamente a la resistencia fisica, el ultimo aspecto se refiere a las consecuencias que ocurren cuando un puente esta fuera de servicio. Como se ve, estos aspectos referentes a las cargas son arbitrarios. Sin embargo, esto constituye un primer esfuerzo de codificacion. Una aproximaci6n subjetiva, debido a la ausencia de informacion mas precisa es que cada efecta, excepto para fatiga y fractura, es estimado como un :f 5% geometricamente acumulado. Con el tiempo una cuantificacion mejorada de estos aspectos y su interaccion y la sinergia del sistema podrian ser alcanzados. Posiblemente esto conducira a un arreglo de la eCuaci6n (1f en el cual esos erectos podrian aparecer sobre uno de los lados 0 en ambos lados de la ecuaci6n. Actualmente, el 'Proyecto 12-36" del NCHRP (AASHTO) esta dirigiendo el tema de redundancia. 2.3.2.1.1 Estado Limite de Servicio

puede aceptar el uso de aparatos disipadores de energia para pro veer ductilidad.

i ll

V. dores de no para el Estado Limite de Resistencia:

I/o = 1.05 para componentes y conexiones no ductiles

iii"

= 0.95 para componentes y conexiones ductiles

V. dores de no para los demas Estados Limite:

fl O = 1.0

respuestas mas alia del estado elastico de las compohentes 0 conexiones esttueturales pueden caractenzeidas por un comportamiento fragil 0 ductif. , I comportamiento fragil no es deseable debido a que esto implica la repentina perdida de capacidad II,; carga inmediatamente despues de que ellimite elastico es excedido. EI comportamiento ductil es , :1 11 acterizado por la presencia de significativas deformaciones inelasticas antes de que ocurra I.·/lslquier perdida significativa de capacidad de carga. I I comportamiento ductil advierte la ocurrencia de la falla estructural debidiJ a que se producen rJdormaciones inelasticas. Bajo la accion de carga sismica que se repite, grandes ciclos invertidos (10 deformacion inelastica disipan energia teniendo un efecto beneficioso en la supervivencia
' .1' 1

EI estado limite de servicio sera tomado en cuenta como una restriccion sobre los. esfuerzos, deformaciones y ancho de grietas bajo condiciones regulares de servicio.

EI estado limite de servicio da experiencia segura relacionada a provisiones, los cuales no pueden

ser siempre derivados sola mente de resistencia 0 consideraciones estadisticas.

2.3.2.1.2 Estados Limite de Fatiga y Fractura

EI estado limite de fatiga sera tomado en cuenta como un juego de restricciones enel rango de esfuerzos causados por un solo cami6n de Diseno que ocurre en el numero esperado de ciclos correspondientes a ese rango de esfuerzos . . EI estado limite de fractura sera tomado en cuenta como un juego de requerimientos de tenacidad del material. EI estado limite de fatiga asegura limitar el desarrollo de grietas bajo cargas repetitivas para prevenir la rotura durante la vida de diseno de puentes. 2.3.2.1.3 Estado Lim ite de Resistencia

EI estado limite de resistencia sera tomado en cuenta para asegurar la resistencia y estabilidad.

Ambas, local y global son dadas para resistir las combinaciones especificadas de carga que se

espera que un puente experimente durante su vida de diseno.

Bajo el estado limite de resistencia podria ocurrir dana estructural y frecuente sufrimiento, pero la

integridad completa de la estructura se espera que se mantenga.

2.3.2.1.4 Estado Limite de Evento Extremo

EI estado limite de evento extremo sera tomado en cuenta para asegurar la supervivencia estructural de un puente durante un sismo import ante 0 durante inundaciones 0 cuando es chocado por un buque, vehiculos 0 flujos de hielo, posiblemente ocurridos bajo condiciones muy especiales. Se considera que el Estado Limite de Evento Extremo ocurrira una sola vez con un periodo de retorno que puede ser significativamente mas grande que el de la vida de disefio del puente. 32

ICG ..; Instituto de la Constrllr.ci6n y Gerencia

Caractedsticas estaticamente dur;;tiles deben ser evitadas, mas no las respuestas dinamicamente

ductiles. Ejemplos de este comportamiento son las fallas por corte y fallas de adherencia que se

producen en miembros de concreto armado, asi como la perdida ·de acci6n compuesta en

componentes aflexi6n.

Experiencias pasadas indican que las componentes tipicas disefiadas en acuerdo con estas

provisiones generalmente presentan adecuada duetilidad. Especial atencion requiere '01 detallado en

las uniones y conexiones, asi como la prevision de las rutas de carga (capacidad ultima).

Ef propietario puede especificar un minimo factof de ductilidad como garantia de que la falla ducti!

sera obtenida.

Este factor puede ser obtenido como:


33

M7i'C~Z:-. '. '-"

. : O~lK
~:

. l,uC:.-,ln.,y Ift""lltIIrlltt:

MANUAL" DE DISENO DE PUENTES

L'.u

.... ··


.4

~"","Gon~" C..."""Mo'l · '.~~Ibr/I

CARGAS Y FACTORES DE CARGAS

f.l = /::'y ", ~ . 1

donde:

L\u : deformacion ultima

t.y: deformaci6rl en ellimite elastico

Clasificaci6n y pefinicion

I 'dra los propositos de este Manual de Disefio, las cargas

•

La capacidad de ductilidad.de componfintes 0 conexiones estructurales puede ser tambien obtenida

de ensayos a escala natural 0 a grandes esc alas, asi como con modelos analiticos que consideran

materiales cuyas caracteristicas del material han sido previa mente establecidas. . '

La capacidad de ductilidad para un sistema estructural puede ser .determinada integrando las

deformaciones locales del sistema estructural c.0mpleto.

Se daran especiales requerimientos para los disipadores de energia debido a su rigurosa demanda.

2.3.2.3 REDUNDANCIA

Deberan usarse rutas multiples de carga y estructuras continuas a menos que se tengan razones

convincentes de 10 contrario.

Aquallos elementos y componentes cuya falla causaria el colapso del puente seran disefiados en

falla critica y el sistema estructural asociado sera no redundante. Alternativamente, los miembros

con falla critici! en tension pueden ser disefiados en fractura critica. Los elementos y componentes

cuya falla no se espera que produzca colapso del puente no saran disefiados en falla critica y el

sistema estructural asociado sen~ redundante.

Para el.estado limite de resistencia :

nR = 1.05 para miembros.no redundantes

nR = 0.95 para miembros redundantes

Para los demes estados limite:

nR = 1.00

se clasifican en:

Permanentes

• Variables· • ·'!1.11

Excepciohales

CARGAS PERMANENTES

: ;"n aquel/as que actuan durante toda la vida util de la estruciura sin variar liignificativamente, 0 que v.ltlan en un solo sentido hasta alcanzar un valor limite. Correspbnden a este grupo el peso propio de lu:> elementos estruclurales y las cargas muertas adicionales lales como las debidas al peso de la ~l/perficie de rodadura 0 al balasto, los rieles y durmientes de ferrocatriles. Tambi&n se cons;deren I... "gas permanentes el empuje de tierra, los efectos debidos a la contraccion de fragua y el flujo {I/(l stico, las deformaciones permanentes origihadas por los procedimientoS de construccion y los "Ioctos de asentamientos de apoyo. ~ .4 12

CARGAS VAR IABLES

Y significativas en terminos relativ6 s a va lof medio. Las cargas variables incluyen los pesos de lo s vehiculos y personas, asi C0mo los 'i urrespondientes efectos dinamico s, las fuerz8s de frenado y aceleracion, las fuerzas centrifugas, las Ilierzas laterales sobre rieles. Tambien corresponden a este grupo las fuerzas aplicadas durante la ';(Jnstruccion, las fuerzas debidas a empuje de agua y subpresiones, los efectos de variaciones de tumperatura, las acciones de sisnio y las acciones de viento .. Son aquellas para las que se observan variaciones frecuentes " /I

.4.1.3 CARGAS EXCEPCIONALES

Para cada combinacion de carga y estado' limite, la clasificacion de redundancia de.los miembros, es

decir sf son redundantes 0 no redundantes, estarif basado en la contribucion de los miembros a ia

seguridad del puente.

Variosvalores de redundancia han side propuestos por Frangopol (1991) .

S(Jn aquellas acciones cuya probabilidad de ocurrencia es muy baja, pero que en determinadas (;(Jndiciones deberi ser consideradas por el proyeclista, como por ejemplo las debidasa colis;ones,

IIxplosiones 0 incendio.

2.4.2

Cargas Permanentes

1. .4.2.1

PESO PROPIO Y CARGAS MUERTAS

2.3.2.4 IMPORlANCIA OPERATIVA

Este articulo sera aplicado solamente a los Estados Limite de Resistencia y Evento Extremo. EI propietario puede declarar si un puente, una conexion 0 una componente estructural tiene importancia operativa. Si un puente es considerado de importancia operativa, n, sera tomado como no menor de '1. 05. En otros casos n, puede ser tomado como no menor de' O. 95. La clas/licacion referente a importancia' operativa debera tomaren cuenta los requerimientos sociales, de supervivencia, de seguridad y de defensa. Las cuales dan algunas gulas de · la iii7portancia de las categorias' seleccionadasdebido a que estan relacionadas al disefio por sismo. Esta' informaci6h puede 'ser generalizada para otras sltuaciones. Como un especial ca,so de importancia de la ciasificacion,tres niveles de importancia es especificado · en 2.4.3.11.4, con respecto al disefio sismico para el proposito de este articulo. Puentes que estan clasificados como "criticos " 0 "esenciales" en el articulo 2.4.3. 11.4 deberan ser considerados como de "importancia

['I peso propio se determinara considerando todos los elementos que sean indispensables para que la "struciura funcione como tal. Las cargas muertas incluiran el ~eso de todos los elementos no ustruclurales, tales como veredas, superficies de rodadura, balasto, rieles, durmiehles, barandas, postes, tuberias, ductos y cables. EI peso propio y las cargas muertas seran estimados sobre la base de las dimensiones indicadas en pIanos y en cada caso considerando los va/ores medios de los correspondientes pesos especificos. A falta de una informacion precisa, podran usarse los pesos especificos de la tabla siguiente: .

operativa ~

34

ICG - Instituto de la Coristrucci6n y Gerencia

le G - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

35

M~C:A~"

~

_

1°""'"··....·''' Il,e:.tnltl .. )'

If r.~u.U...

,J"'" ·

MANUAl DE IlISENO DE PUENTES

-~

MATERIAL

Y (kN/m')

Agua d.u lce Agua sa lada Acero Aluminio Arena. tierra 0 ~rava sueltas, .a rcilla Arena. tierra 0 ~rqva compactas. Asfalto , M.a cadam Concreto ligero Concreto normal Concreto. Arrnado Hierro forjado Balasto . Madera . Mamposteria de piedra

9.8 10.0 76.9 27,4 15,7 ,18.9 22,0 . 17.4 23.5 25.0 70;6 22.0 10.0 26.6

MANIIAJ_ DE DISENO DE PUENTES

d , . .~. "~ •• G<"'''' C:. ...h.-r _ . ." """.ell"""'"

.~1.

'I 3 Cargas Variables

( kgf/m ' ) I I I,j

(1000) (1020) (7850) (2800) . (1600) ( 1900) (2200) (1740) (2400) . (2500) (7200) (2250) (1()20t (2700)

.

' MTC

1 CARGAS DURANTE LA CONSTRUCCIClN

I I I)royectista consideri;lra todas las cargas debidas ~ pesos 'qii materiales y equipos requerido s

-,

,/II, .I/)te la construcci6n, asi como ICis cargas de peso propio u otras de Garecter permanente que se /(,I/rruen en cada etapa de l. proceso construetivo. Debera preverse laubicacion de todas las cargas )m llanentes 0 temporales en cada etapa, dejElndo margen para posibles imprecisiones 0 errares . (I'l/mre considerarse la posibilidad que, durante el proceso constructivo 0 como resultado de una I JrJ~le r;or modificacion, la carga muerta sea retirada ' parcialmente , pudiendo reducirse un posible 1' /'11 ,/0 favorable .

1I,lndo las condiciones de diseno 10 requieran, el expediente tecnico debera indicar elaramenle la ' I/:(Jeneia constructiva.

0 .2 CARGAS VIVAS DE VE HicULOS

.

, ~ ,3,2.1 Numero de vias Rieles' 'I acc'esoricis (por metro lineal de via ferrea)

3kN/m

300kgf/m

I

a

2.4.2 .2 EMPUJE DE TIERRA

Los estribos y otras partes de la estruetura que retienen tierra deberan disenarse para resistir las eorrespondientes presiones, las irlismas que seran ca/culadas de acuerdo con los prineipios de la mecaniea de Suelos y utilizando los va/oresmedios de las propiedades del material de relleno. El empuje no· Sera' en ningun caso menor que el equivalente a la presion de un fluido con un peso especlfico de 5 kNlm 3 (510 kgflm3) Las 'caracteristicas supuestas parael material de rel/eno deberan ser verificadas con el material en obra y, en easo sea necesario, deberan hacerse los ajustes necesarios para corregir cualquier discrepaneia. En todos los casos el diseno incluira un sistema de drenaje del material de relleno. No obsl;;mte, . debera' considerarse la posibilidad que el 'suela se sature total 0 pareialmente, a uno 0 a ambos lados de' la 'estructura de conten·cion. . Cuando se prevea trafico a una distancia horizontal, medida desde la parte superior de la estructura, menor 0 igual a la mitad de su altura, las presiones seran incrementadas anadiendo una sobrecarga vertical no menor que la equivalente a 0,60 m de altura de relleno. Cuando se diScene una losa _de aproximaci6 n soportada en un extremo del puente, no sera necesario eonsiderar dicM incremento de carga. En caso la estruclura de conlencion forme parte de un p6rtico rigido, sola mente podra considerarse en e/ diseno de losas 0 vigas hasta 'el 50% de cualquier efecto favorable debido al empuje de tierra. 2.4.2.3

I '" m efectos de diseno, el numero de vias sera igual a la parte entera de w13,60 donde w es el " 1<;/10 libre de la calzada, en metros, medido entre bordes de sardineleli 0 barreras, EI ancho de ',lIda via se supondra igual 3, 60 m, excepto para anchos de calzada entre 6,00 m y 7,20 m, en que , II t:onsiderara al puente como de dos vias, cada una con un ancho igual ala rnitad del total.' '~ , 3 , 2 , 2

Cargas Vivas de Diseno

i ~ .3,2.2, 1 Generalidades

/ ,I

carga viva correspondiente a cada via sera la sum a de:

• Camion de diseno, segun 2.4. 3, 2.2. 2, 6 tandem, segun i4.3.2,2,3,tomandose aquello que produzca en cada caso los efectos mas desfavorables: •

Sobrecarga distribuida

/~wa el estado limite de fatiga s610 se considerara la carga correspondiente al r:;ami6n de diseno,

':'-Igun se indica en 2.4. 3. 2.4.

/' .Ira el c6mputo de deflexiones se tomara el mayor de los resultados obtenidos con el camion de

rliseno

0

con la sum a de la sobrecarga distribuida mas 25% del cami6n dediseno .,

;' .4,3.2.2.2 Cami6n de Disen o i.:JS cargas por eje y los eSP?ciamientos entre ejes seran los indicados en la (Figura. 1), la distancia IIntre los dos ejes de 145 kN (14,78 t) sera tomada como aquel/a que, estando entre los limites de '/, 30 m y 9,00 m, resulta en los mayores efectos. Las cargas del oami6n de diseno deberan incrementarse por efeetos dinamieos en los easos indicados en 2.4,3.3.

DEFORMACIONES IMPUESTAS

Las deformaciones y esfuerzos originados por contraecion de fragua 0 por flujo plastico en elementos "de concreto 0 de madera, los esfuerzos reSiduales originados par el proc.eso de laminado 0 por la soldadura de elementos de acerb, los pbsibles defectos de fabricaeion 0 de construccion, los desplazamientos de apoyo de diverso origen y otras fuentes de deformacion seran eonsiderados como cargas permanentes. EI proyeciista debera estimar la magnitud de tales acciones y la fracci6n de las mismas que origina efectos desfavorables en la estruetura.

36



37

r J(i , . , ..""" • ~ .-~. 1::;o~:::I:: M'T I.",~,.,


W'''' DC DISENO

.~lf r~)I 35 KN

I

145 KN

4.3 m

' 4.3 a 9.0 m

I

.

DE PUENTES

145 KN

I

Numero 'de Vias Cargadas

Factor

1

1,20

2

1,00

3

0,85

46 mas

0,65

'~ f"',mi,'."""" . MTC4 .

_

".Clo"",. f\fo ~

. F .." Oc.IIII....

, 'I :1.2,3 Ubicacion de las Cargas Vivas

0.6 m Ge~eral . . 0.3 m Borde de losa 'Ancho de Via, 3,6 m figura 1, Caracteristicas del Cam ion de Diseno 2.4.3,2.2,3 Tandem de Diseiio

EI tandem d~ diseiio CO(lsistira en un conjunto de dos ejes, cada uno con una carga de 110 kN (11,2 t), espaciados a 1,20 m, La distancia entre las ruedas de cada eie, en direccion transversal, sera de 1J10 m. ~stCls cargas deberan incrementarse por efectos dinamicos en los casos indicados en 2.4.3,3, 2.4.3,2.2.4 Sobrecarga Distribuida

Se conslderara una sobrecarga de 9,3 kNlm (970 kgflm), uniformemente distribuida en direcc/on longitudinal sobre aquel/as porciones del puente en las que praduzca un efecto desfavorable, Se supondra que esta sobrecarga se distribuye uniformemente sobre un ancho de 3,00 men dlreccion transversal. Esta sobrecarga se aplicara tambi{m sobre aquelfas zonas donde se ubique el cam ian 0 el tandem de diseiio, No se consir;feraran efeetos dinamicos para esta sobrecarga,

,1.\ :12. 3.1 Posici6n de las Cargas en Direcci6n Longitudinal I /I I" direccion longitudinal, el puente sera cargado en forma continua 0 discontinua segun resulte trltl '; critico para el efecto en estudio, considerando los siguientes casos: • (;amion de diseiio mas carga distribuida, La distancia entre los eies de 145 kN (14,78 t) sera " 'luella que produzca el efecto mas desfavorable en cada caso, • r;indem de diseiio mas carga distribuida, • .";,l/o para moment os negativos y para reacciones verticales en los apoyos intermedios, se w nsiderara 90% del efecto combinado de la sobrecarga distribuida y de dos camiones de diseno. En este caso la distancia entre los dos eies de 145 kN (14,78 t) de cada camion sera 4,30 m y la (/istancia enlre camiones, medida desde el ultimo eie del primer cami6n hasta el eie delantera del rlue Ie sigue, no sera inferior a 15 m. , '1.3. 2,3.2 Posicion de las Cargas en Direcci6n Transversal I ;"da via cargada, asi como la franja de 3,00 m de ancho sobre la que actua la sobrecarga ,1t:;lribuida, se debera colocar en dlreccion transversal en la posici6n que produzca los maximos ''{,' ctos en cada caso, I I camion y el tandem de disano se ubicaran en las posiciones mas desfavorables respetando los Ifmites siguientes: • Para el diseno del voladizo del tablero el centro de la rueda estara a por 10 menos 0,30 m de la cara del sardine I 0 de la baranda, • Para el diseiio del resto de los elementos el centro de la rueda estara a por 10 menos 0,60 m del borde de la via cargada,

2.4.3,4.2,5 Area de Contacto de las Ruedas

Se supondra que las ruedas ejercen una presion uniforme, sobre un area rectangular de 0,50 m de ?ncho en direccl¢n transversal del puente y con una longitud, en la direccion del eje del puente, dada por la expre!$i6n:

:,.4.3,2.4 Fatiga

1= 0,0228 yP donde: I dimension del area r;fe conta(Jto en direccion longitudinal (m) y factor de carga correspondiente a la carga viva en la r;ondici6n limite considerada p carga correspond/ente a una rueda, es decir 72,5 kN (7,4 t) para el cami6n de diseiio 0 55 kN (5,6 t) para 131 tandem, sin las modificaciones indicadas en 2.4.3.2,2.6, pero ineluyendo los efectos dinamicos indicados en 2.4,3,3.

Independientemente del numero de vias, para el estado limite de fatiga se considerara como carga verticalla de un solo cami6n de diseno, como se especifi(Ja en 2.4,3,2,2.2 pero con una distancia fija de 9,00 m entre los dos eies de 145 kN (14,78 t) e incluYfwdo los efectos dinamicos indicados en 2.4,3,3, EI camion se ubicara, tanto en direcci6n longitudinal como en la direccion transversal, en las posiciones que produzcan los efectos maximo y minimo para el elemento en esludio, de modo tal que se obtenga el maximo rango de esfuerios, , La frecuencia de la carga de fatiga se calwlara sobre la base del trarico de vehiculos de tres o 'mas ejes en cada direccian. Para estos computos debera considerarse el vOlumen de trarico promedio a 10 largo de la vida util del puente,

2,4,,3.2,2,6 Modir7cqcion por Numero de Vias Car9adas

2.4,3,3 EFECTOS DINAMICOS

Los efectos ma)(imos de las cargas vivas seran determinados considerando todas las posibles !(pmbin,aciones de numero de vias cargadas, mu/tiplicando en cada caso las cargas por los factores indicados en la tabla siguiente,

Excepto de estructuras enterradas y de madera, las cargas viva!> correspondjente s al camian 0 al tandem de diseiio se incrementaran en los porcentajes indicados en la tabla 2.4,3,3-1 para tener en cuenta los efeclos de amplificaci6n dinamica y de impacto.

38


ICG -: Instituto de la Construcci6n

yGerencia

39 .

'''' Lv"'; i""'''''·''''''''' I:':,,;:~'~~:: MJi'~~


r

Tabla 2.4.3.3-1 Incremento de la Carga Viva por Efeetos Dimlmieos Componente Elementos union de en I(para todos los estados limite) Para otros elementos Estados limite de fatiga y fraetura Otros estados limite

tablero 75% 15% 33%

Este incremento no se incluira en el computo de las fuerzas centrifugas 0 en el.computo de las fuerzas de frenado, ni se aplicara ala sobrecarga uniformemente distribuida indicada en 2.4.3.2.2.4. No se con$ideraran incrementos de la carga viva por efectas dinamicos en el diseno de:

DISENO DE PUENTES

de ,'

~.

_

..

l !l~"";'" "~., c r: ;m" ' I)" \' ~ ", .. Qoe~ ,;1I .. ~

, l)plLlan las veredas de los puentes no urbanos cuyas veredas tengan anchos menores que

!I III. (lFlra los cuales no sera necesario considerar esta sobrecarga.

\ \ 1, 2 Fuerzas sobre sardineles

"nlineles seran disenados para resistir una fuerza lateral no menor que 7,5 kN (760 kg~ por

0 a una elevacion de 0,25 m sobre el tablera si el

",I", ,/() sardinel. ap/icada en 91 tope del sardinel '1, /I! I' il luviera mayor altura.

'. (i .3 Fuerzas sabre barandas I !

fllL'rzas minimas sabre barandas se detal/an en la tabla 2.4.3.6. 3. Y figuras (1) Tabla 2.4.3.6.3-1 Fuerzas de Diseno para barandas

Veredas y puentes peatonales

• Muras de contencian, excepto estribos. •

,II

Poreentaje el

..

•

M7iC

I

oI\ '~ '

Cimentaciones y otras estructuras totalmente enterradas.

Para puentes de madera y componentes de madera en puentes mlxtos los incrementos de carga viva POT efectos dinamicos seran 50% de los especificados en la tabla 2.4.3.3-1.

Designaeion de Fuerzas y Designaeiones F, Tran~versal (N) (t)

F, Longitudinal (N) (t)

Fv Vertical Abajo (N)

it)

2.4.3.4 FUERZAS CENTRIFUGAS En los puentes de planta curva se cof/sideraran fuerzas radiales horizon tales iguales a los pesos de cada e}e del camian 0 del tandem de diseno multiplicados por:

L, y L, (m) Lv (m) H. (min) (m) ~: .... ;............ ""!t.,,.-:::lI ';a.I n~~~m~no (m)

V'

Por niveles de importaneia de Puentes PL-3 PL-2 PL-1 516000 240000 120000 52.6 24.5 12.3 173000

80000 40000 17.6 8.2 4.10 222000

80000 20000 22.64 8.2 2.05 2.44 1.07 1.22 12.2 5.50 5.50 1.02 0.81 0.51 1.02 0.81 0.51

C=O ,0105 R / ., - 1 Primer nivel de importancia

Usado en estructuras corta;; y de bajo nivel sobre puentes rurala s y areas donde el numero de

donde: V = velocidad de diseiio en kmlh R = radio de la curva en metros

vehiculos pesados es pequeno y las velocidades son reducidas.

1;1-2 Segundo nivel de importancia

Las fuerzas centrifugas se supondran aplicadas a 1,80 m por encima de la superficie de rodadura. En el computo de las fuerzas centrifugas deberan inclUirse el factor modificatorio de 2.4.3.2.2.6, pero no se incluiran los efectos dinamic~s indicados en 2.4.3.3. 2.4.3.5 FUERZAS DE FRENADO Y DE ACELERACI6N

Usado para estructuras grandes. y velocidades importantes en puentes urbanos y en areas

donde hay variedad de vehiculos pesados y las velocidades son las maximas tolerables.

I'L-3 Tercer nivel de importancia Usado para autopistas con radiOS de curvatura reducidos, pendientes variables fuertes, un volumen alto de vehiculo s pesados y con velocidades maximas tolerables. Justificacion especifica de este tipo de lugar sera hecho para usar este nivel de importancia.

Las fuerzas de frenado y de aceleracian se ' supondran iguales a 25% de las cargas verticales de cada uno de los ejes de los cr;Jmiones 0 tandems de diseno correspondientes a las vias con el mismo sentido de trafico. En el computo de eslas fuerzas no se incluira la sobrecarga uniforme especificada en 2.4.3.2.2.4. Deberan incluirse los factores moriificatorios indicados en 2.4.3.2.2.6, pero no los efectos dinamicos de 2.4.3.3. Se supondra que las fuerzas de frenado y de aceleraci6n actuan horizontalmente, en direccion longitudinal, estando aplicadas a 1,8 m sobre el nivel de la losa del tablero. 2.4.3.6 CARGAS SOBRE VEREDAS , BARANDAS Y SARDINELES 2.4.3.6.1 Sobrecargas en veredas Las veredas y los elementos que las soportan debedm disenarse para una sobrecarga de 3,5 kNlm2 2 (360 kgflm ) actuante en los tramos que resulten desfavorables en cada caso y simultaneamente con las cargas vivas debidas al peso de los vehiculos.

_1

41'''

40

ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia'


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DE PUENTES

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velocidad maxima del agua en mls Tabla 2.4.3.8.3.1-1 Coeficiente de Arrastre Longitudinal

R

Tipo de Estructura .

CD

Pilar can extremo semicircular

0,7

Pilar can extremo plano

1,4

Pilar can extrema en angulo agudo

0 ,8

T rancos u otros escombras

1,4

H

y

/ 41 resultante de la fuerza debida al movimiento de l agua se calculara como el producto de la presi6n I/Iudia por el area proyectada en dire cci6n normal a la corriente y se considerara aplicada a una II/lira, medida desde el fonda de rio, igual a 60% del tirante de agua.

Figura 1 Fuerzas de Disefio Vertical y horizontal uniformemente distribuidos

24.3.7 CARGAS EN PUENTES PEATONALES

Los puentes para usa peatonal y para el trafico de bicicletas deberan ser diseiiados para una carga viva uniformemente repartida de 5 kNlm2 (510kgflm2).

EI proyectista debera evaluar el posible usa del puente peatonal par vehiculos de emergencia a mantenimiento. Las cargas correspondientes a tales vehiculos no requerirtm incrementarse par efectos dinamicos.

( lI;"tndo el curso de agua pueda arrastrar una cantidad significativa de escombros, deberan rlv" luarse las fuerzas de arrastre sobre el material que pudiera acumularse sabre el pilar.

" 11.3.8.3.2 En Direcci6n Transve rsal 1;lIlJ ndo la dire cci6n de flujo forme un angulo, e, con la direcci6n del pilar se supondra que sobre la I , '(0 lateral del mismo actua una presion uniforme dada por:

p =0,5C, V' l/ronde: I' = presion lateral en kNlm2

2.4.3.8 EMPUJE DE AGUA Y SUBPRESIONES , 1

=

coeficiente de arrastre transversal indicado en la tabla 2.4.3. 8.3.2 velocidad maxima del agua en mls

2.4.3.8.1 Presion Estatica

Todos los pilares y otras partes del puente que esten sujetas al empuje de agua deber{m ser diseiiados para resistif' los esfuerzos mas desfavorables en las condiciones de aguas maximas y aguas minimas.

Tabla 2.4.3.8.3 .2-1 Coeficiente de Arrastre Transversal Angulo entre la direcci6n del flujo y la direccion lonQitudinal del pilar

2.4.3.8.2 Subpresiones

0'

Las subpresiones seran estimadas mediante una red de flujo u otro procedimiento equivalente. A

falta de un estudio detallado, la subpresi6n en cada punta sera calculada como el producto del peso

especifico del agua par la difere ncia de niveles entre la superficie del agua y el punto considerado.

2.4.3.8.3 Efectos del Agua en Movimien to

CT O·

5'

0,5

10'

0,7

20'

0,9

30° 0 mas

1,0

2.4.3.8.3.1 En Direccion Longitudinal

La presi6n debida al movimiento del agua en direcci6n longitudinal, es decl,. aque/la que corresponde ala direcci6n de flujo, sera calculada mediante:

/.4 .3.8.4 Empuje Hidrodinamico

p= 0,5 CD V' donde.·

P = presion media de la corriente de agua en kNl m2

CD = coeficiente de arrastre longitudinal in dicado en la tabla 2.4.3.8.3. 1

42

I i1 resultante de la fuerza transversal se calculara como el producto de la presi6n lateral por el area IIxpuesta.

I.as presiones adicionales originadas por la masa de agua al ocurrir un sismo podran ser estimadas !:on las formulas aproximadas de Westergard 0 por cualquier otro procedimiento equivalente.

..

-:.

ICG - ·Instituto de la Cons!rucci6n y Gerencia


\

43

MTC

<

,,-aC"-ffllllr!l) t F1!.'t ~elOl!f I ""



2.4.3 .9 VARIACIONES DE TEMPERATURA

Condicion C (km/h)

En ausencia de informaci6n mas precis a, los rangos de temperatura seran los indicados en la tabla 2.4.3.9. 1: Tabla 2.4.3.9.1-1

100~cio.",",,' ;I .. C~""" ",'J

f' to'fOl:Jtt7U~~

Pueblos Abiertos 0.330

Z. (m)

Suburbanos 0.380

Ciudad 0.485

0.300

0.800

0.070

Rangos de Temperatura (0C)

Material

Costa

Concreto armada a preesforzado Acero Madera

Sierra

10° a 40°C 5° a 50°C 10° a 40°C

,' ,/.3.10.2 Presiones horizontales sobre la estructura

Selva

-10° a +35°C _20° a +50°C _10 ° a +35°C

I

10° a 50 °C I 10° a 60 ' C I 10° a 50°C I

La temperatura de referencia sera la temperatura ambiente promedio durante las 48 horas antes del vaciado del concreto 0 antes de la colocacian de aquellos elementos que determinan la hiperestaticidad de la estructura. 2.4.3.9.2 Gradiente de Temperatura

En superestructuras de concreto 0 de acero con tablera de concreto, se supondra un gradiente de temperatura, adicionalmente a los cambios de temperatura especificados en 2.4.3.9.1. Las diferenciasde temperatura T/ y T} corresponderan a los va/ores positiv~s dados en la tabla 2.4.3.9.26 a valores negativos obtenidos multiplicando aquellos de la tabla por -0,5. Tabla 2.4.3.9.2-1

~c. .

.~ ...

Tabla 2.4.3.10,1-1 Valores de las constantes C,zo

2.4.3 .9.1 Rangos de Tem peratura

Region

M7iC

' jD'.,&C:ClellGlonOrOl

I ;,s presiones de viento se03n calculadas mediante la expresi6n:

P= PB(:Ozor I'

presion del viento (kNl m2)

I';

velocidad del viento (kmlh) a la altura z

1'/1

presi6n Msica correspondiente a una velocidad de 100. kmlh, dada en la tabla 2.4.3.10.2 (kNl m2) Tabla 2.4.3.10.2-1 Presiones basicas correspondientes a una velocidad de 100 km/h

Componente Estructural

Presion por

Barlovento (kN/m2)

Presion por Sotavento

(kN/m2)

Temperaturas que definen los Gradientes (OC)

Armaduras, Co.lumnas y Arcos

1.5

0.75

Sin Asfalto

Vigas

1.5

NA

Superficies de pisos larg os

1.2

NA

5 cm Asfalto

10 cm Asfalto

T/

T}

T/

T}

T/

T}

Costa

40

15

35

15

30

15

Sierra

40

5

35

5

30

5

Selva

50

20

45

20

40

20

'

2.4.3.10 CARGAS DE VIENTO

::1.4.3.10.3 Presiones horizonlales sobre los vehiculos

I as presiones de viento sobre los vehiculos se consideraran como una fuerza de 1,5 kNl m (150 I(gfl m) aplicada en direcci6n transversal, en las partes del puente donde resulte desfavorable y a 1,8 IrI de altura sobre el tablera.

2.4.3.10.1 Generalidades

2.4.3.10.4 Presiones verticales .

Las presiones originadas por el viento se supondran proporcionales a la velocidad del viento al cuadrado. Para puentes con una altura de 10m 0 menos, medida desde el nivel de agua 0 des de la parte mas baja delterreno, se supondra que la velocidad del viento es constante. Las velocidades a alturas mayores seran determinadas mediante:

r;xcepto cuando se determinen las presiones vertic ales debldas a viento mediante un analisis mtls

" reciso 0 experimentalmente, se considerara una fuerza vertical hacia arriba, uniformemente

liistribuida por unidad de longitud de puente, con una magnitud igual a 0,96 kNlir/ (100 kgfl m 2)

multiplicada por el ancho del tablera, incluyendo veredas y parapetos. Esta fuerza se considerara

nplicada a un cuarto de la dimension total del tablera, hacia barlovento.

Vz = C VIO Ln

(z:J ~

2.4 .3.10.5 Ineslabilidad aeroelastica

VIO

Los efe ctos de fuerzas aeroelasticas deberan ser inves/igados para todas las estructuras con una relacion peralte I luz 0 ancho del tablero I luz menor que 1130.

donde: Vl

=velocidad del viento (kml h) a la altura z

V/o

=velocidad de referencia, correspondiente a z = 10m. =altura por encima del nivel del terreno

C. z"

0

del agua (m)

=constantes dadas en la tabla 2.4.3.10.1

// 44

leG - Institute de la Censtrucc i6n y Gerencia


/

45

MTCJ;..'--

IO lroulO " Geor!vro.

1:;"t:~:I:l

M7iC~~ 'S ID;"U••"'''''' ~


.

IIiAI DE DISENO DE PUENTES

2.4.3.11 EFECTOS DE SISMO

_

d , C .InI" ""' 'f

F,,,!) ........... .

,/,1 puente deb era ser asignado a una de las cuatro zonas sismicas de acuerdo con la tabla , .j .

2.4.3.11.1 Alcances

11.5.

Las disposiciones de esta seccion son aplicables a puentes con una luz total no mayor que 150 m y cuya superestructura este compuesta por los as, vigas To caj6n, 0 reticulados. Para estructuras con otras caracteristicas y en general para aquellas con luces de mas de 150 m sera necesario un estudio de riesgo sismico del sitio. En ningun caso se usaran fuerzas sismicas menores que las indicadas en los acapites siguientes.

Tabla 2.4.3.11.5

Coeficiente de Aceleraci6n

No se requerira considerar acciones de sismo sobre alcantarillas y otras estructuras tota lmente enterradas.

A .$' 0.09 0.19 0. 29

2.4.3.11.2 Fuerzas Sismicas

Las fuerzas sismicas seran evaluadas por cualquier procedimiento racional de analisis que tenga en cuenta las caracteristicas de rigidez y de ductilidad, las masas y la disipacion de energia de la estructura. Se supondra que las acciones sismicas horizontales actuan en cualquier direccion. Cuando s610 se rea/ice el analisis en dos direcciones ortogonales, los efectos maxirilOs en cada e/emento seran estimados como la suma de los va/ores absolutos obtenidos para el 100% de la fuerza sismica en una direccion y 30% de la fuerza sismica en direcci6n perpendicular.

0.09

Zona

Sismica

1

< A.$' O. 19 < A.$' 0.29

2 3 4

< A

I '\.1 1.6 Condiciones Locales

"1/1 11 considerar la modificaci6n de las caracteristicas del sismo como resultado de las distintas '"Ili lieiones de suelo, se usaran los parametros de la .tabla 2.4.3. 11.6· segun el perfil de suelo ,'/'11 '!lido de los estudios geotecnicos:

Coeficiente de sitio

2.4.3.11.3 Coeficiente de Aceleraci6n

EI coeficiente de aceleraci6n "A" para ser usado en la aplicaci6n de estas disposicionesdebera ser determinado del mapa de iso-ace leraciones con un 10% de nivel de excedencia para 50 alios de vida uti!, (Ap{mdice A), equivalente a un periodo de recurrenCia de aproximadamente 475 alios. Estudios especiales para determinar los coeficientes de ace leraci6n en sitios espeCificos deberan ser elaborados por profesionales calificados si existe una de las siguientes condiciones:

Zonas Sismicas

S

Tipo de Perfil de Suelo

II III IV

I

1.0

1.2

1.5

2.0

::Itios donde las propiedades del suelo no son conocidas en deta lle suficiente para determinar el tie perfil de suelo 0 donde la c/asificacion propuesta no corresponde a alguno de los cuatro tipos, I, oeficiente de sitio para Sue los Tipo " debera ser usado. 1/

Ellugar se encuentra localizado 'cerca a una falla activa.

Sismos de larga dura cion son esperados en la regi6n.

/1(10

La importancia del puente es tal que un largo periodo de exposici6n, asi como periodo de retorno, deberia ser considerado. 2.4.3.11.4 Categorizaci6n de las Estructuras

/l1Ir.8 de cualquier caracteristica descripci6n, 0 arcilla esquistosa

Para efectos de establecer los procedimientos minimos de analiSis, asi como para determinar los coeficientes de modificacion de la respuesta en distintos casos, los puentes se clasificaran en tres categorias de importancia:

r :ulldiciones de suelo rigido donde la profundidad del suelo es menor a ·60 m y'los tipos de suelos d ill e la ra ca son dep6sitos estables de arenas, gravas 0 arcillas rigidas.

1 1..1 11.6.1

Suelo Perfil Tipo I 0 cristalizada en estado natural

("""'s materiales pueden ser descritos por veiocidades de ondas de corte mayores a 760 mls.

'4.3 .11.6.2 Suelo Perfil Tipo" I " lin perfil compuesto de arcilla rigida 0 estratos profundos de suelos no cohesivos donde la altura 1/,,1 suelo excede los 60 m, y los suelos sobre las racas son depositos estables de arenas, gravas 0 II r:illas rigidas.

Puentes criticos.

Puentes esenciales, u

Otros puentes

Los puentes esenciales son aquellos que como minimo deberan quedar en ' condiciones operativas despues de la ocurrencia de un s/smo con las caracteristicas de diselio, a fin de permitir el paso de vehiculos de emergencia y de seguridad 0 defensa. Sin embargo algunos puentes deberan permanecer operativos luego de la ocurrencia de un gran sismo, que sup ere al sismo de diselio, y permitir en forma inmediata el paso de vehiculos de emergencia, y de seguridad 0 defensa. Estos deberan ser considerados como puentes criticos. 2.4.3.11 .5 Zo nas de Comportamiento Sismico

' ·1. 3.11.6.3 Suelo Perfil Tipo 11/ In un perfil con arcillas blandas a medianamente rigidas y arenas, caracterizado por 9 m 0 mas de 1I,:illas blandas 0 medianamente rigidas con 0 sin capas intermedias de arena u otras suelos " " llesivos. 4.3.11.6.4 Suelo Perfil Tipo IV I :' un perfil con arcillas blandas 0 limos cuya prafundidad es mayoi a los 12 m. 1'1.3. 11 .7 Coeficiente de Respuesta Sismica Elastica

46

ICG - Instituto de la Cbnstrucc ion y Gerencia


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47

MJiC4·· ~"~'.' .."'' ' ......

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MANUAL DE DIS END DE PUENTES

2.4.3.11.7. 1

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4

I"'·"i'"'''Mo'.'''''' .~ C.. ..

.f... ()(.IIotn..
Generalidades TABLA 2.4.3. 11.8.1-1 FACTORES DE MODIFICACION DE RESPUESTA

R - SUBESTRUCTURAS

AI memos sea especificado de otra manera en el articulo 2.4.3. 11. 7. 2, el cDeficiente de respuesta sismica elastica, C,n para el "n-esimo" modo de vibracion, debera tomarse como:

1.2 AS / Tn

C,n

2/3

52.5 A

::UB-ESTRUCTURA

IMPORTANCIA CRITICA ESENCIAL OTROS

Donde:

Tn A

S

periodo devibracion del "n-esimo' modo (s) coeficiente de aceleracion especificada en el articulo 2.4.3. 11.3 coeficiente de sl1io especificado en el articulo 2.4.3. 11.6

2.4.3. 11.7. 2

Excepciones

Para puentes sobre perfiles de suelo tipo /II a IV yen areas donde el coeficiente A es mayor a igual a 0.30, C,n debe ser menor 0 igual a 2.0 A. Para suelos lipo 11/ y IV, Y para olros modos dislinlos al modo fundamenlal el cual lenga periodos meriores a 0.3s, C,n debera lomarse como: Csn

=

A (0.8+4.0 Tn)

SI el periodo de vibracion para cualquier modo excede 4.0 s, el valor de C,n para ese modo debera lomarse como: C,n

3 A S Tn

I 'fIar tipo placa de gran dimen sion

1.5

1.5

2.0

' 1.5 1.5

2.0 1.5

3.0 2.0

(:olumnas individuales

1.5

2.0

3.0

I 'i/oles de acero 0 acero compuesto can concreto S610 piloles verticales Grupo de piloles incluyendo piloles inclinados

1.5 1.5

3.5

2.0

5.0 3.0

(;olumnas multiples

1.5

3.5

5.0

Pilotes de concreto armada Solo piloles verticales Grupo de piloles incluyendo piloles inclinados

TABLA 2.4.3.11.8.1-2 FACTORES DE MODIFICACION DE RESPUESTA R - CONEXI ONES

0.75

r:ONEXIONES

2.4.3.11.8 Faclores de Modificacion de Respuesla 2.4.3.11.8.1

Generalidades

Para aplicar los faclores de modificacion de respuesta que se especifican en esle ilem, los delalles eSlructurales debe ran salisfacer las disposiciones referenles al disefio de eslrucluras de concrelo armada en zonas slsmicas. Con excepci6n a 10 indicado en esle item, las fuerzas de disefio sismico para sub-eslrucluras y las conexiones enlre las partes de la eSlruclura, lisladas en la labia 2.4.3. 11. 8.2, se delerminaran dividiendo las fuerzas resullanles de un analisis elaslico por el faclor de modificaci6n de tespuesla R apropiado, como se especifica en las lablas 2.4. 3.11.8. 1 Y 2.4.3.11.8.2, respeclivamenle. Si un metodo de analisis liempo - hisloria inelaslico es usado, el faclor de modificacion de respuesla, R, sera lomado como 1.0 para loda la sub - eslructura y conexiones.

48

PARA TODAS LAS CA TEGORIAS DE IMPORTANCIA

.;upereslruclura a eslribo

0.8

.Iunlas de expansion denlro de la supereslructura

0.8

Golumn;;;s, pilares 0 pi/oles a las vigas cabezal () supereslruclura

1.0

Golumnas 0 pilares a la cimen laci6n

1.0

2.4. 3. 11.8.2

Aplicaciones

Las cargas sismicas sertm asumidas que actuan en cualquier direcci6n lateral.

EI apropiado faclor R se debe usar para ambos ejes orlogonales de la sub- estruclura.

Un pilar tipo placa de concreto puede ser analizado como una columna simple en la direcci6n

mas debil si las disposiciones para columnas, como se especifica en el capitulo de diseiio de

estructuras de concreto, son satisfechas.

~ ICG - Institute de la Construcci6n y Gerencia


49

LC".· i°","L"'''''''' I ..... ~~··I~:"c;~~;IC;:~f M Tr

MANUAL DE DISEND DE PUENTES

MTC

°lrllCdG-nG..notoi ;I.CAmlfln",!

1. F...

<>cMII~.

WS = efecto de viento sobre la estructura

2.4.4 Cargas Excepcionales Son aquel/as acciones cuya probabi/idad de ocurrencia es muy baja, pero que en determinadas condiciones deben ser consideradas por el proyectista, como por ejemplo las debidas a colisiones, explosiones 0 incendio. 2.4.5 Factores d.e Carga y Combinaciones 2.4.5 .1 ALCANCE

Se especifican los requerimientos minimos para las cargas y las fuerzas. los limites de su aplicaci6n,

los factores de carga y las combinaciones de carga a ser usadas en el diseiio de puentes nuevos.

Las previsiones de carga pueden ser aplicadas tambifm con fines de evaluaci6n estructural de los

puentes existentes.

Cuando se consideran niveles diversos de condiciones de carga, la selecci6n de la cOildici6n de

diseiio sera responsabilidad del propietario de la obta.

Para los efectos de las fuerzas que pueden desarrol/arse durante la construcci6n, se especifica un

factor de carga minimo.

2.4.5.2 CARGAS Y NOTACION

Se considera las siguientes cargas y fuerzas permanentes y transitorias: Cargas Permanentes DO ~ Fuerza de arrastre hacia abajo DC = Carga muerta de Componenles estructurales y no estructurales OW = Carga muerta de la superficie de rodadura y dispositivos auxiliares EH = Presi6n de tierra horizontal ES = Carga superficial en el terreno EV = Presi6n vertical <:fel rel/eno

)4.5.3 FACTORES DE CARGA Y COMBINACIONES /.a carga total factorizada sera calculada como:

(1 ) Q= n L y, q, (Ionde:

n = modificador de carga especificado en el articulo 2.3.2.1

II, = carga especificada en esta secci6n

y, = factores de carga especificados en las tablas 1 y 2.

Cos componentes y las conexiones de un puente satisfaceran la ecuaci6n (1) para las combinaciones .,plicables de los efectos de la fuerza extrema factorizada como se especifica en los esiados limites :;iguientes:

• RES/STENCIA I .- Combinaci6n basica de carga relacionada con el uso vehicular normal, sin considerar el viento. RESISTENCIA " .- Combinaci6n de carga relacioriada al uso del puente mediante vehiculos de diseiio especiales especificados por el propietario yl o vehiculos que permiten la evaluaci6n, sin considerar el viento. • RESISTENCIA III . - Combinaci6n de carga telacionada al puente expuesto al viento con una velocidad mayor que 90 kmlh. • RESISTENCIA IV.- Combinaci6n de carga relacionada a relaciones muy altas de la carga muerta a la carga viva. • RESISTENCIA V .- Combinaci6n de carga relacionada al uso vehicular normal del puente considerando el viento a una velocidad de 90 kmlh.

Cargas Transitorias: BR = fuerza de frenado vehicular CE = fuerza centrifuga vehicular CR = "creep" del concreto CT =fuerza de choque vehicular CV = fuerza de choque de barcOs EQ = sismo FR fricci6n IC = carga de hielo 1M = carga de impacto LL = carga viva vehicular LS = carga viva superficial PL = carga viva de peat ones SE = asentamiento SH = contracci6n TG = gradiente de temperatura TU = temperatura uniforme WA = carga de agua y presi6n del flujo WL = efecto de viento sobre la carga viva

EVEN TO EXTREMO 1.- Combinaci6n de carga incluyendo sismo. • EVENTO EXTREMO " .- Cotnbinaci6n de carga relacionada a la carga de viento, choque de vehiculos y barcos, y ciertos eventos hidraulicos con carga viva reducida, distinta de la carga de choque vehicular.

=

50


• SERVIC/O 1.- Corribinaci6n de carga relacionada al usa operativo normal del puente con viento a 90 kmlhr y con todas las cargas a su valor nOminal (sin factorizar) . Tambien esta relacionada al control de la deflexi6n en estructuras metalicas empotradas, placas de revestirhiento de tuneles y tubos termoplasticos, as; como controlar el ancho de las grietas en estructuras de concreto ·armado.

• SERVIC/O".- Combinaci6n de carga considerado para contro/ar la fluencia de la estructuras de acero y el deslizamiento de las conexiones criticas, debidos a la carga viva vehicular. \ SERVIC/O 111.- Combinaci6n de carga relacionada so/amente a la fuerza de tensi6n en estructuraA de concreto pretensado, con el objetivo de contro/ar las grietas. ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia


51

MTCA~ !~~~~~:~;!'; I

' ~N tJAL DE DISENO

!lrlll

f"ItUOf\lTI~t

DE PUENTES


TABLA

• FA TlGA .- Combinaei6n de fatiga y earga de fraetura, relaeionada a la earga viva vehicular repetitiva y las respuestas dina micas bajo un eamion de diseiio simple con el espaeiamiento entre ejes.

TIPO

DE

2.4 .5.3 -2. Factores de carga para Cargas Permanentes, Yo

' TABLA

2A.5.3 - 1.

DE

CARGA Minima

Maximo

nc : Componentes Los faetores de carga, para varias cargas que se consideren en una eombinaci6n de carga de diseno, seran tomados como los especificados en la Tabla 2.4.5.3-1. Los faetores de carga para cargas .permanentes seran tomadoS de la Tabla 2.4.5.3-2. Los factores seran escogidos para producir el efecto factorizado extremo total. Para cada comb/nacion de carga, seran investigados los maximos posillvos y negativos. En las combinaciones de cargas donde el efecto de una fuerza reduce el ereeto de otra, se aplicara el minimo valor de la fuerza reductora. Cuando la carga permanente incrementa la estabilidad 0 la capacidad de carga de algun componente o todo el puente, se ' evaluara la pasibilidad de una combinacion de carga can el minima valor de tal carga permanente. Para el calculo de las deformaciones sera usado el mayor factor de carga para TU (caso de temperatura uniforme), CR ("creep" del concreto) y SH (contraecion); para otros calculos seran usados los valores minimos. Para la evaluaei6n de la estabilidad global de los taludes con a sin estrueturas de cimentaeion, seran usados los faetores max/mos. Ei factor de carga para gradiente de temperatura, YTG , Y asentamiento, YSE. sera deterrhinado para cada proyecto especifl"co. EI factor de carga para carga viva en la combinaci6n de carga del Evento Extremo I(sismo) , sera determinado para el proyecto espeeif/eo.

FACTOR

CARGA

v Auxiliares no . Fuerza de arrastre hacia aba'o I)W : Superficies de Rodadura y Accesorios

I -H : Presion horizontal de tierra

• Activa • En reoosO. EV : Presion vertical de tierra

• · • • ..

Estabilidad global Estructuras de Reten cion Estrucluras Rigidas Empotradas P6rticos Rigidos Estructuras Flexibles empotra dos excepto alcantarilias metcili cas • Alcanlarilla s Melalicas ES: Carqa superficial en el terreno

-

1.25 1.80 1.50

0.90 0.45 0.65

1.50 1.35

0.90 0.90

135 1.35 1.30 1.35 1.95

N/A 1.00 0.90 0.90 0.90

1.50 1.50

0.90 0.75

Combinaciones de Carga y Factores de Carga. ;':

Combinaci6n de Cargas

Estado Limite RESISTENCIA I RESISTENCIA II RESISTENCIA III RESISTENCIA rv Sola mente EH, EV, ES, OW, DC RESISTENCIA V EVENTO EXTREMO .I EVENTO EXTREMO II SERVICIO I SERVICIO II SERVICIO IJI FATIGA ~ Solamenle LL,IM v CE

DC DO OW EH EV ES

ho I Yo

LL 1M CE BR PL LS

WA

1.75 1.35

1.00 1.00 1.00

ho

!Yo 1.00 1.00 1.00

WL

1.35 'EQ

0.50 1.00 1.30 0.80

FR

TU

s,~sa, solamente uno de IO~1 indicados ell eslas column as

TG

CR SH

en cad a combinaci6n

EO,

IC

CT

CV I

1.40

1.00

y, 1.5

I Yo I y,

WS

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

OAO 0.30

0.40

0.30

1.00 1.00 1.00

0.50/1.20 Ina 0.50/1.20 I nG 0.50/1 .20 InG'

1.00

0.50/1 .20

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

0.50/1.20

' Ta

l YS E

's, lYSE

I Ys, 1.00 1.00

1.00/1.20 I n a 1.00/1.20 1.00/1.20 Ina

1.00

1.00

I VSE I

'SO

0.75

'\


52

ICG - Instituto de ta Construcci6n y Gerencia

53'

L't5.,.., I """'''"''''·~I M T'JC , ~ -~~'~:;~~;t:P;Y MANUAL DE DISENO DE PUENTI ,

2.5

' ''IIIA I III

ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES

MTC g ".

;.O"K""G""" '~.C""It.U"'1 I f ~"'1\tll"I1.~

",

-\<1<; /1 (0 M275 (AS TM A 722) - Barras de Acero de Alta Resistencia sin recubrimiento para 1111 1(:(1.'10

2.5.1 GeneraliCia des .. ~I

EI disefio estara basado en las prQpiedades de IQs materiales indicados en esta secci6n. Cuando se requiera utili~ar otros grados 0 lipos de materiales se debera establecer previamente
I, ". "

preesforzado.

tencia a la traccion y de fluencia para estos aceros puede tomarse como se especifican en la

/ 11 ,/" ;,0. 5.2.4.1 - 1.

Tabla 2.5.2.4.1 - 1 Propiedades de las Barras y Toron de Pretensar Material

Grado

0

Diametro en mm

Resistencia a la Tracci6n fpo en MPa (kqf/cm')

6.35 a , 5.24 9.53 a 15,24

1725 (17500) 1860 (18900)

Tipo

2.5.2 A cero de Refuerzo Toron (Strand)

2.5.2.1. GeneraJidades Barra

Las barras de refuerzo, alambre corrugado, alambre estirado en frio, mal/as soldadas de alambre liso y mal/as soldadas de alambre eorrugado deberan sal1sfacer los estandares de materiales especificados en el f!.rticulo 2.9. Las barras de refuerzo deberan ser eorrugadas, exeepto que barras para espirales, estribos y mal/as de alambre.

."

A ~

DISENO DE PUENTES

0

alambre liso puede ser usado

(Grado 250) 1725 MPA (Grado 270) 1860 MPA

1035 (10500) 1035 500i

19 a 35 15 a 36

Tipo 1, Lisa TIpo 2. CorruQado

ho

Resistencia a la fiuencia fpy (MPa) 85% 90% ba "a 85% 80%

de ip(I excepto de f"u para torones de rera"acion

de fpo.> def II

1111 /." .'1/ incluirse detal/es completos del preesforzado en los pianos 0 documentos contractuales, 1I'IIIIe /a dimension y grado 0 tipo de acero debera ser mostrado. Esto evitara imprecisiones en los 11I"I!'Ados.

La res/steneia nominal a la flueneia debera ser el minimo especificado para el grado de acero seleccionado, excepfo que la resi$tencia a la fluencia en exceso de 520 MPa (5300 kgflcm 2) no debera ser usada para fines de disefio. La resistene/a a la fluencia 0 grado de las barras 0 alambres debwan ser indicados en los pianos y documentos contractuales. Barras con res/stencias a la fluencia menores a 400 MPa (4080 kgflcm2) se podran usar solamente con la aprobacion del propietario.

, ' ,. 2.4.2. Modulo de Elasticidad ';1 flO esta disponible datos mas preci$os, el modulo de elasticidad para aceros de preesforzar, /I" ',ndos en el area nominal de la secci6n transversal, puede tomarse como: i. lI;) torones; Ep=197 000 MPa (2000000 kgf/cm2) IJIII," barras; Ep=207 000 MPa (? 000 000 kgf/cm2)

Cuando es indispensable la ductilidad 0 cuando se requiere soldarse, se podra recurrir al AS TM A 706, Barras rrorrugadas de Acero de baja aleacion para refuerzo del concreto,

" . ~).3

2. 5.2.2 Modulo de Ela sticidad

Se asumira el modulo de elastir;idad, Es, de barras y alambres lisos, el valor de 040 000 kgflcm2)

200 000 MPa (2

2. 5.2.3 Apl icaciones Especiales

Aceros para estru cturas metalicas

'5.3. 1 Aceros Estructurales l os aeeros estructurales deberan cumplir eon los requisito s estableeidos en la Tabla 1, y el disefio ,/t)/Jera estar basado en las propiedades minimas indicadi;ls. modulo de elasticidad el coeficiente termieo de expansion de todos los grados de aeero 6 "structural seran asumidos como 200 000 MPa (2040000 kgf/cm2) y 11,7x10· mm/mmI"C, l ospectivamente. I'abla 2.5.3.1 .1 Propiedades Mecani cas minimas de Aceros Estructurales por forma , resistencia

n

y

Y t:;:'}.Jt:;:'VI .

Acero

p

refuerzo a ser soldado sera indica do en los pianos y documentos contractuales, y se espeeificara el procedimiento de soldadura. Lugares donde ser usara refuerzo con recubrimientos epoxicos deberan ser identifieados en los documentos contractuales.

Eslructural

Designad6n AASHTO

M270 Grodo 250 A709M Grado 250 Hasta 100 incl. Todos los qru!XJs

M270 Grado 345 A709M Grado 345 Hasta 100 incl. Todos los arupos

M270 Grado 345W A709M Grado 345W Hasta 100 incl. Todos los qrupes

Iraccion minima, F". MPa (kgffern')

400 (4000)

450 (4600)

(4950)

Esfueno de Ffuencia minimo 0 resis!encia a la flvenda minima . F" MPa(kglcm2).

250 (2500)

345 (3500)

Designaci6n Equiva/ente ASTM

2. 5.2.4 Acero para PreesforzCldo

Espesor (fe planchas,

mm Formas (seceiones)

2.5.2.4.1 Generalidades Torones relevados de esfuerzos sin recubrimiento 0 toron de siete alambres de baja relajacion, 0 barras de alta resistencia lisas 0 corrugadas sin recubrimiento, deberan cumplir los siguientes estandares de materiales. • AASHTO M2Q3 (AS TM A416) - Torones de siete alambres relevados de esfuerzo sin reeubrimiento para concreto preesforzado.

Acero de alta resistencia de baja aleaci6n

Resiste. ncia

a

Aceros de Baja afeaci6n

Revenidos y

Aceros aleados de alta resistencia a la fiqencia Revenidos Y Temp/ados

TemP{ados M270 Grado 485W A709M Grado 485W Hasta 100 Incl. No apticoble

M270 Grqdo 690!690W A709M Gr. dos 690!690W Hasta 65 Sobre 65 hasta 100 Iflcl incl. N o aplicabie No aplicab/e

la 620 (6300)

760 (7750)

690 (7040)

345

485

(3500)

(4950)

690 (7040)

620 (6300)

485

54 ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerenda

55

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MJiC~~ l""m"."".w", ""

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4. C..n,ln" y

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FI!!M"qQtttkl-l<

II"

III

Aceros AASHTO M270, Grado 250, (ASTM A709M, Grado 250) pueden ser usados en espesores mayores a 100 mm para usos no estructurales 0 componentes de elementos de apoyo

'"

i O"."~ ... "w.'

1::,.c1)7:;~t

lJlSENO DE PUENTES

",II., desgastados por la interperie; pernos AASHTO M164 (ASTM A325M), Tipo 1, puede ser,

III " III o/Jaci6n dellngeniero, galvanizado en caliente de acuerdo a AASHTO M232 (ASTM A153), mecanicamente galvanizados de aCl/erdo can AASHTO M298 (AS TM B695) , c/ase I.os pernos galvanizados debe ran ser ensayados despues de la galvanizaci6n, como es 111I"ld () par AASHTO M164 (ASTM A325M). Los pernos AASHTO M253 (ASTM A490M) no seran I'"

, ;, 0

(',(I)

Aceros ale ados revenidos y templados de elementos estructurales y tuberia mecanica sin costuras 2 con una resistencia a la tracci6n maxima no mayor de 965 MPa (9840 kg/cm ) para secciones estructurales 0 1000 MPa (10 200 kgf!em2) para tube ria mecanica sin costuras pueden ser usados, siempre que: • los materiales satisfagan todos los otros requisitos mecanicos y quimicos de ya sea ASTM A709M, Grado·690 6 690W, Y • el disefio este basado en las propiedades minimas especificadas para aceros ASTM A709M, Grados 690 6 690W. Tuberia estructural sera tuberia soldada conformada en frio 0 tuberia sin costuras de acuerdo a ASTM A500, Grado B, 0 tube ria soldada conformada en caliente 0 tuberia sin costuras de acuerdo a ASTMA501. Limitaciones en los espesores relativos a formas y grupos laminadas debera cumplir con ASTM A6M (AASHTO M160). 2.5.3.2 Pines, Rodillos y Ba/ancines Acero para pines, rodillos y ba/ancines de expansi6n, debera cumplir los requisitos de la Tabla 2.5.3.1·1, 2.5.3.2·16 del articulo 2.5.3.7. Tabla 2.5.3.2-1 Propiedades mecanicas minimas de Pines, Rodi/los y Balancines por Tamanos y Resistencia Designaci6n AASHTO con Limitaciones de Tamano Oesignaci6n ASTM Grado 0 Clase Esfuerzo de Fluencia Minimo F , MPa (kqflcm 2 )

100 rnm en diametro

M102 hasta 500 mm en

M102 hasta 500 mm en

Ml02 hasta 250 rnm en

Ml02 hasta 500 mm en

o menos

di.3melro

diametro

diarnetro

diametro

Al08 Grado 1016 a 1030

A668 Clase C

A668 Clase 0

A668 Clase F

A668 Clase G

230 (2340)

260 (2650)

345 (3500)

345 (3500)

M160

II IIIt/ddos.

11" ,'lns, tuercas y pernos de Gualquier ensamblaje deberan ser galvanizados por el m/smo ,,, w:o, Las tuercas deberan ser lubricadas con un lubricante conteniendo un tinte visible.

fLI I;tl\ · IS

",'p /llando 10 indicado abajo, las tuercas para pernos AASHTO M164 (ASTM A325M) deberan 1/1 1111i1 0 con la Especificaci6n Estandar para Tuercas de CarbOn y Acero Aleado, AASHTO M291 rJ M A563M), Grados 12, 10S3, 8S, 8S3, 10 Y 10S 0 la Especificaci6n Estandar para Tuercas de 1,1/ " ;.r! CarbOn y Aleado para Pernos usados en servicios de Alta Temperatura Y Alta presion,

I ~ ' ,I 110 M292 (AS TM A194), Grados 2 y 2H. I IQ I/lercas para pernos AASHTO M253 (ASTM A490M) deberan cumplir con los requisitos de

\ .\:iIITO M291 (ASTM A563M) , Grados 12 Y 10S3 6 AASHTO M292 (ASTM A 194), Grados 2H. I iii. I/lercas a ser galvanizadas seran Iratadas termicamente, Grado 2H, 120 10S3. Las provisiones tl"/ li rl;culo sobre Pernos seran aplicables. /"' ' I/lercas planas tendran una dureza minima de 89 HRB. I i!! Illercas a ser usadas con pernos AASHTO M164 (ASTM A325M), Tipo 3 seran de Grado C3 6 / I/I'l Tuercas a ser usadas con pernos AASHTO M253 (ASTM A490M), Tipo 3, seran de Grado

I II I'!, 1\IIWdelas I ,.," arandelas cumpliran con la Especificacion Estandar para Arandelas de acero endurecido, 1/I$HTO M293 (ASTM F436M).

incluido

250 (2500)

2.5.3.3 Pernos, Tuercas y Arandelas Pernos Los pernos debe ran cumplir con una de las siguientes especificaciones: • las especificaciones estandares para pernos y conectores de acero al carbon resistencia a la tracci6n de 400 MPa (4080 kgflcm 2), ASTM A307 • las especificaci6n estandar para pernos de alta tensi6n para uniones Estructurales de Acero con 2 una resistencia minima a la traccion requerida de 830 MPa (8450 kgf/cm ) para diametros de 16 a 2 27mm y 725 MPa (7400 kgf !em ) para diametros de 30 mm a 36 mm, AASHTO M164(ASTM A325M),. • las especificaciones estandar para Pernos de Alta Tension, para Uniones Estructurales de Acero, AASHTO M253 (AS TM A490M). Los pernos de Tipo 1 deberan ser usados con aceros diferentes a los de acero desgastados por la interperie. Los pernos del Tipo 3 que cumplen con ASTM A325M 0 ASTM A490M deberan usarse

I . J~ clausulas del articulo correspondiente

a pernos se aplicaran a las arandelas galvanizadas.

" ~, 3.4 Conectores de Corte tipo Perno

I ns pernos para conectores de corte seran hechos de barras conformadas en frio, grados 1015, liJ186 1020, de acuerdo con AASHTO M169 (ASTM A108) . Especificaci6n Estandar para Barras de lI (;ero al Carbon, terminadas en frio, ca/idad estandar, Y con un esfuerzo de fluencia y esfuerzo de I II lura minimo de 345MPa y 400 MPa re spectivamente. La parte a soldar de los "Studs" esta hecha ,I,; un acero de bajo contenido de carb6n apropiado par soldadura y cump/ira con ASTM A 109M· '-"pecificacion Estandar para flejes de acero al carbOn laminados en frio. ) .5.3.5 Metal para soldadura

n

metal para soldadura cumplira los requisitos del C6digo de Soldadura 01.5 ANSI/ AASHTO /

AWS.

2.5.3.6 Metal Fundido Metal fundido v hierro dulce EI Acero fundido cumplira uno de las siguientes especificaciones: 57

56


ICG - Instituto de la Construcci6n Y Gerencia

M7iC Le. ..

~.,..".

_ .._

1"""""""'''''°' ,UC."mlftO:O<:f

MANUAL DE OISENO

o

DE PUENTE ~

AASHTO M192 (ASTM A486M) - Especificaci6n Estandar para Fundiciones' de Acero par" Puentes Carreteros, clase 485, a menos que se especifique diferente.

,I

o

AASHTO M103(ASTM A27M). Fundiciones de Acero, al carbOn para Aplicaciones Generales, menos que se especifique diferenle.

o

AASHTO M163 (ASTM A 743M). Fundiciones Resistentes a la Corrosi6n HlfHO Cromo, Hierro Cromo - Niquel y Aleaciones a base de Niquel para Uso General, grado CA 15, a menos que so especifique dlferente.

Las fundiciones de hiero duclil cumpliri'm las especificaciones ASTM A536, Grado 414-276-18, menos que se especifique diferente.

r"

'''''11(:

•

Cll SENO DE PUENTES

que la resistencia especificada es alcanzada a los 28 dias

Le ,

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,o,,"' . ,,',, ~ .

1
..

IF~I''(H:''lr il''''

despues del vaciado. Se

1M" ,Isumir otros periodos de alcance de resistencia para componentes que recibir{m cargas en

,,,,IWI r~preciablemente diferentes que los 28 dias. ,. ," II;retos considerados en las presentes especificaciones han sido clasificados de acuerdo a las clases de acuerdo a sus casos:

I/itlil/US

, A generalmente usa do en todos los elementos estructurales, excepto cuando otra clase es "propiada, y especificamente para concreto expuesto al agua de mar. 1.111" 13, usado en zapatas, pedestales pliares circulares masivos, y muros de gravedad.

Cumpliran con ASTM A47M, Grado 24118 - Especificaciones Eslandar para Fundiciones Maleables de Hierro. EI esfuerzo de f/uencia minimo no sera menor que 241 MPa. Hierro Fundido

1,1''') C, usado en secciones delgadas, tal como barandas reforzadas de menos de 100 mm de • ,'J,,:;or, para el relleno de pisos de emparril/ados metalicos, etc. ,./,.',1' P, se usa cuando se requiere resistencias en exceso de 28 MPa (280 kgflcm2) para concreto

Cumpliran con AASHTO M105 (ASTM A48), Clase 30 - Especificaciones Esttmdar para Fundiciones Aleados.

IJ" 'II:,(orzado, se debera limitar la dimensi6n nominal del agregado a 20 mm, y /" ':0 S, se usa para concreto depositado bajo agua yen cajones para sel/ar el ingreso del agua.

2.5.3.7 Acero Inoxidable

Cumplira una de las siguientes especificaciones: o

qli _I

a

Fundiciones Maleables

o

M"fC

. F""p (: "O'i~,

ASTM A 176 - Planchas y laminas de Acero Inoxidable y de cromo resistentes al calor. ASTM A240 - Planchas y laminas de Acero Inoxidable Cromo _Niquel y Cromo Resistente al calor para Recipientes a Presi6n.

o

ASTM A276 - Barras y Formas de Acero Inoxidable y Resistente al calor.

o

ASTM A666 - Acero Inoxidable Austenitico de planchas, laminas y Barras para Aplicaciones Estructurales.

rl" se AE, concretos con aire entrampado, deberan ser especificados cuando el concreto esta sujeto / I'oriodos alternantes de hielo y deshielo, expuesto al descongelamiento de sales, agua salada u (I/II) S

ambientes potencialmente datiinos.

,'0110'1 concretos Clases A, A(AE) Y P usado en 0 sobre agua marina, la relaci6n agua/cemento debera IlIIpecificarse no excederse de 0.45.

/lIla tabla 2.5.4. 1-C1 se muestran los requisitos por clase de concreto. 2.5.4 Concreto 2.5.4.1

Tabla 2.S.4.1-C1 Caracteristicas de las mezclas de concreto por clase.

CLASE DE CONCRETO

Clase de Concreto

S610 se usar{m concretos de densidad normal. Concreto estructurales de baja densidad requeriran de una aprobaci6n especial. En los pianos y documentos contractuales se especificara para cada componente la resistencia a la compresi6n Fc 0 la clase del concreto. Concreto con resistencias por encima a los 70 MPa (500 kgflcm 2) podran usarse solo cuando se realicen ensayos que establezcan las relaclones entre las reSistencias del concreto y sus otras propiedades. No se usaran concretos con resistencias menores a 16 MPa (160 kgflcm2). a los 28 dfas para aplicaciones estructurales. Para losas y elementos de concreto preesforzado no se usar{m concretos con resistencia a la compresi6n menor a 28 MPa (280 kgflcm 2)

Resislencia a la compresion

Conlen;do

Re/ad6n

minim a de Cemento

AglJa / Cementa

Aire

Agregado Grveso per AASHTO

maximo

(Rango)

M43M

a los 28 dias

D irnefl ! fdtl dfl IlDOTIVU)

Confenido de

kgflm'

kg! por kg!

%

cvfJdrlld.(mnl/

MPa(kg!lcm' )

A

362

0.49

-

25 a 4.75

28 (280)

A (AE)

362

0.45

6.0 Z 1.5

25 a 4.75

28 (280)

B

307

0.58

-

50 a 25

17(175)

B(AE)

307

0.55

5.0z1.5

25 a 4.75

17(175)

12.5a4.75

28(280)

12.5 a 4.75

28(280)

25a4.75619 a 4.75 25 a 4.75

Especificado

C

390

0.49

-

C(AE)

390

0,45

7.0 + 1.5

P

334

0.49

Especificado

S

390

0.58

-

apM.

Apart.

-

La evaluaci6n de la resistencia del concreto usado en los trabajos debere ser hecha en probetas cilindricas fabricadas, ensayadas y evaluadas de acuerdo con la secci6n y de las Especificaciones de la Divisi6n /I del AASHTo. 58 ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

ICG - Institute de la CQnstrucc ion y Gerencia

59

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MANUAL DE DIS END DE PUENTES MANUAL DE DlSENO DE PUENTES

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!"lI.C:..)>lru,,"1 iF""oJe1Olf1~.

25.4.2 COEFICIENTE DE EXPANSI6N TERMICA Il la delerminacion de la madurez del concrelo en la carga inicial, un dia de curado acelerado par viJpor 0 calor radiante puede ser tomado como equivalente a siele (7) dias de curado normal. n area superficial a ser usada en la determinacion de la relacion volumenlarea deberia incluirse solo '" area de la superficie que ests expuesla al secado al aire. Para lugares pobremenle ventilados solamente debera considerarse e150% del perimetro inlerior para calcular el area superficial.

I

EI coeficiente de expansion termica debera ser determinada par ensayos de laboratorio en la mezcla . especifica a ser usada. En la ausencia de datos mas precisos, el coeficiente de expansion termica puede tomarse como 10.8 x10" I"C para concreto de densidad normal, y 9.0 x x10" I"C para concreto ligero. 25.4.3 ACORTAMIENTO DE FRAGUA Y ACORTAMIENTO DIFERIDO Valores del acortamiento de fragua y del "Creep " especificados en esta seccion y en los articulos del capitulo de Superestructuras de Concreto seran usados para determinar sus efectos en la perdida de la fuerza de preesforzado en puenles exceplo aquef/os construidos en dovelas. Eslos valores cOnjuntamenle con los del momenta de inercia, pueden ser usados para delerminar los efeclos del acortamienlo de fragua y "creep" en las deflexiones. En la ausencia de dalos mas exactos, el coeficienle de acortamienlo de fragua puede ser asumido en 0.0002 despues de los 28 dias y 0.0005 despues de un ano de secado.

/Jcortamienlo de fraqua Para concrelo can curado humedo, desprovistos de agregados propensos al acortamienlo de fragua, la deformacion unilaria debido al acortamienlo de fragua, E,/b ell elliempo t, puede formarse como: E' h = -k,k h( _ I _) 0.51 * 10- 3 35.0+1

(1)

(/onde: I = liempo de fraguado (dias) Irs = faclor de lamano especificado en Fig. 2 /(,. = factor de humedad especificado en Tabla 1.

Cuando no se cuenta con dalos especificos de la mezcla, estimados del acortamienlo de fragua y del "creep" pueden hacerse a partir de los articulos siguienles, y lambien de:

Si el concrelo con curado humedo esta expuesto a secado antes que hayan transcurrido cinco dias de curado, el acortamienlo de fragua delerminado por la ecuacion (1) debe ser incremenlado en 20%. • EI modelo del Co mite Europeo del Concreto (CEB) - y de la Federacion Internacional de PrePara concrelo curado al vapor, desprovislo de agregados propensos al acortamienlo de fragua. esforzado (FIP), 0

.

Para puentes conslruidos en dovelas un estimado mas preciSo deberan ser realizado, incluyendo los efeclos de:

Promedio de h umedad relativa kh ·__ ·-_·__·_··_·__·· ··__ · ·-40····_--·-···-_· _ ·__· ··-"--'-"'-"'-':1':43'-'-" '---

50 70

1.29 1.14 1.00

80 90

0.86 0.43

100

0.00

60

Creep (Oeformacion Plastica) EI coeficienle de creep puede eslimarse como: 1.4 0 .6 - 0.fI8

( t-I , )

~.

06

10+(t-I,) .

1.2

f-

'u

1.0

(;

0.8

~

-- -/

--

U

para 10 cual k, = 42 + f' c

'"

donde:

u

0.6

0

0.4

U

=humedad relativa (%) kc = faclor par el efecto de la relacion vOlumen - superficie del componenle k, = factor por el efeclo de la resislencia del concrelo I =madurez del concrelo (dias) I, =edad del concreto cuando se ap/ica inicialmente la carga (dias) f'c =resistencia del concreto a los 28 dias en MPa. . H

LL

are a superficial

1--,......- I -

~ r--

III

volumen

-

r-- r-.

cO

'0

62

60

(2)

Tabla 1.0 Factores de humedad relativa (k h )

• Materiales especificos • Dimensiones eslructurales • Condiciones del lugar, y • Metodos Constructivos

- H)t ",(U,) = 35kck, (1.58- 120 ,

(t).

Esh = -k, kh - - - 0.56 10 ~ 55.0+ t

• EI Codigo ACI 209

-

-

25mm 38mm 50mm 75mm 100mm 125mm 150mm

/

0.2 0.0 10

100

1000

10000

( t - ti )Tiempo de secado (dias)

figura 1.0 Faclor por el efeclo de la relacion volumen -superficie del componenle

ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia ICG - Instituto .de la Construcci6n y Gerencia

61

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MilNUAL DE DISENO DE PUENTES

f!!.ItOr:.J" lI....

.6 ANALISIS ESTRUCTURAL lA

volumen area superficial

12 ~

C

~

~

U

a

U ro

~

--

--

--

--

--

: tti±g~§~~~

~8

~

~

--

.6.1 Generalidades

25 mm

1 ::ta seccion describe metodos de analisis para el disefio y evaluacion de Puentes. EI metodo .t//eccionado de analisis puede variar desde uno aproximado hasta otro sofisticado dependiendo del (,Imafio, complejidad e importancia de la estructura. 1 /I general, las estructuras de puentes se analizaran elaslicamente. Sin embargo, se puede Lllnsiderar el anal/sis inelaslico 0 los efectos de redistribucion de fuerzas en algunas ·.lIperestructuras de vigas conlinuas.

1.0

~

u

-----

SOmm 38mm 7Smm 100 mm

~6

125mm

OA

IS0mm

~2

l.6. 2 Metodos Aceptables

~O

2

5

10

100

1000

10000

Ticmpo de secado (dias)

2.5.4.4 OTRAS CARACTERisTICAS

Modulo de Elasticidad En la ausencia de datos mas precisos, el modulo de elasticidad Ec para concreto con densidades entre 1440 y 2500 kgflm 3 , puede tomarse como:

Ec = 0.043

y,/5

-J/' c

donde: y c = densidad del concreto (kgflm 3 ) f'c = resistencia especificada del concreto (MPa) Modulo de Poisson A menos que sea determinado por ensayos fisicos el modulo de Poisson puede asumirse igual a 0.2. Para componentes que se espera esten sujetos a agrietamiento, el efecto del mOdulo de Poisson puede ser despreciado. M6dulos de Ruptura A menos que sea determinado por pruebas fisicas, el modulo de ruptura, fr en MPa, puede ser tomado como para concreto de densidad normal 0.63JfC Resistencia a la Tracci6n La resistencia a la traccion directa puede determinarse ya sea usando ASTM C900-87, "Metodo Estandar de Prueba para la Resistencia a la Traccion Dire cta del concreto endurecido~ 0 el metodo de resistencia a la traccion por separacion de acuerdo con ASTM C496-90, "Metodo Estandar para la Resistencia a la Traccion por separaci6n de probetas cilindricas de concreto ':

62

ICG - Instituto de la Construcci6n

y Gerencia

So podra usar cualquier metodo de analisis que satisfaga los requerimientos de equilibrio y I. nmpatibilidad y ulilicen las relaciones esfuerzo - deformacion de los materiales, pudiendo incluir I 'oro no estar limitados a: Metodo clasico de desplazamientos y fuerzas • Metodo de diferencias finitas Metodos de elementos finitos Metodos de placas plegadas • Metodos de franjas finitas Metodo de analogia de emparrillado Otros metodos armonicos 0 en serie • Metodo de linea de fluencia 1:1 diseiiador sera responsable de la implementacion de cualquier programa de computo que ulilice ('ara el analisis estructural, asi como de la interpretacion y uso de resultados. Toda informacion ,/obera ser verificada con los resultados de soluciones aceptadas universalmente, otros programas do computo ylo ensayos fisicos r.uando se haga uso de softwares, el nombre, la version y la fecha de publicacion de l software (/ebera indicarse en el documento del contra to. 2. 6.3 Modelos

l.os modelos matematicos deberan considerar las cargas, la geometria y el comporiamiento ostructural del material y ademas donde sea apropiada las caractetislicas de la respuesta de la (:imentacion. I a eleccion del modelo debera ser consistente con los estados limite definidos previamente, los ufectos de fuerza cuantificada y la exactitud requerida. I'or ejemplo, los estados limite de servicio y fatiga deberan ser analizados con modelos elasticos. La lI1isma aplicaci6n debe darse para los estados limite de resistencia, excepto en el caso de ciertas vigas continuas donde se requiera de analisis inelaslicos, redistribucion inelastica de momentos negativos e investigacion de estabilidad. Lo s estados limite de evento extremo pueden requerir investigacion de colapso basados enteramente en modelos ine/;!isticos. Puentes muy flexibles como por ejemplo lo s colgantes y los atirantados deberian ser analizados usando metodos elasticos no lineales, tales como la teoria de grandes deflexiones. La necesidad de modelos sofisticados para las cimentaciones es una fun cion de la susceptibilidad de la estructura a movimientos de la cimentacion. En algunos cas os, el modelo de cimentacion puede ser simple, como es el caso de considerar apoyos firmes. En otro s, un estimado de asentamiento (CG - Instituto de la Constnucci6n y Gerencia

63

MTC4~

~ OLrO'C(: 'dn

Gc!r(l:!r...

1", C.. ort........ .,· I f""'O/;)lllll~"


puede ser considerado. Pero, donde la respuesta estructural es particularmente sensible a las condiciones de borde, tal como un arco fijado en los extremos 0 en el cOmputo de frecuencias naturales, modelos rigurosos de la cimentaciOn debertm ser hechos para justificar las condiciones reales.

A menos que otra cosa se especifique, las barreras compuestas y continuas seran analizadas en los estados limite de servicio y fatiga. La rigidez de barandas estructuralmente discontinuas, eurvas y barreras no seran consideradas en el analisis estructural. Para propositos de esta seccion, una apropiada representacion del suelo que soporta al puente sera incluido en el modelo matematico de la clmentacion. En el casu de disefio sismico, los movimientos del suelo y lieuaciOn deberan tambifin ser considerados. 2.6.3. 1 COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DEL MATERIAL

Para el proposito de los anaiisiS, se considerara que los materiales se comportan linealmen te hasta un limite etastico y que despues de esto el comportamiento es inelastico. Acciones en el estado limite de evento extremo podrian ajustarse al rango elastico e inelastico. 2.6.3.1.1 Comportamiento Elastico

Las caracteristicas y propiedades elasticas esta(an dadas de aeuerdo a cada tipo de material, cambios en estos valores de bido a la madurez del concreto y a efectos ambientales debertm ser incluidos en el modelo. Las propiedades de rigidez estaran basadas en secciones agrietadas ylo no agrietadas cansistentes con el comportamiento anticlpado. 2.6.3.1.2 Comportamiento Inelastico En un analisis Inelastico un mecanismo de falla deseado y la 10calizaciOn de rotulas deberan ser determinados para estimar el efecto de la fuerza extrema. Se determinara en el analisis que la s fallas por corte, pandeo y adherencia, union de las componentes estructurales no preceden a la formaciOn de un mecanismo in elastico en flexion. Se deberan tener en euenta la s siguientes consideraciones :

Un a casual sobreresistencia en una componente en la cual se espera una formacion de rotulas debera ser considerado ya que esto puede dar lugar a una formacion adversa de rotulas plasticas en una localfzacion no deseada, formandose de esta forma un mecanismo diferente. EI deterioro de la integridad geometrica de una estructura debido a grandes deformaciones tambien deb era ser tomado en cuenta. EI modelo inelastico debera estar basado en resultados de ensayos fisicos 0 en la representa cion del comportamiento carga-deformacion el eual tam bien es confirm ado por ensayos. Las secciones de las componentes seran ductiles si pueden sufrir deformaciones inelasticas y esto puede mejorarse 0 conseguirse a traves deluso de confinamiento u otros medios. Cuando se espera tener un comportamiento inelastico debido a la colocacion de canfinamiento, los especimenes de ensayo in cluiran tal confinamiento. Cuando se espere que lo s efectos de fuerza extrema sean repetidos los ensayos reflejaran su naturaleza ciclica.

64

IC G - Instituto de la Construcr.i6n y Gerencia


•• ....- . [~:~'.:!::;.'" IIII"'C:s..." ~r;."'I_

' .0.3.2 GEOMETRiA ~

G.3.2.1 Teoria de las pequenas deflexiones ';i la deformacion de la estructura no produce un cambio significante en los efectos de fuerza debido a 1/11 incremento en la excentricidad de fuerzas tensionales y compresivas, tale s efectos de fuerza seran (ol1siderados seeundarios y podran ser ignorados. i . I te oria de las pequefias deflexiones es usualmente adeeuado para el analisis de puentes tipo viga, i I/lentes que principalmente re sisten cargas a (raves de un par de fuerzas (tension y compresiOn) y 'I/le permanecen esencialmente en poSiciones relativas fijas unas a otra s mientras el puente se duflecta, tales como las armaduras y arcos empotrados que son generalmente insensibles a I/uformaciones. I llS estructura s y columnas euyos momentos flexionantes son incrementados 0 disminuidos por la ,luflexiOn tien den a ser sensibles a las consideracione s de deflexion, como tale s estructuras se tienen los puentes colgantes, puentes atirantados muy flexibles, algunos arcos que no son los arcos t:mpotrados y los marcos. hI muchos casos el grado de sensibilidad puede ser estimado y evaluado por un metodo aproximado tic un solo paso, tal como el metodo del factor de magnifica cion de- momentos. En otros casos un ,lllalisis completo de segundo Orden puede ser necesario. 7.6.3.2. 2 Teoria de las grandes deflexiones Si la deformacion de la estructura produce un cambio significante en los efectos de fuerza, los Ii~;fuerzos debido a las deformaciones debertm ser consideradas en las ecuaciones de equilibrio. :1 efe cto de la deformaciOn y la no verticalida d de las componentes seran incluidas en el analisis de listabilidad y en el analisis de gran des de flexiones. Para componente s esbeltos de concreto sometidos a compresion, la s varia ciones de tiempo y lisfuerzo que dependen de las caracteristicas del material, los cuales causan cambios significantes en lu geometria estructura l deberan ser considerados en el analisis de porticos y retieulados. I os efectos de intera ccion de fuerzas axiales compresivas y de ten sion en componentes que son . Idyacentes deberian ser considera dos en el analisis de porticos y retieulados. Solamente se usaran las carga s factoradas y no la superposicion de efectos de fuerza, ya que el ;Inalisis de grandes deflexiones es inherentemente no lineal, donde las carga s no son proporcionale s a los desplazamientos y la superposicion no puede ser usada. En el analisis no lineal el orden de :Iplicacion de la s cargas debera ser consistente con los de la estructura. 2.6.3.2.3 Metodos Aproxi mados Los efectos de deflexion sobre las fuertas en elementos viga-columna y arcos p ueden ser
,

I':


65

MTC

.\.~

;OIroccliln(;co.nll'l';,.l

f ~:!;'~~t:.l

M , = ObM 2b + osM h

=-C"- ~ 1.0 I-~

paraeleLlal : O.

¢p,.

1

0., =

LP" 1- IPI.Pe

donde: .

p)_.-

=Carga axial factorada (N)

p.

=Carga de Pandeo de r:;:uler (N) = Factor de resistencia para compresiori axial

.p

f 2b M2,

fl'

..

... ..,.l~,


(bU..,I,...,,,.1 It·. y r;fmll'9t

- P.lfOCJllri..,

I II re/acion M'b IM 2b es considerada positiva si la componente esta fleetada en curvatura simple y es IIogativa si esta flectada en curvatura doble. Para los demas casas, Cm sera tomado como 1.0.

f , =' 0 b f 2b + 0...12 .,

M2b

MJiC~~ ;;;"


=Momentd sobre miembro en compresion debido a cargas de gravedad factoradas, donde .Ias desviaciones del miembro no son apreciables; calculado .por medio dE! analisis convencionales elasticos de primer orden, siempre positivo (N.mm) =esfuerzo correspondiehte a M2b (MPa) =Momento sobre miembro en compresion debido a cargas de gravedad 0 fuerzas laterales factoradas, don de las desviacionesdel miembro son mas grandes que IJ1500 ; calculado por analisis elasticos de primer orden, siempre positivo (N.mm) =Esfuerzo correspondiente aM" (MPa)

La carga de Pandeo de Euler (P,) sera tomada como:

p , = ,, 2EI

(k I" )' donde: 1 = Longitud . no arriostrada de un miembro en compresion (mm) K = Factor de longitud efectiva como se especifica en este articulo. E = Modulo de Elasticidad (MPa) 0

1.11 todo 10 anterior la columna esta considerada como un elemento solitario can determinadas ':lIndiciones en los extremos, las cua/es permiteh obtener una configuraCion teorica de la forma de flondeo. Pero, en realidad la columna es parle integrante de todo un canjunto estructural y por 10 tanto i .1I comporlamiento dependera del todo. Esto significa,' que si se liene por ejemplo un porlico que I,"ede sufrir desplazamiento lateral y otro sin desplazamiento lateral (arriostrado), en el primer caso, liiI "stabitidad del conjunto contra el desplazamiento lateral. en el momenta del pandeo depende . " lfteramente de la rigidez flexionante de las columnas y vigas y de sus nudos, la longitud efectiva de I.,s vigas seran mayores que las longitudes reales (kd.O), mientras que en el segundo caso de~ido al wriostramiento que evita el desplazamiento lateral de las column as, la longitud efectiva sera menor a IlilJal a la longitud real (k 5 1.0). Par otro lado, si se considera en ambos porliCOS una viga muy rigida Gon respecto a las columnas, no se sabe can cerleza si el extrema superior de la columna se puede ,:onsiderar empotrado a arliculado. De algunos metodos para la determinacion de k uno de eliaS se I:anoce como carlas de alineamiento, de la que si puede obtener k para cualquier tipo de restriccion de !l xtremos. Fn el caso de elementos en compresi6n de armaduras, armaduras triangulareS y marcos, donde la listabitidad lateral esta dada por elementos diagonales de arriostres u otros medios, el fa ctor de

= Momento de inercia alrededor del eje bajo consideracion (mm4)

Para miembros arriostrados, 6, sera tomado como 1.0 a menos que los analisis indiquen un valor mas bajo. Para miembros no arriostrados contra desviaciones, 0" sera determinado como para un miembro arriostrado y 0, para un miembro no arriostrado.

~ara miembros arriostrados y sin cargas transversales entre los apoyos,

I )onde los miembros en compresion esten sujetos a flexion alrededor de ambos ejes principales, el ,,,omento alrededor del eje principal sera magnificado y determinado de las correspondientes "ondiciones de restricciones alrededor de su eje. I)onde un grupo de miembros este integra/mente conectado a la misma !superestructura y 1',)lectivamente tienen la misma desviacion, el valor de 0, sera ca/cu/ado para el grupo de miem.b ros ,ion IPu Y ;;Pe de todas i
empuede ser tomado como:

longitud efectiva puede ser tomado como: f'ara conexiones empernados 0 soldadas en ambos extremos I 'ara conexiones fijadas en ambos extremos

k=O.750 k=0.875

1.6.3.2.3.2 Magnificaci6n de Momentos - Arcos

c, = 0.6 + 0.4 M,. ~ 0.4

M,.

l OS Momentos por carga viva e impacto obtenidos de un analisis de pequefias deflexiones seran Ilfcrementados por el factor de magnificacion de momentos, 0", como se especifica en el arliculo :~. 6.3.2.3.1 con las siguientes definiciones:

donde :

=es la mitad de la longitud del arco (mm) =factor de longitud efectiva especificado en tabla em =1.0

I" I(

M'b = Momento mas pequeno en el extremo M2b = Momento mas grande en el extrema

66

ICG - InstitlJtGl de la Construcci6n y Gerencia


2.6.3.2.3.2-1

67

MTCA~

:Oltor;<.I0 ll'C.'; lIr:u

141' c:,........ r ·

rF"""ClOlf~

Tabla 2.6.3.2.3.2-1 Valores de Factores de longitud efectiva k para puentes de arco . f/L Arco Triartieulado Arco bi articulado Areo empotrado 0.1 - 0.2 1.16 1.04 0.70 I 0.2 - 0.3 1.13 1.10 0.70 0.3 - 0.4 1.16 1.16 0.72

l

donde: f :' flecha del arco L : Longitud del area

Dirllcci... Gen e.,1

MANUAL DE DlSENO

-;i · c".I'I
DE PUENTES

"tlfI'o)«.... ~.

'6 4.1.2.1 Generalidades Ilamos de superestructuras curvas horizontalmente con seccionescer(adas torsionalmente rigida !'two angulo central subtendido en el tramo a cubrir 0 porcion de esta es menor que 120 puede ser Irnalizado como si el tramo fuera derecho. Los efectos de curvatura pueden ser despreciados en ,:Ilcciones abiertas cuyo radio es tal que el angulo central subtendido por cada tramo es menor que ,}I dado en la Tabla 2. tab la 2.6.4.1.2.1-2: Angulo central Limite momentos de flexion primarios

2.6.32.3.3 Metodos Refinados.

Los metodos refinados de analisis seran basados sobre el concepto de fuerzas que salisfacen el equilibrio en una posici6n deformada. 2.6.3.3

MTCA'"- I1


-.---------::..::.:=-.::..::....::::~==

Numero de Vigas

364

Las condiciones de borde representaran las reales caracterislicas de los apoyos y de la continuidad. Las condicione s de cimentacion setan modeladas de tal forma que representen las propiedades del sueio sobre el cual se encuentra el puente, la interaccion suelo ~ pilar y 'Ias propiedades elasticas de los pilrr,es. . , 2.6.3.4 ' MIEMBROS EQUI VALENTES

Co'mponentes f)0 prismaticos pueden ser modelados discretizando las componentes en un nOmero de elementos con propiedades de rigidez representativas a la estructura real.

despreciar

Angulo para un tramo

2

MODELOS DE CONDICIONES DE BORDE

para

56 mas

20 30 40

curvatura

al

determinar

los

Angulo para dos 0 mas tramos 30 40 50

,

) ,

,

/

1..64.1.2.2 Superestructuras de una sola viga torsional mente rigida / . Una superestructura horizontalmente curva de una sola viga torsionalmente rigidi; que reune los requerimientos del articulo 2.6.4.1.1, puede ser analiza do para efectos de fuerza global como una viga unidimensional curvada. I.a ubicacion del eje neutro sera tomada en el centro de gr?Jvedad de la secci6n y la excentricidad de las cargas muertas sera establecida por consideraci6n volumetrica. t.6 4.1.2.3 Superestrueturas de vi gas multiples

Las compOl)entes 0 grupos de componentes de puentes con 0 sin seccion transversal variable pueden ser mOdelados como una sola componente equivalente, donde este represente todas las propiedades de rigidez de las componentes 0 grupo de componentes. Las propiedades de rigidez equivalente pueden ser obtenidas por soluciones formales, integra cion numerica, analisis sub-modal y analogias en serie y paralela.

Superestructuras horizontalmente curvas excepto las de una sola viga torsionalmente rigida, pueden .'er ana liz ados como emparrillados 0 como continuos en el cual los tramos de las vigas longitudinales se suponen rectas entre sus nudos. La excentricidad real del tramo entre los nudos no excederi'm a 2. 5% de la longitud del tramo.

2.6.4 Amilisis Estatico

2.6 4.2 METODOS APROXIMADOS DE ANALISIS

2.6.4. 1. INFLUENCIA DE LA GEOMETRiA

2.6.4.2.1 Tableros 2.6.4.2.1.1 Generalidades Un metodo aproximado de analisis para tableros, en el cual el tablero se subdivide en franjas perpendiculares a los apoyos es considerado aceptable. Para aquellos tableros que no sean r.mparrillados parcialmente IIenos 0 totalmente Ilenos, las provisiones del Articulo 2.6.4.2.1.8 ser{m aplicadas. Oonde el metodo de franjas es usado, el momento positivo mayor de cualquier panel de lablero entre vigas sera el que se considere en todas las regiones de momento positivo. Similarmente el momenta negativo mayor sera tomado en todas las regiones de momento negativo.

2.6.4.1.1 Relaci6n en Planta

Si la longitud en la direccion principal de una superestruetura con seccion transversal cerrada torsionalmente rigida es 2.5 veces mas que su ancho, la superestructura puede ser idealizada como una viga unidimensional. Las siguientes definiciones son usadas para aplicar este criterio: • Ancho: es el ancho de un tablero monolilico, un entramado. •

0

la distancia promedio entre las caras exteriores de

Longitud para puentes rectangulares simplemente apoyados: la distancia entre las juntas del tablero.

• Longitud para puentes continuos ylo puentes esviados: es la longitud del lado mas largo.

2.6.4.2. 1.2 Aplieabilidad EI uso de ayudas de diseno para tableros que contienen elementos prefabricados puede . ser permitido en lugar de realizar algun analisis, siempre que esto sea documentado y soportado por suficiente evidencia tecnica. EI ingeniero sera responsable de la exactitud e implementacion de cualquier ayuda de diseno que use.

2.6.4 .1.2 Estrueturas Curvadas en el Plano 2.6.4.2. 1.3 Aneho Equiva lente de Franjas Interiores

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69

:I

& '-,,- i o"'="'''''~'' . ~C' • 1· .~ ~ ~~::::I;j:~t M


EI ancho de franja equivalente de un tablera puede ser tomado como se especifica en la tabla 1. Donde la direcci6n principal del tablera es paralela al trafico, las franjas que soportan una carga por eje no sera mas grande que 1 m para emparrillados abiertos y para los demas tableros no sera mas de 3.6 m donde multiples carnies cargados estan siendo investigados. Las franjas equivalentes para tableros cuya direcci6n prinCipal es perpendicular al tratico no estan sujetas a limites de ancho. La siguiente notaci6n es aplicada en la tabla 1:

S

P Sb M+ M-

Direcci6n

de relativa

franja Ancho a

0

Cantilever

Colocado en ellugar

Paralelo

de la principales (mm)

franjas

0

Colocado en el lugar con

Paralelo

Perpendicular

Prefabricado, preesforzado.

Paralelo

I:spaciamiento en la direccion principal, todas las cargas de rueda seran aplicadas +M : 660 + 0.55S

0

permanencia del encofrado

-M: 1220 + 0.25S +M: 660 + 0.55S

0

-M: 1220 + 0.25S +M: 660 + 0.55S

0

Perpendicular

-M: 1220 + 0.25S

Acero: Emparrillado abierto

Barras principales

0.007P+ 4.0 S.

0

Emparrillado lIeno 0 parcialmente Ileno

Barras principales

Aplicar (Art 2.6.4.2.1.8)

0

Emparrillado compuesto , no lIeno

Barras principales

0

~ .6.4.2 . 1.5 Distribuci6n de cargas de rueda Si el espaciamiento entre las componentes de apoyo en la direcci6n secundaria excede 1.5 veces el

a la franja principal.

1140 + 0.833 X

Perpendicular 0

'

Para el diseno se considerara una viga de borde cuyo ancho sera tomado como un ancho de frfi],ja reducido mas la componente de linea donde esto exil$ta. Se supondra que las vigas de borde soportaran una linea de ruedas y donde sea aprapiada una porcion tributaria de la carga repartida.

ancho de franja como se especifica en el articulo 2.6.4.2.1. 3 pero que no exceda el ancho total de la franja.

direccion de (rMico

Concreto:

r."9r.."I~

2.6.4.2.1.4 Ancho Efectivo de Franjas en los bordes de losas a) General

Tabla 2.6.4.2.1.3 -1 Franjas efectivas

principal

t·ni""i•.•. "'''~., iI.t;'mh.lK,.

c) En Bordes transversales EI ancho efectivo de una franja con 0 sin una viga de borde puede ser tomado como la suma de la distancia entre el borde transversal del tablera y la linea central de los apoyos mas la mitad del

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

Tipo de Tablera

4,...." . _ ..

.. ~

b) En Bordes Longitudinales Guando la direccion principal del tablera es paralela al trafico, el ancho efectivo de una franja con 0 sin una viga de borde, puede ser tomado como la suma de: la distancia entre el borde del tablera y la cara interior de la barrera mas 0.3 my mas la mitad del ancho de franja pera que no exceda el ancho de franja total 0 1.8 m

= Espaciamiento de componentes de apoyo (mm) = Espesor del tablera (mm) = Luz del Tablera (mm) = Carga por eje (N) = Espaciamiento de las barras de emparrillado (mm) = Momenta positivo = Momento negativo

h L

MJiC


~i

el espaciamiento de las componentes de apoyo en la direcci6n secundaria es menor que 1.5 ve ces en la direccion primaria, el tablera sera modelado como un sistema de franjas il ltersectados. '71ancho de franja equivalente en ambas direcciones puede ser tomado como se especifica en la tabla 2. 6. 4.2.1.3-1. Gada carga de rueda sera distribuida entre dos franjas intersectadas. La distribucion ,'era determinado en funci6n a la rigidi'll, es decir como la relaci6n entre la rigidez de la franja y la :;uma de rigideces de las franjas intetsectqdas. En ausencia de calculos mas precisos, la rigidez de la Iranja, k, , puede ser estimada como:

,,1 espaciamiento

Eis

k, =SJ' (AASHTO 9.8.2.4)

Madera: 0

donde:

Prefabricado colado No interconectado Interconectadq

0

0

Laminados por presion

Paralelo

2.0 h + 760

Perpendicular

2.0 h + 1020

Paralelo

2280 + O.OlL

Perpenoicular

4.0 h + 760

Paralelo Perpendicular

0.066S + 2740 0.84 S + 610

Paralelo

2.0 h + 760

Laminados por clavos 0 pernos

1

Tableros continuos

0

paneles

interconectado. Paneles n'1 Inte:rconectados.

Perpendicular

4.0 h + 1020

Paralelo

2.0 h + 760

Perpendicular 0

70

Tablones

<')

Entarimado

2.0 h + 1020 Ancho de tablones

ICG - Instrtuto de la Construcci6n y Gerencia

I, = momento de inercia de la franja equivalente (mm 4) .<; = espaciamiento entre apoyos (mm) :~.6.4 . 2.1.6 Calculo de los Efectos de Fuerza

I as franjas seran tratadas Gomo vigas continuas 0 como simplemente apoyadas. La longitud a salvar .';(}ra tomada como la dislancia centra a centro entre las componentes de apoyo. Para el proposito df:! 'Ieterminar los efectos de fuerza en la franja , los apoyos seran supuestos a ser infinitamente rigidos. Cas cargas de rueda pueden ser modeladas como cargas concentradas 0 como pedazos de cargas 1.'lIya longitud sera la longitud del area de contacto de la IIanta como esta especificada mas la "rofundidad del tablera. I RS franjas deberan ser analizadas por la teoria clasica de vigas. I as secciones de diseno para momenta negativo y fuerzas de corte pueden ser tomados como sigue: ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

71

M 're L€S,; •

I

i·Dlm'''"''''''~1

A~ i::;':~~~i:/


• En la cara del apoyo para construcciones monoliticas y vigas cajon de concreto. • Un cuarto del ancho del ala medido desde la linea central del apoyo para vigas de acero y madera.

/.MNUAL DE DISEND

M

DE PUENTES

Tr LC:~

' io;!~,.. C.",,'

I ....~~ l:;"e:~1;4:'Y

;1Ii,lndo no se disponga de ensayos, la relacion de rigideces 0 puede ser tomado como: Para emparrillados totalmente IIenos con al menos 38 mm de sobrellenado monolitico 2.0 2.5 Para los demas emparrillados totalmente IIenos.

i

Un tercio del ancho del ala, pero que no exceda 3.8 m desde la linea central de apoyo para vigas de concreto en forma de T y para vigas prefabricadas en forma de I. Para propos ito de este articulo cada nucleo de una viga cajon de concreto 0 acero puede ser tratado como una componente de apoyo. •

Para emparrillados parcialmente IIenos con al menos 38 mm de sobrellenado monolitico Para los demas emparri/lados parcialmente IIenos.

8.0 10.0

2.6.4.2.1.7 Acci6n de marco de la Secci6n Transversal Oonde los tableros son una parte integral de secciones transversales celulares 0 cajon, si la flexion ylo flgideces torsion ales de las componentes de apoyo de la seccion transversal, por ejemplo el nucleo y la parte superior del ala, son probablemente los causantes de los efectos de fuerza en el tablero, esas componentes seran incluidos en el analisis del tablero. Si la longitud de un tramo del marco es modelada como el ancho de una franja equivalente, provisiones de los (Art. 2.6.4.2.1.3, 2.6.4.2.1.5, 2.6.4.2.1.6) pueden ser usados. Nota: En las superestructuras losa - viga normal, la accion de marco de la seccion transversal puede ser seguramente despreciada. Si la losa es apoyada en vigas cajon a esta integrada dentro de una seccion celular, los efectos de la accion de marco podrian ser considerables. Tal accion usualmente disminuye los momentos positivos, pero incrementa los momentos negativos resultando en rajaduras del tablero. Para estructuras mas grandes un ana/isis tridimensional puede ser apropiado. Para estructuras mas pequefias, el ana/isis podria ser restringido a un tramo del puente cuya longitud es el ancho de una franja equivalente. Las fuerzas pueden ser calculadas combinando la respuesta longitudinal obtenida aproximadamente por el metodo clasico de la teoria de vigas y la respuesta a flexion transversal modelado como un marco.

2.6.4.2.1.8 Distribuci6n de carga viva sobre emparrillados parcial y totalmente IIenos Los Momentos (en Nmmlmm) debido a carga viva en emparrillados parcial y totalmente IIenos pueden ser determinado como: •

Para acero principal transversal al trafico:

M = ClpOO"[42 .3 In(0.039S)-74] •

(1)

=Cp[80600

029

ln(0.039S) - J02000°46 ]_1-

200

p

o

luz a salvar (mm), 500 mm < S < 10000 mm en la ecuacion (1) y 500 mm < S < 5000 mm en la ecuacion (2) factor de continuidad, 1.0 para simplemente apoyadosy 0.8 para tramos continuos longitud de IIanta (mm) , en la direccion del trarico. presion de, IIanta tomada como O. 86 MPa OxlOy

, G.4.2.2 Puentes Losa - Viga .4.2.2.1 Aplicaci6n C UIIlO la ubicacion de los vehiculos en un puente es muy variable, tanto longitudinalmente como 1/1 II Isversalmente, el calculo de los esfuerzos maximos por carga viva, con fines practicos, puede ser 'I II {)ximado. EI procedimiento clasico consiste en realizar un analisis longitudinal y un analisis IIl1l1sversal. EI analisis transversal distribuye los esfuerzos totales en cada seccion entre los

" Iw nentos de la seccion transversal mediante el denominado Factor de Oistribucion. "' '1 111 se especifican factores de distribucion por carga viva para momentos y cortes de acuerdo al tipo II,· :,uperesiructura.

I

I; . siguientes condiciones asi como las que se especifiquen en las tablas de dichos factores son tll /llisitos: • IIncho de tablero constante • Nlimero de vigas es mayor 0 igual a 4 a menos que otra cosa se especifique. • I as vigas son paralelas y iienen aproximadamente la misma rigidez. • I. a calzada del volado no excedera a 0.91 m. • :ii la curvatura en planta es menor que ellimite especificado en (Art. 2.6.4.1.2) y • Si la seccioo transversal es consistente con una de las secciones transversales mostradas en tabla /G.4.2.2.1-1

i 1l ·1.2.2.2a-1 al 2.6.4.2.2.2f-1 el factor de distribucion par carga viva sera la reaccion en apoyo /1 .'/Ilnndo momentos alrededor de otro y asumiendo que los·apoyos giran (regIa de la palanca), cuando III" I:wriles estan cargados, a menos que se especifique otra cosa. " I Ilspecifica que los factores debido a multiples carriles cargados no seran usados con estos lilllilldos denominados aproximados excepto con los metodos del brazo de palanca 0 momentos Ilicos, ya que estos factores estan recluidos en los Factores de distribucion. I 'I ~ puentes que no reunan los requerimientos de este articulo seran analizados por metodos IIl /tlltidos.

Las disposiciones de los (Art. 2.6.4.2.2.2 Y 2.6.4.2.2.3) los cuales no aparecen en ediciones 1i/lIIIIores (AASHTO), tienen sus inicios con Zokale (1991). 1,11, Inctores de distribucion de carga viva especificada en los (Art. 2.6.4.2.2.2 Y 2.6.4.2.2.3) pueden " I IIsados para cualquier tipo de viga excepto para vigas cajon multiple de acero con tab/ero de I ,'nucto. 111,[ \ 1:

Ox = rigidez flexional en la direccion de las barras principales (Nmm I mm) Dy = rigidez flexional perpendicular a las barras principales (Nmm 2J mm) 2

72

el analisis par linea de fluencia (yield line) podran ser

i "'1'., espaciamientos entre vigas que exceden el rango de aplicacion como se especifica en las tablas

(2)

donde:

C

0

Para acero principal en la direccion del trafico:

M

S

[i.4.2.1.9 Analisis Inelastico / 1 nnalisis par elementos finitos inelastico II:o nitidos por el propietario.


1(;, <1 - Instituto de la Construccion y Gerencia

73

L,,_, 'O ',"U'" "'."" MJir'----~ I ::~:;::i:.'· MANUAL DE DISENO DE PUENTES

Adicionales requerimientos para vigas de caj6n multiple de acero con tablero de concreto SerEIn como se especifica en el (Art. 2.6.4.2.2.2b.) Donde los puentes reunan las condiciones especificadas aqui, las cargas permanentes sobre tableros pueden ser distribuidos uniformemente entre las vigas. La notaci6n siguiente se aplicara

a las tablas 2.6.4.2.2.2a-1 aI2.6.4.2.2.2f-1

C

Tipo de Tab/em

Vigas de acero

Losas de concreto co/aeados en sitio.

emparrilfado de acero, pane/es

encolados / c/avados, madera

d

= peralte efectivo de viga (mm) ;=

o

esforzada

Cajones cerrados de

=factor de correcci6n = factor de distt(buci6n = constante torsional de Saint Venant's (mm4)

=consta nte para diferentes tlPOS de construcci6n =parametros de rigjdez longitudinal (mm4) =longilud de viga (mm)

Cajones abiertos de

ill I

~

concreto prefabricados

Losas de concreto co/aeados en sitio, 0

losas de lab/ero de concrelo

de acero

prefabricado.

= numero de vigas

NL

=Numero de celdas en una viga caj6n de concreto =numero de carriles de diseno como se especifica en el articulo"que

S

corresponde a cargas = espaciamjento de vigas (mm)

(C)

(mm)

6OCJ1

sitio

= profundidad de la cubierta estructural (mm) = profundidad de losa de concreto (mm)

=ancho de borde a borde del puente (mm) =mitad del espaciamiento de vigas mas el volado total (mm)

Ei "

= angulo de sesgo (grados sexagesimales) = relaci6n de Poisson

¢ 0~

Concreto Monolitico

concreto colocados en

=profundidad del emparril/ado de acero 0 plataformas de acero corrugado

~V

Cajones mulliceldas de

W.

(d) Vigas Tee de concreto

Concreto Monolitico

vaciadas en sitio

Win1

EI parametro de rigidez longitudinal, Kg, sera tomado como:

K., = n(l +Ae-,')

(e)

donde:

eg

II (b)

J K Kg L Nb

n

frrf ~ 0

de acero

=momento polar de Inercia (mm4)

Secci6n transversal tipica

Losas de concreto vaciados en sl1io

concreto prefabricados 0

= ancho de distribuci6n por carril (mm)

Ip

articulos 2.6.4.2.2.2 y

(a)

distancia entre el centro viga exterior y el borde interior de curva 0 barrera de tratico (mm)

e 9

W

Componentes de Apoyo

losas de concreto prefabricados,

d.

tg to t,

Tabla 2.6.4.2.2.1-1 Superestructura de Tablero cornun referidos en los 2.6.4.2.2.3

=area de vigas (mm 2) =ancho de vigas (mm) =parametro de rigidez

A b

Nc

L<:.....' . j"'Kd.. G<."., , ~ ~~ j;:::::r..' M "r.C


= relaci6n de modulos de los materiales de viga y lablero = momento de inercia de vigas (mm')

= distancia enlre los centros de gravedad de la viga prinCipal y el tablero (mm)

Solidos prefabricados,

Cubierta de una capa de concreto

cajones de concreto

colocada en sitio

celular 0 ahuecados con /lave de corte

Los tipos de puentes indicados en las tablas 2.6.4.2.2.2.a-1 ala 2.6.4.2.2.2.f-1 con referencia a las figuras de la labia 2.6.4.2.2.1-1 pueden ser lomados como representativos delljpo de puente para el cual cada ecuacl6n aproximada se. aplica.

~Da [O[O[o(~ (f)

74 ICG - Institute de la Censtrucci6n y Gerencia


75

MTC~,-

i01'Dccl,h Gon:er~1 ""C.:otU1uw r fF"IYIH.:..

S61idos prefabricados, cajones de concreto

~DrDrD~~IS2J (~,

ce.'ular 0 ahuecado con

Ifave de corte y con

0

~.6.4.2.2.2

Concreto Integral

sin

ruerza post iensara transversal

(g) Seceiones canales de

Cubierta de una capa de concreto

concreto prefabricado con

co{ocada en sitio

Secciones dobie ree de concreto prefalxicado con

transversal

Concreto Integral

concreto prefabricado con !laves de corte y con 0 sin

ruerza postensora transversal

~ (i)

~

Aplicabie para

Un carril de

Dos omas

Rango de

secciones de

carriles de diseiio cargados

aplicabilidad

tabla 2.6-4.2,2,1

diseiio cargado

Plata forma s

a,l

S/ 2000

S/2300

S51500

Laminados

a,l

S/ 2800

Sl2700

S51800

Laminados clavados

a,l

S/2500

Sl2600

Ss1800

Paneles laminados encolados Sobre vigas laminadas enco/adas

a,/

S/3000

S/3000

S51800

Paneles laminadas encalados

a,l

S/2670

S/2700

S51800

prefabricado

~,1f 1f

i

enco/adoslc/avados 0 madera esforzada

~

0 0 0 0

vigas

de

2. 6.4.2.2.2.b Vigas interiores con tableros de concreto

Los factores de distribuci6n para los momentos fiexionantes por carga viva para las vigas interiores con tableros de concreto pueden ser determinados segun se especifica en tabla 2. 6.4. 2. 2. 2b-1 Para disefio preliminar. los terminos KgI(U/ ) y I/J pueden ser tomados como 1.

(k) Concreto co/acado en sitio 0

plalaformas, paneles

esforzados

sabre acero

OJ Concreto co/acado en sitio, concreto

,,

Jl 0

(I)

76

Il ~ ,

f .tto O:»JliffI"

Distribuci6n de Carga Viva por carril para momentos y cortes en Vigas interiores can tableros de madera,

Tipo de Tablero

post tension

Vigas de madera

ll..

Concreto Integral

fuerza Post - !ensara

Secciones bulbo ree 0 I de concreto prefabricado

1°""""<."'" c"....

'

Metodo del Factor de Distribuci6n para Momentos y Cortes

iabla 2,6,4,2.2.2a -1

(h)

!laves de corte y con 0 sin

Secciones ree de

£C':;",

...,~

r

) .6.4.2.2.2a Vigas interiores con tableros de madera los faetores de distribuei6n para los momentos fiexionantes y cortes por carga viva para las vigas illter/ores con tableros de madera transversal pueden ser determinados segun el numero de carriles I:orgados como se especifica en tabla 2.6.4.2.2.2a

H=n=fi

/laves de corte

M 'liC'



Para vigas de concreto, excepto en vigas caj6n usados en tableros multi - vigas con /laves de corte, se liene: •

La profundidad y rigidez en los diafragmas extremos seran estipuladas para asegurar adecuada distribuci6n de. carga.

Si el espaciamiento entre vigas es menos que 1200 mm 0 mas que 3000 mm, sera usado un analisis refinado. Para multiples vigas caj6n de acero con un tab/ero de concreto el momento f/exionante por carga viva puede ser determinado usando el factor de distribuci6n especificado en tabla 2.6.4.2.2. 2b-1 •


77

MTC

r,t11roc<:III"l;.c,nl',rol

"; I·Dk".,,, "'""., M1iC L<~

ro1'C;II'11ln.tAy

If .!J "'l!e~", I I,.


~

__ ~


~

Aplicable para secci6n transversal de tabla 2.6.4.2.2.1-1

Tablero de madera sobre vigas de acero 0 madera Tablero de concreto sobre vigas de madera

a,!

Tab/ero de concreto, enrejado /leno 0 parcia/mente /leno sobre vigas de concreto 0 acero; vigas T de concreto, secc;;iones T y doble T

a,e,k

Factonis de Distribuci6n

g,i,j Si esta coneclado solamente 10 necesario para prevenir desplazamiento vertical relalivo en las inlercaras

Rangode Aplicacion

Ver tabla 2.6.4.2.2.28-1 I

Un carril de diseiio cargado: S 5 1800 S/3700 Dos 0 mas carriles de Diseiio carqados: S/300 Un cardl de diseiio cargado: 11005 S 54900 1105t, 5 300 g 0.06+ ( -S-r ( S - r(K 6000 5L s73000 4300 L N. ?4

r

Rejil/as de acero vigas de acero

d.

( sroorsrl-) Un carril de Diseiio Cargado:

1.75+- 1100

1 , OAS

L

N~

2100 5 S 54000 180005 Ls73000 Nc .?3

Dos 0 mas carriles de Diseiio Si Nc>8 cargados: Nc=8

b,c

Un carril de diseno cargado:

(~rS(SdrS

e

910 Dos 0 mas carriles de Diseiio cargado:

1800 5 S s3500 60005 L 543000 450 5d 5 1700 N• .?3

(~r(Sdr2S 1900

Vigas de usados en multivigas

concrelo tableros

f.

e

Un carril de diseiio cargado: { _ bt ( i f S J 2.BL donde: k=2.5(N.J.()·2 .?1.5

h

711

sin tener en cuenta el numero de carriles cargados; S!300D Donde:


(0

Tab/ero de concreto sobre multi vigas caj6n de acero

0.8 1.0 2.2 2.0 2.0

S 51800mm

Dos 0 mas carriles de Diseiio cargados: S/2400 sil. < 100 mm S 53200 mm S/3050 si t .? 100 mm Sin lener en cuenla el numero de 0.5:5 ~:5 1.5 carriles cargados: Nb N 0.425 0.05+0.85~+--

b,c

Nb

NL

:)6.4.2.2.2.c Vigas interiores con tableros de acero corrugados. I ciS faelores de distribueion para los momenlos flexionanles por earga viva para vigas inleriores can /. Ibleros cuya plataforma es aeero eorrugado, pueden ser determinados como se espeeifiea en tabla 1 6.4.2.2.2e-l Tabla 2.S.4.2.2.2c-1

Distribuci6n de carga vivas por carril para momentos en vigas interiores con tablero de Planchas de acero corrugado.

Un carril de Diseiio cargado

Dos 0 mas carriles de Diseiio ca rgEldos

Rango de Aplicaci6n

S/2800

S/2700

S51700

9005b 51500 60005L s37000 55N. 520

g. Dos 0 mas carriles de Diseiio Si esta suficientecargados: mente conecUJdo {76~0 )0.6(~)O.2b)0.06 para acluar como una unidad

Para diseiio preliminar los siguienles valores de K pueden ser usados: TiQ,o de Vi'la K

usar

(~:rc~oxZr5 Tablero de concrelo sobre vigas cajon de concrelo esparcido

K=t+;)1

Un carril de diseiio cargado: S/2300 sil. < 100 mm S/3050 si I• .? 100 mm

a

0-

,0 l-g) Lt;

Viga s cajon multiceldas de concreto

dlr:ilo"'I"IH.~

' F~,, ()r;,,"i l~)I

D=II.5-NL + 1.4 Ndl-0.2C)' cuando C 55 0=11.5 - N, cuando C>5

Vigas reaangulares no huecas Vigas reaangulares con huecos circulafes Vigas de seccion cajon Vigas canal Vigas- T Vigas Doble T

lLt;

iJ . Dos 0 mas carriles de Diseiio si esta suficienteCargados: mente conectado para actuar como 0.075+ ( - S )""(S)"' r K una unidad 2900 L

~ '

C-K(WILJ

Tabla 2.S.4.2.2.2.b-1 Oistribuci6n de carga viva por el carril para Momento en Vigas interiores Tipo de Vigas

,

to

~50

:)6.4.2.2.2d Vigas Exteriores ~I factor de distribucion para obtener el moinento fleetor debido a earga viva para vigas exteriores I}(lede ser determinado como se espeeifiea en la labia 2.6.4.2.2.2d-1 I .a distaneia, sera tomada como positiva si la viga exterior esla denlro del tablero (de la eara inlerior de In baranda de trafieo) y negativa si esta fuera de la curva de barrera de tr;:ifieo. en puentes losa - viga con seeclon transversal con diafragmas 0 seeeion lipo marco, el factor de rlistribueion de earga para vigas exteriores no sera lomado men os que aquel que podria ser oblenido 'lsumiendo que la seeeion transversal se defleeta y rota como una seeeion rigida.


79

'''' M1iCA~ . -... "-,

:o.K""""y "","" 'C!.IIC,;oo"'. 1"_.rat_U•• MANUAL DE DISENO DE PUENTES

Tabla 2.6.4.2.2.2d-1 Distribucion de carga viva par carril para momenta en vigas /ongitudinales exteriores Tipos de Superestructura

Aplicable a secciones transversales de fa

tabla: 2.6.4.2.2.1 Tablera de madera sabre a,l viqas de acero 0 madera Tablera de concreto I sobre vioas de madera Tablero de concreto, a,e,k parcialmente 0 totalmente lIeno sabre vigas de concreto a i.j si esta suficiente acera; vigas T de mente conectada concreto, secciones T y para actuar como doble T una unidad Vigas cajon multi-celdas d de concreto, secciones cajon Tablero de concreto b, c sobre vigas cajon de concreto rociada

Un carril de diseno cargado Regia dela Ipalanca Regia de la oalanca Regia dela palanca

Dos

mas carriles de Diseno Cargados 0

Rango de Aplicacion

Regia de la palanca

NlA

Regia de la palanca G==e

9 'nll!JrkN

NIA -300 5d, 51700

e=O.77 + ~ 2800

W.

g= 4300

We

W. ,;s

g = 4300

Regia de la G-e palanca

e =

9 1ntBfl"or

05d. 51400

0.97+~ 8700

Vigas cajon de concreto F, g Regia de la g=e 9m/rJf;or usado en tableros multipalanca vigas

e

-300 S d, S 600

=1.04+~ 7600

Vigas de concreto h Regia de la Regia de la palanca excepto vigas cajon NIA palanca usado en tableros mullii,j si esta conecvigas tado solamente 10suficiente para prevenir desplazamiento vertical relativo en la intercara Tablero de enrejado de a. Regia de la Regia de la palanca acero sobre vigas de NIA palanca acero Tablera de concreto b,c sobre mulli - vigas cajon Como esta especificado en Tabla 2.6.4.2.2.2.b-1 de acera

2.6.4.2.2.2e Puentes sesgados (esviados) Cuando la linea de apoyos es esviada y la diferencia entre los angulos esviados de dos lineas adyacentes de apoyos no excede 100, el momento flector de las vigas puede serreducidO de acuerdo a la tabla 2.6.4.2.2.2e-1 Tabla 2,6.4.2.2.2e-1 Reduccion de Factores de Distribucion de Carga para longitudinales sobre apoyos esviados,

Tipode Superestructura

80

a

Aplicable secciones transversales de la

tabla 2.6.4.2.2. 1

~ NlIAL DE OlSENO

£6,,' 10'..",.. ",."., M T.C· .' .~. f=:!:::-i~:l

DE PUENTES

Tablero de concreto, enrejado parcialmente 0 totalmente lIeno sobre vigas de concreto 0 acero; vigas T de concreto, secciones To doble T Tablero de concreto sobre vigas caj6n de concreto esparcido, secciones doble T y vigas cajon de concreto usados en tableros multi - vioa .

a,e,k 1 - c,(tanB )'5 i,l si es suficientemente conectado para actuar como una unidad b,c,f,g

c

=

(Sr U: j -L

(K i O.2,\g

f

025

si 8 <: 30' entonces c, =0.0 si 8 > 60' usar 8 =60· 1.05 -0.25 tan 851.0 si

30' 58 560· 1100 5 5 5' 4900 60005 L 5 73000 N"d!4

05 8560·

e >60' usar e = 60·

.' A.4 .2.2.2f. Momentos flexionantes y codantes en viga s de piso transversal. ',/ el tablero es soportado directamente por vigas de piso transversal, las vigas de piso pueden ser ,h.,cfiadas para cargas determinadas en acuerdo con la tabla 2.6.4.2.2.2f-1. Las fracciones de la tabla "itEm usados en conjunto con la carga axial de disefio de 145 kN. Para espaciamientos de vigas de 11-'0 fuera del rango de aplicacion dado, todas las cargas vivas de disefio seran consideradas y la '''o'a de la palanca puede ser usada. I nbla 2.6.4.2.2.2f-1 Distribuci6n de carga viva por carril para vigas transversales para momenta y corte Tipo de Tab/ero Fraccion de carga por rueda Rango de para cada viaa de piso Aplicaci6n Plataforma 511200 NIA· Tablero de madera laminado 511500 5 < 1500 Concreto 511800 5 <1800 Enrejado de acero 511400 tg 5100 S. <1500 Enrejado de acero 511800 Ig d! 100 5< 1800 ' Plataforma corrugada de puenles de acero 511700 tg :? 50 ;'.6.4.2.2.3 Metodos del Factor de Distribuci6n por corte

.'.6.4.2.2.3a Vigas Interiores I .., carga viva de corte para vigas interiores puede ser determinada ap/icando las fracciones

IIspecificadas en tabla 2.6.4.2.2.3a- 1. Para tipos de viga interior no listados en la tabla, la distribucion I,'/eral de la rueda 0 eje adyacente al extremo del tramo sera obtenida por el metodo del Brazo de I 'alan ca. Para un disefio preliminar, el termino I/J puede ser tomado como 1.0. I 'ara vigas cajon de concreto usados en tableros multi - vigas, si el valor de I 0 J no cump/e con las lilllita ciones de la tabla 1, el factor de distribuci6n por corte podran ser tomado como el calculado para I/}omenlo.

Momentos en vigas

Rango de Aplicacion

IC G - Instituto de la Constru cci6n y Gerencia

/'. 6.4.2.2.3b Vigas Exteriores I a carga viva por corte para vigas exteriores sera determinada aplicando las fracciones especificadas I:nla tabla 2. 6.4. 2. 2.3b-1


81

MJiC rc"" ,. ~

_ ,--,,_

l ~:;:;;tj':/ MTr~~' I'"'·"·''''''''' JJSS(~

iOI".~"""" ·'''' J""CO#t!lI~""'},

IF""lte,.,,.j1u



prevenir desplazamiento vertical en la interiase.

Para casas que no se encuentren en las tablas 2.6.4.2.2.3a-1 y b-1, los factores de distribuci6n por carga viva para vigas exteriores sera determinado usando la regia de la palanca. EI parametro sera tom ado como positivo si la viga exterior esta dentro del tablero de la CUNa de trafico y negativa si esta fuera.

0

l !!!iero

barrera

Tl~bfero

de concreto ;;tJNe vigas cajon (l lUfri Ie de acero .

NIA

Regia de la palanGa

a

Regia de la Palanca

b,c

Como esla especificado en la tabla 2.6.4.2.2.2/).1

l ab/ero de enrejado de uccro sobre vigas de

1I

Disposiciones adicionales para vigas exteriores en puentes losa - viga can secci6n transversal lipo marco a diafragmas que se especifican en el Art. 2.6.4.2. 2. 2d podran apI/carse. 2.6.4.2.2.3c Puentes esviados EI corte en la viga exterior en el angulo obtuso del puente sera corregido cuando la linea de apoyo es esviado.

Tabla 2.6.4.2.2.3b-1

Distribuci6n de carga viva por carril para corte en vigas exteriores

ripos de Superestructura

EI valor del factor de correcci6n sera obtenido de la tabla 2.6.4.2.2.3c-1 yes aplicado a las fracciones especificadas en la tabla 2.6.4.2.2.3a-1 para vigas ihteriores y en la tabla 2.6.4.2.2.3b-1 para vigas exteriores.

Tablero de conerelo,

Dos 0 mas carriles de Diseno cargados

vigas de concreto 0 acero,

Rango de Aplicaci6n

2.6.4.2.2.1

I

Tab/ero de concreto enrejado parcfalmente o totalmente !lena do sobre vigas de

concreto 0 acero;

Regia de la palanca

a,e,k

Regia de la Palanca

S (S

S 0.36 + 7600

02 + 3600 - 1b700

NIA

r

i,j

vigas T de concreto, secckmes doble T VT

Sf esM suficientemente coneetada para aeluar como una unidad

Viga cajon multi ·celda

d

de concreto, secclones

cajon Tab/era de concreto sobre vigas cajon de concreto rociado

b,c

Vigas cajon de

I,g

concreto usado en

h

a,e, k

Regia de la palanca

9

= eginterior

e

= 0.6 + 3000

lado para actuar

T y doble T Vigas cajon multi -celdas

como una unidad

Regia de la palanca

d

!

c:OOr(~r c:aoJ9(~r

b,c

Regia de la palanca

I,g

CO~oJ6(~r C2~J8(~r

r cr C f(f f (]J °5 5

f5

J

b

ooo

N",,3

vigas caj6n usadas en

1800 5 S 53500 60005L 5 43000 450 5d 5 1700

Regia de la palanca

RegIa de la palanca

tab/eros multi - vigas

5 1500

= e g inlerior

g

o 5d. 51400

Regia de Ia.

9

=

e gin( erior

·300 5 d. 5600

palanca

usados en tabferos multi -

Vigas de concreto excepto

·6005d. ginlerior

d. e =0.8 + 3050

rociado

1800 5 S 5 4000 6000 5 L 5 73000 8905 d 5 2800

9=e

d. e=0.64+ 3800

vigas cajon de concreto

Vigas cajOn de concreto

·300 5d. 51700

d.

i,j; sf esM suficientemente conec-

de e =1.02 + 15000

vigas

h

Regia de la palanca

Regia de la palanca

Regia dela

Regia de la palanca

NIA

i,j; s; esM conecrado 10 suriciente-

Nb ? 3 900 5 b 5 1500 6000 5 L 1: 37000

mente para pre vent" desp/azamiento ver tical relativo en las

5sN&s20 1.0x10 fO S'Js2.5x10u

intercaras

Tablera de enrejado de

a

Tablera de concreto sabre

NIA

palanca

acero sobre vigas de acero

NIA

concreto que no s ean vigas cajon usado en

lableros multi· vigas.

I

I

1. 7x10!Q S I 52.5x10"

Olras vigas de

NIA

vigas T de concreto, vigas

Ta blero de conereto sabre I

1100 5S 5 4900 60005 L 573000 1105t, 5300 4x1r1 51{" 53<10" NI; z 4

0.70 (b L

lablerO multi - vigas

Regia de la palanca

cajon

Ver labia 2.6.2.2.2a·1

sobre vigas de mad,era

Regia de la palanca

de concreto, secciones

Tab/era de madera

sabre vigas.de acero 0 madera Tab/ero de concreto

I

enrejado parcialmente 0 tota/mente lIeno sabre

Un carril de Diseno cargado

NIA

vigas de mader a

Distribuci6n de carga viva por carril para corte en vigas interiores. Aplicable a secci6n transversal de tabla

Regia de la pa/anca

a,1

vigas de acero 0 madera Tab/ero de concreto sobre

Tipo de SUPerestructura

Rango de Dos 0 mas Aplicacion carriles de diseno cargados

tabla 2.6.4.2.2.1

Tablero de madera sabre

Para determinar el corte extremo en los puentes multi - vigas; todas las vigas seran tratadas como la viga en la esquina obtusa. Por ejemplo, como el ajuste es aplicable a todas las vigas entonces sera aplicable a la fracci6n obtenida de la tabla 2.6.4.2.2.3.a para vigas interiores.

Tabla 2.6.4.2.2.3a-1

Un carnl de diseno cargado Regia de la palanca

Aplicab/e a secciones transverss/es de

b,c

Como

est'; especificado en labia 2.6.4.2.2.2b-1

mufti-vigas cajon de acero

i,j sf esta conectada sofa-

mente 10 suficiente para

82



MTCA.~

i Clttoc
fF·t"'(!.~i\f'.·

MTC.4~

MANUAL DE DISENO DE PUENTES MANUAL DE DISENO DE PUENTES

Tabla 2.6.4.2.2.3c-1 Factores de correcci6n para factores de Distribuci6n de carga para el corte en el apoyo de la esquina obtusa.

Tipo de Superestructura

Aplicable a fa seccion

Factor de correccion

transversal de tabla

Rango de ap/icacion

2.6.4.2.2. 1 Tab/era de concreto, enrejado pareia/mente 0 to/a/mente lIena sabre

v;gas de concreto 0 acero; vigas T de concreto, secciones dobte Ty T

V'gas cajon multicetdas de concreto, secciones cajon

a.e.k

( U J I OJ 10 + 02Q tg ()

K: )

i.j; siesta sufiCientemenle conectado para acluar

r

L

1

10 +l 0.25 + 70d JIg ()

Tabtero de concreto sobre vigas cajon de rociado

concreto

Vi9as cajon de concreto usados en tab/eros multi vigas

b,c

JLd

10+ ~ tg e

1100 5554900 6000 5 L 5 73000 Nb 24

0·50 5 60· 180055 5 4000 6000 5L 5 73000 900 5 d 52 700 N,23 0° 5 B560 0 18005553500 6000 5 L 5 43000 450 5 d 5 1700 N b ,? 3

(g

L.j/90 1.0 + -gQ(j

,

? 7.1

"lt C"' f!lII' Afo ),

VERIFICACION DE SEGURIDAD Resistencia de los Materiales en los Estados Umites

( 11 .1 CONCRETO

0" 5 B 5 60·

como una umdad d

.7

i Oi ro t1:ie llc,," f'ull

l'_Ito>u,,'1h;

0°

s B :5' 60 0

6000 5 L 53 7000 430 5d 5 1500 900 5 b 51 500 5
1.7 .1.1.1 Generalidades I as componentes estructura/es deberan ser proporcionados para satisfacer los requerimientos en lodos los estados limites apropiados de servicio, fatiga, res/stencia y eventos extremos. Las componentes estructurales de concreto pre-esforzado y concreto parcialmente pre-esforzado seri!m investigados para esfuerzos y deformaciones para cada etapa que pueda ser critica durante la t:onstruccion, el pre-essforzado, manipuleo, transporte y montaje, as; como durante la vida uti! de la estructura de la cual forman parte. Concentraciones de esfuerzo debido al pre -esforzado u otras cargas, y restricciones 0 deformaciones impuestas debe ran ser consideradas.

2.7.1. 1.2 Estado Limite de Servicio Acciones a ser consideradas en los estados limites de servicio ser{m agrietamiento, deformaciones y esfuerzos del concreto, Los esfuerzos de agrietamiento seran tomados como el modulo de ruptura especificado en 2.5.4 2.7.1.1.3 Esta do Limite de Fatiga No se requiere investigar la fat/ga en las losas de tableros de concreto que usan viga s multiples. En regiones de esfuerzos de compresion debido a cargas permanentes y de pre-esforzado, la fatiga debera ser considerada solo si el esfuerzo de compresion es menor que el doble del esfuerzo de traccion maximo por sobrecarga resultante de la combinacion de cargas por fatiga como se especifica en la tabla 2.4.5.3-1. Cuando se requiera considerar la fatiga, el rango de esfuerzo debera ser determinado usando la combinacion de carga de fat/ga especificada en la Tabla 1 anterior. Las propiedades de la secci6n para investigaciones de fatiga seran basadas en secciones agrietadas donde la suma de esfuerzos, debido a cargas permanentes y pretensado sin factorar, y 1.5 vece s la carga de fatiga, es de traccion y excede

0.2sFc

EI rango de esfuerzos en el acero de refuerzo recto no debera exceder:

If = 14S-033/,,,,,,

+ss(i)

donde : ft rango de esfuerzos (MPa) fm;n = nivel de esfuerzo minima agri~tado, resultante de la combinacion de 'carga de fatiga, especificado en la Tabla 1, posit/vo si es traccion, negativo si es compresi6n (MPa) r/h = relaci6n del radio a la altura de las deformaciones transversales del acero (corrugaciones); si no se conoce el valor actual se puede tomar 0.3. En cables de pre-esforzado, el rango de esfuerzos no debe exceder: 125 (MPa;- (1250 11m 2) para radios de curvatura en exceso de 9m. 70 (MPa) (7000 11m2) para radios de curvatura menor a 3.60 m. . 2.7 .1.1.4 Estado Lim ite de Resistencia Los estados lim ites a ser considerados seran aquellos de re sistencia y estabi!idad. La resistencia factorada sera el producto de la re sistencia nominal, determinadas de acuerdo con las disposiciones

84 ICG



85

MTC),

}UI(1)c;cll1" 6cn:rrlll ;1t,C:''t!III''y IF~II'~CJ"rj't .

MANUAL DE DISEIIO DE PUENTES

aplicables de los articulos 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 5.10, 5.13 Y 5.14 del AASHTO, a menos que otros estados Iim/1es sean especificamente identificados, y el factor de resistencia sea el especificado en el articulo siguiente. Factores de resistencia Construoci6n convencional

III AL DE DISENO DE PUENTES

MTCJ,.~

Dir"llt::riCItCieflerlil [ doCHlil\6"t

.1'"' 11'0"..,01""''''

( /.1.5 Estados Limites de Eventos Extremos

"" tructura como un todo, y sus componentes, debera ser dimension ada para resistir el colapso "' /,/' 10 a eventos extremos como se especifica en la Tabla 2.4.5.3-1, asi como puede ser apropiada

I /

if " 01 sitio Y su uso.

Los factores de resistencia ¢ sertln formados como: para flexion y tracci6n de concreto reforzado para flexion y tracci6n de concreto pre-esforzado para corte y torsion:

.1

090 1.00

II

CIMENTACIONES

11.1

Cimentaciones Superficiales

11. 1.1

concreto de densidad normal concreto de baj'l def/sidad

0.90 0.70

para compresi6n axial con ftspirales y estribos, exc.epto como se especifica en el articulo 5. 10. 11.4.1.b (AASHTO) para zonas sismicas 3 y 4 en el estado limite de eventos extremos para aplastamiento del concreto

0.75 0.70 0.70

para compresi6n de modelos de re/iculado para cOmpresi6n en zonas de anclaje: concreto densidad normal concreto baja densidad

0.80 0.65 1.00

para tracc/on en el acero en zonas de anclaje

Para elementol! a flexo - compresi6n, el v"lor de ¢ puede incrementarse linealmente al valor por flexi6n Como la resistencia factorada por carga axial, ¢P , disminuye de 0. 10 fc .4 a O. r g Para elementos parcialmente pre,esforzados en flexion con 0 sin tracci6n, el valor de ¢ puede tomarse como:

. ¢" 0.90+0.10 (PPR)

donde:

PPR ~

donde:

CONSIDERACIONES GENERALES

I 1.1.1 Aplicaci6n

/ , rlispuesto en esta seccion se aplicara al disefio de zapatas ais/adas. Ademas sera aplicable en 1f). ltas combinadas y plateas de cimentacion, en donde sea posible. Las zapatas asentadas sobre 1~ lIlInos requerirtln especial consideracion en el disefio, debiendose especificar las medidas para /'" li ar una adecuada compactacion del.relleno de cimentacion. • 1\ 1.1.2 Presiones de contacto

zapatas seran disefiadas para mantener las presiones maximas del suelo ylo de la roca dentro de \·" /ores admisibles. Para prevenir asentamientos diferenciales, la cimentacion sera disefiada can el fin /11 mantener la presion de contacto 10 mas uniformemente posible. Del m/sma modo, si las zapatas ·.ttm soportadas por pilotes 0 pilares excavados, el espaciamiento de estos elementos debera I';ogurar en. 10 posible cargas similares sobre los elementos de la cimentaci6n profunda.

I l lS

I 8.1.1.3 Cime ntaciones no rectangulares 1.ls zapatas que soportan columnas 0 pilares no rectangulares seran disefiadas con la hipotesis que IllS columnas 0 pilares actuan como elementos cuadrados con un area equivalente para la ubicacion ,I" las secciones criticas de momento, corte y anclaje del refuerzo en las zapatas . :' .8. 1.1.4 Nivel de cimentaci6n

Ap,fpy A.,fpy +A,fy

PPR ~ relaci6n de pre-~sforzado parcial A, ~ area del refuerzo no pre-esforzado (mm2) A p , " area de acero de pre-esforzado (mm;!) fy = resistencia a la fluencia especlficada de las barras de refuerzo (MPa) fpy " esfuerzo de fluencia del acerp de pre-esforzar (At/Pa) Factores de resistencia no seran aplicables a las longitudes de tras/ape y desarrollo del refuerzo.

I as zapatas estaran empotradas a una profundidad suficiente para proporcionar la seguridad ;ujecuada de acuerdo al tipo de suela y la proteccion contra la socavacion y los efectos de las Ilcladas. Se tomaran las medidas necesarias en caso de uso de geotextiles 0 filtros granulares para /{iducir la posibilidad de sifonamiento 0 para su usa con fines de relleno en el estribo. Deberan ,;onsiderarse los efeclos de explosiones en el caso de cimentaciones sobre roca, si es que son ,:ontemplados en el proceso constructivo.

2.8. 1.1.5 Consideraci6n del nivel frealico I_as cimentaciones seran diseiiadas considerando el nivel freatico mayor esperado, evaluandose su influencia sobre la capacidad de los sue los ylo roca y los asentamientos.

Estabilidad La estructura como un todo, y sus componentes sertln disefiadas, para resistir el des/izamiento, volteo, levantamiento y PEindeo. Efectos de cargas excentricas seran ·considerados en el ana/isis y disefio. Pandeb de elementos prefabricados d(.Jrante el manipuleo, transporte y montaje debera ser invfj stif?a do.

2.8. 1.1.6 Fuerzas de levantamiento En caso de cimentaciones sometidas a fuerzas de levantamiento, sera evaluada su resistencia estructural y su resistencia allevantamiento. 2.8.1.1.7 Anclaje Las zapatas ubicadas sobre superficies de roca inclinadas, poco rugosas y que no estan restringidas por algun material resistente seran fljadas mediante anclajes en la roca. Si la remocion de la roca se realiza en grandes areas mediante explosiones, se evitara cualquiertipo de anclajes superficiales.

86 ICG

Instituto de la Construcci6n Y Gerencia


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MANUAL DE D/SENO DE PUENTES

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2.8.1.1.8 Cercanfa a estructuras existentes

Si la cimentacion se encuentran ubicadas cerca a estructuras eXistentes, el analisis de la cimentacion sera ampliado para evaluar la influencia de las estructuras existentes sobre la cimentacion y el efecto de la cimentaci6n sobre tales estructuras. 2.8,1.1.9 Propiedades del suelo y de la roca

Para el diseiio de las cimentaciones sf! requeriran las propiedades del suelo y de la roca que definen su resistencia y compresibilidad. Los analisis para evaluar la estabilidad y los asentamientos de la cimentaciori se realizaran en base a las propiedades calculadas a partir de ensayos de campo ylo laboratorio. Valores referenciales podran ser empleados solamente en los analisis en el estado limite de servicio, en los casos indicados en esta seccion. 2.8.1.2

2

Asb Ast

CIMENTACIONES CON PEDESTALES

[

2.8.1.2.1 Dimensionamiento

La relacion entre la altura libre a la menor dimension lateral promedio del pedestal, sera no mayor que 3, 2.8.1.2.2 Esfuerzos.

Los esfuerzos de diseiio en las cimentaciones de concreto cicl6peo 0 pedestales seran calculados suponiendo una distribucion lineal de esfuerzos. Para cimentaciones y pedestales construidos directamente contra el suelo, el espesor efectivo a usar en el calculo de los esfuerzos sera el espesor promedio menos 7.5 cm. No se requiere un diseiio por flexion, salvo que la proyeccion de la cimentacion desde una cara externa a la cara del elemento cimentado sea mayor que el espesor de la cimentacion. 28.1.3 CIMENTACIONES CON ZAPATAS 2.8.1.3.1 Cargas y ReaCCiones

Se considerara a las zapatas bajo la accion de fuerzas actuantes en dlreccion vertical hacia abajo debidas a las cargas impuestas, equilibradas por una distribuci6n de presiones hacia arriba, ejercidas por los materiales de cimentacion y distribuidas sobre el area de la zapata considerando la excentricidad de la resultante de las fuerzas actuantes. Cuando se usan pilotes bajo las zapatas, la reaccion de la cimentacion sera considerada como una serie de cargas concentradas aplicadas en los centros de los pilotes, donde cada pilote transmite una parte de la carga total de la zapata. Cuando una zapata Simple ais/ada soporta una columna, pilar 0 muro, se asumira que la zapata actua en voladizo. Cuando la zapata soporta mas de una columna, pilar 0 muro, la losa de cimentacion sera diseiiada considerando las condiciones de continuidad y restriccion reales. 2.8.1 .3.2

2.8.1.3.2.2 Distribucion del Refuerzo EI refuerzo sera distribuido uniformemente a todo 10 ancho de la zapata cuadrada, sea en una direccion 0 en dos direcciones. En el caso de zapatas rectangulares, el refuerzo en la seccion menor sera distribuido uniformemente a todo 10' ancho de la seccion. En la secci6n mayor, una parte del refuerzo sera distribuida uniformemente en un ancho de banda central igual a la longitud de la secci6n menor; el refuerzo restante sera distribuido uniformemente a ambos lados del ancho de banda. central de la zapata, EI refuerzo en el ancho de banda estara dado por la siguiente ecuacion:

Momentos

2.8.1.3.2.1 Secciones Crfticas

La secci6n critica para efectos de flexi6n sera el plano vertical que pasa por la cara de la columna, pilar 0 muro. En caso de columnas que no son rectangulares, la seccion sera ubicada en la cara del cuadrado concentrico de area equivalente. En caso de cimentaciones de muros de mamposteria, la secci6n critica se ubicara en ellado medio entre el extremo y la linea media del mum. En caso de cimentaciones bajo bases de columnas metalicas, la secci6n se ubicara en ellado medio entre la cara de la columna y el extremo de la base metalica.

~ + 1J

donde: Asb = Refuerzo en el ancho de banda Ast = Refuerzo total en la direccion menor L = Longitud de la zapata (mayor) B = Base de la zapata (menor) 2.8.1.3.3 Cortantes 2.8.1.3.3.1 Secciones Crfticas La resistencia al cortante debido a cargas concentradas 0 reacciones sera aquel/a que resulte mas severa entre las siguientes condiciones: a) Para acciones en una direccion, una secci6n determinada en un plano que comprende todo el ancho de analisis y ubicada a una distancia d desde la cara de la columna, pilar 0 muro, 0 desde cualquier cambio brusco en el espesor de la losa de la zapata. b) Para acciones en dos direcciones, una secci6n perpendicular al plano de la zapata y con un perimetro situado al menos a d/2 del perimetro del area de la reaccion 0 la carga concentrada, 0 de cualquier cambio brusco en el espesor de la losa.

Para cimentaciones que soportan una columna 0 pilar con placas metalicas, la secci6n critica sera la media entre la cara de la columna 0 pilar y el extremo de la placa. 2.8.1.3.3.2 Zapatas sobre Pilotes 0 Pilares Excavados EI cortante en la secci6n crilica sera calculado considerando 10 siguiente: • La reacci6n total de todo pilote 0 pilar excavado cuyo centro esta a dp/2 (Ia mitad de su diametro) alejado de la secci6n critica. No se tendran en cuenta los elementos cuyos centr~s estan a dpl2 dentro de la secci6n critica. Para posiciones intermedias se considerara una parte de la reacci6n del elemento, considerando que la reacci6n tiene una distribucion uniforme en toda la superficie del pilote. 2.8.1.3.4 Anclaje del Refuerzo Seran consideradas las longitudes de anclaje del refuerzo de acuerdo a los principios de diseiio en concreto armado. Se asumiran las secciones criticas definidas para los momentos y todos los pianos verticales donde se tengan cambios de dimensiones de la secci6n 0 en el refuerzo.

88 ICG - Ins titulo de la Construccion y Gerencia


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MTC~<'"

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1/11/11 DE DISENO DE PUENTES

2.8.1.3.5 Transferencia de Fuerzas en la Base de la Columna

Si se consideran condiciones de carga con levantamiento del elemento, la fuerza total de traccion sera resistida por el refuerzo. EI area total de refuerzo no sera menor que 0.5% del area neta del elemento cimentado, dado con un minimo de 4 barras. Se tomaran las provisiones necesarias de longitud de anclaje y de empalmes para las barras de refuerzo. .

2.8.2 CimentaciQnes Profundas 2.8.2.1

CIMENTACIONES CON PILOTES

2.8.2.1.1 Pilotes Hincados 2.8.2.1.1.1 Generalidades 2.8.2.1.1.1.1 Usa

EI pilotaje sera considerado en caso que las zapatas cimentadas sobre roca, suelo granular 0 cohesivo rigido 0 granular sean costosas. Los pilotes pueden ser usados como medio de proteccion de zapatas contra la socavacion, donde exista un alto potencial de erosion.

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.FetWI:.... II,.'

IInalisis de la resistencia de los pilotes se tendra en cuenta: I ,I lliferencia entre la resistencia de un pilote simple y de un grupo de pilotes. I .I/Jacidad del estrato de suelo para soportar la carga del grupo de pilotes. I I'l etos del hincado de pilotes sobre las estrueturas adyaeentes. / I"etos de la socavacion. 11.I(lsmisian de fuerzas tales como friccion negativa y la carga debida al asentamiento del terreno.

I III

Todas las fuerzas y momentos aplicados en la base de la columna 0 el pilar sen3n transferidos a la parte superior de la zapata mediante la accion conjunta del concreto y el refuerzo. Las fuerzas laterales serEm transferidas a la zapata de acuerdo a los mecanismos de corte y por tanto estaran disefiadas para una adecuada transferencia del cortante de la columna. Las presiones sobre el concreto en la superficie de contacto no excederan la resistencia a la compresion especificada del concreto. EI refuerzo en la interfase entre la zapata y el elemento cimentado sera proporcionado extendiendo el refuerzo longitudinal principal dentro de la zapata 0 mediante elementos de refuerzo adicional, dimensionado y detal/ado de tal forma que satisfaga los siguientes requisitos: Transferir todas las fuerzas que exceden la resistencia correspondiente del concreto en el elemento cimentado 0 la cimentacion.

M 'JiC

Ii i .1.1.1.4 Cargas debidas al asentamiento del terreno IIIIS cargas seran consideradas: I " areil/as, limos y suelos organicos compresibles

I

II

reI/enos colocados recienlemente en la superficie el nivel freatico ha sido deprimido

I ;w mdo

•

il,, ~ cargas, factorizadas, se sumaran a la carga muerta vertical factorizada aplicada en la IU I/ )lItacion, para establecer la capacidad portante en el estado limite de resistencia. I '/ I.) evaluacian del asentamiento en el eslado limite de servitio, estas cargas seran sumadas a la " , /.1 muerta vertical aplicada en la cimentacion.

/

~ Ii /' .1, 1.1.5 Espaciamiento 1m ospaciamientos entre centros de pilotes seran no menores que 0.75 m 02.5 veces los diametros 0 ;, I()s del pilote, el mayor entre los dos valores. I I l /istancia entre la cara de un pilote y ellado mas cercano de la zapata sera mayor que 0.225 m I I " ' /Ji/otes deberan estar 0.30 m denlro de la zapata, luego de haber removido todo el material dafiado I I " I pilote durante el hincado. ,I 1. 1 union del pilote con la zapata esta dada mediante barras 0 torones, el pilote puede estar par 10 IIlll l/()S 0.15 m dentro de la zapata. En caso de vigas de concreto armado usados como cabezales " I ,[)rtados por pilotes, el recubrimiento lateral de los pilotes sera mayor que 0.15m. mas un 11i;lIbrimiento adicional para considerar desalineamientos laterales en el pilote; ademas, los pilotes 11 111c/aran por 10 men os O. 15m dentro del cabezal.

, 11 2.1.1.1.6 Pilotes Inclinados pilotes inclinados deben ser evitados en caso de preverse cargas por asentamiento del terreno,

/ IJ:;

I'.! como en zonas sismicas 3 y 4.

2 .8.2.1 .1.1.2 Profundidad

La profundidad de hincado sera determinada en base a la resistencia del pilote a las cargas verticales y laterales, asi como a los desplazamientos esperados, tanto del pilote como de los materiales del subsuelo. En general, a menos que en las operaciones de hincado se I/egue al rechazo, la profundidad minima sera:

• 3 metros, en suelos cohesivos rigidos y granulares compactos • 6 metros, en suelos cohesivos blandos y granulares sueltos Los pilotes inclinados estaran colocados a una profundidad no menor que un tercio de su longitud libre, a menos que se encuentre el rechazo durante el hincado. En caso de suelos blandos 0 sueltos sobre estratos firmes 0 duros, el pilotaje debera penetrar el estrato firme hasta una profundidad establecida para limitar el movimiento del pilote y proporcionar la capacidad portante adecuada.

'/).2 .1.1.1.7 Nivel Freatico y Sub-presiones

I .I capacidad portante sera determinado usando un nivel freatico consistente con aquel empleado para "deular los efectos de las cargas. Sera considerado en el disefio el efecto de la presion hidrostatica. I

11.2,1.1.1.8 Protecci6n contra el Deterioro

';/t eonsideraran, como minimo, los siguientes tipos de deterioro:

Corrosion de pilotes de acero, particularmente en reI/enos, suelos con bajo pH y ambientes marinos. Ataque por sulfatos, cloruros y acidos en los pilotes de concreto. Deterioro de pilotes de madera debido a ciclos de humedecimiento y secado 0 por accian de insectos 0 aguas agresivas.

2.8.2 .1.1.1.3 Resistencia

Los pilotes deberan ser disefiados para tener capacidad portante y resistencia estructural adecuadas, y soportar asentamientos y desplazamientos laterales tolerables.

90

ICG - Instrtuto de la Construcci6n y Gerenci;l


91

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MANUAL DE DISENO

2.8.2.1.1.1.9 Fuerzas de Levantamiento

I,;,n

len el extremo superior se colocara un refuerzo en espiral adicional de 4 vueltas espaciadas

a

.1.8 m.

• en el resto del pilote,

2.8.2.1.1.2.1 Dimensiones del Pilote

Los pi/oles pueden ser de seccion uniforme 0 de seccion variable. EI pilotaje con seccion gradualmente reducidas no sera usado cuando los pilotes tengan que comportarse como columnas. Cuando los pilotes no esttm expuestos a aguas marinas 0 agresivas, se pueden emplear pilotes C(l" secciones transversales no menores que 900 cm'- En caso contrario, las secciones sertm no menore que 1420 cm'-.

el refuerzo en espiral tendra un espaciamiento no mayor que 10.0 cm.

/I " 1.1.4 Pilotes Metalicos II .!. .1.14.1 Pilotes con secci6n en H /I ) 1.14.1.1 Espesores IIHI /lilotes tendran un espesor minimo del alma de 10.2 mm. Las platinas de empalme tendran un 1"I:;or no menor que 9.5 mm.

2.8.2.1.1.2.2 Acero de Refuerzo

EI refuerzo longitudinal consislira en 4 barras como minimo, espaciadas untformemente a 10 largo d"1 perimetro del pilote. EI area del refuerzo sera no menor que 1.5 % del area transversal neta de la pari,' uniforme del pilote. 0

espirales a todo 10 largo del pilote.

2.8.2.1.1.3 Pilotes Prefabricados de Concreto Pre-esforzado 2.8.2.1.1.3.1 Dimensiones

1\ Y 1.1.4.1.2 Empalmes I,, ·, ,'mpalmes haran posible el desarrollo de los esfuerzos en la secci6n neta del pilote. Las alas y el II/lid estaran empalmados ya sea mediante soldadura en sus bordes 0 mediante platinas unidas por " f
Las dimensiones del pilote seran tales que la secci6n transversal no sera menor que 10 indicado par.I pilotes de concreto armado. ,I

Los pilotes pueden ser de seccion IIena 0 seccion hueca. En el disei'io de piloles con seccion hueca SCI tomaran las precauciones necesarias para prevenir la rotura 0 agrielamienlo debidos a la presioll interna en los huecos. EI espesor de los pilotes cilindricos sera no menor que 12.5 cm. 2.8.2.1.1.3.2 Calidad del Concreto

La resistencia a la compresi6n en el momento del hincado sera no menor que 35 MPa (350 kglcm2), Se considerara el uso de concretos con aire incorporado en pilotes sometidos a procesos intensos d,) congelamienlo / descongelamiento y humedecimiento / secado.

/) ,7. 1.14.1.3 Cabezales cabezales para pilotes de acero empotrados en concreto.

Nil se requieren

"1. 2 1.1.4.1.4 Adici6n de puntas de acero ':1 se pre viera que el pilote va a atravesar gravas, bolones, material de desmonte u obstrucciones, la 1" lIlta de los pilotes puede ser reforzada con elementos estructurales prefabricados 0 con una forma Jl lccuada de la punta del pilote. La inclusion de elementos estructurales serajustificada tecnicamente.

' il.2.1.1.4.2 Pilotes con secci6n tubular

2.8.2.1.1.3.3 Refuerzo

Los cables de pre-esfuerzo seran espaciados y tensados para proporcionar un esfuerzo de compresion uniforme en la secCi6n transversal del pilote no menor que 5 MPa (50 kglcm~, despues de considerar las perdidas de pre-esfuerzo, a menos que se especifique 10 contrario. Los cables de pre. esfuerzo estaran confinados con refuerzo en espiral, como sigue: Pilotes con diametro no mayor que 0.60 m: • Area del refuerzo en especial no menor que 0.23 cm2

•

t~","o.G,,,~"

2

2.8.2.1.1.2 Pilotes Prefabricados de Concreto Armado

•

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"'~" . ~lit C~Ir~I''''~ 'I _' ,-.... ! f:1..tO~~"· IIlo"

...

• Area del refuerzo en especial no menor que 0.26 cm Ln los extremos del pilote se dispondra refuerzo en espiral de 16 vueltas espaciadas cada 5.0

Los pliotes disefiados para resistir fuerzas de levantamiento debertm 5er verificados en su resistene/, allevantamiento y su capacidad estructural para soportar esfuerzos de tension.

EI refuerzo longitudinal estara confinado por estribos

MJiC

''',AI OE OlSENO DE PUENTES

•

En los extremos del pilote se dispondra refuerzo en especial de 16 vueltas espaciadas a 7.5 cm.

•

En el extremo superior del pilote se dispondra un refuerzo adicional de 5 vueltas espaciadas a 2.5cm.

•

En el resto del pliote, el refuerzo en espiral tendra un espaciamiento no mayor que 15.0 cm.

Pilotes con diametro mayor que 0.60 m:

1.13.2 .1.1.4.2.1 Espesores Il)s pilotes tendran un espesor acorde con el diametro exterior. Para pilotes con un diametro exterior Illenor que 35.6 cm, el espesor sera no menor que 6.35 mm (1i 4 "); para pilotes con un diametro Il xterior mayor 0 igual que 35.6 cm, el espesor sera no menor que 9.52 mm (3/8 '?') ,8.2.1.1.4.2.2 Empalmes / os empalmes haran posible el desarrollo de los esfuerzos en la secci6n total del pilote. Los pilotes seran empalmados mediante soldadura en los extremos 0 mediante el uso de abrazaderas 0 tnanguitos soldados. Los empalmes seran detallados en los pianos. 7..8.2.1.1.4.2.3 Hincado EI hincado de los pilotes tubulares puede realizarse con la secci6n extrema abierta 0 cerrada. Las I llatfnas usadas para tapar la seccion no se extenderan mas alia del perimetro del pilote.

92 ICG - Instituta de la Canslrucci6n y Gerencia

leG - Inslilula de la Canslrucci6n y Gerencia

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2.8.2.1.1.4.2.4 Comportamiento como columna

En caso de pilotes utilizados como parte de una subestructura tipo p6rtico 0 donde se pre viera un fuerte socavaci6n que puede exponer una parte del pilote, se considerara en el analisis un pos/btl comportamiento como columna, a flexo-compresi6n.

SUPERESTRUCTURAS ' .0.1 Superestructuras de Concreto ~ . ~l11

GENERALIDADES

2.8.2.1.2 Pilotes Llenados In-Situ I I presente capitulo tiene por finalidad presentar una descripcion general del proceso de diseno de

2 .8.2.1.2.1 Dimensiones

Los pilotes de concreto I/enados in-situ pueden ser de seccion uniforme, pueden tener diametro variable, disminuyendo a partir de una profundidad dada, 0 puede ser de base acampanada si SOli Ilenados2 en hoyos perforados 0 en pozos. EI area de la seccion superior del pilote sera no men or qUIJ 645 cm , y el de la seccion inferior sera no menor que 323 cm 2 Para extensiones sobre el niv(ll superior del pilote, el tamano minimo sera como 10 especificado para pliotes prefabricados de concreto armado.

I" perestructuras de concreto basado en metodos simplificados y haciendo referencia a los articulos ,Jutallados del Presente Manual de Diseiio. ~ .9 1.2

CONSIDERACIONES GENERALES

;1. 9.1.2.A Filosofia de Diseno (Art. 2,3.2) . 2.9.1.2.B Estados Umites (Art 2.3.2.1) 2.9.1.2.C Objetivos del Proyecto (Art. 2.3.1)

2.8.2.1.2.2 Acero de Refuerzo

EI area de refuerzo longitudinal sera no menor que 0.8 % del area total de la secci6n transverSal. E1 refuerzo transversal sera proporcionado con espirales de un area no menor que 23 mm 2 a UII espaciamiento de 15 cm. EI acero de refuerzo sera prolongado 3 metros bajo el nivel donde el suelo proporciona adecuada restriccion lateral. Los casings con un espesor mayor que 3 mm pueden S8' consideradas como parte del refuerzo. En ambientes corrosivos, se reducira en 1.5 mm el espesor do la cubierta con fines de determinar la resistencia del pilote.

~.9.1.3 DISENO DE SUPERESTRUCTURAS TIPO LOSA Y VIGAS

? 9.1.3.1 Desarrollo de la Seccion General " ,9.1.3.1.1 Ancho de la Calzada (Art. 2.1.4.3.2) .9.1.3.1.2 Determinacion de luces (Art. 1.2) /..9.1.3.1.3 Seleccionar tipo de puente %.9.1.3.2Desarrollo de Secciones Tipicas %.9.1.3.2.1 Vigas Prefabricadas PIS

2.8.2.1.3. Pilotes Inyectados de Pequeno Diametro 2.8.2 .1.3.1 Dimensiones

Los pilotes tendran un diametro no mayor de 0.20 m, de forma aproximadamente circular, en posicion vertical 0 inclinada. 2.8.2.13.2 Cali dad del concreto

EI concreto usado sera de tal calidad que el consumo de cemento en la mezcla debe ser no men or que 350 kg por metro cUbico del material inyectado. 2.8.2.1 .3.3 Pruebas de carga

La capacidad de carga debe ser verificada experimentalmente a traves de pruebas de carga. EI numero de pruebas de carga minimo sera dos; debe exigirse una prueba de carga para los diez primeros pilotes y una para cada veinte pilotes restantes (0 fraccion). En casos especiales 0 cuando existan grandes variaciones en las caracterfsticas del terreno, se pueden ejecutw pruebas de carga adicionales 2.8.2.1.3.4 Efecto de Pandeo

Para la verificacion 'de la capacidad de carga a compresi6n, en el caso de pilotes a traves de estratos de suelo blando, debera ser considerado el efecto de pandeo.

2.9.1.3.2.1.a Ala superior Espesor no sera menor de 50 mm. 2.9.1.3.2.1.b Ala Inferior Espesor no sera men or de 125 mm. 2.9.1.3.2.1.c Almas Espesor no sera men or de: Concreto armado : 125 mm Concreto pre-esforzado : 165 mm 2.9.1.3.2.1.d Dispositivos de Izado Si se sabe por anticipado que los anclajes para los disposilivos de izado seran puestos a la cara de un miembro que sera expueslo a la vista exterior 0 a materiales corrosivos, . cualquier restricci6n 0 localizaci6n de los dispositivos de izado empotrados, la profundidad de remocion y el metoda de /Ienado de las cavidades luego de la remoci6n seran mostradas en los documentos del contra to. La profundidad de remoci6n no sera menos que la profundidad de recubrimiento requerida para el acero de reforzamiento. 2.9 .1.3.2.1.e Juntas de Construccion Las juntas de construccion seran de dos tipos: dentadas 0 del tipo cerrado. Las juntas en las zonas de los pilares de puentes continuos seran del tipo cerrado. Las juntas tipo dentado satisfacertm los requisitos de detal/es para cons,trucciones prefabricadas.

94 ICG - Institute de la CenstrucCi6n y Gerencia


95

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MANUAL DE DlSENO OE PUENTES

M~ NIIAL OE OISENO

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OE PUENTES

Para vigas pretensadas las juntas seran postensadas. S, la junta (fpo cerrado excede 150 mm; su seccion a compresion sera reforzada por confinamiento.

.r.\I(Jrior Y anclado por un gancho standard de 90°. Si la losa se prolonga mas aJ/:!J del alma exterior, ,[ /I 'enos 1/3 de la capa inferior del reforzamiento transversal sera prolongado en el volado de la losa \' lil l/dra un anclaje mas aJ/a de la cara exterior del alma siendo no menor en resistencla que aquel

Juntas de construccion totalmente efectivas Miembros de vigas de concreto pretensado con 0 sin una losa prefabricada pueden hacerse continuas longitudinalmente para cargas permanentes y temporales con combinaciones de reforzamiento y postensado. EI ancho de una junta cerrada en miembros de concreto prefabricado tomara en cuenta el empalme del acero cuya continuidad es requerida por consideraciones de diseiio y para acomodar el empa/me de los ductos de postensado, siendo este ancho no menos que 100 mm en los pilares intermedios Si la junta esta localizada en el miembra su reforzamiento en el nucleo sera mas grande que en las vigas adyacentes. En el caso de post-tensado en multiples estados, las longitudes de ductos cubiertos para tendones, los cuales estan tensionados antes de que la resistencia a compresion de la losa, alcance el Fc, no seran colocados en la losa.

rll lll

2.9.1.3.2.2. Vigas T y Cajon Multicelular vaciados "i n situ"

1\ menos que otra cosa sea especificada, en cualquier seccion de una componente, la cantidad de ",fllerzo de pre-esforzado y refuerzo que no es de pre-esforzado sera adecuada para desarrollar una 'L'sistencia a flexion factorada, Mr, en al menos 1.2 veces lil resistencia ala ratura determinada en /),-)se a una distribucion de esfuerzos elasticos y el modulo de ruptura, fr, del concreto. Las

se produce con ganchos standard.

, Ll 1.3.2.2.e.2 Refuerzo de la losa inferior de vigas cajon coloeados "in situ" refuerzo uniformemente distribuido de 0.4% del area del ala sera colocado en la losa inferior .. I/'alela al tramo de viga ya sea en una 0 dos capas. EI espaciamiento de tal reforzilmiento no

/1/1

" xt;edera 450 mm. Un reforzamiento uniformemente distribuido de 0.5% del area de la seccion II c/nsversal de la losa, basado en el espesor mas pequeno, sera colocado en la losa inferior en f"rma transversal al tramo de viga. Tal reforzamiento sera distribuido sobre ambas superficies con un Ilspaciamiento maximo de 450 mm. Todo el reforzamiento transversal en la losa inferior sera JJ/lJlongado a la cara exterior del alma exterior en cada grupo y ser anclado por gillichos standard de II()" .

~ 9.1.3.2.2.e.2.1

2.9.1.3.2.2.a.Ala 0 Losa Superior EI espesor del ala superior que sirve como los a del tablera sera: • Como aquel definido en el articulo 2.9.1.3.3 • Como aquel requerido para el anclaje y recubrimiento del pretensado transversal, si este es usado • No menos que 1/20 de la luz libre entre filetes, acartelamientos 0 a/mas a menos que se us en nervaduras transversales a un espaciamiento igual a la luz libre 0 que se proporcione pre tens ado transversal. 2.9.1.3.2 .2.b.Ala 0 Losa Inferior EI espesor del ala ,nterior no sera menor que:

140 mm • 1/16 de la distancia entre filetes 0 almas de vigas no pretensadas, 0 • 1/30 de la luz libre del tramo entre filetes, acartelamientos, 0 almas para vigas pretensadas, a menos que nervaduras transversales a un espaciamiento igual a la luz libre del tramo sean utilizadas. •

2.9.1.3.2.2.c. Almas Espesor determinado por los requisitos de diseiio por corte, torsion, recubrimientos y colocacion del concreto.

Minimo

,Jisposiciones del Reglamento AASHTO 5.10.8 seran aplicadas. I 'ara miembras, que no tienen acero pre-esforzado, las disposiciones de reforzamientO minilno !,(leden ser consideradas satisfechas si:

Pm;"

=

Distribucion del refuerzo para el control del aqrietamiento Las disposiciones que aqui se especifican se aplicaran al refuerzo de todas las componentes de concreto, excepto a las losas de tableros en el cual la tension de la seccion transversal excede al 80% del modulo de ruptura, aplicable a la combinacion de carga en el estado limite en servicio. tos miembros deberan considerar que los esfuerzos de tension en el refuerzo de acero estructural en el estado limite. fsa, no debe exceder: fsa

2.9.1.3.2.2.d. Peralte Especlficado en (Art. 2.9.1.4.1)

= (d

z A/13 ::; 0.6fy .. e

.. (1)

donde: de =prafundidad medida desde el extremo de la fibra en tension al centro . de la barra

0

cable

localizado 10 mas cerca, pero no sera mayor que 50 mm. A = area de concreto con el mismo centra que el refuerzo de tension principal y encerrado por la superficie de la seccion transversal y una linea derecha paralela al eje neutral, dividido por el

2.9.1.3.2.2.e.Refuerzo 2.9.1.3.2.2.e.1 Refuerzo de la losa del tablero en vigas T y vigas cajon vaciado "in situ" EI refuerzo en la losa del tablera de vigas T y vigas cajon vaciados "in -situ" pueden ser determinadas por los me/odos tradicionales 0 por metodos empiricos de diseno. Cuando la losa del tablera no se extiende mas aI/a del alma exterior, al menos 1/3 de la capa inferior del reforzamiento transversal en la losa del tablero sera prolongado en la cara exterior del alma

96

~003~ fy

ICG - Instituto de la Construcei6n y Gereneia

2

numero de barras 0 cables (mm ). ancho de grieta (N/mm). La cantidad z en la eCl:1acion 1 no excedera 30 KN/mm (3000kg/m) para miembros en condiciones de exposicion moderada, 23 KN/mm (2300 kg/m), para miembros. en condiciones de exposicion sel/era

z = parametro de

y 17.5 KN/mm (1750 kg/m), para estructuras enterradas. ICG - Instituto de la Construeei6n y Gereneia

97

'M'· 'ire Le.' I"''''''~~'',,,,, 6" j ' ~~l::"cl):::j:/MANUAl DE DISENO D6 PUENTE S

Ei 'Acera de pretensado con adherenCia puede ser inclwdo en el calculo de A, en cuyo caso el intiementode esfuerzos en el acero de pretensado con adherencia mas aI/a del estado de destorripresiOn calculado sobre' las bases de una secciOn fisurada 0 analisis de compatibilldad de deformacion, no excedera el valor de '{sa hal/ado en la ecuaciOn 1, Cuando las alas de vigas T y cajOn de concreto reforzadO estan en tension, en el estado limite ell servicio, el refuerzo de tensiOn a flexion sera distnbUido sobre el menor de: • Anchoefectiva del ala, (Art, 2,9,1.32.2.f)

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Mo\NUAl DE DISENO DE PUENTES

//1 losa

0

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'" C~",ht~ 1 "'~. "o.uJllld

450 mm para losas prefabricadas y para losas mas que 4 veces el espesor minimo de la

''' 'in),

1\ ,,'a cimentaciones 0 muras de concreto estructural, el espaciamiento no excedera a 300 rrim en tia direc ciOn sobre las caras, y el area de acera por temperatura y acortamienlo de fragua no xcedera:

I ..

LAb= 0.0015 A g .

• , t../nancho igual a 1/ 10 de la longiiud promedib de tramos adyacentes entre apoyos. Si el MCtlO efectivo excede 1/10 del tramo, el refuerzo longitudinal adicional, con area no menor que 0.4"/0 del area de losa de exceso sli1ra considerado fuera del ala. Si la prafundidad del alma excede 900 mm, el reforzamiento longitudinal de membrana (A.J sera uniformemente distribuido a 16 largo de .las caras laterales de la componente en una dlstancia d/2 y mas cercanaal refuerzo de tension a flexiOn . EI area de refuerzo de membrana en mm 2/ mm de alto sabre cada cara lateral no sera menor de:

donde:

A, 2: O.OOI(d -760) $ A, + A,. , 1200

Aps:"areade 'acero de pretensado (mm2) , As" = at:ea de refuerio en tens iOn (mm2) d.

9. 1.3.2.2.f. Ancho efectivo de las Alas " .9.1.3.2.2.f.1 Generalidades

'1/ ausencia de un

analisis mas refinado, a menos que se especifique de olra manera, el ancho de la Ipsa de concreto sera tomado como un ancho efeclivo debido a la aceiOn compuesla que se origina. I ,1 longilud efectiva dellramo usado en el calculo del ancho efeclivo del ala puede s,e r lomada como

I" longitud real del Iramo para Iramos simplemenle apoyadoS y la dislancia ,enlre los punlos de II/flexion debido a cargas permanenles lanlo para momenlos positivos como para negativos en I, .,mos continuos.

I 'wa vigas inleriores, el ancho efecliva del ala puede ser 10mado como el menor de:

• Y. de la longilud efectiva del tramo

= profundidad a flexiOn, tom ado como la distanCla de la cara en compresiOn al centroide del acera (mm).

a y,

EI espaclamiento maximo del refuerzo de membrana no debera exceder a d/6 0 300 mm.

12 veces el espesor promedio de la losa mas el mayor espesor del alma superior de la viga, 0 • EI espaciamiento pramedio enlre vigas adyacenles.

Tal refuerzo puede ser Ifrcluido en el calculo de la resistenCia si un analisis de compatibilidad de deformaciones es hecho para determinar los esfuerzos en las barras 0 cables individuales.

I lara vigas exteriores, el ancho efeclivo del ala puede ser iomado como la milad del anoho efectivo cle la viga interior adyacenle mas el menor de:

2.9.1,3,2 .2.13.2,2 Temperatura y Acortamiento de fragua

• 1/ 8 de la longitud efectiva dellramo 6 veces el espesor promedio de la losa mas el mayor de la milad del espesor ,del alina ancho del ala superior de la viga de esludio, 0 • EI ancho del volado.

Los refuerzos por temperatura y acortam/fmto de fragua seran colocados cerca a las caras del c'oncreto expuesto a cambios diarios de temperatura. EI refuerzo por temperatura y acortamiento de fragua es un refuerzo adicional pOr 10 cual el refuerzo total sobre 'las superficies no debe ser menor del que se especifica aqui.

del ancho del ala

0

Y. del

/' 2.9 .1.3.2.2.f.2 Vigas cajon de concreto y vigas cajon de una celda vaciadas "in-situ" :

2.9 .1.3.22.e:2.3 COTriponentes de espesOr menor que 1200 mm. EI reforzamiento por temperatura y acortamiento de fragua puede ser en forma de barras, alambres soldados 0 ten dOries pre-esforzados.

Los anchos efectivos de las alas pueden ser lomados como aquel/os especifieados en laS figuras 1 a 4 donde:

do = profundidad de la supereslruclura (mm). b = ancho del ala a cada lado del alma (mm) bm = ancho efectivo (generalizado) del ala usado de acuerdo a la figura 2.0 para delerminar bmr Y A.'? O. 75 Ar/fy don de: b m, dependiendo de la posiciOn de la secciOn de inleres en ellramo (mm). Ag area bruta de la secciOn (mm 2) bmr= ancho efectivo del ala para porciones inleriores de un Iramo (mm). fy =' Ia resistenCia de fluencia especificada en MPa. bm,= ancho efectivo del ala en apoyos inle riores 0 para brazos en voladizo (mm). a porciOn del Iramo sujela a una IransiciOn en el ancho efectivo del ala, tomado como el menor E/ acero sera igualmente distr/buido en ambas caras; menos aquel/os miembros de espesor menor 0 igual que 150 Trim donde el acera puede ser colocado en una sola capa. de: ancho fisico del ala a cada lado del alma mostrao'o en la figura 3.00 Y. de la longilud del tramo (mm). E/'reforiamientb por temperatura y acortamiento de fragua tendra un espaciamiento no mayor que 3 veces el espesor de la componente 0 450 mm. I, = una nola ciOn de la longitud del Iramo especificado en la figura 1.0 para el prop6sii0 de determinar b, y bs , como se especifica en la figura 2,0, En caso de usar tendones pretensados, estos tendran un esfuerzo a compresion pramedio minimo 2 b, = coeficientes para delerminar el ancho efectivo del ala en apoyos y en brazos en cantilever. ' de 'O, i5 MPa (7.5 kgficm ) del area bruta de concreto en la direcciOn considerade basado en el preBr = coeficienle para determinar el ancho efeclivo del ala en porciones inUiriores de los IramoS. eSTue'rzo efe'ciivb despues 'de ias perdidas. EI espaciamiento de tendones no deb era exceder 1800 Las siguienles interpretaciones son aplicados: mm 0 la distancia especificada para ductos 0 tendones en losas (no mas de 1.5 veces el espesor de b sera tomado como el ancho del ala a cada lado del alma, por ejemplo:b" b2 0 b 3, ver figura 3.0 Para barras 0 alambres soldados el area de re forzamiento en cada direccion no sera menor que:

=

=

98


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99

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MANUAL DE DIS ENO DE PUENTE ~

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ANLIAL DE DISENO OE PUENTES

•

Para b 50.3dc no es necesario reducir el ancho del ala.

• •

Para b >' 3do " el imcho efectivo puede ser determinado de acuerdo con las figuras 1 y 2. En cualquier evento, ni b m( ni bm , sera tomado mas grande que b.

0.

de

• Los efeCtos carga no simetrica sobre el ancho efectivo del ala puede ser despreciado. • EI valof de b m, sera determinado usando la mayor de las longitudes efectivas del tramo adyacehtes a Ibs apoyos. y, •

,-

Forma de bml/b

Sistema

simpfemente de s "" .,y"das I, = 1.0 L 1111 I"

la r

Si bm( es menor que b m• en un tramo, la forma del ancho efectivo con el tramo puede ser determinado conectando la linea de los anchos efectivos bm , en los puntos de apoyo contiguos.

L- .

Para la superposicion de los efectos de fuefza local y global, la distribucion de esfuerzos debido a efectos globales puede ser asumida como una forma de linea recta de acuerdo a la figura (3c). La distribucion lineal de esfuerzos debe ria ser determinada de la constante distribuci6n de esfuerzos usando la suposiCion de que la fuerza en el ala permanece inalterada y que el ancho maximo de la distribucion lineal de esfuerzos a cada lado del alma es dos veces el ancho efectivo del ala. Las propiedades de la seccion para fuerzas normales pueden ser deter'minadas de acuerdo a la flguia (4) 0 ser calculados de analisis mas rigurosos.

r-L Tramo en Extremo I, =O.8L

EI anr::ho efectivo p ara superestructuras multiceldas vaciada s in-situ puede ser tomado como se especifica en las generalidades, coa cada alma tomado como una viga 0 como el ancho de la losa del tablero. En e/liltimo caso los efectos del corte seran investigados. 2.9 .1.3.2.2.1.4 Tableros Ortotropicos de Acero

EI ancho efectivo de la plancha del tablero actuando como ala superior de un rigidizador longitudinal o Un arco, sera como el que se especifica en la tabla 2.9.1 .3.2.2.f-1.

i

1

bmr b""

Tramo interior I, =O. 6L

T

I+--- L

I.Imzos en vOfadizo I, 1.5 L

m ?l,IV1..r~~ a a-i

!

L

r

""'-. ~

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T

b m,

b m(

1 T L

bmf

.;

! T

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bm,

!

I a~ t

! bm ,

.8 0 + eo

--t

1

Tabla 2.9.1.3.2.2.f-1 AncHo efectivo del tablero actuando con un elemento de mayor rigidez Calcufo de :

.

l o.1 0.1

-ar

( 1J1I[inuas

2.9. 1.3.2.2.1.3 Superestructuras multiceldas vaceadas "in-situ"

lar

b m,

bm,

V"t,' ,

r

I.------

l

L

Figura 2.9. 1.3.2.2.f- 1 Coeficientes b( y b,. Para determinar el ancha efectiva del ala.

"

i' 'i'

Propiedades

del

e/amenlo

de 8 =8 0

mayor rigidez para el ca/cuto de la " fgidez del tablero

y

flexion deb/do a cargas muertas. Propie(Jades de la seceion para

el calculo de

los

80 +

eo = a + e

eleCl.os de

efectos de

ao =1.1a

a o

+

eo

= 1.3(a+e)

flex/on debido a carg
100 ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia ICG - Instituto de la Construcci6ri y Gerencia

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0.6

0.7

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0.9

1.0

b

Figura 2.9. 1.3.2.2.f-2 Coeficientes bnlb, para determinar el ancho del ala efectiva, dado los valores de bl l i

Il)

br1l2

ESFUERZO CONSTANTE EN bm DEI3IDO A FLEXION

bo

bo

c)

bm ,

b r,,2

DISTRIBUCl6N LINEAL DE ESFUERZOS· EN EL ALASUPER IOR

~ "',' .

figl,Jfa 2.9. 1.3.2.2.f-3 Anchos de ala efectiva correspondientes a .seocion{,!s tramwersales, .b,;, .., para flexion y corte.

102

ICG - Institulo de fa c:o nslrucci6n y Gerencia


103

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MANUAL DE DIS END DE PUENTE

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DE PUENTES

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3.3.3.1 Aplicacion empirico de tableras de concreto reforzado puede ser usado si las condiciones de diseiio 1/1 '" Itisfechas. !. ,Iisposiciones de este articulo no seran ap/icadas a volados. lol l volados deberan ser diseiiadas par: ('drgas de rueda para tableras can barandas y barreras discontinuas usando el metoda de franja lI l/uivalentes. I Sl)bre carga equivalente para tableras can barandas con tin uas. II 1

,//1;(:110

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b,

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A- A

SECCIDI\J

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I I

-

iii ala en voladizo, tomado como la dis tan cia desde el extrema del ala exterior a la cara del alma
~r-r l I I I

1.3.3.3.2 Longitud Efectiva

1'1 ".1este praposito la longitud efectiva de la losa sera tomada como: • /\1ra losas monoliticas can muras y vigas: la distancia cara a cara y • I,lara losas apoyadas sabre vigas de concreto a acero: la distancia entre los extremos del ala mas

I I I

•P I.3.3.3.3 Condiciones de Disefio I I (/isefio empirico puede ser usado solamente si las siguientes condiciones son satisfechas: I ~I I \ I Las componentes de apoyo son hechas de acera ylo concreto. EI tablera es totalmente colocado in-situ y curado can agua \ I I / \ b"'j FI tablera es de prafundidad uniforme \b l I \ I I I ~ r...~ I I • La relacion de la longitud efectiva al peralte de diseiio no excede a 18 y no es menos que 6. 30' I I be La profundidad del alma de la los a no es menor que 100 mm. \ I I ,'" I • La longitud efectiva como esta especificado antes no excede 4100 mm. ) \ I I I \ I I I EI peralte minima de la losa no sera menor que 175 mm. / II \ I I I L \ I II I-/ay un volado mas alia del centra de linea de la viga exte~ior de al menos~5 veces el peralte de la losa. Esta condicion es satisfecha si el volado es al menps 3 veces la profundidad de la losa y una barrera de concreto estructuralmente continua esta hecha en forma compuesta can el volado. • La resistencia a los 28 dias del tablera de concreto es no menor que 28.0 MPa (280 kgf!cm') y P L AI~T EI tablera esta hecho en forma compuestacon las componentes estructurales. Un minima de dos conectores de corte en la region de momenta negativo en las superestructuras continuas de acero Figura 2.9. 1.3. 2. 2.f-4 Anchos efectivos de Ala, b n para fuerzas normales. seran dispuestas. Para vigas de concreto, el usa de estribos extendiendose dentra del tablera sera tomado como suficiente para satisfacer este requerimiento.

L

1\

I

\

~

At

y:-~

\

~

J

WJ I-

j

A

A

2.9,1.3.3Disel'jo de Tabler05 Convencionales de Concreto Armado 2.9.1.3.3.1 Losas del Tablera (Art. 2.6.4.2.1) 2.9.1.3.3.2 Peralte Minimo 61 peralte minima de un lab/era excluyendo ranuras a desgastes no debera ser menor que 175 mm. 2.9.1.3.3.3 Olseiio Empirico

1.9.1.3.3.3.4 Requerimientos de Reforzamiento l,uatro capas de reforzamiento isotropico seran dispuestas en las losas disefiadas empiricamente. EI /cforzamiento sera localizado 10 mas cerca posible a la superficie como los requerimientos de recubrimiento 10 permita. EI reforzamiento sera dispuesto en cada cara de la losa can la capa exterior mayor colocada en la direccion de la longitud efectiva. La minima cantidad de reforzamiento sera 0570 mm'lmm de acero para cada capa inferior y 0.380 mm'lmm de acera para cada capa superior. EI espaciamiento del acero no excedera de 450 mm. 101 acera de reforzamiento sera grado 400 mas. Todas las barras de reforzamiento seran rectas f!xcepto los estribos que podran aceptar dobleces. Si el esviamiento excede 25°, en las zonas f!xtremas del tablero, el reforzamiento especificado en ambas direcciones sera doble. Cada zona extrema sera tomada como una distancia longitudinal igual a la longitud efectiva de la losa especificada en (Art. 2. 9. 1.3.3.3.2)

a

Las provisiones de este diseiio, trata exclusivamente sabre el proceso de diseiio empirico para losas de tableros de cqncreto apoyados en componentes longitudinales y no sera aplicado a cualquier otra articulo en esta seccioll. Las barras longitudinales del reforzamiento isotropico puede partic/par en la resistencia de la zona de momenta negativo de un apoyo interno de estructuras continuas.

104 ICG



105

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2.9.1.3.3.4. Diseiio Tradicional 2.9.1.3.3.4.1 Generalid ades

Las provisiones de este articulo se aplicaran a las losas de concreto, las cuales tienen cuatro capas de refuerzo, dos en cada direcci6n y cumplen con el peralte minimo. 2.9.1.3.3.4.2 Refuerzo

EI refuerzo sera colocado en la direcci6n secundaria en la parte inferior de la losa como un porcentaje del reforzamiento principal para momento positivo como sigue: • Cuando el refuerzo principal es paralelo al trMico : 1750/5 s50% •

Cuando el refuerzo principal es perpendicular al trafico:

donde:

3480/ JS s67%

5 =Iongitud efectiva del tramo tomado igual a la longitud especificada en (Art 2.9.1.3.3.3.2) 2.9.1.3.3.5 Metodo de las Franjas (Art 2.6.4.2.1.3) 2.9.1.3.3.6 Aplicacion de la Sob recarga 2.9. 1.3.3.6. 1 Gargas de Diseiio para tablero. sistemas de tablero y losa superior de alcantarilias de seccion caj6n.

Las disposiciones de este articulo no seran aplicadas a tableros diseiiados por metodos empiricos. Donde los tableros y losas superiores de alcantarillas de secci6n caj6n son diseiiadas usando el metodo de franjas equivalentes especificados en (Art. 2.6.4.2.1.3), ellos seran disefiados para: • Ejes de ruedas de 145 KN (14.8 t) del cami6n de disefio donde las franjas son transversales. • Todas las cargas especificadas para la carga viva vehicular, incluyendo la sobrecarga equivalente, donde las franjas son longitudinales. 2.9.1.3.3.6.2 Ancho Equiva lente de Franjas en los bordes de losas

Especificado en (Art. 2.6.4.2.1.4) 2.9.1.3.3.6 .3 Distribucion de Ga rgas de Rueda

M~C ECi Yr.""'"''"''''' •


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Compresi6n axial con espirales 0 estribos excepto en columnas a ser diseiiadas biaxialmente como se especifica mas abajo, para zonas sismicas 3 y 4 en el estfdo limite de eventos extremos. I_a resisten cia biaxial de columnas no sera menos que la requerida para flexi6n. Las columnas seran inves tigadas para ambos casos de carga extrema como se especifica en el estado limite de evento extremo. Los factores de resistencia seran remplazados tanto para el refuerzo de columnas en espiral como para refuerzo de columnas que van amarradas por el valor de 0.5 cuando el factor de carga axial ~ extrema para la columna excede 0.20 fc A g. EI valor de ¢puede ser incrementado linealmente de 0.5 a . 0.90 cuando la carga axial extrema factorada esM entre 0.2 fc Ag Y 0.0. Aplastamiento en concreto Compresi6n en modelos de bielas de compresion Y tracci6n Compresi6n en zonas de concreto de densidad normal Tracci6n en 131 acero en zonas de anclaje

0.70 0.70 0.80

1.00

Para elementos en flexo - compresi6n. el valor de ¢ puede ser incrementado linealmente al valor por flexi6n a medida que la carga axial de resistencia factorada, ¢p". disminuye de 0.10 fc Ag a O. Para componentes con ·pretensado parcial en flexion con 0 sin traccion. el valor de ¢puede tomarse como: ¢ = 0.90 + 0.10 (PPR) para 10 cual: Aps fpy

PPR= A f

ps py

+A/y

donde: PPR relacion de pretensado parcial A, area de armadura de refuerzo A", = area de armadura de pretensar f,.. fpy = esfuerzo de fluencia de barras de refuerzo y acero de pretensar respectivamente

Especificado en (Art. 2.6.4.2.1.5) 2.9.1.3.3.7 Armadura de Distribucion

2.9.1.3.5Seteccion de Modificadores de Carga 2.9.1.3.5. 1 Ductilidad (Art. 2.3.2.2) 2.9.1.3.5.2 Redundancia (Art. 2.3.2.3)

2.9.1.3.3.8 Diseiio de Voladizos en sentido transversal

2.9.1.3.5.3 Importancia Operacional (Art. 2.3.3.4)

Para el disefio de voladizos transversales del tablero que no excedan 1.80 m del eje de la viga exterior a la cara de la estructura continua del elemento horizontal de la baranda. la linea de cargas de rueda exteriores puede ser reemplazo por una carga de "cuch/lla" linealmente distribuida de 1500 kg/m de intensidad, siluada a 0.30 m de la cara del elemento horizontal de la baranda.

2.9.1.3.6 Selecci6n de Combinaciones de Carga Aplicables y Factores de Carga

Especificado en (Art.2.4.5.3) 2.9.1 .3.7 Calculo de Efectos de Cargas Vivas de Vehiculos

2.9.1.3.4Seteccion de Factores de Resistencia

Factores de resistencia ¢ tomaran los siguientes valores. Flexi6n y tracci6n de concreto arm ado Flexi6n y tracci6n de concreto pre-esforzado· Corte y torsi6n: Concreto de densidad normal

0.90 1.00 0.90

2.9. 1.3.7. 1 2.9.1.3.7.2 2.9.1.3. 7.3 2.9.1 .3.7.4

Seleccion de Gargas Vivas (Art. 2.4.3.2) Y Numero de Vias (Art. 2.4.3.2.1) Presencia Multiple (Art. 2.4.3.2. 1) Efectos Dinamicos (Art 2.4.3.3) Factores de Distribuc ion para Momentos (Art. 2.6.4.2.2.2)

a. Vigas interiores con Tableros de Concreto b. Vigas e xteriores

106 ICG - Institute de ·Ia Construcci6n y Gerencia

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ICG - Instituto de la Censtrucci6n y Gerencia

107

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c. Vigas esviadas

2.9.1.3. 7.5

Factores de Distribuci6n para Corte (Art. 2.6.4.2.2.3) a. Vigas inleriore s b. Vigas exleriores c. Vigas Esviadas

2.9 .1.3.8Caleulo de los Efeetos de Otras Cargas (Art. 2.4.5.3) 2.9.1 .3.9 Investigaeion de Estados limites de Servieio 2.9.1.3.9.1. Evaluaci6n de Perdidas en Elementos Pretensados

En lugar de analisis mas delal/ados, las perdidas de prelensado en miembros conslruidos y prelensados en un solo estado pueden ser tomados como:

t;f,., = t;f,.", + !1j"s, + !1j"c" + t;j., I En miembros poslensados :

t;j", = t;f,.,- + I'if,.., + t;j",., + t;j,.,." + t;j"", + t;f,." donde : dfpT dfpF dfpA dfpES dfpSR dfpCR dfpR2

• F.n zonas de lension precomprimidos sin refuerzo ndherido En olras zonas que no sean zonas de len si6n precomprimidos y sin refuerzo auxiliar adherido.

NIA

0.25

En areas con refuerzo vincula do el cual es sUficienle para resistir el 120% de la fuerza de lension en el concreto fisuradD calculado sobre las bases de una secci6n no fisurada Para esfuerzos manejables en pilares preesforzados.

ffc 5 1.38

0.58

ffc

(MPa)

"'-."' -

(MPa)

0.4.15JrC (MPa)

/ .9.1.3.9.3.1.3 EsfuerzDs de tension en Puentes construidos secuencialmente

• En miembros prelensados :

•

I 'J ,1.3.9.3 .1.2 Esfuerzo s de tensi6n excepto en Puentes construidos segmentalmente. / ').'; limiles siguienles seran aplicados:

" ,9. 1.3.9.3. 1.3.a

Esfuerzos longitudinales a traves de las uniones en la zona de tensi6n previamente comprimida. l os siguienles limiles seran aplicados :

Uniones Ilpo A con refuerzo auxiliar CDn adherencia minimo a (raves de las uniones, el cual es suficienle para soportar la fuerza de lensi6n calculados a un esfuerzo de 0.5 . fy con lendones internos

= perdida lolal (MPa) = perdlda debido a friccion (MPa) = perdidas debido a los anclajes (MPa)

= perdidas debido a acortamienlo elastico (MPa) = perdidas debido a encogimienlo (MPa) = perdidas debido a creep del concrelo (MPa) = perdida debido ala relaja cion del acero (MPa) .

Uniones lipo A sin refuerzo auxiliar con adherencia minimo traves de las uniones con lendones inlerno s • Uniones lipo B con tendones exlernos

a

0.25jJ'C (MPa) lension maxima

Sin lension

1.38 (MPa) minima

2.9.1.3.9. 2 Limitaciones de Esfuerzos para Tendones de Pretensa r

compresion.

Los esfuerzos de los tendones debido a prelensado 0 en eslado limile de servicio va/ores de: no excedera los •

como 'se especifica en la labia 2.5.4.2.4.1-1,

0

• 10 recomendado por el fabricante de los lendones

0

anclajes.

Los esfuerzos de tendon en los estados limile de evento extremo y resislencia no excederan la resislencia limite a tension especificada en tabla 2.5.4.2.4. 1-1.

..9.1.3.9.3.1.3. b Esfuerzos transversales ayaves de las uniones los siguienles limiles seran aplicados:

• para cualquier Ilpo de uniQn

025jJ'C (Mpa) maxima lension

2.9.1.3.9.3 Limitaciones de Esfuerzos para el Concreto 2.9. 1.3.9.3. 1.3.c Esfuerzos en otras areas sin refuerzo nD pretensado con adherencia. Los siguientes limiles seran aplicados:

2.9.13.9.3.1 Antes de las Perdidas

Esfuerzos de tension no seran permilidos en areas sin refuerzo con adherencia.

2.9.1.3.9.3.1.1 Esfuerzos a Compresi6n

Los limiles siguienles seran aplicados: • Componenles pre lens ados 0.60 Fc (MPa) Componenles posl-Iensados 0.55 Fc (MPa)

• Si el refuerzo con adherencia es lal que es suficienle para

0.50jJ'C (MPa)

soportar la fuerza de lension calculada en el concrelo oblenido de suponer una seccion no fisurada a un esfuerzo de 0.5 fsy

108

ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

109

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i~:;U~':~':/ MANUAL DE DISENO DE PUENTe~

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r" "',i6n en otras area sin refuerzo

2.9.1 .3.9.3.2 Despues de las perdidas

11',

2.9 .1.3.9.3.2. 1 Esfuerzos a Comp resi 6n

La compresion sera investigada usando la combinacion de carga I en el Estado Limite especificado ell tabla 2.4.5.3-1 Y sera permitido: En otros puentes que no son construidos en dovelas debido a cargas permanentes

0.45 f'c (MPa)

• En otros puentes que no son construidos por dovelas debido a cargas transitorias y permanentes y durante el transporte y manipuleo

con adherencia. ,iguientes limites seran aplicados: con

Sin tension

• Cuando el refuerzo sin adherencia es tal que es suficiente /lara soportar la fuerza de tension en el concreto calculado ...obre la suposicion de que la seccion no esM fisurada a 11/1 esfuerzo de 0.5 fsy

o.50ffc (MPa)

Uniones tipo , Irlherencia

A

sin

refuerzo

auxiliar

minimo

0.45 f'c (MPa)

,10 1.3.9.4 Investigaei6n de Durabilidad / ns estructuras de concreto seran disefiadas para dar proteccion al acero de refuerzo y al acero de IfI .'tensar contra la corrosion, durante /a vida de la estructura.

2.9.1.3.9.3.2.2 Esfuerzos de Tensi6n

Para la contribucion de las cargas en servicio, el cual involucra cargas de trafico, esfuerzos de tensioll en miembros con tendones pretensados con adherencia deberian investigarse la Combinacion III do Carga en Servicio. Para tension en la zona tensada previamente comprimida asumiendo secciones puentes que no son construidos en dovelas. Los siguientes limites seran aplicados: • Para componentes con tendones pretensados con adherenCia que no sean pilares • Para componentes sujetos a condiciones de corrosion severa • Para componentes con adherencia

- ': ,""«d" ' 0."", M~C ~€.~

W II/Al DE DlSENO DE PUENTES

tendones pretensados sin

no fisuradas ell

0. 50 fJ'C (MPa)

i 9. 1,3 .9.5 Control de Agrietam iento

I.!>pecificado en (Art. 2.9. 1.3.2.2.e.2. 1) 025fJ'C (MPa) Sin tension

Esfuerzos longitudinales en la zona de tension previamente comprimida de Puentes construidos en dovelas. Los siguientes limites seran aplicados: • Uniones tipo A con refuerzo auxiliar adherido a traves de las juntas, el cual es suficiente para soportar la fuerza de tension longitudinal calculada a un esfuerzo de 0.5 fy, tendones Intemos

nUiuenmientos especiales los cua/es son necesarios para la durabilidad deberan indicarse en el ,rJlwmento de contrato. Deberan identiflcarse las partes de las estructuras donde: A,ie incorporado es requerido Refuerzo galvanizado 0 cubierta epoxica es requerido Aditivos especiales para concreto son requeridos • EI concreto sera expuesto a sus sales de agua 0 sulfatos de suelos 0 agua y Un procedimiento de curado especial es requerido

0.25fJ'C (MPa)

;1 .9.1.3.9.6 Investigaei6n de Fatiga, si es aplicable 1,1 faliga no necesita ser investigada para losas de tableros de concreto cuando se trata de vigas

II lultiples. t /1 regiones de esfuerzos de compresion debido a preesfuerzos y cargas permanentes, la fatiga sera ,;onsiderada solamenle si este esfuerzo de compresion es menor que dos veces la tension maxima lie esfuerzos de carga viva resultado de la combinacion de carga de fatiga como se especifica en lilbla 1 correspondientes al Art. 2.4.5.3 Oonde las consideraciones de fatiga son requeridas, el rango de esfuerzos sera determinado Ifsando la combinacion de carga de fatiga como se especifica en la tabla 1 mencionada. Cas propiedades de la se ceion para investigaciones de fatiga estartm basadas en secciones (,suradas donde la suma de esfuerzos debido a preesfuerzos y cargas permanentes no fa ctoradas y "/.5 veces la carga de fatiga esta en tension yexcede 0.25 ffc . 2,9,1.3.9.7 Caleulo de Deflexi6n y Contraflecha

Uniones tlPO A Sin refuerzo auxiliar minimo con adherencia a traves de las juntas •

Uniones tipo 8, tendones extemos

Sin tension

1.38 MPa compreSion minima.

Para tension transversal en zonas de tension previamente comprimida. Los siguientes limites seran aplicados: •

Tension en la direccion transversal en zonas de tension precomprimida

0.25fJ'C (MPa)

2. 9.1 .3.9.7.1 Criterios para Deflexi6n

I.os criterios que a conlinuacion se listan seran considerados opcionales en caso de tableros. Ortotropicos. Las disposiciones para tableros ortotropicos seran consideradas como mandatorios. AI aplicar estos crilerios la carga vehicular incluira la carga dlnamica permisible, Los siguientes principios pueden aplicarse para controlar las deflexiones: • Cual'1do se investigue la defle xion maxima absoluta, todos los carriles de disefio debedm ser cargados, y supone que todos las componentes de apoyo defle ctaran igualmente. • Para el dlsefio compuesto, el disefio de la seccion transversal deberia incluir el ancho total de la calzada y las partes estrucluralmente continuas de las barandas, vere das y barreras.

110 ICG

Instituto de la Construccion y .Gerencia

ICG - Instituto de la Construcci6n

y Gerencia

111

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MANUAL DE D'SENO DE PU EN1 ' ,

~

MIINUAL DE D'SENO DE PUENTES

• Guando se 1(lVestiguen los desplazamientos relativos maximos, el numero y posicion de carrill" cargados deber/an ser seleccionados para dar los peores efectos diferenciales. • La posicion de carga viva de la combinacion I de carga en servicio: tabla 1 (Art. 2.4.5.3). • La carga viva sera tomada tal como se especifica en este reglamento. • Las disposiciones de como aplicar las cargas, deberan ser aplicadas. • Para puentes esviados, una seccion transversal derecha puede ser usada, para puentes curvel.'. esviados y para puentes curvos una seccion transversal radial puede ser usado. En ausencia de otros criterios, los siguientes limites de de flexion pueden ser considerados pal" construcciones en concreto, acero yaluminio: •

Garga vehicular, en general

U800

• Gargas vehiculares ylo peatonales

U1000

• Gargas vehiculares sobre estructura en voladizo •

U300

Gargas vehiculares ylo peatonales sobre estructura en voladizo.

U375

Para vigas de acero de forma I, (Art. 2.9.2) Para vigas de madera, (Art. 2.9.3.) Si se aplican los criterios mencionados, el disefrador debera escoger el mayor de: • EI resultado de considerar el camion de disefro solo 0 • EI resultado de considerar el 25% del camion de disefro junto can la sobrecarga equivalente d,' disefro. 2.9.1.3.10 Investigacion de Estados Limites de Resistencia 2.9.1.3.10.1 Flexion 2.9.1.3.10.1 .a Esfuerzos en el Acero de Pretensar - tendones con adherencia

Para estructuras de seccion rectangular 0 con alas sujeto a flexion alrededor de un eje donde I" distribucion de esfuerzos es aproximada, y para el cual f"" es no menor que 0.5 fpu, el esfuerzo promedio en e/ acero de pretensar f.. puede ser tomado como:

c

~s ~ ~"(1 - k-)

.. .....(1)

dp

I"1/ " seccion rectangular: c~

Ap., lp" + AsI" - A'.,!' .v

....... (4) .

o 85!,c p,b+kA p , ;u p

,I""de: II,.. =area de acero pretensado (mm2) . I" . ~resistencia a tension de acero pretensado (MPa) '" ~resistencia ala fluencia del acero pretensado (MPa) " =area del refuerzo del acero dulce a tension (mm2). .1\ '. =area del refuerzo a compresion (mm2) I, =resistencia a la fluencia del refuerzo en tension (MPa) I;, =resistencia a la fluencia del refuerzo en compresion (MPa) I, =ancho del ala en compresion (mm) I,,, =ancho del alma (mm). I" =profundidad del ala en compresion (mm) ii, =distancia de la fibra extrema en compresion al centro de los tendones pretensados (mm) =distancia entre el eje neutro y la cara en compresion (mm) /1, =factor del bloque de esfuerzos I / /livel de esfuerzo en el refuerzo a compresion sera investigado y si el refuerzo en compresion no ha IIlfido, el esfuerzo real sera usado en la Ecuacion 3 en lugar de fy I ii.e,tribucion rectangular de esfuerzos 11/ relacion natural entre esfuerzos de concreto y deformacion puede ser considerada satisfecha par '"' bloque equivalente rectangular de esfuerzos del concreto a compresion de 0.85 fc sobre una zona Ifllfitada por los bordes de la seccion transversal y una linea derecha paralela al eje neutro a una ,Ii.,tancia de a=/3,c de la fibra de compresion extrem·a. I iJ distancia c sera medida perpendicular al eje neutro. EI factor /3, sera tomado como 0.85 para 2 lJ.'sistencias de concreto que no excedan 28 MPa (280 kgflcm ). 2 I 'nra concretos que excedan 28 MPa (280 kgflcm ), /3, sera reducido en una proporcion de 0.05 por 2 ,.Ida 7 MPa (70 kgflcm ) de resistencia . /3, no sera tomado menor que 0.65. :' .9. 1.3.10.1.b Esfuerzos en el acero de pretensar - tendones si n adherencia I '
(d

, ,rlherencia puede ser tom ado como:

para el cual:

I"u,/

I'

)

L,

II" ~ I "" + n "Ep Ow ~- 1.0 L, < 0.94 I py· ............ (1)

fpy

k ~ 2(1.04 - - ) .................... (2)

~"

I 'ara seccion T

Para seccion T c= c~

ApJ,,,, + Aslv. - A's l'y-0.85P,!" (b - b.,)h r

0.85!" . P,b", + kA p ,'

...... (3)

..... ..(2)

" ara seccion rectangular:

;",

" 112

ApJp, + Asly - A', !'v - 0.85P,!',. (b - b"')"1 . . o85!" p ,bw

c=

AI',I"s + Aslv. - A',!,.v

o 85!" P,b

................ (3)

ICG - Instituto de la Conslrucci6n y Gerencia le G - Inslitulo de la Construcci6n y Gerencia

113

MTI

~ ~ ..

MTiC"LC~;'1"''''''''''''''

f(]'rltccI6n~n""'1

.~ ~!.=i:~'


donde:
ser tomado como 0.003 m (mmlmm). dp = distancia desde la fibra en compresion al centro de los tendones pretensados (mm). fpo = esfuerzo efectivo en el acero de pretensar en una seccion bajo consideracion, despues de toda.~ las perdidas (MPa). L, = longitud de tramo cargado 0 tramos afectados por el mismo tendon (mm). L, = longitud total de tendones entre anclajes (mm). ~ = 3.0 I (Udp) para carga uniforme 0 cargas a los terCios, para el cual el termino Udp es adimensional.

.0, = 1.5 (UdP) para cargas cerca a la mitad del tram~, para el cual el termino Udp L = longitud del tramo en mm

c = distancia entre el eje neutro y la cara en compresion (mm). Ep = modulo de elasticidad de tendones pretensados (MPa) EI nivel de esfuerzos en el refuerzo a compresion sera investigado, y si el refuerzo a compresion no ha fluido, el esfuerzo real sera usado en la ecuacion 3 en lugar de fy.

,


," "

_ .-

'.,

" . C.,,'fUt' M y

. f".I't(>r."II'\'~"

=profundidad del ala en compresion de un miembro loT (mm). =cj3" profundidad del bloque equivalente de esfuerzos (mm)

~ 9.1.3.10. 1.c.2 SecciDnes Rectangulares

a flexion alrededor de un eje y para flexion biaxial con carga .Ixia/, donde la distribucion aproximado en esfuerzos es usada y donde la profundidad del ala en / ,:"mpresion es no menor que c como se determino en la ecuacion (a.3), la resistencia a flexion ! Ilpminal Mn puede ser determinada usando las ecuaciones de (a.1) a (c. 1) en el cual bw sera tomado! lOmob. I ',Ira secciones rectangulares sujetas

7. 9.1.3.10.1.c.3 Otras secciones Po"Ira secciones transversales que no sean rectangulares ni que tengan ala, con eje vertical de simetria " para secciones sujetas a flexion biaxial sin carga axial, la resistencia nominal a flexion, N1 n sera determinada por analisis. ~. 9. 1. 3.10.1. d Lim itespara el Refuerzo. i' .9.1 .3.10.1.d.1 Refuerzo Maximo I rt cantidad maxima de refuerzo de pretensado y refuerzo no pretensado sera tal que:

2.9.1.3.10.1.c Resistencia a flexion factorada. La resistencia factorada Mr, sera tomada como:

~ ~ 0.42

.... (1)

de

M,= ¢Mn donde:

flara el cual:

Mn= resistencia Nominal (N-mm)

de = Ap., fpj'dp + A,f"d, Ap..!p, + A f ' . .. ......... .(2)

¢ = factor de resistencia especificado en (Art. 2.9.1.3.4)

.

2.9.1.3.10 .1.c.1 Secciones con Ala

LaS secciones con Ala sujeta a flexion alrededor de un eje, y para flexion biaxial con carga axial, donde la distribucion aproximada de esfuerzos es usada y los tendones tienen adherencia y donde la profundidad del ala en compresion es menor que en (c), la resistencia a flexion nominal puede ser tomado como:

Mn = ApJp, (d p

-~)+A/y(ds - ~)-A's fAd's-~)+0.85f'C(b - bW) j31h{~- ; ) .(1)donde:

Aps =area de acero pretensado (mm' ) =esfuerzo promedio del acero pretensado a la resistencia a flexion nominal

fps

d = distancia desde la fibra extrema en compresion al centro de tendones pretensado (mm). A; =area de refuerzo de tension no pretensada fy =resistencia ala fluencia de las barras del refuerzo (MPa) p

ds

.

=distancia desde la fibra extrema en compresion al centro de refuerzo en tension no pretensad0 (mm).

A ~ =area de refuerzo en compresion (mm2). fy =resistencia de fluencia del refuerzo en compresion (MPa)

d~ =distancia desde la fibra extrema en compresion al centroide del refuerzo en compresion (mm). fc

=resistencia a compresiori del concreto en 28 dias, a men os que otra edad sea especificada (MPa)

b =ancho de la cara en compresion del miembro (mm). b w =ancho del alma 0 diametro de una seccion circular (mm) 13, =factor del bloque de esfuerzos 114

leG - Instituto de fa Construcci6n y Gerencia

s y

donde: ,; = distancia desde la fibra extrema en compresion al eje neutro (mm) ,I, la profundidad efectiva correspondiente desde la fibra extrema en compresion al centroide de la fuerza en tension en el refuerzo a tension (mm). Si la ecuacion (1) no es satisfecha, la seccion sera considerada sobre reforzada. Secciones sobre reforzadas pueden ser usadas en miembros parcialmente pretensados y postensados, solamente si es demostrado analitiCamente 0 experimentalmente que la estructura puede lograr suficiente ductilidad.

Secciones de concreto sobre reforzadas no seran permitidas. Las componentes seran consideradas de concreto reforzados si la relacion parcial de pretensado PPR 0 S menor que 50% Ap/py PPR= A f +A,fy ps Py

donde: PPR = relacion parcial de pretensado As = area de refuerzo de tension no pretensada (mm 2). Ap, = area de acero preten-sado (mm 2) fy -. =resistencia de fluencia en barras de refuerzo (MPa) fpy = resistencia de fluencia de acero pretensado (MPa)


115

MTC

~Dlraec!61: Gonf'l:aJ

i::=~Y


MTC


. [Oit.t:dOItGc".r.I

. . ... c~""fI.~)·

.r..,,~.. II.

2.9.1.3.10.1 .d.2 Refuerzo minima

I

A men os que otra cosa sea especificada, . en cualquier seccion de una componente a flexion, la cantidad de refuerzo de pretensado y no pretensado sera adecuado para desarrollar una resistencia i) fle xion factorado, M, al menos 1.2 veces la resistencia de rotura determinada en base a una distribucion de esfuerzos elasticos y el modulo de ruptura f, del concreto.

,,,n torsion puede ser determinado satisfaciendo las condiciones de equilibrio y compatibilidad de oInformaciones y usando relaciones esfuerzo - deformacion experimentales, verificado para el refuerzo

Para componentes que contienen acero no pretensado, las provisiones de refuerzo minimo, pueden ser satisfechas si:

.9. 1.3. 10.2.b.1 Resistencia Nominal al Corte I d resistencia nominal al Corte Vn, sera calculada como la menor de:

Pmi" C

/I

lugar de los metodos que se especifican, la resistencia de miembros en corte 0 en corte combinado

V vi concreto fisurado diagonalmente.

O.03~c Vn = Vc + V, + Vp Vn = 0.25fc b v dv + Vp

donde: Pmin

fc fy

=relacion de acero en tension al area bruta de la setcion

I'ara el cual:

=resistencia del concreto (MPa) =resistencia a la f/uencia del acero (MPa)

Vc= 0.083 j3 ffc bv dv

2.9.1 .3.10.2 Corte (sin Momentos Torsionales)

V, =

,Ionde: I,v = ancho efectivo del alma tomado como el minimo ancho del alma dentro de la altura dv efectiva

2.9.1.3.10.2.a Requisitos Generales La resistencia torsional factorada, T" sera tomada como:

:: =

T, = if> Tn

/i = II =

donde: Tn = resistencia nominal torsional (N-mm)

It

if> = factor de resistencia especificado en (Art. 2.9. 1. 3.4).

=

11., = Vp =

La reSistencia al corte factorada, V, sera tomada como:

V, = if> Vn

de corte espaciamiento entre estribos factor que indica la habilidad del concreto fisurado diagonalmente para transmitir tension. angulo de inclinacion de los esfuerzos compresivos diagonales (). angulo de inclinacion del refuerzo transversal con respecto al eje longitudinal (). 2 area de refuerzo por corte dentro de una distancia s (mm ). componente en la direccion del corte aplicado de la fuerza pretensada efectiva positiva resiste el corte ap/icado. (N) .

?9. 1.3.10.2.b.2 Determinacion de

Vn = resistencia nominal al corte (N) if> = factor de resistencia especificado en (Art. 2.9. 1.3.4). Para concreto de densidad normal, los efectos torsion ales seran investigados donde: Tv> 0.25 if> T", para el cual:

7',;, = 0.328ffc I

Acp 2

j

fpc

Pc "\ 1+ O.328ffc I

/i = 2.0 IJ = 45°

Acp =area total encerrada por el perimetro exterior de la seccion transversal de Pc =IOrlgitud del perimetro exterior de la seccion de concreto (mm). fpc

if>

concreto (mm2)

=' esfuerzos decompresion en el concreto despues de que las perdidas de pretensado han

ocurrido en el centroide de la seccion transversal resistiendo cargas transitorias 0 en la union del alma y ala permaneciendo el centroide en el ala (MPa). factor de resistencia especificado (Art 2.9.1.3.4): .

()

Para secciones de concreto no pretensado y no sujetas a tension axial y conteniendo al menos la (;cmtidad minima de refuerzo transversal como se especifica linea s abajo 0 aquel/as que tienen una :lltura total menor a 400 mm. l.os siguientes valores pueden ser usado:

Tv

=momento torsional factorada (N-mm) =momento torsional en rotura (N-mm)

py

si

:/ .9.1.3.10.2. b .2.1 Procedimiento simplificado para secciones no pretensadas

donde: T",

AJ).v(cotB + cota)seoa . s"

2.9.1.3.10.2.b.2.2 Procedimiento general Para secciones que contlenen refuerzo transversal los valores de j3 y B seran como los especificados lin la figura 2.2.2.2 Y tabla 2.2.2.2 usando esas tablas 0 figuras se tiene que: • EI esfuerzo de corte sobre el concreto sera determinado como:

Vv - if>Vp v= - - if>bvd v

..' .(1)

2.9.1.3.10.2 .b Modelo de Diseiio por secciones EI modelo de disefio por secciones puede ser usado para el disefio par corte siempre y cuando sea razonable suponer que las secciones permanecen planas despues de ser cargadas.

116


• La deformacion en el refuerzo sobre el lado de tension como:


a flexion del miembro sera determinada

117

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6

,,= .0.1x'0" I

Si el valor de E: x calculado de la ecuacion (2) es negativo, su valor absoluto sera reducido multiplicando por el factor FE tomado como: E,A, + EpAp,

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FE=---~

E,A, + E, A, + EpAp,

donde: ¢ = fa ctor de resistencia por corte A = area del concreto sobre el lado de tension a flexion del miembro como se muestra en la figunr 2.2.2.3 (mm'). Ap,= area de aoero pretensroo sotre ellcrl; de tensiOn a flexiOn del mierrtro rrosIrado en fa figtra 2223, redudciIJ por cualquier falta del desarrollo total en la seccion bajo investigacion (mrrr). Nu = fuerza axial fa ctorada tomada como positiva si es de compresion (N). Vu fuerza de corte factorada (N). . A, = area de acero no pretensado sabre ellado de tension a flexion del miembro, como se muestm en la figura 2.2.2.3 reducido por cualquier falta del desarrollo en la seccion bajo investigacioll (mm') . Mu momento factorado (N • mm) . IPo = esfuerzo en el acero pretensado cuando el esfuerzo alrededor del concreto es 0.0 (MPa) .

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(1)

Si la fuerza de reaccion 0 IOj carga en la ubicacion de momento maximo introduce compresion directa dentro de la cara en compresion a flexion, el area del refuerzo longitudinal sobre ellado de tension a flexion del miembro no necesita exceder el area requerida para resistir el maximo momento actuando solo. EI refuerzo longitudinal sobre el lado de tension a flexion del miembro resistira una fuerza tensora de (VU / ¢ - 0.5 V, - V,,) cot () en el borde interior del area de soporte en los apoyos extremos simples.

40'

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28' 28'"

donde: A",= Area del acero pretensado sobre el lado de tension a flexion del miembro, como se muestra en la figura 2.2.2.3 reducido por cualquier falta del total desarrollado en la seccion bajo investigacion (mm 2). ¢ = Factores de resistencia tomados de (Art. 2. 9. 1.3.4)

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EI lado de tension a flexion de los miembros debera ser tomado como la mitad de la altura qU/J contiene la zona de tension a flexion como se ilustra en la figura 2.2.2.3. EI parametro de espaciamiento entre fisuras sx, usado en la Figura 2.2.2.2 y Tabla 2.2.2.2 sera tomado como el menor de d, 0 la maxima distancia entre las capas de refuerzo que controlan las grietas longitudinales como se muestra en la Figura 2.2.2.1. EI area del refuerzo en cada capa no sera menOf que 0.003 bw s,.

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AJ, + ApJp,' 2! [~¢ + 0.5 ; '

I

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2.9.1 .3.10.2.b.3 Refuerzo Longitudinal Para secciones que no estan sujetas a torsion, el refuerzo longitudinal sera proporcionado, de tal forma que la ecuacion 1 sea satisfecha:

I

24'

22" 22'

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0.175

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v(f'c Figura 2.2.2.1 Va/ores de fJyfJ

para secciones cpn refuerzo transversal

119 ICG - Instituto de la Construcci6n Y Gerencia

118

IC9 - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

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27.0

27.0

27.0

27.0

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6.17

5.63

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23.5

23.5

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21.0

22.0

23.5

26.0

28.0

31.5

34.0

36.0

37.0

38.0

2.71

2.7 1

2.71

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1.35

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22.0

22.5

23.5

25.0

27.0

29. 0

32.0

34.0

36.0

36.5

37.0

2.66

2.61

2.61

2.55

2.50

2.45

2.28

2.06

1.93

1.50

1.24

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24.0

25.0

26.5

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32.0

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39.0

2.45

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2,43

2.37

2.33

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1.67

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1.14 I

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2.36

2.32

2.36

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2.28

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sx(mm) Figura 2.2.2.2 Valores de ClI;jJ

para secciones sin refuerzo transversal

Tabla 2.2.2. 1 Valores de ByjJ

para secciones con refuerzo transversal

120 ICG - Instituto de la Construccion y Gerencia


121

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no

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4.78

4.78

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no

80.0

82.0

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3.83

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0.28

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2500

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Sx

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a) Miembros con Estribos

Zona en compresi6n

por

I

•• ...

b) Miembros sin Estribos y con Re(uerzo Longitudinal concentrado

As>0.003 bws,.

••• ••• c) Miembros sin Estribos pero con Refuerzo Longitudinal bien distribuido

Figura ".2.2.4 uU/a para seleccioni1 r

Sx

2.9. 1.3. 10.2.b A Refuerzo Transversal Excepto en losas. cimentaciones yalcan tarillas. el refuerzo transversal sera necesario donde:

Vu > 0.5 ¢(vc + Vp) donde se requiera consideraciones de torsion.

• •

Tabla 2.2.2.2 Va/ores de ByjJ para secciones sin refuerzo transversal

(

0

donde: Vu = fuerza de corte factorada (N) Vc = resistencia nominal al corte del concreto (N) Vp = componente de la fuerza de pretensado en la direcci6n de la fuerza de corte (N)

¢ = factor de resistencia especificado en (Art. 2.9.1.3.4) 2.9. 1.3. 10.2. b.4. 1 Minimo refuerzo transversal Donde el refuerzo transversal es requerido. el area de acero no sera menor que:

A,

= 0.083.[0 b,s f,

2 donde: A, =a rea del refuerzo transversal den tro de la distancia s(mm ). b, =ancho del alma ajus tado por la presencia de ductos como se especifica mas abaj o.

s fy

=espacio entre el refue rzo transversal (mm) =resistencia a la f/ue ncia del refue rzo transversal (MPa)

123 122



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2.9.1.3. 10 .2.bA.2 Tipos de refuerzo transversal EI refuerzo transversal puede consistir de: • Estribos que forman un angulo no menor que 45° con el refuerzo en tension longitudinal. • Mal/as soldadas con alambres colocados perpendicularmente al eje del miembro, siempre que su certifique que a/ambres transversales sufran una elongacion minima de 4% medido sobre unit longitud de referen Cia de al menos 100 mm incluyendo al menos un cruce de alambre, 0 •

Tendones pretensados anclados, detal/ados y construidos para minimizar perdidas de asentamientos y perdidas que dependen del tiempo, los cuales hacen y un angulo no menor de 450 con el refuerzo longitudinal a tension.

EI refuerzo por tension consistira tanto del refuerzo transversal como longitudinal. E/ refuerzo transversal consistira de estribos cerrados perpendiculares al eje transversal del miembro.

"' ., = area de refuerzo al corte cruzan do el plano de corte (mm2) . = resistencia a la fluencia (MPa)

I

=factor de cohesion (MPa) (AASHTO 'I

1', = fuerza normal a compresion de la re d permanente normal al tension Pc =0.0 (N). r. = resistencia a compresion especificada a los 28 dias

II , ,nsversal, A", del refuerzo no deberia ser men or que el requerido por la ecuacion 1 0:

s A'i 2: 0.35b,fy ,fl)nde: I), = ancho de la interface, pero no mas grande que 900 mm " = espaciamiento entre filas de estribos.

donde:

=ancho efectivo del alma tomado como el ancho minimo del alma dentro de la a/lura d"

plano de corte, si la fuerza es de

I I refuerzo de corte para la zona de interaccion entre vigas y losas de concreto puede consistir de Ill/rr as simples, multiples estribos 0 cables fabricados sOldados verticales. EI area de la seccio,y-

2.9.1.3. 10.2. b.4 .3 Espaciamiento maximo de Refuerzo Transversal

EI espaciamiento del refuerzo transversal no excedera 10 siguiente: • Si Vu < O. 1 Fe b, dv entonces: S5 0. '8 d, 5 600 mm • Si Vu 2 0.1 f ~ b, dv entonces: S5 0.4 d, 5 300 mm

b,

5.8.4.2)

= factor de friccion (AASHTO 5.8.4.2)

modificado

por la presencia de ductos donde sea aplicado.

d, = profundidad efe ctiva de corte tomado como la distancia, medida perpendicularmente al eje neutro, entre los res ultados de las fuerzas de compresion y tension debido a fleXion pero esto no neceslfa ser tomado menos que el mayor de 0.9d 0 0.72h. v s = espaciamiento de refuerzo transversal (mm) Para el calculo de b" a un nivel particular, los diarnetros de ductos sin lechado 0 la mitad de los diametros de ductos con lechada a ese nivel, sera substraido del ancho del alma.

I 'ara vigas, el espaciamiento longitudinal de las filas de las barras de refuerzo no excederan 600 mm. Si el ancho de la superficie de contacto excede 900 mm. un minimo de 4 barras deberia ser usado por I:ada fila; y consideraciones deberian ser dadas para ubicar una barra en cada porcion ubicada fuera (lei ala. '-as fuerzas netas de tension atreves del plano de corte, sera resistido por refuerzo adicional al requerido por el corte. Refuerzo de friccion por corte en forma de ganchos, soldadura 0 longitud de adherencia ser{m anclados para desarrol/ar la resistencia de fiuencia especificada sobre ambos lados del plano de corte. Las barras seran ancladas en la viga y la losa. 2.9.1.3.11 Revision de detalles.

2.9. 1.3. 10.2. b.5 Corte Horizontal

2.9. 1.3.11 .1 Requisitos de Recubrimiento.

La zona de intera cCion de corte sera considerada a traves de un plano dado en los siguientes casos.' • una fisura potencial 0 existente • la interaccion entre materiales diferentes 0

EI recubrimiento del acero de refuerzo yacero de pretensar no sera menor que 10 especificado en la tabla (2.9.1.3.11.1- 1) y modificado para la relacion agualcemento a menos que sea especificada otras

• la interaccion entre dos vaceadas de concreto en diferentes tiempos.

Los recubrimienlos de concreto y las tolerancias podran ser mostrados en los documentos de concreto. Los recubrimientos para torones pretensados, anclajes y conexiones mecanicas seran los mismos que para los aceros de re'fuerzo los re cubrimientos de los ductos de metal para tendones postensados no deberan ser menores que: Lo especificado para el acero de refuerzo principal. • La mitad del diametro del ducto • Los especificados en la tabla 2.9.1.3. 11.1-1

La reSistencia nominal a corte del plano de interaccion sera lomada como:

Vn = cAe, + f.l[A"fy + PJ

(1)

La reSistencia nominal a corte usado en el disefio no excedera:

Vn 50.2 Fc Ae, 0 donde:

Vn 55.5A c,

Vn

= resistencia nominal a corte (N)

Ae,

= area de concreto comprometida en la transferencia del corte (mm 2).


(2) (3)

cosa.

Para losas expuesto al golpe de neumaticos, un recubrimiento adicional sera usado para compensar la perdida en profundidad debido a la abrasion. Los factores de modifica cion para la relacion agua cementa (alc) sertm como sigue: Para a / c $; 0.40 . ................ . Para a / c 2: 050 ICG - Instituto de la Construcci6n y GerenCia

0.8 1.2 125

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i~,~~c;:~,~;a; ~,.~I 1f"",I(:.II,,\I.

MANUAL DE DIS END DE PUENTES

EI recubrimiento minimo de las barras prineipales ineluyendo a las barras protegidas con capa ep6xiCil sera 25 mm EI recubrimiento de estribo podria ser 12 mm menor que los valores espeeifieados en la tablll 2.9,1,3,11,1-1 para barras prineipales pero no menores que 25 mm Tabla 2.9,1.3.11.1-1 Recubrimiento para acero de refuerzo principal (mm) UBICACION Exposici6n directa al agua salada Contacto directo con el suelo Zona costera Expuesto a sales Superficie de desgaste de calzada sujeta a la acci6n de cadenas para nieve Exterior diferentes a los anteriores Interiores diferente a 10 anterior Barras hasta N°45 Barras entre N°45 y N" 55 Parte inferior de losas vaceadas "in-situ" Barras hasta N"35 Barras entre N'45 y N' 55 Paneles de prefabricado Pilas prefabricadas Ambiente no corrosivo Ambiente corrosivo Pilotes pretensados prefabricados Pilotes vaceados "in-situ" Ambientes no corrosivos Ambientes corrosivos 1. General 2, Protegido

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Cascaras Construcci6n de concreto tipo Slurry

RECUBRIMIENTO 100 75 75 60 60

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f,lANUAL DE DISENO DE PUENTES

fJ. 1,3,11 ,2,b

Refuerzo de momento negativo,

'II menos 1/3 del total de refuerzo de tensi6n debido a momento negativo se extendera mas alia del I'I/lito de inflexion en una cantidad no menor que:

I

Profundidad efeetiva del miembro 12 veees el diametro de la barra 0,0625 veees la luz del tramo

I \

),9.1 ,3,11.2.c Uniones que resisten momentos, n refuerzo de flexi6n en miembros continuos, restringidos 0 miembros en voladizo, 0 cualquier IIliembro de un p6rtico rigido sera detallado para dar eontinuidad de refuerzo a las interseeeiones en ,,(ros miembros, as! como para desarrollar el momento resistente nominal en las uniones, (/ zonas sismicas 3 Y 4, las uniones seran detalladas para resistir momentos y cortes que resulten de .:;)rgas horizontales Y a traves de la union.

50

i.9,1 ,3.11 ,2,1 Longitud de desarrollo 40 50

1..9.1,3,11.2.1,1 Barras y alambres deformados en tensi6n

25 50 20

2.9,1 ,3.11.2.1,1 ,a Longitud de desarrollo en tensi6n La longitud de desarrollo en tension, Id' no sera men or que la longitud de desarrollo en tension basica,

50 75 50

I"b , en mm sera tomada como:

'''b, como se especifica aqui. La longitud de desarrollo en tension no sera menor que 300 mm excepto para empalmes y para longitudes de desarrollo en corte, La longitud de desarrollo en tensi6n basica,

• Para barras N' 35 y barras menores

50 75 75 50 75

O,02A b f,

ffc O.06d b f,

pero no menor que

25f, Para barras W 45

~ f'c

I

34fy Para barras W55

2,9.1,3,11.2 Longitud de desarrollo y empalmes - Acero de refuerzo La longitud de desarrollo en miembros en flexion comenzara a partir de las secciones criticas donde los puntos son de maximo esfuerzo, en puntos donde el refuerzo adyaeente termina 0 donde este es doblado, Excepto en apoyos de tramos simples y en los extremos libres de volados, el refuerzo sera extendido mas alia de los puntos donde se requiera resistir flexion, hasta una distaneia no menor que: • Profundidad efectiva del miembro • 15 veces el diametro nominal de la barra • 1/20 de la luz del tramo EI refuerzo continuo sera extendido f2Q menos que la longitud de desarrollo, Id, especificado mas adelante. No se tendra mas del 50% de refuerzo en cua/quier seccion, ni en los extremos seran coloeadas barras adyatentes en la misma secci6n. 2,9,1,3.11.2.a Refuerzo de momento positivo AI menos 1/3 del refuerzo de momento positivo en miembros continuos sera extendido mas alia del eje de apoyo, En vigas tal extension no sera men os que 150 mm

ffc

• Para a/ambres deformados

0,36d b f

y

ffc

donde: 2 Ab = area de barra de acero 0 alambre (mm ) fy = resistencia de fluencia de la barra de refuerzo (MPa) que otra Fe = resistencia a la eompresion del concreto a los 28 dias a menos (MPa) db = diametro de la barra

0

sea

especificada

alambre (mm)

2.9,1.3.11 .2, 1.1.bFactores de modificaci6n que incrementa "1/ siguientes factores cuando sean La longitud de desarrollo basiea, Idb ,sera incrementado por los aplicable:

1.4 •

Para refuerzo horizontal superior, donde mas de 300 mm de concreto frescO esta colocado 6ajo el refuerzo 127

126

.ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

ICG - Instituto de la Construcci6n YGerencia

"f r M7iCA~' .. /0',,,,,.,,,,,,,,, '-"

C:,ml",,,,,, flil'.n,Ielo!t;I.r,

MANUAL DE DISENO DE PUt

• Para barras can un recubrimiento de db 0 menos 0 can un espaciado de 2 db 0 men as Para concreto de baja densidad donde especificado •

•

"I

2.0

. ICI

1 ~" III{)rzo

1.3

esta encerrado con una espiral compuesla

0.75

1/" II;)rra de no mas de 6 mm de diametral y 1/lo'Iciadas en no mas de 100 mm

Para concreto de baja densidad can arena donde fel no esta especificado

~

1.2

2.9.1.3.11.2.1.1.cFactores de modificaci6n que reducen "'d "

La longilud de desarrollo basica, Id• ; modlficado por los faclores como se especlfico en el Pili ", anlerior pueden ser mOdificados por los siguienles faclores, donde: desarrollado en la longitud bajo espaciado laleralmenle no menos a centro, can no menos de 75 mm medido en la dkeccion del

As(requerido) As(disponihle)

111'.' 17.0 esta dispuesto en exceso del requerido por / I/lillisis

O.58-ff': > I 0 no esta

de la resistencia de fluencia

/, ".11 clel refuerzo no es requerido 0 donde el

II<.I.IJI? 0 desarrollo

fe, (MPa) esta

Para concreto de baja densidad donde fet especlficado

• EI refuerzo a ser consideraciones es que 150 mm centro de recubrimiento espaciamienlo

,II AI , 'I DISENO DE PUENTES

0.8

, :l .II.2.1.2.3 Paquete de barras • I/IIlIoitud de desarrollo de barras individua les denlro de un paquele, en len sion 0 compresion. sera II/.'.ma que para barras individuales incremenladas en un 20 % para un paquele de 3 barras y par , .1'1% para un paquele de 4 barras. /II I determinar los factores especificados en los (Art. 2.9.1.3.11 .2. 1.1.a y 2.9.1.3.11.2.1.1.b). una 'lfI" ldd de paquete de barras sera tratado como una sola barra de un diametro determinado desde el /, I. I (otal equivalenle. I. ' .3.11.2.1.2.3 Ganchos estimdar en tension

• Anclaje 0 desarrollo para la lolal resislencia de fluencia del refuerzo no es requerido 0 cuando el refuerzo en miembros en flexion esta en exceso del requerido por analisis

As(requerido) As(disponible)

• Refuerzo esla encerrado can una espiral compuesta de barras de no menos de 6 mm de diametro y espaciados en no mas de 100 mm 29.1.3.1 1.2.1.2

0.75

I

:1.l .3.11.2.1.2.3.a Long itud de desarrollo en ganchos basicos

I ,I longitud de desarrollo, Idh. en mrn, para barras deformadas en tension terminando en un gancho 1.llIdard no sera menor que: • FI produclo de la longitud de desarrollo Ihb, y el a los factores de modificacion especificados en el (Art. 2. 9. 1.3. 11.2. 1.2.3.b). 8 diamelros de barras 0

• 150 mm

Barra deformadas en compresi6n

(.1 longitud de desarrollo basica , Ih • gancho de una barra con resislencia de fluencia fy. que no 2 "xcede a 400 MPa (4080 kgflcm ) • sera tom ada como:

2.9.1.3.11.2.1.2.1 Longitud de desarrollo en compresi6n

La longitud de desarrollo, Id, para barras deformadas en compresion no sera menor que el productlJ de la longilud de desarrollo basica, y los factores de mOdificaci6n aplicables (como se especifica en el siguiente articulo) 0 que 200 mm La longitud de desarrollo basica, Id• para barras deformadas en compresion no sera menor que:

I db

donde: fy

ldb

O.24db l

•

y

r-;:;- . "V l'c

= O.044db l

0

I"b ~

IOOd"

IF:

Jionde: III, = diamelro de la barra (mm) f~ = resislencia a compresion especificada del concre lo a los 28 dias, a menos que olra edad sea especificada (MPa)

y

=resistencia de fluencia especlficada de barras de acero (MPa)

Fe =resistenCia a compresion de concreto especlficada a los 28 dias a especificada (MPa) menos qUe otra edad sea d. =diamelro de la barra (mmJ. 2.9.1.3.11 .2. 1.2.2 Factores de mOdificaci6n

La longitud de desarrollo basica, Idb' puede ser multiplicada por factores aplil;ables, donde: 128 ICG


2.9.1.3.11.2.1.2.3.b Factores de Modificaci6n La longitud de desarrollo de ganchos basicos, Ihb , sera mulliplicado par el a los siguientes faclores, donde sea aplicable:

•

Las barras de reforzamienlo tienen una resislencia a la fiuencia que excede los 400 MPa.

FI400

•

EI recubrimiento para barra N° 35 y barras menores; normal al plano del gancho, es no menor que 64 mm, y para ganchos de 90° can re cubrimienlo no menos que 50mm

0.7

ICG - Instituto de !a Construcci6n y Gerencia

129

MTCJ,.~

:'OIr~ccJ()ft licn oe r..:.1

~'1f Corfllhl ..... 'f I~Ul>elcffi*Q

• Recubrimiento para barra N° 35 y barras menores encerradas verticalmente 0 horizontalmente con ataduras 0 estribos los cuales estan espaciados a 10 largo de toda la longitud de sarrollada, 1 , en un M espaciamiento que no exceda a 3d b

'11//11. DE DISEN O DE PUENTES

j

0.8

'0,,,,",,",,,,,,,

... l-clt e"'''I'''''',! M1iC~ ._".. . r ....o.. '

MANUAL DE DrSENO DE PU£NU

4 ..t llf!~

I :1. 11 .3 Longitud de Desa rrolio - Acero de pretensa r

I 1.3.11.3.1 Union de strands J~

:,(rands pretensados seran unidos mas alia de la seccion critica donde iniciara su longitud de en mm, tomado como:

'~~ ,,/ rollo,

• Anclaje 0 desarrollo de la resistencia total no es requerido 0 donde el refuerzo es mas del requerido por el analisis

As(requerido) As(dispollibfe)

2.9.1.3. 11.2.1.2.3.c Requisitos de ganchos

Para barras desarrolladas por un ganc/ll) standard en extremos discontinuos de elementos (:(lI/ ambos lados recubiettos y el recubrimiento superior e inferior es menor que 64 mm, las barras (II' gancho seran encerradas con ataduras 0 estnbos espaciados a 10 largo de la longitud total (I;. desarrollo, Idh' no mas grande que 3db como se muestra en la figura 1. EI factor para refuel .' " transversal, como se especifica en el (Art. 2.9.1 .3.10.2.b.4) no sera aplicado.

ldh

Menor a 64 mm ]

~:':""" '" " , '.

Estribos Requeridos

A~ ~

..

a (

'

" .. '.:

:;(iLj ,

.

.

":, '

I :) longitud parcialmente unida de cualquier strands sera tal que todos los estados limites son '" )/isfechos, con consideraciones de la resistencia desarrollada total en cualquier secci6n a ser 1/ /Vestigada. I a uni6n de strands, sera simetricamente distribuida alrededor del centro de linea del miembro. I FlS longitudes de uni6n de pares de strands, simelricamente colocados alrededor del centro de linea ,lei miembro, seran iguales. Cos ductos exteriores en cada fila horizontal estaran totalmente unidos.

,

2.9.1.3.11 .4 Empalmes

/ , ''..' . /

; . . ',' : ......

A.J

';.

.. . ,':.. . ,',

64 mm .: ' .; ' .'

:"' " :: . '.<,::

~EJ>'

Menor

Id ~ (0.15 f". - 0.097fpe) db' (1) IIll/lle : =diametro nominal del ducto (mm) =esfuerzo promedio del acero pretensado a la cualla resistencia nominal del miembro es requerida. \.. =esfuerzo efectivo en el acero pretensado despues de las perdidas (MPa). 11. 1.3.11 .3.2. Stra nds pa rci alm ente unidos l:lIi1ndo una porcion 0 porciones de un strands pretensado no esta unido y cuando existe tension en la .)/la de tension precomprimida, la longitud de desarrollo especificada en el Art. 2.9. 1.3. 11.3.1 sera el !loble. j I numero de strands parcialmente unidos no debera exceder el 25% de ni/mero total de strands. I //lumero de Strand unidos en cualquier fila horizontal no excedera e140% de los strands en esa fila.

,

SECCIONA _A

.

2.9.1.3. 11.4.1. Detal les Localizaciones, tipos y dimensiones de empalme espaciados, para barras de refuer zo seran mostrados en los documentos de contrato. 2.9.1.3. 11 .4.2 Requerimientos Genera les

Figura 1.0 Requisitos de ganchos

2.9.1.3.1 1.4.2 .1 Empalmes en dobleces Las longitudes de dobleces para empalmes en dobleces de barras individuales seran como se especifica en los Art. 2.9.1.3. 11.3.3.1 Y 2.9.1.3.11.3.5.1. Empalmes en dobleces dentro de un paquete seran como se especifica (Art. 2.9.1.3.11.2.1.2.3). Los empalmes de barras individuales dentro de un paquete no seran tras/apados. Paquetes enteros no seran empalmados en dobleces. Para refuerzo en tension, empalmes doblados no seran usados para barras mas grandes que el N° 35.

Barras de empalmes en doblez que no estan en contacto, en miembros en flexi6n, no seran espaciados mas que 115 de la longitud de empalme en doblez 0 150 mm. 2.9. 1.3. 11.4.2.2 Co nexiones Mecanicas La resistencia de una conexi6n mecanica no sera menos que 125% de la resistencia de fluencia especificada de la barra en tension 6 compresion. EI total de la barra dentro de la manga de empa!me

130 ICG


ICG - Instituto de la Construcci6n y Ge rencia

131

MTC

·"·c. ~~~~~~:~;U~I

'''~II'\SCIoll'I'''"

MANUAL DE D/SEND DE PUt N/

del conector despues de las cargas en tensi6n a 207 MPa (2100 kgf/cm2) y relajado a 20 MPa (." kgf/cm2) no excedera los Siguie~tes desplazamientos: • Para barras superiores en N° 45 • .Para barras N° 55

0.25mm 0.75mm

2.9.1.3.11.4.2.3 Empa/mes so/dados

La soldadura para empalmes soldados estartJ de acuerdo a la edicion actual del "codigo de soldadll/ estructural - Acero de Refuerzo" de A WS. Las barras ser{m conectadas con un empalme soldado completamente. La resistencia del emptllll li sera especificada para no ser menor que 125% de la resistencia de f/uencia especificada de la billl en tension. Empalmes no soldados serari usados en tableros.

''-. I ''''cr'','''~, ' M1iC'B.~ . . . ... ~-;.

11111\1 DE D/SENO DE PUENTES

•

4-'tC,.Jn:l1I.0fI,/

.f .. "cc.I'I·~'

,I

" " 00 MPa (4080 kgf/cm2) entonees: Ie = 0.073 mfydb ' ,I I, > 400 MPa (4080 kgflcm 2) entonces: Ie =m(0.13 fy24) db 11,1, ,1 eual:

(1) (2)

IlrJ/lde la resisteneia de concreto espeeificado, fe es menor que 21MPa 2 (1 10 kgflcm ) I illnde la uni6n a 10 largo del empalme liene un area efeeliva no menol ll'Jr.' 0.15% del producto del espesor de la componente de eompresion } 111('spaeiamiento de union :on espirales I n otros easos

m = 1.33

m =0.83 m =0.75

m = 1.00

I IW lde: resisteneia de flueneia espeeifiea de barras de refuerzo (MPa) 1./" =diametro de barras (mm)

2.9.1.3.11.4.3 Empa/mes de Refuerzo en tensi6n 2.9.1.3.11.4.3.1 Empa/mes dob/ados en tensi6n ' La longltud de dobleces para empalmes doblados en tension no sera menor que 300 mm 6 una de III, siguientes clases de empalme A, B 0 C. Empalme Clase A ............ 1.0 Id Empalme Clase B ......... 1. 31d .... 1.7 Id Empalme Clase C

I )II/Ide las barras de diferentes tamano son empalmadas en eompresion, la longitud de doblez no sera II IUnor que la longitud de desarrollo de la barra mayor 0 la longitlid de empalme de la barra menor.

:',9.1.3. 11.5 Zonas de Anclaje La(Art. longitud de desarrollo, Id; para la resistencia de f/uencia especificada sera tomada de acuerdo el 2.9.1.3.11.2).

COli

EI tipo de empalme doblado requerido para barras deformadas y alambres deformados en tensioll sera como el especliicado en la tabla 2.9.1.3.11.4.3.1 -1. Tabla 2.9.1.3.11.4.3.1 -1 Clases de empalmes doblados en tension Relaci6n de Porcentaje de As empalmado con longitud doblada requerida

A.. disponible As requerido

22 <2

50

75

100

A

A C

B C

B

2.9.1.3.11.4.4 Empa/mes en miembros unidos a tensi6n Empalmes de refuerzo en miembros unidos a tensi6n seran hechos solamente con empalmes soldados completamente 0 eonexiones mecanicas completas. Empalmes en barras adyacentes seran espaciados en no menos que 750 mm de separacion.

2.9.1.3.11.4.5. Empa/mes de Barras en Compresi6n 2.9.1.3.11.4.5.1 Empa/mes dob/ados en Compresi6n La longitud como sigue: de doblez, Ic, para empalmes doblados en compresi6n no sera menos que 300 mm

132 leG

0

:',9. 1.3. 11.5.1 Postensionado {os anelajes seran disenados en los estados limites de resisteneia para las fuerzas de gatas {,Ieloradas. I'Dra zonas de anelaje en los extremos de una componente 0 elemento, la dimension transversal ill/ede ser tom ada como la profundidad y ancho de la seecion, pero no mas grande que la dimension longitudinal de las eomponentes 0 miembro. La longilud a prolongarse de la zona de anelaje en la (1lreeeion del tendon no sera menos que la mayor de las dimensiones transversales de la zona de anelaje y no sera tomada como mas que 1 Y, veees esa dimensi6n. Para anelajes intermedios, la zona l1e anelaje debera extenderse en la direeei6n opuesta a la fuerza de anelaje hasta una distaneia no menor que la dimension transversal mas grande de la zona de ane/aje. 2.9.1.3.1 1.5.2 Pretensionado 2.9.1.3.11.5.2.1 Resistencia factorada La resisteneia faetorada de zonas aneladas pretensionadas dada par el refue(zo transversal en los exlremos de vigas pretensionadas sera lomada como:

p, = rffyA, donde: fy =resisteneia ala f/ueneia del acero, que no exeede a 400 MPa (4080 kgflcrrf) As =area total de refuerzo transversal eolocado dentro de la distaneia dl4 desde el extremo de la viga mm2). o =profundidad de la viga prefabrieada (mm) ¢ =faetor de resistencia par tensi6n en el aeero. 2.9.1.3 .11 .5.2.2 Refuerzo de confinamiento Para la distaneia de 1.5d desde el extrema de las vigas, excepto en vigas cajon, el refuerzo sera eoloeado para eonfinar el aeero pretensado en el ala inferior. EI refuerzo no sera menor que la barra N°10 deformada, con espaeiamiento que exceda 150mm, y formados para eneerrar los duetos.

/nstituto de la Construccion y Gerencia ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

133

MJiCk. \0'''''''''''"'''' v

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M~CA

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1"uC;t 0"000"""'",,,' ..,ln_ r MANUAL DE DISENO DE PUEN 1

)f V tru.-lt.-

Para vigas cajon, el refuerzo transversal, sera dispuesto y ane/ado par la extension del estribo dow,. del alma de la viga.

2.9.1.3.11.6.1. Generalidades. Los ductos para cables seran rigidos a semirigidos de metal ferroso galvanizado a polietileno a SI'/. I formado en el concreto can la parte central removible. Los radios de curvatura de los ductos de tendones no sera menor que 6000 mm, excepto en las anm de anclaje donde 3600 mm puede ser permitido. Ductos de polietileno no serEm usados cuando el radio de curvatura a el tend6n es menor que 90UtI mm. Donde los ductos de polielileno son usados y los cables estan unidos, las caracterislicas de union I'" ~

ductos de polielileno al concreto, as; como la lechada deberan ser invesligados. Los efectos de la presion que ejerce la lechada sabre los ductos y el concreto circundante sO/ .l investigado. EI maximo intervalo de apoyo para los ductos durante la construcci6n sera indicado en h . documentos de contrato. 2.9.1.3.11.6.2 Tamano de ductos. EI diametro interior de ductos sera al menos 6 mm mas grande que el diametro nominal de una barra" tendones de strand. Para multiples barras 6 tendones de strand. el area de la secci6n transversnl interior del ducto sera al menos 2 veces el area neta del acero de pretensado, excepto donde 10.', tendones son colocados par el metoda de tracci6n intern a, el area del ducto sera al men as 2.5 vece:, el area neta del acero de pretensado. EI tamano de los ductos no excederEm 0.4 veces el espesor de la zona de ubicaci6n.. 2.9.1.3.11.7 limitaciones del perfil de los cables de pretensar.

. d.. C"f"'''6~ If .flio"">t'.... Ueli

II 'AI DE DISENO DE PUENTES

1 ,1:1 veces el tamano del agregado. I ,(,. ,Iancia entre cables en el extremo de un miembro puede ser disminuida, si se justifica con el

tam)~

/fmllo de ensayo de prototipo a escala natural del diseno. lu illl distancia entre grupos de cables empaquetados no sera menor que 1.33 veces el ima s del agregado a 25 mm. \ II('IDS de cables de 12.7 mm de diametro a mas pequenos pueden ser empaquetado linealmente · ",n locar uno mas en un plano vertical. EI numero de cables empaquetados en cualquier otra manera

II\~'")O

2.9.1.3.11.6 Ductos

I

1II 'Ixcedera de 4. I

1.3.11.8 Limites del espaciamiento del refuerzo

1l. 1.3.11.8.1 Espaciamiento minima de barras de refuerzo. • 1),13.11.8 .1.1 Concreto colocado en el sitio.

I '"Ia concreto colocado en silio, la distaneia entre barras paralelas en una capa no sera menor que: • 1.5 veces el diametro nominal de las barras 1.5 veces el tamano maximo del agregado,

a

• 38 mm. 1.9 1.3.11.8.1.2 Concreto prefabricado. concreto prefabricado, la distancia entre barras paralelas en una capa no sera menor que:

I '. ,ra

EI diametro nominal de las barras • 1.33 veces el maximo tamano del agregado

a

25mm

i .9.1.3.11.8.1 .3 Capas multiples b cepto en tableros. donde el refuerzo paralelo es colocado en dos

a mas capas,

con distancias entre

capas que no exceden 150 mm. Las barras en las capas superiores seran colocadas directamente arriba de esoS de la capa inferior, Y la distancia entre capas no sera menor que 25 mm a el diametro nominal de las barras

2.9.1.3.11.7.1 Confinamiento del cable Los tendones serEm colocados dentro de los estnbos de acero de refuerzo en las almas, y donde sea aplicable, entre capas de acero de refuerzo transversal en alas y losas. Los efectos de presion que ejerce la lechada en los ductos seran considerados. 2.9.1.3 .11.7.2 Cables curvos se empleara refuerzo para confinar cables curvados .EI refuerzo sera proporcionado de tal forma que el esfuerzo de acero en el estado limite en servicio no exceda 0.6 fy Y el valor asumido fy no exceda 400 MPa.(4080 kgf/cm2) EI espaciamiento del refuerzo de confinamiento no excedera 3 veces el diametro exterior del ducto a 600 mm. Cuando los ductos estan localizados en almas curvas 0 alas, se colocara un recubrimiento adicional de concreto adicional a refuerzo de confinamiento. Cuando un cable curva en dos planas, las fuerzas en el plano y fuera del plano seran adicionadas juntas. 2.9.1.3.11.7.3 limites de espaciamiento La distancia entre cables pretensados, incluyendo la proteccion, en el extremo de un miembro can la longitud de desarrollo; para cada cable no sera menor que: • 3 veces el diametro de los cables.

2.9.1 .3.11.9 Refuerzo transversal. 2.9.1.3.11.9.1 Tipos de refuerzo transversal EI refuerzo transversal puede consistir de: • Estribos haciendo un angulo no menor de 45 (grados) con el refuerzo de tension longitudinal. • Alambres soldados fabricados con alambres coloeados en forma perpendicular al eje del miembro, dado que el alambre transversal esta destinado a sufrir una elongacion minima de 4%, medido sobre una longitud de referencia de al menos 100 mm incluyendo al menor un qlambre que cruza, a

• EI refuerzo torsional consistira de refuerzo longitudinal Y transversal. Refuerzo transversal consistira de estribos cerrados perpendicu/ares al eje longitudinal del miembro. 2.9.1.3.11 .9.2 Maximo espaciamiento del refuerzo transversal

EI espaciamiento del refuerzo transversal no excedera 10 siguiente: si Vu < 0.10re b,d,

entonces s

~ 0.8 d, ~ 600 mm 135

134


ICG _ Instituto de la ConstrucCi6n Y Gerencia

L<::., ;O""c., ...,,,,, MJiC'~ i:;,,~";~'~;~/ MANUAL DE DISENO DE PUENlI

si

Vu

~ 0, 10re bvdv

entonces

s 50,1 d v

I·;"«;""'~·' MJiC L'€ .. ~

i"ANUAL DE DISENO DE PUENTES

.

it. c. ""I" Mo r

__ " . F ........

..;""'u.. "

5 300 mm

es/rue/uras

o..o.33L

o.,o.30L

viqas eaion advacentes Espesor total de vigas compuestas Espesor de la viga I compuesta Reticulados

O,o.3o.L O.o.4o.L

o.,o.25L O,o.32L

vigas

de

I pea/onales

donde,' v

Acero

b "'ancho del alma efectiva tomado como el minimo ancho del alma dentro de la profundidad ,,modificada por la presencia de ductos donde es aplicable v

d "'profundidad de corte efectivo tomado como la distancia, medida en forma perpendicular al "I' neutro, entre las resultantes de las fuerzas de tensi6n y compresi6n debido a flexi6n, pues 6':1/. , no necesita ser tomada menor que el valor mayor de 0,9 de 6 0,72h (mm), s "'espaciamiento de refuerzo transversal (mm) v

AI determinar b , en un particular nivel, los diametros de ductos sin !echada 6 la mitad de diametros
I /

O,o.33L

o..o.27L

o.,1o.o.L

o..10o.L

.9.1.4.2Determinacion del ancho de franja para la carga viva. I ste articulo debe ser aplicado para el lipo de secciones transversales que son mostrados " squematicamente en la tabla 2.9.1.4.1-1. Para el prop6sito de este articulo, las losas celulares (, )(Jricadas in-situ deben ser considerados como puentes losa. FI ancho equivalente de las franjas longitudinales por carri! para ambos corte y momento con un carril,

2.9.1,3,11,9,3 Requerimientos de diseiio y detalle.

y 2 lineas de ruedas (por ejemplo). y cargadas debe ser determinado como:

ac~erdo

Refuerzo transversal sera anclado en ambos extremos de al (Art. 2.9, 1.3. 11,2). La resistene/II de fluencia de diseiio de refuerzo transversal no pretensado no excedera 400 MPa, (4080 kgflcm 2}.( ., resistencia de fluencia de diseiio de refuerzo transversal pretensado sera tomado como el esfuer/rJ efectivo despues de permitir perdidas por pretensado, mas 400 MPa (4080 kgflcm2) , pero no m'l. grand" que fpy .

E = 250 +0.42~Ll WI EI ancho equivalente de las franjas longitudinales por carri! para ambos Corte y momento con mas de

lin carril cargado debe ser determinado como:

Las componentes de compresi6n a flexi6n inclinada ylo tensi6n a flexion en miembro de profundid<'l fl variable seran consideradas en los calculos de la resistencia a corte

2.9.1.4 DISENO DE PUENTES TIPO lOSA Generalmente el metodo de diseiio de puentes losa es muy similar al de puentes de vigas con excepciones que se hacen notar a conlinuaci6n.

alguna~

E"'2100+0.l2~L,Wl donde: E = L, '"

W, '"

2.9.1.4.1Comprobacion del peralte minimo recomendado.

W

$-

NL

ancho equivalente (mm) longitud de la luz modificado tomado igual al mas pequeiio de la luz real 0 18o.o.o.(mm} ancho de borde

a borde de puente sera tomado igual al menor del

ancho real 6

1800. mm

para carriles multiples cargados 0 90.00 mm para un solo carril cargado.

En ausencia de otros criterios el diseiiador podra recurrir al control del peralte, teniendo en cuenta las relaciones de la tabla 2.9.1.4. 1-1, donde: s es la Luz de la losa y L es la Luz del puente, ambos en mm,

a borde del puente

W

ancho fisico de borde

NL

numero de carriles de diseiio especificado (Art. 2,1.3,2, 1)

(mm)

Para puentes sesgados los efectos de las fuerzas longitudinales deben ser reducidos por el factor r:

TABLA 2.9.1.4.1-1. PERAL TE MINIMO PARA SUPERESTRUCTURAS DE PERA LTE CONSTANTE

r = 1.05 - 0.25tan f} $ lOa donde:

Superestructura

Material Concreto Reforzado

Concreto Pre/ensado

Tipo Losas Vigas T Vigas calon Vigas de estrue/uras I pea/onales Losas Vigas cajon vigas I prefabricados

Peralte minimo (incluyendo tablero) (cuando se lienen elementos de peralte variable, los valores pueden ser ajustados para tomar en cuenta el cambio de rigidez relativa de secciones de momento positivo y negativo) Tramo SirTlfJle I Tramo Continuo

1.2(5 + 3000) 30

5+3000::: 165mm

O,070L O,060L O,035L

O.065L O.055L o.033L

O. 030L > 165 mm O.045L 0045L

30

o'"

angulo de sesgo

n

2.9.1.4.3Aplicabilidad de la carga viva a los tableros y sistemas de tablero Este articulo clarifica la selecci6n de las cargas de ruedas a ser usadas en el diseiio de los tableros de los puentes, en puente losa y losas superiores de caja de alcantari/la la carga de diseiio es siempre una carga por eje, las cargas por ruedas no deben ser consideradas,

2.9.1.4.4Diseiio de vigas de borde. A menos que se especifique de otra forma, en las lineas de discontinuidad el borde del tablero debe ser reforzado 0 ser apoyado por una viga u otro componente. La viga 0 componente debe ser construido compuesto con eltablero 0 integrado en eltablera. Las vigas de borde deben ser diseiiadas como vigas cuyo ancho debe ser tomado como el ancho

O.027L> 165 mm o.040L O.040L

efectivo deltablera especificado en Art. 2.6,1,2. 1,1.

136 ICG - Instituto de la Construeci6n y GerenCia


137

· "'r « .. ,0""..",''",,,, M 6 '- "'~. ~~;~:':::'~i':;t MANUAL DE DISENO DE PUeNl1

~IIIIAL DE DlSENO

MJiC4:,'

DE PUENTES

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( Oi""i,"Go"~.' II. CIoJllI ~ ll~ 'f .F~",<.."r,_,,1I1!!l

2.9.1.4.5 Superestructuras de losas s6/idas hechas "in-situ".

Los tableros reforzados longitudinalmente construidos in-situ deben ser reforzados convencionalmtll!{, o pre tens ados y deben ser usados como puentes tipo Losa 0 como parte superior de alcantarillas. La distribuci6n de la carga viva debe ser determinado por un analisis bidimensional 6 como (Mh, especificado en Art. 2.9. 1.4. 2 Las losa y puentes losas diseliadas por momentos en conformidad con el Art. 2.9. 1.4.2, deben considerados satisfactoriamente por Corte.

.'i,,,

Las vigas de borde deben ser pre vistas como en (Art. 2.9.1.4.4). EI refuerzo de distribucion transversal debe ser colocado en la parte inferior de todas las losi/ '.. excepto en las alcantarillas 0 puentes losas, don de el espesor de la profundidad de la losa excedl.' ,I 600mm La cantidad del refuerzo transversal inferior debe ser determinado por un analisis bi-dimensional 0 /II cantidad del refuerzo de distribuci6n debe ser tomado como un porcentaje del refuerzo princlr)(11 requerido para momentos positivos: Para refuerzo longitudinal de concreto reforzado:

I

I"S tendones de pretensado son usados como acero para acortamiento de fragua y refuerzo de

1~l ilfJeratura, los tendones deben pro veer un esfuerzo minima promedio de compresi617';;;o. 75 MPa rl III area gruesa del concreto en la direccion que esta siendo considerado, basado en el pretensado '(,,(;fivo antes de las perdidas. EI espaciamiento de los tendones no debe exceder a 1800mm 0 a la ,fINI.lncia especificada en AASHTO 5.10.3.4. Donde el espaciamiento es mayor que 1400 mm, se ,(" /lera proveer refuerzo de anclaje. r /· III) muros solidos de concreto estructural y cimentaciones, el espaciamiento de barras no debe '-I.w;r.der los 300 mm en cada dlreccion en todas las caras, y el area de acero por temperatura y 1I:0rtamiento de fragua no necesita exceder: Z Ab =0.0015 Ag ,Isa de concreto: I'"ra los componentes de concreto de mas a estructural, el tamalio minimo de la barra debe ser N° 20, )1 su espaciamiento no debe exceder 450 mm. EI acero minima por temperatura y acortamiento de 1,. lgua en cada direcci6n, igualmente distribuido en ambas caras, debe satisfacer

"A > s{2dc +d b ) ~ b 100

1~0 550%

,'onde: A" = area minima de barra (mm2) S = espaciamiento de las barras (mm) (I" = profundidad de la cobertura de concreto medido de la fibra extrema al centro de la barra. rl" = diametro de la barra de refuerzo (mm) I.a cantidad (2dc +db) no necesita ser tomado mayor de 75 mm.

Para construcciones 10f)gitudinales pretensados:

Donde: L =longitud de la luz fpo

1750 ~550% .JL 410

=tension efectiva en el acero pretensado despues de las perdidas

(MPa) 2.9.1.4.6 Losas huecas.

EI refuerzo por temperatura y por contraccion transversal en )a parte superior de las losas deben cumpiJr los siguientes requisitos: EI refuerzo por esfuerzos de temperatura y contraccion se considera en superficies de concreto expuesto cambios diarios de temperatura y en la masa del concreto estructural. Se debe adicionar refuerzos por temperatura y contracci6n de modo que el refuerzo total en superficies expuestas no sea menor que el aqui se especifica.

a

Para componentes menores que 1200 mm de espesor: EI refuerzo por shrinkage y temperatura debe ser en forma de barras, alambres soldados 6 tendones pretensados. Para barras 0 alambres sOldadas el area del refuerzo en cada direcci6n no debe ser menorque:

As d? O. 75 Aglfy donde: Ag = area gruesa de la seccion fy

=resistencia a f/uencia de las barras de refuerzo (MPa) 0 (kglcm2).

EI acero debera estar distribuido igualmente en ambas caras, excepto para los miembros de 150 mm 0 menos de espesor, donde el acero debe ser calculado en una sola capa. EI refuerzo por acortamiento de fragua, temperatura no debe estar espaciado mas de 3 veces el espesor del componente 0 450 mm.

2.9.1.4.6.1 Comprobaci6n si se trata de losas huecas

0

construcci6n celular

Las superestructuras de losas huecas construidas in-situ, deben ser post-tensadas longitudinalmente y transversalmente. Para agujeros circulares, el espaciamiento entre centro y centro de los agujeros no debe ser menor que el espesor total de la losa, y el espesor minima del concreto, tomado en la linea central del agujero, perpendicular a la superficie exterior, no debe ser menor de 140 mm Para agujeros rectangulares, el ancho transversal del agujero no debe exceder de 1.5 veces la profundidad del agujero, el espesor entre agujeros no debe ser menor que el 20% de la peralte total del tablero, y el espesor minimo del concreto encima de los agujeros no debe ser menor de 175 mm. EI espesor del ala inferior debera satisfacer los requerimientos como se especifica en el Art. 2.9,1,3.2.2.b, EI peralte debe satisfacer los requerimientos de dimensi6n especificadas, y donde la relaci6n de vacios no excede al 40%, la superestructura debe ser analizado como una losa, usando las provisiones de (Art. 2.9.1.4.2) 0 un analisis bi-dimensional para plate as isotropicas, Si la relaci6n de vacios excede al 40%, la superestructura debe ser tratado como una construccion celular y ser analizado como: • una caja multicelda monolitica, como se especifica en (Art. 2,6.4.2.2.1) • una platea ortotr6pica, 6 • un continuo tridimensional. 2.9.1.4.6.2 Comprobaci6n de dimensiones minimas y maximas

(Art. 2:9.1.4.6.1 )

138 ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia ICG - Instituto de la Cons(rucci6n y Gerencia

139

TCs..~ 1~: .r::,I:;,:;.r

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MANUAL DE DISEND DE PUEN1I

MANU AL DE DISENO DE PUENTES

MTC

~

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I· Dir,~,c .~It"erGI

::::r":::t::'l

2.9.1.4.6.3 Oiseiio de di afragmas

Una seccion salida de al men os 900 mm de longitud, pero no menor de 5% de la longitud de la III debe ser pro vista En ausencia de analisis mas refinados, las secciones solidas del tablero deben ser analizadas COlli" vigas transversales distribuyendo las fuerzas a los apoyos del puente ya los anclajes post-tensados.

2.9.2. Superestructuras Metalicas 2.9.2.1 GENERALIDADES

Oescripcion general del proceso de diseiio utilizando los metodos simplificados a manera rlu ilustracion. 2.9.2.2 CONSIDERACIONES GENERALES 2.9.2.2.1 Filosofia de Diseiio (Art.2.3.2) 2.9.2.2.2 Estados Limites (Art.2.3.2.1) 2.9.2.2.3 Caracterfsticas de Diseiio y Ubicaci6n 2.9.2.3

f .10$ clausulas provisionales de los art/culos 2.5.2.6.2 pueden ser consideradas.

/

" .9.2.3.3 Amllisis Elastico 0 Inelastico .' 9.2.3.3.1 Redistribuci6n de Momentos a continuaci6n de un analisis elastico . 1"',l(a elementos compactos de vigas continuas a flexion sujetos a flexion negativa, rolados 0 /j/bricados de aceros con un esfuerzo de fluencia no mayor que 345 MPa (3500 kgf/cm2) con secciones compuestas en flexion negativa, satisfaciendo los requisitos del art. ;'.9.2. 9.2. Los momentos negativos actuantes sobre los pilares debido a cargas factoradas y rlcterminadas por el analisis e/;!Jstico pueden ser reducidos en un maximo del 10%. Tal reduccion ,Icbera ser acompaiiada de un incremento en los momentos a traves de los tramos adyacentes
DISENO DE LA SUPERESTRUCTURA

2.9 .2.3.4.1 Secciones Co mpuestas Las clausulas de estos articulos se aplicaran a secciones consistentes de un tablero de concreto conectada a una seccion de acero mediante conectores de corte de acuerdo (Art. 2.9.2.9.2.4) y puede ser ap/icada a otros sistemas de tableros que proporcionen accion compuesta comprobada y soporte lateral.

2.9.2.3.1 Desarrollo General de la Secc i6n 29.2.3. 1.1 Ancho de Calzada (Art.2.1.4.3) 2.9.2.3.1.2 Arreglo de Luces (Art. 1.2. 1) 2.9.2.3.1.3 Seleccionar el tipo de Puente - se asume que puede ser secci6n 10 Viga s cajon

2.9.2.3. 5 No comp ue stas

2.9.2.3.2 Desarrollo de la secci6n tipica y Bases del Diseiio 2.9.2.3.2. 1 Vigas I 2.9.2.3.2. 1.a General

Las clausulas de este articulo se aplican a la flexion de secciones rectas metalicas / roladas fabricadas, simetricas respecto al eje vertical en el plano del alma.

0

Secciones hibridas consistentes de un alma con un esfuerzo de fluen cia minimo menor que el de uno o ambas alas pueden ser diseiiadas con estas especificaciones, secciones con un acero de mayor resistencia en el alma que el de las alas estan permitidas pero no se considerartm secciones hibridas.

2.9.2.3.5.1 Secciones No compuestas 2.9.2.3.5.1 .1 GENERALIDADES Mientras sea tecnicamente factible, las estructuras deberan ser hechas compuestas. Se consideran secciones no compuestas a aquellas donde el tablero no esta conectado a la seccion de acero mediante conectores de corte disenados segun el art. 2.9.2.9.2.4. 2.9.2.3.6 Homogeneas ·o Hibridas 2.9.2 .3.6. 1 Factores de Reducci6n de esfuerzos en las alas

Las clausulas de estos articulos se aplicaran a: Secciones compactas cubiertas • Secciones no compactas

2.9.2.3.6.2 Faelor Hibrido, Rh 2.9.2. 3.6.2 .1 General

2.9.2.3.2. b Elementos a flexi6n sera n diseiiados por:

Estado de resistencia ultima como se especifica en el Art. 2.9.2.8. 1. Estados de limites de servicio de control de deflexiones permanentes como se especifica en (Art. 2.9.2.8.2) Requisitos de Estados Limites de fatiga y fractura para los detalles, como se especifica en Art. 2.7.3 y los requisitos de fatiga para las almas como se especifica en Art. 2.9.2. 8.3. Constructibilidad como se especifica en art. 2.9.2.4.3 140

ICG


Para secciones homogeneas, Rh, sera tomado como 1.0. Para secciones hibridas en las cuales los esfuerzos en ambas alas bajo cargas factoradas no exceden el esfuerzo de fluencia del alma, el factor hibrido Rh sera tomado como 1.0. Para secciones hibridas en las cuales una de las alas alcanza el esfuerzo de fluencia bajo las cargas factoradas, se aplicaran ya sea el (Art. 2.9.2.3.6.2.202.9.2.3. 6.3 0 ambos, segun sea aplicable. EI factor de reduccion no debera ser aplicado a secciones compactas porque el efecto de materiales con menor resistencia en el alma esta tomado en cuenta calculando el momenta plas!ico como se ICG - Institute de la Censtrucci6n y Gerencia

141

MTC

~~~~~~~I~::; ~r~1 tF~"",e~" ilt't MANUAL DE DISENO DE PUENI

IIIlAI DE DISENO DE PUENTES

especifica, el cual es calculado teniendo en cuenta el esfuerzo de f/uencia de los materiales df..) I" alas, del alma y del acero de refuerzo de la seccion compuesta.

1_[,811'(1 - P)2(3 - (In P(II)] 6 + ,8(11(3 - (II)

donde: P

=F,,"/F,.,

P

=Aw/~b =dJd

II' d

n

= diametro desde la fibra extrema de la parte inferior del ala al eje neutro de la compuesla transformada (mm ). = prbfundidad de la seccion metalica

d

Ft"<>r-JO,,UM

IIl.4.1 Generalidades

Para secciones hibridas compuestas sometidos a flexion positiva, el factor de reduccion hibrido ,,' debe tomarse como:

=

00"
MJiC.Lt'.

II .' 4. VIGAS CAJON

2.9.2.3.6.2.2 Flexion Positiva

R"

)

secci611

F,., = ResistenCia a la f1uencia minima especificada al inferior del ala ( MPa) F". Resistencia a la f1uencia minima especificada en el alma (MPa) Aw Area del alma (mm 2) ~b = Area del ala inferior (m m 2)

I

a secciones rectas metalicas de seccion cajon unicelular compuestas con un tablera de concreto y las cuales son simetricas alrededor del I vertical en el plano del alma y satisfacen las limitaciones especificadas en los Art. 2.9.2.4.1.1 Y 11.'.4.1.2. I. I:/I)usulas de estos articulos pueden ser aplicadas

III III/pie 0

",,:cione s cajon seran disefiadas por: :stado limite de resistencia de acuerdo a la clausula del art. 2.9.2.4.1.a. • i?equerimientos de fatigas para las almas de acuerdo a las clausulas del art. 2.9.2.9.1. , Constructibilidad de acuerdo (Art. 2.9.2.4.3) • Otros estados limites especificados en los art. 2.9.2.8.2 y 2.9.2.8.3. • EI estado limite de servicio de control de deflecciones permanentes, para el cual se debe usar la labia 1 de combinaciones de caja de servicio /I de acuerdo al acapite 2.4.5.3. I.S planchas de las almas en las secciones cajon pueden ser perpendiculares 0 inclinadas respecto " ,-,/a inferior. La inclinacion de las planchas no excedera la relacion 1 a 4.

= =

I :IS puertas para los orificios de acceso exterior deberan ser articuladas y pro vistas de seguros. Todas I. IS aberturas en las secciones cajon deberan ser enrejadas para impedir el ingreso de animales y

2.9.2.3.6.2.3 Flexion Negativa

lJ;l/omas.

Donde el eje neutro de la seccion hibrida compuesta determinada como se especifica en el Arl. 2.9.2.3.6.2.1 esta ubicada dentro del 10% de la prafundidad del alma a partir del centro, el factol hibrido debe ser Igual a :

R"

=

2.9.2.4. 1.a Estado ultimo de esfuerzo para secciones cajon

12+ ,8(3p-p') 12+2,8

La resistencia a la flexion factorada de secciones cajon en terminos de momento y esfuerzos debera ser tomada como:' M,=¢,Mn F,=¢,Fn donde:

donde:

p= F",/fR j3= 2AJA" fR = All

el menor valor entre la resistencia producido minimo especificada cargas factoradas en ambas alas (MPa)

0

el esfuerzo debido

a

las

=Area 2total del acero inferior de las alas y el acero longitudinal de refuerzo incluido en la seccion. (mm ).

Pari;l otras secciones compuestos hibridos sometidos a flexion negativa el factor hibrido se tomara aSi:

R"

I as aberturas de ventilacion deberi'm ser provistas en las almas interiores. EI interior de las secciones Gajon debera ser pintada con un color claro.

= M.,

¢r= factor de resistencia por flexion especificado en el art. 2.9.2.6.1. Mn = Resistencia nominal especificada en el art. 2.9.2.9.2.3. Fn = Resistencia nominal a la f/exion.(MPa). La resistencia nominal de la parte superior del ala para secciones cajon unicelulares se determinara en terminos del esfuerzo que debe ser tomado como:

My Fn=Rb.R".Fyr

donde: donde:

= =

MY' resistencia producida en terminos del Momento cuando no se considera flexible el alma (N-m). My ReSistencia producida en terminos del Momento cuando se consldera flexible el alma (N-m).

Rb Y R" Fyi

=

=Factores de reduccion de esfuerzos como se especifica en el articulo 2.9.2.3.6. Resistencia a la fluencia minima especificada del ala (MPa)

142 leG



143

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I.~:;-:~l~~i~r

MANUAL DE DISENO DE PUENfI

Se deben satisfacer los requerimientos dado para la esbeltez del alma y esbeltez de brida " " compresion, indicada en el acapite 2.9. 2.9. 2. 3.A. 1 La resistencia nominal para el ala inferior de la seccion cajon sera tomada como:

F" Fyi =

Rb, R" = f,

=

II- 3l Ff. )

= RbR"F..vr 1 ~

donde:

yf

ReSistencia a la fluencia minima especificada del ala (MPa) Factores de reduccion del esfuerzo del ala especificados en el art. 2.9.2.3.6.

donde: T= Ac= t=

_..

. .... ~

c~",rI\Mly

.Hllf(>f.I'I!U"~

1.".4.21 Rigidizadores del Alma

'[lutle son requeridos los rigidizadores, estos deben consistir de una plate a soldada /ilI'i/itudinalmente a un lado de la soldadura, un angulo empernado y debe ser ubicado a una ',S(il ncia de 20/s de la superficie interior de la brida a compresion donde Dc es la profundidad de la ,," I,"dura en compresion en la seccion de maximo esfuerzo a la fleXion compresiva. \W;ho proyectado . I I. Incho proyectado , bL, al rigidizarse debe sat/sfacer:

Esfuerzo de corte a la torsion maximo SI. Venant en la plancha del ala debido a I,,:. cargas factoradas (MPa) determinada como: T

2Aol

MJiC~' I'·'"'"'''''''''''

"~lI fAl DE DISENO DE PUENTES

bL ::;0481,

II

': I

~ Fvc

,Iunde: = espesor del rigidizador (mm) I ," = Resistencia minima especificada de la brida de compresion adyacente (MPa)

Torque interno resultante obtenido de las cargas factoradas (N-mm) area encerrada dentro de la seccion cajon (mm2) Espesor de la plancha del ala (mm).

Momenta de Inerefa ( .IS propiedades de la seccion del rigidizador deberan estar basadas en una seccion efectiva que IJonsiste en un rigidizador y una franja centralmente localtzada del alma que no exceda 18 tw.

2.9.24.1.1 Cajones Multicelulares

EI rigidizador longitudinalmente debe satisfacer: 2.9.2.4.1.1a Generalidades

LL

Las clausulas del (Art. 2.9.2.4.1) se aplicara al disefio de puentes simples y continuos con luces hast.f 100 m, soportados par secciones cajon compuestas de dos 0 mas celdas en una seccion transversul que cumple con las restricciones geometricas establecidas dentro de este articulo. La distancia centro a centro de las alas de cajones adyacentes, tomada en el centro de luz, no deber.f ser mayor que eI120%, ni menor que eI80%, de la distancia centro a centro de las alas de cada cajon adyacentes. Adicionalmente a los requisitos del centro de luz, cuando se usan secciones cajon fl() paralelas, la distancia centro a centro de las alas adyacentes a los soportes no debera ser mayores que el 135%, ni menores que el 65%, de la distancia centro a centro de las alas de cada cajon adyacente. La distancia centro a centro de las alas de cada cajon Individual sera la misma. La rigidez para fines de analisis estara basada en las propiedades de la seccion no fisurada.

~ Dt}[2.{ ~

r ~0.234d donde:

o

r-0.13]

fi'

~

E

Las clausulas del (Art. 2.9.2.5.1) se aplicaran, excepto que los conectores de corte deberan ser provistos en las regiones de flexion negativa de las secciones cajon.

LL = momenta de inercia del rigidizador longitudinal y la franja del alma alrededor del borde en contacto can el alma (mm 4). r =' radio se giro del rigidizador longitudinal y la franja del alma alrededor del borde en contacto can el alma (mm) o profundidad del alma (mm) do = espaciamiento del rigidizador transversal (mm) t..,= espesor del alma (mm) Fyc=resistencia minima de fluencia del ala en compresion.

2.9.2.4.1.2 Cajones Unicelulares

2.9.24.2.2 Rigidizadores de Alas en Compresion

La porcion en voladizo de la losa del tablero, incluyendo el sardinel y el parapeto, no debera se! mayor que ya sea el 60% de la distancia promedio entre los centros de las alas de acero superiores de las secciones cajon adyacentes.

2.9.2.4.2.2.1 Rigidizadores Longitudinales

2.9.2.4.1.2a Generalidades

Estas especificaciones no seran aplicadas a secciones cajon multicelulares. La seccion cajon sera proporcionada en una posicion central respecto a la seccion transversal, y el centro de gravedad de la carga muerta debera estar tan cerca como sea posible del centro de corte de la seccion cajon. La parte superior del cajon puede estar ya sea abierto

=

0

Rigidizadores longitudinales de alas en compresion para secciones cajon multiple y unicelular estarEm igualmente espaciados a traves del ancho del ala en compresion. EI ancho que sobresale, bl, del rigidlzador satisfacera:

b, = 0.48t p

cerrado can una plancha metalica.

~

VFyc

donde: tp espesor del rigidlzador (mm) Fyc = esfuerzo de fluencia minima del ala en compresion (MPa)

2.9.2.4.2. Requerimiento de Detalle

=

144 ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

145

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IliA I DE DISENO DE PUENTES •

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••

EI momento inereia,satisfaeer: I" de eada rigidizador alrededor del eie paralelo al ala y tomada en la liII del rigidizadordedebera Espesor del metal base de la parte mas gruesa unido (Tl mm Ts20 20
1, 20/ wt J

donde: If' = 0.125 k J =0.07.kJ n 4

donde n=1 donde n=2, 3, 40 5

Tamaiio minimo de la soldadura filete mm 6.4 8.0

n = numero de rigidizadores 10ngJ/udinales del ala en compresion igualmente eSpaeiados. w

=el valor mayor del aneho del ala de

eompreslon entre rigidizadores longitudinales entre el alma y el rigidizador IOri9J/udinal mas eereano (mm). t = espesor del ala en eompresion (mm) k= eoefieiente de pandeo.

0

la distan(,1/'

I

k=(81;)1 $4.0 wl" $i n=2, 3, 4 0 5, entonees /

=(143~)~ $ WI ,l n 4

4.0

donde: n= # de T![Jldizadores del ala en eompresion igualmente espaeiados.

Is

=tomado momento de Inereia de un rigidizador longitudinal alrededor de en la base del rigldizador (mm4).

un eje paralelo al ala inferior y

w= EI valor mas grande de el aneho del ala en eompreslon entre rigidizadores 10ngitudinaieS distaneia desde el alma a el rigidizador 10ngJ/udinal mas eereano. t = espesor del ala en eompresion (mm) .

0

111

2.9,2.4.2.3 Conexiones Ala - alma

Exeepto como se especifiea' aqui, el espesor total ereetivo de las soldaduras ala-alma no sera menor que el espesor del alma. Cuando dos 0 mas diafragmas intermedios se eoloean en la luz, el tamano de la soldadura no debera ser menor que: • Para materiales Con espesores menores que 7. mm., el espesor del material y. Para materiales de 7 mm.

0

0

de la

,,1.2.4.3 Constructibilidad

Si n=1

k

'1 /1 (/san soldaduras de filete, deber{m ser colocadas en ambos lados del ala que se conecta Iillicha del alma.

mas de espesor: 1.60 mm. menor que el espesor del material.

2.9.2.4.2.3.1 Conexi6nes de soldadura filete Tension veompresi6n

12.4.3.1 Generalidades / " resisteneia y estabilidad de los elementos de seceion cajon seran investigadas durante su , ! Ilistruccion, incluyendo la coloeacion secuencial del tablera. I I , geometria individual de las seceiones cajon sera mantenida durante tbdl3s las. fases de la I'listruecion, ineluyendo la coloeaeion del tablera. La necesidad de diafragmas 0 marcos /wllsversales interiores, diafragmas 0 maraos transversale!> exteriores, arriostr!3miento lateral ""perior, u otros medios de rigid/zacion temporal 0 permanente, debfmilli ser investigados partI /[Icgurar que las deformaciones de la seccion son adecuadamente controladas durante la fab'ritaei6n, lIi(mtaje y coloeacion del tablero de eontreto. /lntes del eurado del tablero de concreto, las alas superiores 'de secciones cajon abiettas deberan ;onsiderarse a ser arriostradas en los puntos donde se han colocado 16s marcos trarisversales 0 el ".riostramiento lateral superior. I as franjas que resaltan de las eonexiones del eneofrado de las porciones en voladizo del tablero ai' ilia superior al alma debertm ser analizadas. 2.9.2.5 DISENO DE TABLEROS CONVENCIONALES DE CONCRETO ARMADO 1. Losa del tablera 2. Peralte minimo 3. Diseno empirico 4. Diseno Tradicional 5. Metodo de las franjas 6. Aplieacion de la Carga Viva 7. Refuerzo de distribueion 8. Diseno de Voladitos 2.9.2.5.1 Refuerzo por flexi6n negativa de la losa

La resisteneia faetorizada para eonexiones de soldadura mete, sujetas a tensi6n 0 eompresion paralela al eje de soldadura debe ser tomado como la resisteneia faetoriZada del metal base. Corte Las eonexiones filete-soldadas sujetas a corte en el area efectiva deben ser tomados para el menor de la reSisteneia soldadura fIIete. faetorada del material eoneciado. La Tabla muestra el tamano minimo de la

Tamano minimo de la soldadufa filete

En regiones de flexion negativa de cualquier t!'amo continuo, el area total del refuerz'o longitudinal no debera ser menor que el 1% del area total transversal de la losa. EI refuerzo usado para satisfacer estos requisitos tendran un esfuerzo de fluencia minimo no menor que 400 MPa (40$0 kgflcrt/ ) y una dimension no mayor de las barras N° 20. EI refuerzo requerido sera colocado en dos capas, distribuidas uniformemente a traves del ancho de la losa y dos tereios seran colocados en la eapa supetior. EI espaciamiento de las barras individua/es no exeedera 1500 mm dentro de cada fila. Conectores de corte podran ser usados en las regiorles de flexion negaiiva se seceiones cor'npuestas. Cuando se omitan los eoneetores de corte en las regiones de flexi6n !'Iegativa, todD el

146 ICG

Insututo de la Construccion y Gerencia

ICG - Instituto de la Gonstrucci6n y Gerencia

147

MTC,

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MANUAL DE DISENO DE PUEN"

"'~IfI\L DE ' DISENO

DE PUENTES

/

refuerzo longitudinal sera 'extendidoen la region de flexi6n positiva mas alia de los eoneelores de eml una dis tan cia no menor que la longitud de desarrollo espeeifieada en la seeei6n 2.9.1.3. 11.2.1.

M,=¢,M n F,=¢, Fn

~ . 9.2 . 6 . 1 F actores .de Resistencia Los faetores de resisteneia. ¢, para el estado limile de resisteneia deberan ser tomados como sigue: para flexion corle eompresion axial, solo aeero compresion axial, estruelura eompuesta traeei6n; fraelura en seeei6n nela • Iraeei6n, flueneia en seeei6n bruta • .aplas(amiento en, pines, hueeos perforados' hueeos empernados y superficies maquinadas • . pernos en eonlaeto con el material • , Co1 , e r;tores de corte . .. • pernos en tensi6il A325M y A490M pernos A 307 en Iraeeion . • pernos A325M y A490M en corte • corte direelo .• ' material de soldadura en soldaduras de penetraeion eomplela: • corle en area efeetiva • Iraeei6n 0 eompresion normal al area efeeliva • traeei6n 0 compresion para lela al eje de Soldadura material de' soldadura en' soldaduras parcial:

•

•

df)

penetraei6n

corte paralelo al eje de la soldadura tracci6n 0 compres/6n paralelo al eje de sOldadura

¢t= 100 (Iv';' 1.00 'Pc =0. 90 ¢c=090 ¢u=0.80 ¢y=0.95

¢,,=1.0 ¢bo=0.80 ¢sc=0.85 ¢,=O 80 ¢,=O 67 ¢.=0.80 ¢".=0.80

¢,,=0.85 ¢= ¢ de metal base ¢=¢ de melal base

¢.2=0.80 ¢=¢ melal base ¢=¢ mf'tal base ¢. ,=0.80

•

compresi6n normal al area efeetiva Iracci6n normal al area efectiva • metal de soldadura en soldadura de filete •

Iracci6n 0 compresi6n paralelo al eje de la sOldadura

•

corte en la gargarita del melal base

¢=¢ metal base ¢.2=0.80

2.9.2.7 SELSCCION DE MODIFICADORES DE CARGA 2.9.2.7.1 Ductibil jdad(Art. 2.3,2.2)

2.9. 2.8

dmlde: = factor de resisleneia par flexion espeeifieada en (Art. 2.9.2.6.1) III., = resistencia nominal espeeificada para seceiones compaclas compueslas y secciones IJI llpactas no compuestas en (Art. 2.9.2.3.4 Y 2.9.2.3.5)), respectivamenle (Nmm) In = resistencia nominal especifieada respeclivamenle (MPa) / 11 resistencia faclorada al corte, V" deb era ser tomada como: V,= ¢,; V n Iionde: ,'I = faclor de resistencia para corte especifieado en (Art. 2.9.2.6. 1)

=resistencia nominal al corte

V"

Uausulas del (Art. 2.9.2.3.3.1) sabre redislribuci6n de momentos no seran aplicables .a elemenlos en /loxion simplemenle apoyados. Para elementos a flexi6n conlinuos devar/os tramos. este eslado limite I",ede ser investigado ulilizando ya sea las ciausulas del (Art. 2.9.2.3.3.1) sobre el.compdrtamienlo "Iastico 0 las del articulo 6.10.11.1 sabre comportamiento inelastico s610 elementos can seeciones I ,Ie altura constante compuestas 0 no compueslas con seeciones compactas en los apoyos interiores 'Iue satisfagan los requerimientos de estado de resiste ncia ullima, · seran calificados para ser ;malizados por procedimienlos de analisis inelastieo entre las cuales tenemos.: fsbeltez del alma : La esbeltez del alma de las seceiones sugeridas para sostener las rotaeiones plaslicas, debe satisfacer:

2Dcp - 53.76 ~ lw

~ F yo

donde: Fyc = Resislencia producida minima especifieada para la brida de comiJrssi6n (MPa) Dc.o = allura del alma en compresion (mm),

=Espesor del alma (mm).

t"

Esbellez de la brida de compresi6n La esbeltez de la brida de compresion de las seceiones requeridas para soslener las rolaciones plasticas, debe salisfaeer:

br

2.9.2.7.2 Redundancia(Art. 2.3.2.3). 2.9.2.7.3

'IDkl!<';~\""""

.. -,.t.... - lhQ..... y . -'- ' -" F6"O-U"'" .

,, 7.8. 1.1 Gene ralidades I i lJsisteneia faetorada a la flexi6n en terminos de momentos y esfuerzos debera ser tomada como:

2.9.2.6 SELEeCIONDE FACTORES DE RESISTENCIA

• • • •

/

MJiC «e,'

-~.:s:

21/

IE

0382. 1VF""

Importancia Operacional (Art. 2.3.2.4) SELECCION DE COMBINACIONES DE CARGA Y FACTORES DE CARGA

donde ' b, ancho de la brida (mm) t, = espesor del alma (mm)

=

2.9.2.8.1 Es tado de Resis tencia Ultima

148

.. ;



149

j'

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l~:=:':-;~·' MANUAL DE DISENO DE PUENl r I

Resistencia de la brida de eompresion La brida df! t;;ompresion reqyerida en cada seccion para sostener las rotaciones plasticas debe resh,t" "I movimlento laterpl. Un brace de~e estar ubicado a una distancia Lb en cada lado de esta secciclll Lb, debe $atisfqcer:

Lb

. ..

MTC~

.r."o l:l"r11i1!-~


i ./

1.9.2.S.3 Estado Limite de fatiga Y fractura , 9 2.S.3.1 Requisitos de Fatiga para almas

I

~[O.124-007S{~:JI~~]

1~md"G'"'''' 6 , C.-...I.Mo1

,9,2.S.3.1.a Generalidades ,gS provisiones de este articulo deberan usarse para controlar la deformacion del alma fuera de su

1Jiano debido a la flexion 0 corte bajo cargas vivas repetitivas

donr:Je: L..'7 distqncia al primer punto brace adyacente a una seccion requerida para sostener las rotacICJnu.'. plasticas (mm) ry""' radio de giro minimo de la seccion de ar:ero. con respecto al eje vertiyal (mm)en el plano dul wep entre el primer punto brace y la seccion requerida para sostener las rotaciones plastic".'. (mm). M L ""' menpr momento debido a las Cqrgi;ls factorizadas en cada extremo de la longitud no arriostrad" (/I{mm) Mp""' momenta plastico qi;llculado teniendp en cuenta el esfufirzo de fluencia de los materiales de Ie/.'; almas, de las alas y del ace~a de refuerzQ de la seccion compuesta. (AASHTO 6.10.5.1.3) F",= r~sistel)cia minima espeeificado t;iel ala de compresiOn en la seccion donde es calculada ' ) (MPq)

j.

?9.2,S.3.1 .b Cargils de Fatiga Los esfuerzos de flexion Y corte por carga viva que resuften de la carga de fatiga, como se especifica

un el art. 2.4.3. 2.4, deberan tomarse como el doble del calculado usando la combinacion de cargas de iatiga mostrado en la tabla 1 del art. 2.4.5.3.

i!

2.9.2.S3.1 .c Flexion Almas sin rigidizadores longitudinales deberan satisfacer los siguientes requerimientos:

si 20,

,,; 5.76

tw

~

s15,76 _ ,

F, y

La raz.on, MLIMp debe ser tomado como negativo si la porcion del miembro dentro de la longitud no arriostrada esta flectada en curvatura inversa. Un arriostramiento debera ser provisto en la seccion anticipadamente para alcanzar el Mp

rI.entonces:f" ,,;

~Fy,

RhFyo

l

~

'J

Y

< - ,,;6.43 -.en tonces:,,"; - - )t- i 20, f ' Rh F", 3.58-0.448(20' tw Fy, tw E si

20, > 6.43

~

~~

rE,/uego: fof S;

28.9RhE(~ Y 2~)

donde: esfuerzo maximo de compresion por flexion elastica en el ala de compresion debido a las fof = cargas permanente no factorada Y la carga de fatiga como se especifica en el (Art.

2.9,2.8.2 F!;tado Limite de servicio

2.9.2.9.1. .b) tomada como indica cion del esfuerzo maximo de flexion en el alma (MPa). 1

2.9.2.S.2.1 Generalidades

/..a qr;>mbinacion de cargas de servicio " que se debera aplicar se muestran en la tabla 1 del acapite 2.4.5,3. Las especifieqciones del analisis e/astico desarrollados en el art. 2.9.2.8.1 pueden ser usadas. Se depera ysar el mismo procedimiento empleado en el analisis elastico 0 inelastico en chequear tanto el estadQ limite r;J.e esfuerzo como los requerimifintos de def/exion permanente.

Fy,

D, Rh

t,.

esfuerzo de fluencia del ala en compresion ( MPa). altura del alma en compresion (mm). 1 factor de reduccion especificado en el (Art. 2.9.2,3,6.1 . ) espesor del alma (mm)

2.9 .2.8.3.1.d Corte Almas de secciones homQgeneas con rigidizadores transversales y con 0

sin rigidizadores

longitudinales seran dimensionados para cumplir. V,, 5'0,58 CFyw donde: Fyw '" resistencia a la fluencia del alma ( MPa). esfuerzo de fluencia al corte como se C = relacion entre el esfuerzo de pandeo por corte y el especifica a continuacion para una secci6n homogenea.

151 150


ICG _ Instituto de la Construcci6n Y Gerencia

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MANUAL DE DISENO DE PUEN"

IoI~ NUAL DE DISENO

DE PUENTES

D ~k . si-Ll.l -,enlonces:

V~IJW

lw

~ D f!:k .

sil.! O - k S -SI.38 -,enlonces: \ F..", tw \ F",v

C=.!.JQ$:k D

F.V>V

I"

.c=(~W:J

para el cual:

5

k=5+ (~f donde:

Fyw E k

profundidad del alma (mm) espesor del alma

=

"

~

_

'I F,,,<)r:II!'III...

... C .. 'fOIfl6~

J lnxi6n positiva Para el calculo de los esfuerzos de flexion, la seccion compuesta debe consistir de la seccion de acero vel area transformado de un ancho erectivo de la losa de concreto, "wa cargas transitorias asumidos a ser aplicada a la secci6n compuesta de corto plazo, el area de la losa sera transformada usando la raz6n modular n, de corto plazo, r ara cargas permanentes que se asume seran aplicadas a la secci6n compuesta a largo plazo, el area lie la losa sera transformada usando una razon modular de 3n. I'ara concreto de densidad normal, la razon modular sera tomada como: 16 ~fe <20, n=10 20 ~ fe <25, n=9 25 ~fe < 32, n=8 32 ~fe <41, n=7 41 ~fe, n=6 donde: f'e = resistencia a la compresion a los 28 dias (MPa)

D >1.38$:k Si,enlonces: Iw F"..

D tw

'.

_-

•,!lGciones compuestas a largo plazo " carga permanente que es aplicada antes que la 10SVa{a alcanzado el 75% de f'e debe ser I'I/lmida a ser soportada solo por la seccion de acero, La carga viva y permanente que es aplicada rit ,spues que la los a ha alcanzado el 75% de fe debe ser asumida a ser soportada por la seccion c,"npuesta, Para construcciones apuntaladas, lodo la carga permanente debe ser asumida a ser lfllicada despues que la los a ha alcanzado el 75% de fe , Y esta sera indicada en los documentos del Lllntrato,

C=!

-

MJiC:k'.' ,..""',,...,,"

Flexion negativa Para calcular los esfuerzos de momentos, la seccion compuesta para ambos, corto y largo plazo, momentos compuestos, deben consistir de la seccion del acero y el refuerzo longitudinal efltre un ancho efectivo de la losa. I

resistencia de f1uencia minima especificada del alma. Modulo de elasticidad del concreto. Coeficiente de pandeo por corte,

Vel = esfuerzo de corte maximo elastico en el alma debido a la carga permanente Sill factorar y la carga de fatiga especificada en (Art, 2,9,2.9,1, 1b) ( MPa),

2,9.2.9 DISENO DE SECCIONES REQUERIOAS - ILUSTRADO PARA EL ANAl/SIS DE VIGAS I. 2.9.2.9.1 Ch equ ea r Dc/tw p or fatiga in ducida por la flexi6 n del alma

0

c orte

Ancho efectivo de la losa En 8usencia de mejor informacion, se deben tener en cuenta las provisiones de anchos efectivas especificadas en el Art. 2.9.1.3.2.2} 2.9.2.9.2.2, Determ inacion del ancho electivo del ala en compresion

Para 10 cual se deben satisfacer los requerimientos del art, 2,9.28.3,

2.9 .2.9.2.3. Determina ci6n si la secci6n es compacta

2.9.2.9.2 Para secciones C ompu estas

2.9.2.9.2.3.A Resistencia a la flexion para secciones compactas

2.9.2.9.2 .1. Consid erar la secuencia de cargas y de IIenado

2.9.2.9.2.3. A.1 Esbeltez del alma 2.9.2.9,2.3.A. 1.1 Esbeltez del alma La esbeltez del alma de secciones que proporcionen la resistencia a la flexion del art. 2.9.1.3,10.1 deberan satisfacer:

Esluerzos del acero

EI esfuerzo elastico en cualquier localizacion en la secci6n compuesta debido a cargas aplicadas debe ser la suma de los esfuerzos ocasionados por las cargas aplicadas separadamente a: - EI acero

-2Dep S3.76 ~ (2.9.2.9.2.3.A.I.I-l) (A1) tw Fyc donde : Dep = altura del alma en compresion definida determinada para secciones en flexion positiva donde el elemento plastico, Dep, debe ser determinado por

- Secciones compuestas a corto plazo 152 ICG

Instilulo de la Conslrucci6n y Gerencia ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

153

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1(Jlroc:c16~ Go~l'Iol

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MANUAL DE D/SENO DE PUENTt

o

cp

o [F)1A, -

=-

FYCAC - 0.85t'c A, - Fy, A,.

FY'"'~

2

+1

J

Dcp= profundidad del alma en compresi6n en el momenta plastico Imm) D = profundldad del alma (mm) A, = area de la losa (mm2) AI = area de la brida en tension Imm2) Ac = area de la brida en compresion Imm2) Aw = area del alma Imm2)

FY' = Resistencia producida minima especificada al refuerzo longitudinal incluido en la seccion IMPa)

f~ = Resistencia de la compresion a los 28 dias IMPa)

Para las demas secciones sometidas a momento positivo: Dcp debe ser tomado igual a 0 y la... requerimientos de esbeltez del alma indicada en el art. 2. 9.2.9.2. 3A. 1 debera ser cansiderada pal .. ser satisfecha. Para secciones de flexion negativa, donde el eje neutro plaStico esta en el alma.

D ep = _D __ (F" AI +F"A., + FvrA, -FvrAJ

.

.

.

Para las demas secciones en flexion negativa: Dep debe ser tomado igual a D. Fye = esfuerzo de fluencia minima especificado del ala en compresion IMPa). Si la esbeltez del alma excede el limite dado por Ecuacion A. 1 la resistencia nominal a flexion ser(, determinada como: Fn =Rb Rh F",

donde:

Rb Y Rh = Factores de reduccion de esfuerzas en las alas. F", =

~

£~ .

A~-

[0",«',,,,,,,,,'' ..""".... ., II.c

f' ~~t)f;lI"lI"lI

fI

~7:

~

t'sbeltez de alas en compresi6n Las alas en campresion se deben proporcionar para satisfacer:

us'fc/ J~D' I ",

Si la esbeltez del ala en compresi6n excede el limite de la ecuacion (1), la resistencia a la flexion naminal debe ser determinada coma una seccion no compuesta. 2.9.2.9.2.3A2 Arriostramiento de la s alas 2.9.2. 9.2.3.A.2.1 Arriostramiento del ala en comp resion

Alas en compresion de secciones que proporcionen la resistencia a /a flexion del 2.9. 1.3. 10.1 deberan ser arriostradas para satisfacer:

E] L, .,[0.124-007S9(M, I Mpl] [ I';YC

(1)

dande: Lb = la longitud sin arriostramiento Imm) ry = minima radio de giro de la seccion de acero respecto al eje verticallmm) M, = el momento menor debido a la carga factorada en cualquier extrema de la longitud sin arriostramiento IN mm) Mp = momento plastica \ F yo = esfuerzo de fluencia minimo especificada del ala en compresi6n de la seccion ~ande ry esta determinado IMPa) , Para la ecuacion 1, IM/M,,) sera tomado como negativo si la posicion del elementa dentro de la longitud sin arriastramiento eS flexado en curvatura reversa. Un arriastre sera proporcionado en la seccion anticipada a a/canzar Mp-

Resistencia de fluencia minima especificada del alma. IMPa) 2.9.2.9.2.3A3 Calculo de la Resistencia a la Flexion

Esbeltez del alma Las almas sin rigidizadores longitudinales, que proveen la resistencia a la flexion nominal anterior deben satisfacer:

2Dc ., 6.77 I",

don de:

t",

.

A, = area del refuerzo longitudinal inoluido en la seccion Imm2)

2A..F",. ·

2D, ., 11.63

.!:L 21 r .,

F)1= ResistenCia de fluencia minimo especificado de la brida de tension IMPa) Fyo= ResistenCia de fluencia minimo especificado de la brida de compresion (MPa) Fy.• = Resistencia de fluencia minimo especificada del alma IMPa)

M 1iC

MANUAL DE D/SENO DE PUENTES

(E (I)

2.9.2.9.2.3.A.3.1 Flexion Positiva 2.9.2.9.2.3.A.3.1.1 Resistencia a la flexion nominal

-V ic

Dc = profundidad del alma en compresion en el rango elastico Imm) fc = esfuerzo en el ala de compresion debido a las cargas factaradas IMPa) Si la esbeltez del alma excede allimite dado par (1), debe ser pro vistas rigidizadares longitudinales y los deben satisfacer:

Para tramos simples y tramos continuos con secciones compactas en las soportes interiores, la resistencia a la flexion nominal sera tomada como: Mn =Mp

I 1)

Para tramos cantinuos como secciones no compactas en los apoyos interiores, la resistencia a la flexion nominal de la seccion compacta de momenta positivo puede ser determinada ya sea por el Metodo "A n a el Metodo "B~ tal como se especifica aqui, pero no debera ser mayor que Mp.

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ICG

Instituto de la Construccion y Gerencia

ICG - Instituto de fa Construcci6n y Gerencia

155

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MANUAL DE DISENO DE PUENI "

Mn

=1,3 RhMy

(2)

Mn

=RhMy + A[Mnp-Mcd

(3)

-Metodo "8 " Analisis refinado

Mnp - Mcp para tramos interiores debera ser tomado como el valor mas pequeno de eualquier extrellll' del tramo. donde: Mnp = resisteneia a la flexi6n nominal en el apoyo interior (N mm)

=momento debido

a las cargas faetoradas en el apoyo interior concllrrentes con el moment" flector positivo maximo en la secci6n transversal en consideracion (Nmm)

=para los tramos extremos la distancia del soporte fina l a la ubieaeion de la secci6n transversal 01/ el tramo dividida por la longitud del tramo. Para tramos interiores, A debera ser tomada como 1. (I

=momento de fluenCia (Nmm) Rn =factor de reduceion de los esfuerzos en el ala del (Art. 2.9.2.3.6.1) My

.F._

;.",

[.""""..... ~ItC. Qol "",,.

M .• ,

F,-oro.:.rtll~~

' 10.1

Movimiento de Tierras

111.1.1 GENERALIDADES

/

I w, trabajos de movimiento de tierras a~rrcin el suministro y pllesta a disposieion de todos los

para 10 eual:

A

~

,.NIIAl DE DISENO DE PUENTES

III DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS

-Metodo "A n Analisls aproximado

Mcp

MJiC:'A~'"

t F~",(I'''",II''''

La esbeltez y arriostramiento del ala en compreslon no deberan ser investigadas para el estado I;mit" de resisteneia de seeciones compuestas en flexion positiva. Cuando la eeuacion 3 es usada, el momento flector positivo concurrente no excedera Rh My para Iii carga factorada que produce el momento maximo negativo en el apoyo adyaeente. Alternativamente, los efectos aetuales de la flexion positiva de flexion pueden ser tomada en euent.., usando proeedimientos inelasticos.

11(lII)OS, materiales y demas implementos, as; como tambi{m el personal que sea necesario para 11'lI/izar todos los trabajos pertinentes, ef! cuanto a excavaciones, acarreo y descarga del material I,xcedente; igua/mente comprende la proteccion de las excavaciones, todos lo~ cortes y refines de '1 /llIde s as; como la preparacion del fondo de la s excavaciones para las obras que se van a eriglT II /lre el. Tambien estan incluidos los trabajos y operaciones de compactacion, inve stigaciones de II)oJcanica de suelos, as; como todas las demas labores auxiliares ylo complement arias, no IIIo,'ncionadas espec;ficamente en esta seccion.

10.1 .2 EXCAVACIONES ;1,10.1.2.1 Descripci6n I :'IS excavaciones se refieren, al movimiento de todo material y de cualquier naturaleza (material ~ uelto, raca suelta y raca fija), que debe ser removido para proceder a la construccion de las !:imentaciones y elevaeiones de las subestrueturas. 18 profundidad de la s excavacione s estaran definidas por las cotas del fondo de las cimentaciones !rldicadas en los pianos, las cuales podran ser modificadas por orden escrita del Supervisor, si tal variacion fuese necesaria para asegurar la estabilidad de la obra. EI ancho de las exeavaciones ustara determinada por las dimensiones de las cimentaciones y los requerimientos de estabilidad lateral de la excavaci6n. Las excavaeiones incluiren todas las operaeiones de perforacion y vola dura de bloques rocosos, la rectificacion y conservacion de los perfiles, as; como tambien la carga, transporte, disposicion y nivelaci6n de ./os materiales en los lugares de descarga aprobados por el Supervisor. 2.10.1.2.2 Ejecuci6n ) EI fondo de cimentacion debera ser nivelado rebajando los puntos por enclpia de la cota de cimentacion. Se prohibe el rel/eno de los puntos debajo de dicha cota. En cualquier tipo de suelos al ejecutar lo s trabajos de excavaci6n 0 nivelaci6n, se tendra la precaucion de no producir alteraciones en la consistencia del terreno natural de base. En general, el acabado de la superficie de las excavaciones sera definido direcfa mente por el material de excavaci6n, pera los taludes estan indicados en los planas. Especia/mente los taludes que queden expuestos' en forma permanente seran cuida dosame nte arreglados con relroexeavadora, tractor, 'o a mano, a eleccion del Contralista. EI fondo y los taludes de la s excavaciones se ejeculara segun 10 moslrado en pianos, debiendo el Conlratisla c6municar de inmediato al Supervisor cualquier siluacion anomala en la ejecuci6n de los Irabajos, ya sea por motivos ajenos a su responsabilidad, 0 causada por el. EI Supervisor efecluare el analisis de cada situaeion en particular y dara instrucciones para modificar los talude s, 0 profundizar los niveles de cimentacion en caso de encontrarse condiciones de cimentaeion distinlas a las pre vistas en el disefio; 0 de rel/enar los niveles en caso de sobre-exeavaciones. EI material exlra;do de la excavaci6n antes de ser ulilizado, deber;a ser deposita do en lugares convenienles que no compromelan la Estabilida d de la excavaci6n.

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ICG

Institute de la Censtrueeio n y Gerencia

ICG - Institute de la Censtrucci on y Gerencia

157

MANUAL DE DISENO

DE PUENTES

MTC «,," ;01,.«,,... ,~"!,-- t~:~:I':I~~

Cuando la estabilidad de las paredes de las excavaciones 10 requiera, deberan construirse obru:. " defensa necesarias para su ejecucion. EI Contratista pre vera el drenaje adecuado para eVI/, inundaciones a la excavaclOn. Todo material extraido que no sea utilizado como rel/eno y que sea conveniente, con la aprobru,/tl" de la Supervision, debera ser empleado en 10 posible en la ampliacion de terraplenes, talw l. defensas 0 nivelaciones de depresiones del terreno, de modo que no afecte la capacidad del calli ' la estetica de los accesos y la construccion de la obra. Para la ejecucion de las excavaciones, se debera tomar en cuenta la claslficacion por el tipo 01, material, profundidad 0 afrontamiento, ademas de considerar una bonificacion para casos 1/' excavacion bajo agua.

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"Vlllmente al inicio del vaciado de concreto 0 de la colocacion del rel/eno permanente, la superficie ,,11(1:;; taludes y fondo sera ligeramente humedecida. / '~ilntratista respetara todos los reglamentos y leyes vigentes en el Peru relativos a la importaci6n, /, 111':porte, almacenamiento y ulilizaci6n de explosivos, a las advertencias antes de los disparos, a I >I, '~Ircuitos electricos, etc. En particular, el empleo de detonadores electricos sera rigurosamente I" " I libido durante la ocurrencia de tempestades electFieas. I i IIbicaci6n y el diseiio de los sitios de almaC~je, los metodos de transporte y las precauciones 'III" se tomaran para prevenir accidentes, estaran sujetos la aprobacion de la Supervision, pero I/mlda entendido que esta aprobacion no exime al Contratista de su responsabilidad con respecto al 1,ll lflejo de los explosivos.

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2.10.1.2.3 Sobreexcavaciones /0.1.2.5 Control del Nivel Freatico

Si por cualquier razon, las excavaciones efectuadas para la estructura sobrepasan sin pr(W/H autorizacion de la Supervision, las lineas preestablecidas, el Contratista rel/enara, por cuenta Prol!ll i. el volumen correspondiente a la sobreexcavacion con concreto 0 rel/eno de la calk.l(l,/ correspondiente. EI Contratista no obtendra remuneracion por la sobreexcavacion que no haya s/(/" autorizada y se Ie pagara la excavaclon solo hasta las lineas preestablecidas, de acuerdo a Illb precios un/larios estipulados en el Contrato. En el caso de producirse deslizamiento durante los trabajos de excavacion en tierra 0 en roca, tOdl, ' los daiios correran por cuenta del Contralista. No se pagara por el mDvimientD de tierras adiciDfl1//' resultante de dichDS casos. Si la Supervision ordenase excavaciones mas aI/a de los perfiles indicados en los pianos, estas I.. seran pagadas al Contratista segun los precios unitarios estipulados, ya sea que se trate de rel/eflu con Concreto ciclopeo 0 concreto de la misma calidad de la estructura, 0 rel/eno con ma/eni .1 granular de compensacion, con forme se detal/o en el numeral anterior. 2.10.1.2.4 Excavaciones en Roca

En caso de excavaciones en raca, el Contratista debera presentar un diseiio de voladuras pam restringir la voladura al prisma de excavacion y no al/erar la estructura de la roca al nivel do' clmentacion. Cualquier sobreexcavacion en la base de cimentacion sera rel/enado con concreto. Si en una excavacion se presentan 2 0 mas tlPOS de raca el diseiio debe adecuarse ala., caracteristicas de las mismas en la parte que les corresponde. EI Contratista debera tomar todas las medidas de seguridad para el personal, terceros, equipos y la obra en su conjunto. Si se pre viera que al I/egar al nivel de fondo de excavacion se podria encontrar un bolon 0 bolones de raca de un tamaiio tal que al ser removidos originen hue cos grandes que luego deban rel/enarse; en este caso, el Contratista usara disparos tlPO "plastas" para solo partir la roca y evitar la formacion de los huecos en el fondo de la excavaCion; adicionalmente, y solo para estos casos, el Contratista tendra una tolerancia de sobrepasar hasta 0.20 m respecto a los niveles y dlmensiones indicados ell los pianos, yen el cual podran sobresalir bolones no destruidos del todo, hasta 0.075 m por debajo del fondo de excavacion seiialado en pianos, y luego sera rel/enado con un material granular compactado con compacta dora manual tlPO plancha, hasta el nivel de excavacion especificado, en capas no mayores de 0.15 m. Oicho rel/eno debera quedar a satisfaccion del Supervisor, el cual debera aprobar por Cuaderno de Obra estos trabajos previamente a su ejecuCion. AI finalizar el perfilado del fondo de la excavacion, el Contratista efectuara una compactacion del fondo, con rodillo vlbratorio 0 plancha vibratoria, sobre la superficie humeda, de manera de restablecer 0 mejorar la condicion natural preexistente antes de la excavacion.

/ i sistema instalado debera garantizar que todas las aguas de escurnmiento y del nivel freatico seran IlVrtcuadas a un cauce natural 0 dren. 1/ Contratista eleglra el metodo mas conveniente para la depresion y evacuacion del nivel freatico en I,ll area circundante a la ejecucion de la obra, Si eligiera un sistema de pozos Dbierios, con bombas y IInjas de conexion, el costo del bombeo sera retribuido en funcion al tiempo en horas de /Uncionamiento y de la capacidad de las bombas, mediante las correspondientes partidas del / ifesupuesto. I I Contratista esta obligado a instalar, en cada caso, medidores de agua con el fin de controlar el i'!l udal bombeado para la aplicacion de las partidas respectivas, I I Contratista esta obligado a tener en reserva una can/idad suficiente de bomb as para garantizar la IIperacion del sistema instalado, para los casos de insuficiencia 0 fal/as. n Contratista ejecutara la operacion del sistema de contencion del nivel freatico respectivo, de tal II/anera que la velocidad y el caudal de bombeo no produzcan ningun daiio en el subsuelo por variacion demasiado rapida del nivel freatico. Asi mismo, para el caso de un ascenso brusco del Ilivel frealico por paralizacion en la operacion del sistema. [! Contratista I/evara un "Proto colo de Bombeo" y 10 presentara al Supervisor junto con los reportes oJiarios respectivos formando parte inseparable de estos ultimos, En los reportes diarios, el Contratista debera registrar cualquier variaci6n de la superficie del area circundante de pozos ylo canaletas para que el Supervisor pueda tomar la deciSion respectiva, 2.10.1.3 RELLENOS

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2.10.1.3.1 Descripcion Se refiere al movimiento de lierras ejecutado para completar todos los espacios excavados y no ocupados por las cimentaciones y elevaciones de las sub - estructuras. Los reI/enos deberan construirse hasta las line as, rasantes y secciones transversales que se muestran en los pianos 0 como ordene el Supervisor, Las superficies definitivas del rel/eno debera corresponder con las lineas estacadas en el terreno 0 mostradas en los pianos. 2.10.1.3.2 Material de Relleno EI material usado en los reI/enos debera ser de calidad aceptable y no contendra material orgttnico ni elementos friables 0 de fa cit alteracion; el material debera ser aprobado por el Supervisor. En las excavaciones en raca, el rel/eno se ejecutara unicamente con concreto. En caso de preverse material insuficiente de rel/eno dentra de los limites del proyecto, el Contratista hara uso de material de prestamo de zonas aprabadas por el Supervisor,

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159

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ANUAL DE DISENO DE PUENTES

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2.10.1.3.3 Ejecuci6n

EI nivel del rel/eno debera ser el nivel de la superficie del terreno circundante, considerand(J ", asentamientos que pueden producirse durante la operaci6n constructiva. EI relleno debera '.r' enteramente compactado por medios apropiados y aprobados por el Supervisor, de modo que :I I caracteristicas mecanicas sean slmilares a las del terreno subyacente. En las excavaciones en roca, los rellenos se ejecutaran unicamente con concreto. Los taludes expuestos deberan presentar una superficie uniforme, de apariencia agradable. II Supervisor se reserva el derecho de aumentar 0 disminuir las pendientes de los taludes de I" reI/enos, 0 de hacer cualquier otro cambio en las estructuras, que considere necesario.

/ I I>l1rocado que se coloque no tendra una compactaci6n especial excepto el paso de equipos de . ,"s/rucci6n, cuando sea poslble. Tabl a 2 .10.1.3 .5 .1 Distribuci6n Granulometrica de Enro c ados Enroca do • 0 50 =0.25 m Oiam etro % (mm) acumulado que pasa

EI material de relleno sera colocado y acomodado sobre una superficie de terreno previamel,1 preparada, en capas sensiblemente horizon tales de espesor y granulometria gradada, de tal forlll .• que no se formen acumulaciones 0 lentes de materiales que difieran substancialmente con la textllJ., del material vecino. EI espesor de las capas sera el fijado en los pianos 0 el fijado por el Supervisol EI material de rel/eno a ser compactado debera presentar el contenido de humedad 6piimo pu/ ,. obtener la densidad especificada; en caso necesario se Ie anadira la cantidad de agua que requi/)/I . o se Ie dejara secar 10 suficiente para alcanzar la humedad de diseno. Debe tenerse en cuenta que el material de relleno podra ser completo y convenientemenl,. compactado s610 si conliene la cantidad de agua correcta. Todo material extraldo que no sea ullfizado como rel/eno, debera ser transportado hacia otro lugar de modo que no afecte la capacidad del cauce 0 la estelica de los accesos, ni la construcci6n de la obra.

500 400 275 200 127

100 80 -100 50 - 70 30 - 45 0-20

Enroca do Enrocado' 0 50 =0.70 m =0.50 m Oiametro % Oiametro % (mm) acu mulad o / nm)acumula que pasa do que paSa 800 100 1200 100 65 - 100 600 900 60 - 100 50 -85 550 850 50 - 85 700 450 30-50 30 - 50 325 15 - 30 600 0 - 30 0-20 300 0 - 10 250 D 50

Enrocado 0 50 =0.90.m Oiametro % (mm) acumulado que pasa 15do 1200 1000 600 425

100 60 - 100 40 · 70 0 - 20 0-5

1.10 .1.4 ELiMI NACI ON OE MATERIAL EXCE OENTE :1.10.1.4.1 Oescripcion

Consiste en el carguio y la eliminaci6n del material procedente de las excavaciones que .resulte Il xcedente y del material inservible. EI material sera depositado en lugares donde no Gree difieultades ;/ tereeros, considerandose para ello una distaneia maxima de transporte de 1 km.

2.10.1.3.4 ReI/enos adyacentes a Estructuras

. EI re lleno del terraplen detras de los estribos y muros del ala del puente sera depositado compactado convenientemente, con tamano maximo de piedras no mayor que 6" en capa horizontales de espesor no mayor que 0.30m, debiendo alcanzar porcentajes de compactaci6n dol 90% del Proctor modificado. Cuando se deba ejecutar rellenos delante de dichas estructuras, estos deberan realizarse COli anterioridad para prevenir posibles deflexiones. Se tomaran precauciones para prevenir acciones d, Cuna contra la albanileria, destruyendo los taludes de las excavaciones, de modo que estos quedell esca/onados 0 rugo sos. No se colocara rel/eno tras los estribos y muros de ala de contenci6n sin orden escrita del Ingeniero; se realizara preferentemente no antes de los 14 dias de terminada la albanileria 0 cuando la,~ pruebas del concreto arrojen cuando menos el 80 % de su resistencia especificada. 2.10.1.3.5. Enrocados de Protecci6n

EI material que conforma los enrocados sera roca de buena calidad, sanas, compactas y resistentes; de preferencia bloques angulares, pero se puede aceptar bloques subangulares 0 redondeados. Los enrocados disenados estaran designados por su 0 50 , el cual corresponde a aquel tamano de bloque, para el cual el 50% de todos los bloques son de menor tamano. EI enrocado considerado tiene una granulometria determinada, conforme se muestra en la tabla 2.10.1.3.5.1 La colocaci6n del enrocado sera efectuada directamente desde los volquetes "al volteo': y la colocaci6n sera ayudada por una retroexcavadora 0 equipo similar que el Contratista estlme conveniente, de manera que los tamanos mas pequenos re /lenen los vacios entre los bloques grandes y se logre una mejor trabazon entre ellos. La superficie final exterior debe que dar 10 mas uniforme poslble. EI espesor del enrocado no debe ser menor que el tamano del enrocado Indicado en los husos granulometricos.

2.10.1.4.2 Ejecuci6n Se eliminara el material exeedente, el eual sera eargado y transportado (eargador frontal y valquete) a los botaderos que indique ellngeniero Supervisor. 2.10.1 .5 Material de prestamo para rel/ eno 2.10. 1.5. 1 Oescripci6 n

Todo material usado en relleno debera ser de ealidad aceptable (cantera) a juicio del Supervisor y no contendra material organico ni elementos inestables 0 de faeil alteraei6n. 2.10.1.5.2 Ejecucion

~

Se refiere al trabajo de excavaci6n, carguio y transporte de material aprobiJdo de cantera, para completar todos los espaeios excavados y no ocupados por las eim'entaciones y elevaCiones de las sub-estructuras. 2.10.2

Fals o-Pu ente

2. 10.2.1 GENERALlOA OES EI falso - puente sera disenado para proporcionar la rigidez y resiSteneia sufieientes para soportar con seguridad todas las eargas impuestas y produeir en la estruetura finalla geometrifj y las farmas indieadas en los pianos, Sin que se produzean asentamientos. LoS pianos del falso - puente seran disenados y firm ados por un Ingeniero Civil eolegiado. La carga de diseno del falso - puente sera la suma de eargas vertic ales muertas y sobreeargas y la earga horizontal pre vista, considerando los pesos del material de eonstrucci6n por soportar, el peso propio del falso - puente, los equipos a emplear y la secuencia de construcei6n. EI Contratista debera preparar los pianos detal/ados del falso - puente para ser presentados al Supervisor, quien deb era re visarioS y aprobarlos si los enGontrara eonforme .

160 ICG - Instiluto de la Construcci6n y Gerencia


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MANUAL DE DISEiio"OEl'UENTES

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EI falso ' puente sera construido en etapas planificadas en forma tal que permitan su asentamient.' defle xi6n anticlpados, asi como el alineamiento vertical y la curvatura indicados en los planor, ordenados por el "Supervisor para la estructura permanente. Durante el Ilenado del conC{l"" deberan monitorearse con cwdado · el fa/so - puente y sus cimlentos, para controlar /, asentamientos. y otras deformaciones. 2.10.2;2 . MATERIAL DE CONSTRUCCI6N

~puente

EI. fa/so podra ser construido de madera, acero 0 cualquier otro material resistente 1111 proparc/one .tarigidez y resistencia requeridas. Cuando se utiliza madera para la construcci6n rl," falso puente, esta pOdra ser en bruto, de buena calidad y no presentaran nudos 0 fallas '11.1 disminuyan. su capacidad portante. No se permitira el uso de troncos, salvo autorizacion escrita Supervisor, el cual debera comprobar la calidad y estado de cada uno de los troncos a ser usacll.l En caso de utilizar 'acero, si los elementos .han sido usados anteriormente, deberan ser revisaUI' para verifiear su condlcion y aprobados por el Supervisor. Se evitara la exposicion de los element" de acero al calor solar intenso, para evitar posibles deformaciones por temperatura.

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I '"ril dichos diseflos se tomara un coeficiente aumentativo de impacto, igual al 50% del empuje del 'fil iterial que deba ser recibido por el encofrado. En el calculo del empuje hidrostatico a ser usado en I diseflo de los encofrados, se cons/derara la velocidad maxima de colocacion del concreto, los "i<) ctos de la vibracion, la temperatura del concreto y cualquier uso previsto de aditivos en la mezcla .I,J concreto. I os encofrados tambien hadJn posible la textura superficial requerida para el concreto, sin reducir la rllliformidad en el color de las superficies formadas. I I Contratista realizara su propia evaluacion relativ,' a la capacidad portante permisible en el material ,Iv cimentacion, debiendo diseflar la parte inferio/ de los encofrados y en apuntalamientos, a fin de w evenir la sobrecarga, los asentamientos diferenciales y asentamiento totales inaceptables. I Contratista cons/ruira los apuntalamientos en estricta concordancia con 10 indicado en los pianos (Ie apun/alamiento revisados, debiendose disponer permanentemente en ellugar de la obra un juego ,Ie dichos Pianos. Los trabajos se iniciaran luego de ser aprobados los pianos por la Supervision 10 ellal no exonerara al Contratista de la responsabilidad respecto a la seguridad 0 de cualquiera de sus obligaciones y responsabilidades a los que esta obligado.

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10.2.3 CONSTRUCCI6N

EJ fa/so - puente sera construido de tal forma que se disponga la contraflecha indicada en los plan"~.

EI .Supervisor podra' exigir ' al Contratista el empleo de los arriostres necesarios para impel/II aseniamientos de 'las roi-mas que pudieran ocurrir antes del IIenado y la operacion del desencofrarill En cualquier caso; 'el fa/so - puente debera estar convenientemente arriostrado y apuntalado PUt evitar oscilaciones y corrimientos que pueda variar la geometrla del puente. 210 .2.4RETIRO DEL FALSO -PUENTE

EI retiro del fa/so - puente no podra efectuarse antes de veintiun dras despues de Ilenado til concreto, a menos que se estipule otro lap so en los pianos 0 se usen aditivos acelerantes. /- 11 cualquiera de estos casos, la fecha del descimbrado se fijara de acuerdo al resultado de las prueb, de compresion realizadas en los testigos tomados durante el lIenado y mediante autorizacion escri,,, del SuperViso',-. . Para estructuras tipo arco,' iasecuencia de retiro del fa/so - puente, respecto a la construccion all elementos del puente sobre el areo, debera ser especificado en los pianos 0 aprobado por /.1 Supervisor.

~

'EI fa/so pueilte de' las partes post - tensadas de las estructuras no sera retirado hasta que el ace,,, . depre-esfuerzo haya sido tensado. 2.10.3

Encofrados

2.103.1 GENERALIDADES

Los trabajos a ser considerados conSistiran en el suministro de toda la mano de obra, materiales y eqlJlP6s y en la realizac/on l:ie tada la obra para el diseno, provisi6n, fabricacion, almacenamientu, transporte, instalaei6'n y desmontaje de los encofrados para la ejecucion de los estribos del puent" . i;Onforme a los pianos, a estas especificaciones y como se requiera de la Supervision. Los tamb/fm incluyen todos los elementos de fijacion, puntales, apoyos y andamios del encofrado, 1(1 preparacion de los para la instalacion de algunos detalles fijados al encofrado ("water stop" u otrosty la lJinpieza de los encofrados para la colocaci6n del concreto.

trabajo~

~hcofrados

Los encofrados seran 'disenados 'y construidos por el Contratista de modo tal que resistan sin defofinarse el empuje de l concreto al momento de su eolocacion y otras cargas que pudieran . producirse durante la construcci6n·.

2.10.3.2 MATERIALES La madera en contacto con el concreto estara libre de agujeros, nudos, hendiduras, rajaduras, 81abeos y, en general, cualquier defecto que pueda atentar contra la apariencia de la estructura terminada. Las maderas que tienen defectos que atentan contra su resist~ncia seran rechazadas . Los elementos internos de fijacion estaran constituidos por pernos y por varillas; no se permitira la soldadura y ftjaci6n de estos elementos al acero de refuerzo. EI alambre podra utilizarse con autorizacion de la Supervisi6n cuando ambos lados del concreto vayan a ser recubiertos 0 no vayan a estar permanentemente expuestos; en estos casos, el alambre sera cortado a ras con la superficie. 2.10.3,3 CONSTRUCCI6N La construcci6n de los encofrados sera realizada por el Cont~ previa aprobacion y autorizacion escrita del Supervisor. Los encofrados deberan ser construidos de acuerdo a las lineas de la estructura y apuntalados s61idamente para que conserven su rigidez. En general, se debe ran unir los encofrados por medio de pernos que puedan ser retirados pos/eriormente, La organizacion del sistema de encofrados debe ser tal que al proceder a desencofrar que den siempre algunos puntales de seguridad, los cuales no deben ser retirados hasta que sean innecesarios. En todo caso, debe ran ser construidos de modo tal que el desencofrado sea una ejecueion rapida y sencilla. Los encofrados seran construidos en forma tal que las marcas de las juntas en las superficies de concreto esten alineadas tanto honzontal como verticalmente, y que las juntas situadas entre superficies sean suaves. Los encofrados para angulos entrantes deberan ser achafianados, en tanto que aquellos para aristas seran reforzados con fi/etes. Antes de depositar el concreto, los encofrados debe ran ser convenientemente humedecidos y sus superficies interiores recubiertas adecuadamente con aceite, grasa 0 jabon, para evitar la adherencia de la pas/a. No se podra efectuar Ilenado alguno hasta que todos los trabajos de construccion del 'e ncofrado hayan sido concluidos, 10 cual debera tener la autorizacion escrita del Supervisor.

162 leG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

ICG - Instituto de fa Construcci6n y Gerencia

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La remocion de las tuercas 0 extremos de los elementos de union debe realizarse sin danm I" ~

VllriaciOn en las dimensiones de las secciones de columnas y vigas y en el espesor de losas y superficie del ooncreto y de modo tal que las cavidades dejadas por aquellas sean del menor tamtill.. posible. EI relleno de dichas cavidades se realizara con concreto 0 mortero de relaell' " muros: 6mm agua/cemento igual 0 menor que la de la estructura, sin perjudicar el aspecto 0 la durabilidad d" /., • Menos 12mm misma y asegurando completa adherencia con el concrekendurecido. • Mas En muros y columnas angostas, donde la base del encofrado es inaccesible, una abertura de aCCU:.f' sera proporcionada en los encofrados con fines de limpieza del material residual inmediatamenl
La reduccion en el espesor en relacion al ancho sera de menos del 5%

210.3.5 ENCOFRADO DE SUPERFIClES VISIBLES Los encofrados de superficies vis/bles seran hechos de madera laminada, planchas duras de fibra·. prensadas, madera machihembrada, aparejada y cepillada 0 metal. Las juntas de union deberan Sill calafateadas de modo de no permitir la fuga de la pasta. En la superficie en contacto con el concre/p. las juntas deberan ser cubiertas can cintas, aprdbadas pot el Ingeniero Inspector, para evitar I.. formacion de rebabas. Dichas cintas deberan estar convenientemente sujetas para evitar su desprendimiento durante ,./ lien ado.

I fI el proceso de armado de los encofrados, el Contralista debera fijar puntos de control y marcas 'I"e puedan ser utilizados como elementos de referencia para la comprobacion de las tolerancias.

1.10.3.8 DESENCOFRADO / .10.3.8.1 Tiempos de Desencofrado l os encofrados no seran desmontados hasta que el concreto se haya endwecido 10 suficiente, de tal fJlanera que pueda sostener su propio peso en forma segura, asi como las cargas adicionales a las que este somelida a estructura durante el periodo de const~uccion. Los encofrados seran ,Iesmontados solo con la aprobacion de la Superjisi6n y, en general, se deberan contemplar los

2.10.3.6 ENCOFRADOS PREFABRICADOS EN EL INTRAD6s Los encoftados prefabricados c%cados haCia el intra do s, tales como los paneles metalicu:; corrugados 0 de concr eto, pueden emplearse si estan considerados en los pianos 0 aprobados por III Supervisor. Antes del usc de los encofrados, el Contralista proporcionara el conjunto completo c/,' detalles al Supervisor, para su revision y aprobacion. Los pianos de estructuras, a menos que 51' indique otra cosa, son dimensionados para el usa de encofrados que seran removido s; los costo~ por tualquier cambio necesario en disponer los encofrados prefabricados en caso de ser aprobadu, se haran por cuenta del Contratista.

2.10.3.7 TOLERANCIAS Los encofrados y apuntalamientos seran disenados, construidos, instalados, apoyados y arriostrados de tal forma que las variaciones en el alineamiento, ca/idad, posicion y dimensiones de la" superficies acabadas de las estructuras de concreto mostrados en los pianos esten comprendida,'; dentro de las tolerancias mostradas a menos que los pianos 0 la Supervision especifiquen algo diferente. EI Contratista realizara todas las verificaciones necesarias segun sean requeridas por la Supervision, antes y despues del vaciado de concreto, a fin de determinar que las tolerancias especificada" hayan sido cumplidas. Cualquier desviacion en las superficies debera estar comprendida dentro de las tolerancias especificadas. - Variaciones en el alineamiento de aristas y superficies de placas y muros: • En cualquier tramo de 3 metros 6 mm • En todo 10 largo 20 mm 164

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siguientes lapsos entre el vaciado de concreto y/ erdesencofrado:

. Vigas y losas _Column as y muros . Concreto masivo

14 ~ias 48 horas 45 horas

Se procedera al desmontaje de los encofrados en forma tal que se evite la formacion de grietas, el rlescascaramiento 0 la rotura de los bordes 0 de las superficies, 0 cualquier otro dano que pueda producirse en el concreto. Si los trabajos de desencofrado no estan controlados por ensayos de testigos 0 probetas, los encofrados no podran ser retirados antes de los periodos siguientes, a menos que el Supervisor 10 autorice por escrito: Costado de Vigas Paredes interiores de Vigas - cajon Barandas Cimentaciones Y Eleva ciones Columnas Losas Fondo de Vigas

24 Horas 24 Horas 24 Horas 3 Dias 7 Dias 14 Dias 21 Dias 165

ICG - Instituto de la Construeeion YGereneia

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MANUAL DE OISENO OE PUENTES

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En caso de trabajar a temperaturas menores que 50 C, estos periodos deberan ser revisados. Si 1;, usan cementos de alta resistencia 0 con aditivos acelerantes, estos periodos pueden ser reducido" de acuerdo a especificaciones particulares. Todo encofrado para volver a ser usado no debera presentar alabeos ni deformaciones y debera sel limpiado con cuidado antes de ser colocado.

2.10.3.8.2 Excepciones Todos los encofrados seran retirados, con las excepciones siguientes: • lapatas cuyo retiro podria poner en peligra la seguridad de las ataguias y alguna otra obl !1 cercana. • Celdas cerradas cuyo acceso no ha sido previsto en el proyecto. o Tablera en puentes con vigas - cajon, en las celdas que no interfieren con las futura,; instalaciones pre vistas en los pianos. 2.10.4

ill. C ~""' OII 'f , .ItI) t:M \I ~

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Concreto Ciclopeo y Concreto Simple para Solados Concreto simple y Cimentaciones ligeramente armadas Concreto Armado Concreto armado en losa delgada y vigas. concreto pre - esforzado y concreto IIenado bajo agua

170 kgl m

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250 kglm' 300 kglm'.

400 kglm

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en~

2.10.4.2 .2 Agua \ . ' . EI agua a emplearse mezcla debera ser clara. limpia. exenta de aceites, ' aCidos• .alcalis 0 materia organica. No debera ser sa/obre. No se podra emplear el agua sin la verificacion por medios el adecuados. EI agua para mezclas de concreto que tendran elemantos d~ acero tendra el niv de cloruros y sulfatos tolerable para evitar los efectos de la corrosion. . ..' . . ' .' A peticion de la Supervision. al Contratista efectuara a su cuenta. los anillis/s. de agua un

en

laboratorio acreditado. investigando principa/mente los siguientes aspectos:

Obras de Concreto

2.10.4.1 GENERALIDADES Las obras de concreto comprenderan el aporte de toda la mano de obra, materiales y equipos y Iii realizacion de todos los trabajos para el suministro de insumos, transporte, colocacion, acabado. curado y proteccion del concreto, con forme a los pianos, a estas especificaciones y a 10 que requiem la Supervision. Los trabajos tambien incluyen el diseno de detalle de todas las instalaciones y obras asociadas con las actividades mencionadas, la preparacion de las superficies de la cimentacion y de las juntas para recibir el vaciado de concreto, la proteccion de todos los elementos 0 partes de eqUipos empotrado~ durante el vaciado, la preparacion de muestras de concreto asi como la reparacion de las superficies de concreto como 10 requiera la Supervision. EI concreto consistira en una mezcla de cemento, agregados finos y gruesos, agua, y cuando sea autorizado, aditivos. La mezcla debera ser disenada por el Contratista a fin de obtener un concreto de las caracteristicas especificadas y de acuerdo a las condiciones necesarias de cada elemento de la estructura. La dosificacion de los componentes de la mezcla se hara preferentemente al peso, determinando previamente el contenido de humedad de los agregados para efectuar el ajuste correspondiente en la cantidad de agua da la mezcla. EI Supervisor comprobara en cualquier momento la buena calidad de la mezcla, rechazando todo material defectuoso. Es responsabilidad del Contratista el empleo de metodos y equipos para la construccion de las obras de concreto, que produzcan resultados satisfactorios bajo las condiciones establecidas en el proyecto yen la zona, sin danar alguna parte de la obra.

• Ph consumo de permanganato de potasio 0 de oxigeno • acido carbonico libre • sulfatos • cloruros fosfatos Se considerara como parte del agua de mezcla requerida en la dosificae/on ,' ei cJe humedad de los agregados. La medic/on del contenido de humedad. de los agregados sera realiz.acJi;!

~ontenido

sistematiCi;!mente por cuenti;! del Contratista. La tarea de proporcioni;!r y d/stribuir el agui;! en la planta de produccion de

c~nc;.eto es tarea a costo

del Contratisti;! como parte del proceso de produccion del concreto. EI agua se considera apta para la mezcla 0 el curado si sus propiedades y contenidos

.

ens~stancias

disueltas estan comprendidos en los siguientes limites: • EI contenido maximo de materia organica expresada en ox/geno consumido sera de 3 mg por litro (3 ppm). . .. .' , EI contenido de residuo solido no sera mayor de 5 grll (5000 ppm.) EI Ph estara comprendido entre 5.5 y 8. . ' . . EI contenido de sulfatos expresado en sulfa to jbn (S04) seramenor de 600 p .p.m. " . . ' .. " . r EI contenido de carbonatos de cloruros expresado en ion cloruro (CI) menor de 1 /l (1000

~e;'a

9

ppm.). • EI conlenido de carbonatos y bicarbonatos alcalinos (alcalinidad tolal). expresado en Na CO,. sera menor de 1 grll (1000 ppm).

2.10.4.2 .3 Agregados 2.10.4.2 MATERIALES 2.10.4.2.1 Cemento Todos los tipos de concreto a emplear usaran los cementos que sean establecidos claramente en las especificaciones tecnicas. EI cemento debera encontrarse en perfecto estado en el momento de su utilizacion. Debera a/macenarse en construcciones apropiadas que 10 protejan de la humedad, ubicadas en lugares apropiados. En ningun caso la antigOedad del concreto excedera de 3 meses. La minima cantidad de cemento con la cual se debe realizar una mezcla, sera la que se indica, a menos que se especifique otra cosa:

2.10.4.2.3.1 Generalidades EI Conlratista proporcionara periodicamente al Supervisor, previamente a la dosificacion de las mezclas, certificados de calidad de los materiales usados como agregados, de ' cuyo resultado dependera la aprobacion para el empleo de estos. . .' EI Supervisor podra solicilar, evantas veces considere necesario nuevos analisis de lo!;'materiaies en

uso. Se podra permitir el uso de agregados con granulometria diferente a la especificada, siempre y cuando se hagan estudios ca/ificados a satisfaccion de la Supervision que aseguren la produccion de concreto de la calidad requerida. 167. ICG - Instituto de la Construcci6n Y Gerencia

166

ICG -.Instituto de la Construcci6n y Gerencia

MANUAL DE DISENO

DE PUENTES

MTC"~

Para 10/3 agregados emplefJdos en concretos que han de estar sometidos a humedad, se preferim ll 10$ que no presenten .en su composicion mineral6glca elementos potencialmente rea ctivos con 1(1" alcalis del cement0. se exceptua el caso en el que el cemento contenga menos del 0.6% de alcalis, calculado como /II equivalente de oxido de sodio (Na20 + 0.658 K. 0), 0 euando se adicione ala mezc!a materiales quo han demostrado ser capaces de contralar las expanslones inconvenientes debidas a la reaccioll alcali - agregado. Los eriterios de aceplacion de los agregados deberan estar claramenle eslablecidos en la., especificijJciones tecnicas correspondientes. L0S agregados se obtendran de material seleccionado de las excavaclones de la obra aprt:Jpiadas aprobadas por el Supervisor.

0

de canlera.':

EI agregado fino consistira de arena natural u otro material inerte con caracter/sticas similares, sujeto a aprobaci6n previa. Sflra limpio, lilxe de impurezas, sales y suslancias otganicas. La arena sera de granulometr/a adecuada, natural 0 procedente de la triluracion de piedras. La cijJntidad de impurezas no flxcedera los limites indicados en las especificaciones teenicas generales enla tCibla 2. 10A 2.3.2. 1. T"bla 2.10A.2 .3.2.1 Limites de Sustancias Daninas en el Agregado Fino

Material que pasa la malla N° 200

MANUAL DE DISENO

PDrcentaje en Peso 1% 1% 3%

EI agregado fl"no sercj de granulometria uniforme, debiendo estar comprendida entre los I/miles de un hUiio granulornetrico indicados en la tabla 2. 1OA. 2.3. 2.2.

MALLA

9.50 mm (3/8') 4.7,5 mm (N° 4) 2,36 mm (N° 8) 1.18mm (N° 16) 600 ~m (N° 30) 300 ~m (N° 50) 150 IJm(N° 100)

PORCENTAJE Of;: PESO (Masa) QUE PAS A LA MALLA LlMITES Grueso Medio Fino TOT ALES % % % % 100 100 100 100 89 - 100 95 - 100 85 - 100 89 - 100 65 - 100 80 - 100 65 - 100 80 - 100 45 - 100 50 - 85 45 - 100 70 - 100 25 - 100 25 - 60 25 - 80 55 - 100 5 - 70 10" 30 5 - 48 5 - 70 0-12 2 - 10 0-12 0- 12

2.10.4.2~. 3.1

Umites de Sustancias Daiiinas en el Agregado Grueso PORCENTAJE EN PESO 5% 1% 0.25% 1%

SUSTANCIAS Fragmentos blandos Ca rbon y Lignita Arcilla y terrones de arcilla Material que pasa la malla N° 200 Piezas delgadas 0 alargadas I (Lonqitud mayor que 5 veces el espesor promedio)

10%

EI agregado grueso debera ser bien graduado, dentro de los limites de un huso granulometrico indicado en la tabla 2.10.4.2.3.3.2. Tabla 2.10.4.2.3.3.2 Umites granulometricos para agregado grueso

21.2'" a 11 .2"

3' J75 mn» 100

,.

2 y~ (63 mm) (SO mml a 35a 70 90 100

IV,'

1"

y. 0

(37.5mm

2S mm

(19mm) Oa5

o a 15

".

125mm)

100

90 100

a 35a 70

o a 15

Oa5

100

95 100

a -

35 a 70

10 a 30

3/8· 9.5 mm

N°ll WIG N°8 4.7S mm J ilL18mm) • (2.36mm)

50a 25 mm 2·' a N° 4 50 a 4.75 mm 1 !t,;" a X ~

100

90 100

100

100

Oa5

o a 15

a 20 a 55

Oa5

37.5 a 1.9 mm

1Y:!" a N° 4

Tabla 2.10.4.2,3.2.1 Granulometria del Agregado Fino

J ~'"''' '.'''''''

2. 10.4.2.3.3 Agregado Grueso EI agregado grueso consistira de piedra partida, grava, canto rodado, escorias de altos homos 0 cualquier otro malerial inerte aprobado, con caracteristicas simi/ares 0 combinaciones de estos. Debera ser duro, con una resistencia ultima mayor que la del concreto en que se va emplear, quimicamenle estable, durable, sin materias extranas u organicas adheridas a su superficie. La cantidad de suslancias daninas no excedera de los limites indicados en la s especificaciones tecnicas respectivas'\en la labia 2.10.413.3. 1

63 a 37.Smm 2'· a 1"

Otras sustancias perjudiciales, tales como esquistos, alcalis, mica, granos re eubiertos, pizarra y part/eulas plandas y escamosas no deberan exceder de los porcentajes fljados para elias e::;pecialmenle en las especificaciones lecnicas, ouando la obra las requiera.

K .

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DE PUENTES

*Incrementar a 15% para agregado fino triturado

Tabla

2.1 0.~.2.3.2 Agregado Fino

Sustancias ,fIrcilia 0 terranes de Arcilla Carbon y Llgnita

.M """:,1C

100rct=lc!~ {kol' ... . .

f:;~::~':i:'!

/'

35 a 70

37.5 a 4.75 mm 1" a 'Iz"

100

90 100

a

25 a 12.5 mm 1" a 3 .8"

100

90 100 95 100

2 5 a 9.5mm 1" a N' 4

10 a 30

o a 10

Oa5

a 40 a85

10 a 40

o a 15

a "

25 a 60

20 a 55

19 a 95 mm Y."a W4

100

90 100 100

O a5

o a 10

25 a 4.75 mm

'X ~ a 3.8"

100

Oa5

a 20 a 55

a a 15

Oa5

90 100

a

20 a 55

o a 10

Oa5

90

a 40 a 70

a a 15

Oa5

10 a 30

o a 10

19 a 4.75 mm

Y2" aN°4

Oa5

100 12 .5 a 4.75 mm

3/8"aN°8

100

85 100

a

Oa5

9.5 a 2.36mm

1b8

ICG - Instituto de la ConSIrucci6n y Gerencia

ICG - Inslilulo de la Conslruccion y Gerencia

169

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MANUAL DE DlSENO

DE PUENTES

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EI Contratista debera someter a la aprobacion de la Supervision la dosificacion de la mezcla para cada EI tamano maximo del agregado grueso, no debera exceder los 213 del espacio libre entre barras de 1(1 armadura, de acuerdo al tipo y dimensiones del elemento a lIenar; en todo caso, se observara 10 recomendado en las especificaciones tfknicas. 2.10.4.2.3.4 Agregado Cicl6peo EI agregado ciclopeo 0 pedrones consistira en piedras grandes, duras, estables y durables, con una resistencia ultima mayor al doble de la exigida para el concreto en que se va a emplear. Su dimension maxima no sera mayor que 115 de la menor dimension a IIenarse. La piedra estara libre de material de cualquier especie pegada a su superficie. La piedra sera de preferentemente de forma angulosa y tendra una superficie rugosa, para asegurar una buena adherencia con el mortero circundante. 2.10.4. 2.4 Aditivos Las siguientes especificaciones se refieren a los aditivos empleados en el concreto vaciado que seran propuestos por el Contratista si estima conveniente: - Aireantes - Plastificantes - Retardadores de fragua - Puzolanas

Su uso esta limitado por 10 indicado en las Especificaciones Tecnicas y por la autorizacion de la Supervision. En algunos casos, previa autorizacion de la Supervision, el Contratista podra emplear aditivos en los concretos por convenir a sus sistemas de vaciado. EI uso de tales aditivos, aunque sea autorizado, no ex/mira al Contratista de sus propias responsabilidades respecto a las calidades y resistencias exigidas en las especificaciones para el concreto, y su uso no implicara costo adicional a los precios pactados. EI Contratista propondra la dosificacion de los aditivos e indicara las modalidades para su utilizacion teniendo presente las limitaciones impuestas por las condiciones ambientales (liuvia, temperatura, etc.), las normas del fabricante de los aditivos ylo las pruebas de laboratorio ejecutadas sobre los mismos. En caso de aditivos previamente diluidos, el Contratista debera indicar las concentraciones de dichas soluciones para los efectos de control. Los aditivos en polvo seran me didos en peso; los plasticos 0 liquidos podran ser medidos en peso 0 volumen, con un limite de tolerancia del 3% de su peso efectivo. La consistencia y la ca/idad de los aditivos deberan ser uniformes. Casa tipo de aditivo debera tener anexo, por cada suministro, el certificado de prueba del fabricante que confirme los limites de aceptacion requeridos. Antes del usa de los aditivos, el Contratista debera presentar los resultados de ensayos que confirmen la calidad y la eficiencia del material. AI mismo tiempo, la Supervision podra ejecutar pruebas sobre muestras de aditivos y podra tambien extraer muestras y ejecutar pruebas despues que el aditivo haya sido entregado al almacen. Cuando en el interior del concreto se coloquen piezas de metal galvanizado, no sera permitido el uso de cloruro de calcio para acelerar el fraguado. EI Contratista debera controlar continuamente el contenido de aire de la mezcla. 2.10.4.3 MEZCLADO EI Contratista debera instalar en el lugar de la obra de equipos que tengan la capacidad de asegurar la calidad y la continuidad de la produccion requerida de concreto. 170


c1ase de concreto y para cada estructura. No se haran vaciados de concreto antes de verificarse, mediante los ensayos respectivos, que los tipos de mezcla propuestos cumplen con los requerimientos de resistencia y calidad detallados en las especificaciones tecnicas y que estan aprobados por la SupervisiOn. La aprobacion de la Supervision a cierto dosaje de mezcla no eximira al Contratista de su completa responsabilidad de producir el concreto de la calidad especificada. EI mezclado de los componentes del concreto se hara exclusivamente a maquina. EI mezclado de pequenas cantidades de concreto a emplear en caso de emergencia 0 para elementos no criticos de poca magnitud podra hacerse por medios manuales. EI equipo de mezclado a utilizarse debera contar con la aprobacion del Supervisor antes de su empleo. Oeberan tomarse las provisiQ!les necesarias para el debido control del tiempo de mezclado. Todo el concreto de una tanda deberaSffr extraido del tambor antes de introducir la siguiente tanda. Los materiales que componen una tanda se introduciran en el tambor siguiendo el orden que se indica, si no hubiera otra indica cion del Supervisor: 1. 10 % del Volumen de Agua 2. Grava, Cemento y Arena 3. EI resto del agua EI concreto retemperado mediante adicion de agua no sera vuelto a mezclar. 2.10.4.4 TRANSPORTE EI Contratista debera proponer e implementar los metodos adecuados y convenientes para el transporte del concreto fresco desde la zona de mezclado a la zona del vaciado final para asegurar el abastecimiento continuo en el momento requerido en condiciones normales de trabajabilidad. Se tendra en cuenta que en ningun caso el tiempo de transporte sea mayor que 30 minutos entre su preparacion y su colocacion, evitando la segregacion, perdida de materiales y propiedades de la

mezcla. Todo concreto que /Iegue al sitio donde sera colocado con indicios de haber iniciado la fragua sera desechado sin que el Contratista pueda efectuar ningun ree/amo, EI Contratista sera responsable por cualquier dana producido por estos desechos. 2.10.4.5 COLOCACION 2.10.4.5.1 Generalidades Los encofrados, el acero de refuerzo y todos los elementos que estaran empotrados en el e/emento estructural, deberan haber sido limpiados de todo material extrano antes de colocar el concreto. EI concreto debera ser colocado evitando la segregacion de sus componentes. permitiendose para su transporte las carreti/las con lIantas neumaticas, los cucharone?'o"·baldes de pluma y el uso de bombas especiales. La colocacion se hara en capas horizontales de un espesor tal que no exceda la

capacidad del vibrador para consolidar el concreto. En caso de bombeo, los equipos seran instalados de manera tal de evitar que la vibracion resultante altere el concreto ya vaciado. La tuberia de descarga debera ser colocada en un punto tal que evite la segregacion del concreto en los encofrados. EI concreto sera colocado y vibrado en ellugar correspondiente antes de que comience el proceso de fraguado del mismo. AI interrumpirse el vaciado, las superficies expuestas del concreto debe ran protegerse de la introduccion de materias extranas e igualarse a capas horizontales ylo escalonadas.


171

MANUAL DE DfSENO DE PUENTES

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EI concreto podra ser vaciado solo cuando la Supervision haya concluido todas las inspeccionl"< necesarias y dado, en base a las mismas, su autorizacion para este trabajo. La operacion de colocacion y vlbrado de la mezcla sera realizada por el Contratista, hasta una junta compactado, para 10 cual se usaran aparatos de vibracion interna 0 cualquier otro metodo convenient" para este fin. EI Contratista dispondra de un numero suficiente de vibradores. Los vibradores a inmersion de diametro inferior a 10 cm deberan tener una frecuencia minima du vibracion de 7,000 revoluciones por minuto. Los vibradores de diametro superior a 10 cm debera/f tener una frecuencia minima de 6,000 revoluciones por minuto. Los vibradores de encofrado debera/f trabajar por 10 menos con 8,000 revoluciones por minuto. No se podra iniciar el vaciado de una nueva capa antes que la inferior haya sido completamentu vlbrada. Se deberan espaciar en forma sistematica los puntos de inmersion del vibrador con objeto de: asegurar que no se deje parte del concreto sin vibrar. En caso de que durante el vaciado, la caida libre del concreto en el encofrado sea mayor de 2 m, se debera usar embudos, cuya salida debera siempre estar en contacto con la capa inferior, de manera tal, que el concreto salga siempre fresco, es decir, que el concreto al verterse este siempre en contacto con el concreto reci{m vertido. En estructuras ubicadas bajo el agua y otras exceptuadas especialmente, se evitara el uso de vlbradores, Las medidas para este tipo de estructuras seran dadas en las especificaciones tecnicas generales. La colocacion del concreto en cada seccion de la estructura sera hecho en forma continua, sin interrupcion entre las juntas de construccion 0 de expansion pre vistas. Si en caso de emergencia es necesario suspender la colocacion del concreto antes de completar una seccion, sera necesaria la colocacion de /laves de union adecuadas, previa aprobacion del Supervisor. Preferentemente el colocado del concreto debera efectuarse en el dia, salvo que el Contratista dote de suficiente iluminacion el area de trabajo, para garantizar la buena ejecucion de los trabajos, 10 cual debera ser aprobado por el Supervisor. La temperatura del concreto durante su puesta en obra no debera superar los 32°C ni ser inferior q los 5°C. Para respetar estos limites en condiciones climaticas desfavorables, el Contratista, previa autorizacion de la Supervision, debera emplear sistemas adecuados, a fin de evitar perdida por asentamiento, fragua instantanea, 0 juntas frias, 0, pqra enfrfar los agregados, el agua. No se podra realizar el vaciado de concreto al aire libre durante las /luvias continuas cuya intensidad sea mayor de 4 mmlhora, 10 cual sera precisado a criterio de la Supervision. En cualquier caso se podra efectuar el va ciado de estructuras al cubierto, siempre que en los veh iculos de transporte en concreto no sea afectado por la IIuvia. Se tomaran las previsiones del caso a fin de eliminar el agua circundante en el area de trabajo. Durante y despues de la colocacion del concreto, se tomaran las medidas para no dafiar el concreto 0 alterar la union con el acero de refuerzo. 172 ICG - Instituto de la Construccion y Gerencia

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/,10.4.5.2 Cimentaciones Las cimentaciones se construiran estrictamente de acuerdo a los planas, despues de a/canzar la cota de cimentacion y con la aprobacion escrita del Supervisor. fodas las cimentaciones sera n encofradas para su IIenado; en el caso del IIenado de excavaciones el concreto no sera vertido contra las paredes de las excavaciones, En roca se permitlra no emplear I mcofrados. La altura de los cuerpos p,a rciales en que se efectuara el /lenado no debera exceder de 3 m, debiendo asegurarse el compactado del concreto especialmente en las partes inferfores de las formas,

La cota de cimentacion indicada en IJs pianos no es definitiva, debiendo esta ser confirmada en obra por el Supervisor. ~ 2.10.4.5 ,3 Superestructuras Cada elemento de la superestructura, sea la losa del tablero, vigas-Iosa 0 vigas cajon, se constiluira

estrictamente de acuerdo a los pianos, debiendo efectuarse el /lenado por tramos y por los frentes que sean dispuestos en las especificaciones constructivas. Antes de la colocacion del concreto, deberan ser inspeccionados los encofrados y la armadura de refuerzo para cerciorarse que esten en su ubicacion correspondiente y para que la losa de concreto resultante sea de las dimensiones estipuladas en los pianos, con las consideraciones de bombeo y contraf/echas. En caso de vigas T con mas de 1.20 my vigas-cajon, la losa superior no sera IIenada hasta que el alma de las vigas tenga al menos 5 dias de lien ado. . 2, 10.4.5.4 Arcos EI concreto en las estructuras de arco sera colocado de modo tal que se observe la uniformidad y simetria en las cargas de los elementos. La disposicion de los elementos del arco y la secuencia de colocacion debera evitar la formacion de esfuerzos iniciales en el refuerzo. La secuencia constructiva debera ser aprobado por el Supervisor. Los elementos del arco seran unidos en conjunto mediante /laves adecuadas a dowels, segun se considere conveniente. 2,10.4.6 JUNTAS DE CONSTRUCCI6N ~

localizad~s

Las juntas de construcci6n estaran donde se indique en los pianos respectivos a en su defecto donde sea indicado por el Supervisor, Las juntas deberan ser perpendiculares a las lineas principales de fatiga y en general estaran localizadas en los puntos donde el esfuerzo cortante sea minimo. En juntas de construccion horizontales, se colocaran listones alineadores de 4 cm de espesor dentro de los encofrados a 10 largo de todas las caras cubiertas para dar lineas rectas a la junta. No se emplearan /laves de corte, a menos que sean indicados en los pianos. En juntas de construccion verticales, las barras de refuerzo deberan ser extendidas a traves de la junta, de tal manera que la estructura resulte monolitica, ademas de haber dejado en tales casas /laves de corte formados por endentaduras de las superficies, Antes de colocar el nuevo concreto fresco, las superficies de las juntas de construccion deberan ser enteramente picadas can una herramienta adecuada aprobada por el Supervisor para eliminar natas y materiales sueltos e indeseables, deberan ser limpiadas y luego empapadas en agua hasta su saturacion, conservtmdolas saturadas hasta colo car el concreto nuevo.


173


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EI concreto de las subestructuras sera colocado de tal manera que todas las juntas de construccir)" sean horizon tales y, si es po sible, no que den visibles en la estructura terminada. 2.10.4.7 CURADO Y PROTECCION Antes de comenzar el desencofrado el Contratista debera tener listo para su instalaci6n, todo el equil" , necesario para curar y proteger adecuadamente el concreto. Las superficies del concreto deberan S (ll protegidas si es preciso del agua, vibraciones y otros factores perjudiciales que puedan alterar : il/ integridad y calidad Toda superficie de concreto sera conseNada humeda por 10 menos durante 7 dias, despues de I" colocaci6n del concreto, si se ha usa do cemento Portland Normal, y durante 3 dias si se ha usalln cemento de alta resistencia inicia/. EI agua para el curado debera estar limpia y Ilbre de elementos que puedan manchar concreto, de manera objetable.

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decolorar ,'I

EI curado se iniciara tan pronto se haya iniciado el endurecimiento del concreto y siempre que no sirv.1 de lavado de la lechada de cemento. En todo caso, se conseNara estos materiales mojados por todo el periodo de curado. Todas II!' demas superficies que no hayan sido protegidas por encofrados, seran conservadas completamenl mojadas, ya sea rociandolas con agua 0 por medio de esteras de algod6n 0 tejidos adecuados ha,~I.I el final del periodo de curado. Las superficies horizon tales y las superficies acabadas que deban ser curadas con arena saturaa". deberan cubrirse con una capa no menor de 5 cm de este material, la cual debera mantenen.!' distribuida uniformemente y saturada continuamente durante el perfodo de curado correspondiente. 2.10.4.8 CONTROL DE CAUDAD 2.10.4.8.1 Agregados Los ensayos para el control de calidad de los agregados deberan IIevarse a cabo de acuerdo a I", N. T.N. I TIN TEC. La SupeNisi6n ordenara y fiscalizara la ejecuci6n de los ensayos de rutina pam 1'/ control y los analisis de los agregados en las varias etapas de las operaciones de tratamiell/t,. transporte, apilamiento, recuperaci6n y dosificaci6n, ejecutandose los siguientes ensayos: • Analisis granulometrico (N. T.N. ITINTEC 400.012) • Impurezas organicas en la arena (N. T.N. ITiNTEC 400.013) • Peso especifico y absorci6n de las gravas (N. T.N. ITiNTEC 400.021) • Peso especifico y absorci6n de las arenas (N. T.N. ITiNTEC 400.022) • • • •

Ensayos de abrasi6n Los Angeles (N. T.N. ITINTEC 400.019 u 400.020 Agregado grueso) Ensayos de inalterabilidad al sulfato de sodio (N. T.N. ITINTEC 400.016) Peso unitario de los agregados (N. T.N. ITINTEC 400.017) oeterminaci6n de humedades naturales (N. T.N. ITiNTEC sin).

• Reaclividad potenCial alcalina de combinaciones cemento - agregado (N. T.N. ITiNTEC 334.067) EI Contratista, con un minimo de 30 dias de anticipaci6n a la fecha programada para comenzar IL" trabajos de concreto, colocara a disposici6n de la Supervisi6n un laboratorio para los ensayos II,. calidad del concreto incluyendo todos los aparatos necesarios y los materiales para los ensayCJ~, como aparatos para pruebas de rigidez, resistencia a la compresi6n y permeabilidad y tambien pIJlli los ensayos del cemento, en especial los que tienen que ver con finura de los materiales, constalll./1I de volumen, fraguado, resistencia a la flexo-tracci6n y resistencia a la compresi6n.

174


MANUAL DE DISEN<;:

DE PUENTES

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Los aparatos instalados por el Contralista deben tambien incluir equipo para el ensayo de los agregados, como granulometria, forma de particulas, elementos perjudiciales y en especial la reactividad potencial alcalina de combinaciones cementolagregado. Los ensayos que requieran de un equipo demasiado grande pueden ser ejecutados por un laboratorio reconocido aprobado por la SupeNisi6n, a costo del Contralista. 2.10.4.8.2 Concreto Es responsabilidad del Contralista, preparar la mezcla de forma tal que se obtenga un concreto homogeneo y de calidad. A mas tardar 3 semanas despues-de instalado en el sitio, el Contralista realizara un numero suficiente de ensayos para distintas composidones de mezcla, en conformidad con las prescripciones que se detallan a continuaci6n. Para todas las variantes de mezcla, el Contratista suministrara a la Supervisi6n todos los detalles y pruebas referentes a las mismas, y en general, todos los detalles que la SlIpeNisi6n requiera, reseNandose esta el derecho de pedir al Contratista otras pruebas 0 de ejecutarlas directamente y a costo del Contratista. EI factor agualcemento, incluyendo el agua contenida en los agregados, aprobado por la Supervisi6n para cada clase de concreto no se podra aumentar por el Contratista en ninguna circllnstancia. Sobre muestras de concreto tomadas directamente de la mezcladora, se efectuaran las pruebas de revenimiento (SLUMP) que la SupeNisi6n considere necesaria. Estas pruebas efectuaran por cada 50 3 m de concreto producido ylo cada cambio de la calidad yl o composici6n del concreto y sus resultados deberan ser conformes a los valores indicados en los pianos. Las pruebas para verificar la resistencia se efectuaran para cada 50 m3 de cada clase de concreto producido. Cuando el volumen de concreto a producir en un dia sea menorde 50 m3 se efectuara una prueba por cada clase de concreto, 0 como 10 ordene la SupeNisi6n. Los moldes para la toma de muestras, la preparaci6n y curado de los testigos y la prueba de resistencia del concreto a la compresi6n se realizara segun las N. T.N ITiNTEC 339.033, 339.034 Y 339.036. De los seis cilindros que comprenden una prueba se ensayaran tres a los 7 dias y los otros 3 a los 28 dias. EI resultado de las probetas ensayadas a los 7 dias seNira de referencia de la resistencia esperada a los 28 dias y cuando sus resultados hagan presumir bajas resistencias, el Supervisor indicara las medidas conectivas que debera adogtar el Contratista. En el caso de no alcanzarse la re'siftencia requerida y cuando los resultados de las pruebas no cumplan las condiciones especificadas, la SupeNisi6n ordenara variaciones de dos!ficaci6n y las eventuales siguientes medidas, siempre a cargo del Contratista: a) Extracci6n de un numero suficiente de testigos del concreto en obra correspondiente a la prueba 0 grupo de pruebas no satisfactoria. Los mismos seran extraidos y probados de acuerdo con las Normas ASTM C-42 con el fin de establecer si las pruebas que no reunen las condiciones son representativas 0 no. b) Ejecuci6n de pruebas de carga u Otl'OS ensayos sobre la parte de estructura correspondiente a la prueba que no resulte satisfactoria. En el caso que la SupeNisi6n considere que los resultados de las investigaciones adicionales mencionadas no han sido satisfactorios, podra ordenar el refuerzo 0 la demolici6n de la estructura correspondiente. Los trabajos de reparaci6n y reconstrucci6n correran a cargo del ConlriJ/isie y seran sometidos a la aprobaci6n de la SupeNisi6n.


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2.10.5

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Armadura de Refuerzo

2.10.5.1 GENERALIDADES

Los trabajos comprendidos en esta seccion consistirEm en el suministro de toda la mano de oli", materiales y eqwpos y en la realizacion de toda la obra para la provision, almacenamiento, transpOI ( de lislas detal/adas por cada tipo para su habilitacion en obra, limpieza, instalacion y fijacion en I" posicion indicada del acero de refuerzo y mal/as soldadas de acero de refuerzo, conforme a 10' pianos, a esla s especificaciones y como 10 requiera la Supervision. EI acero estara formado por barras corrugadas de diametros establecidos en el proyecto, debien/I" estar conforme a 10 establecido para barras de acero usualmente en la practica y en l(j,\ especifi'caciones tecnicas generales. EI Contralista debera presentar la certificacion de calida'; proporcionado por el fabricante para su aprobacion por el Supervisor.

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EI acero de refuerzo sera despachado en atados debidamente rotulados y marcados debiendo. ademas, acompaiiar a cada envio 10 informes de ensayo certificados por la fabrica, que se entregaral1 a la Supervision antes de ingresar el malerial al Sitio. EI acero de refuerzo debera almacenarse PUI encima del nivel del suelo, sobre plataformas, largueros u otros soportes y debera ser protegido hastll don de sea posible, de daiios mecanicos y delerioro superficial. 2.10.5.3 LlSTA DE MATERIALES

Todas las listas de materiales y diagramas de doblado de las barras de refuerzo seran preparadas POI el Contratista, y presenladas con la debida anticipacion a la puesta en obra para su aprobacion por Iii Supervision. No se debera cortar ni doblar el material hasta que las listas no hayan sido aprobadas. Tal aprobacion por parte de la Supervision no desligara en ninguna forma al Contratista de S(l responsabilidad de la exactitud de tales listas. Cualquier gasto debido al cambio del material suministrado, a fin de que este de acuerdo con los requerimientos de los pianos y especificaciones, Correra a cargo del Contratista. Los pianos de detal/e de los refuerzos preparados por el Contratista seran elaborados en base a los pianos del Proyecto 0 a los proporcionados por la Supervision.

4fC~,",llOft; .F",II"O<.lMUI!II

La ubicacion del refuerzo indicada en los pianos debera ser lograda por media de soportes de mOrlero spaciadores 0 tirantes, aprobados por la Supervision. De la misma forma se procedera para lograt el espaciamiento de las barras. EI recubrimiento mlnimo debera ser el mostrado en los pianos. Cuando alii no se indique ninl;}lJn recubrimiento minimo, este no debera ser men or del indicado en la tabla 2,10.5.4. 1, ni mfNlor que el tamaiio maximo del agregado + 5mm. Tabla 2.10.5.4.1 Recubrimiento Minimo del Refuerzo '0ipo Superficies expuestas ) aguas sujetas a la abrasion

. RecubrimientDlmm)

Concreto en contacto con roca, suelo a agua

2.10 .5.2 TRANS PORTE Y ALMACENAMIENTO

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MANUAL DE DISENO DEPUENTES

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Vigas, columnas, muros

50

Concreto pre-vaciado

25

EI recubrimiento debera incrementarse segun la profundidad esperada de cualquifH tratamiento superficial, por ejemplo en el caso de bruiias. Los empalmes entre las barras seran aquel/os detal/ados Claramente en los plahos, tanto en ublcacion como en su naturaleza, sean traslapes mecanicos, empalmes soldados'o con acopladores; aparte de el/os, no seran permitidos olros empalmes, salvo aulorizacion escrita del Supervisor. Los empeirTlE3s soldados no seran usados en barras con cubierta epoxica, para evitar alteraciofles en Ie cubierfa. . En general, los empalmes de vanHas verticales no deberan espaciarse a distancias menores de 6 m y los de varillas horizontales a distancias no menores de 9m. En caso que el Contratista use barras mas cortas que las indicadas, los empalmes edicionales utilizados no Ie seran reconocidos,. quedando estos a su cargo. Ademas, previamerite al empleo de vanHas cortas, debera solicitar la autorizacion de la Supervision. Los empalmes de barras paralelas deberan alternarse en una distancia minima de 40 diametros. 2.10.5.5 TOLERANCIAS

2.10.5.4 CONSTRUCCION

Las varillas empleadas para el refuerzo de concreto deben cumplir con las siguientes tolerancias de Todas las barras antes de us arias deberan estar libres de defectos y completamente limp/as, es decir sin polvo, pintura, oxido, grasas 0 cualquier otra materia que disminuya su adherencia. Las barras deberan ser cortadas y dobladas en frio, de acuerdo a la forma y dimensiones estipuladas en los pianos. A menos que se especifique otra cosa, los eslribos y barras de amarre deberan ser doblados alrededor de un pivote de diametro no menor de 2 veces el diametro de la barra; para otras barras, el doblado debera hacerse alrededor de un pivote de diametro no menor a 6 veces el diametro de la barra. En caso de usarse ganchos para el anclaje de las barras y a menos que se estlpule otra Cosa en los pianos, estos deberan tener un radio no menor de 3 veces el diametro de la barra y una extension al extremo libre de por 10 menos 12 diametros de la barra. Toda la armadura debera ser colocada exactamente en su posicion segun 10 indica do en los pianos y firmemente sujetado durante la colocacion dell/enado y la vibracion del concreto. Las barras deberan ser atadas en todas las intersecciones, excepto cuando el espaciamiento entre el/as es menor que 0.30 m en cualquier direccion, en cuyo caso se ataran alternadamente. No se permitira la soldadura en las intersecciones de las barras, a menos que sea autorizado por el Supervisor.

habilitacion: ~ • A 10 largo del corte • En la extension de las varil/a • En las dimensiones extremas de estribos anil/os y espirales • Otros dobleces

±2.5 cm ± 1.25 cm ± 1.25 cm ±2.5 cm

Las varillas seran colocadas de acuerdo a las siguienles tolerancias: • Distancia a la superficie ± 0.5 cm • Minimo espaciamiento entre varillas ± 0.5 cm • Varillas superiores en losas y vigas: (a) Elementos de espesor menorde 20 cm ± 0.5 cm (b) Elementos de espesor mayor de 20 cm, pero no mayor de 60 cm. ± 1.5 cm (c) Elementos de espesor mayor de 60 cm ± 2.5 cm En el cruce de elementos estructurales ± 5.0 cm

176 ICG - Instituto de la Construcc i6n y Gerencia

ICG - Instituto de la Construccion y G~ren c)a

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H material para pernos de alta resistencia, tuercas y arandelas para las uniones, debera cumplir con Ins normas indicadas en las especificaciones tecnicas. Las tuercas galvanizadasy los pernos deberan ser lubricados convenientemente con un aceite adecuado Y de tonalidad visible, para faci/itar la Inspeccion visual antes de la fabricacion. Estos elementos seran marcadoS para su identificacion

La loca/izacion longitudinal de los dobleces y los cortes del refuerzo deben ser de 1: 5 cm, excepto en los extremQs discontinuos de elementos, en los que 113 tolerancia debe ser de 1: 1.5 cm

2.10.6

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Estructuras Metalicas

mostrado en los pianos

2.10.6.1 GENERALIDADES EI alcance de los trabajos comprendera la provision de toda la labor, planta, equipos y materiales y la ejecucion de todos los trabajos necesarios para el diseiio de detalle, manufactura, ens amble ell fabrica, pintura, ensayos, despacho, insta/acion, supervision, pruebas de aceptacion, puesta ell operacion y garantia de las estructuras de acero. Para 113 fabricacion y montaje de las estructuras de acero, el Contralista se ceiilra estrictamente a 10 indicado en los pianos de construccion, a las normas de fabricacion, asf como a las especificaciones teenicas. Los componentes de 113 estructura metalica seran preparados en talleres certificados para tales trabajos, para su posterior ensamblaje e insta/acion en obi'a, de acuerdo a los detalles de geometria y uniones presentados en los pianos. EI Supervi;or inspeccionara los trabajos de fabricacion en el taller 0 en obra, no debiendo empezar los trabajos hasia que el Supervisor haya sido notificado. De Bcuerdo a 10 estipuli3do en los pianos y las Especificaciones Tecnicas, el Contratista debera: a) Suministrar todos/os mater/ales 0 equipos, fabricar, transportar, colocar, acabar y proteger el acero. b) Construir,' montar y desmantelar toda estructura auxiliar que se necesitara para la colocacion de las diversas estructuras principales. c) Identificar y marcar todos los elementos de acuerdo a los pianos de montaje para su posterior identificacion, y ereecion erisitio. d) Dar todas las facilidades a la Supervision para 113 inspeccion. e) Remover, descolgar y reponer 0 reparar los !rabajos que la Supervision considere defectuosos. ~ Suministrar servicios como agua, energia electrica y otros. g) Oesalojar todo el material de desecho 0 sobrantes de los lugares de construccion, sin restriccion de distancias de transporte. .'

h) Avisar a la Supervision, de la colocacion de los equipos, con 24 horas de anticipacion. i) . Verificacion de cotas, pendientes y alturas en general. 2.10.62 MATERIALES Los materiales estaran definidos en las especificaciones y seran listados en cada caso particular en los correspondientes pianos de fabricacion. . Todos los materiales deberan satisfacer los requisitos de las especificaciones y seran suministrados, can sus correspondientes certificados de cafidad a satisfaccion de la Supervision. La Supervision, a su criteria, podra requenr 113 ejecucion de pruebasde ealidad (mecanicaslqufmicas) de los materiales, cuando se requiera mayor confiabilidad. Cualquier cambia en las especificaciones de los materiales, sugerido por el Contratista, debera can tar previamente con la aprobacion de la Supervision. EI abastecimiento del acero se hara de acuerdo a los grados de acero indicados en los planas. En caso de elementos tubulares, podran ser formados en frfo 0 en caliente, asf como f)odran estar unidos con soldadura 0 ser de seccion neta, segun las especificaciones teen icas.

0

2.106 .3 FABRICACI6N

cuando sea especificado especialmente.

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2.10.6.3.1 Pianos y dibujos Los pianos y dibujos para fabricacion seran desarrollados por el Contratista de acuerdo a las norrl1as tradiciona/es de representacion para estructuras de acero, mostrando tamaiios, detalles Y las

ubicaciones relativas de los miembros componentes de la estructura. Las dimensiones que aparecen en los pianos se encontraran referidas al sistema metrico y en cuanto a estructuras de acero se refiere, estaran expresadas en milfmetros (mm). La simbologia para las soldaduras corresponderan a la convencion definida por las especificaciones del "American Welding Society" teniendo en cuenta que las medfdas de los cordones 'de soldadura se expresaran en milimetros. 2.10.6.3.2 Ejecuci6n EI acero estructural debera estar libre de sustancias extraiias, tales como grasas y otras impureza s, debiendo estar protegido contra la corrosion. Sera almacenado en plataformas que impidan el contacto con el terre no. Los materiales de diferente resistencia seran identificados mediante codlgos

convenientemente fijados para tal proposito. Las placas de acero para elementos principales serifm cortadas de tal modo que 113 direccion principal dellaminado sea para lela a la direccion del esfuerzo principal que soportadm los elementos. En caso de emplear el corte con oxigeno, debera hacerse con maquina. Los bordes cortados con oxigeno que estaran sujetos a esfuerzoS 0 que recibiran soldadura, debe rEm quedar rectos y fibres de imperfecciones. No se permitira

imperfecciones mayores de 3/ 16 de pulgada. Las imperfecciones mayores de 3/ 16 n debidas al proceso de cortado deberan eliminarse esmeri/ando al borde. Todas las esquinas entrahJes deberan ser redondeadas con un radio minimo de Y, pulgada y deberan estar libres de entalladura~. Los bordes extremos de planchas soldadas, cortadas de mas de 16 mm de espesor que IIeven esfuerzos calculados, deberan ser esmerilados y rebajados en 6 mm. Oebera tenerse en cuenta las reparaciones que tuviera que hacerse en caso que sean detectadas discontinuidades detectadas en el proceso de inspeccion de corte de planchas antes de 113 fabricacion, durante la soldadura y durante el examen rutinario de las uniones soldadas por radiografias, en planchas y en todos los espesores de los elementoS. Estos defeetos incluyen mayormente discontinuidades por vacios de gases, hornadas 0 bo/sas de contraccion, las cuales se manifiestan como "fallas de laminacion 0 tubificacion" earacterizadas por una separaeion distinta del material que es paralelo 131 plano de la plancha. En proporciones men ores, esto puede incluir discontinuidades que resulten de escoria entrampada, producto de desoxidacion las cuales se manifiestan como depOSitos de materiales extraiios al acero. Se considerara que estas discontinuidades adquieren naturaleza notable cuando se localizan en un mismo plano y en un 5% del espesor de la plancha y separadas por una distancia menor que 113 longitud menor de 2 discontinuidades adyacentes. . 179

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durante los trabajos, indicandOse el tipo de material claramente. £'1 galvanizado de elementos ferrosos distintos a los pernos, se IIevara a cabo de acuerdo a 10



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~NIJAL DE D/SENO

Losmetodos correctivos no se aplicar{m a material esforzado en tension a traves de todo su esplI', Los remate s de todas las discontll7Uidades internas en caso de presentar evidencias exteriw deber{m ser exploradas en toda su profundidad por inspeccion ultrasonica de las plancha.', . Supervision podra solicitar pruebas de ultrasonido a todas las planchas que muestren evidel/l l" sospechosas de presentar discontinuidades como las descritas anteriormente y re chazar las presentaran fallas notables que puedan comprometer la resistencla de la estructura. EI ehderezado de pia cas, angulos 0 elementos construidos en obra, sera permitido por el SupervislII sera establecido en las especificaciones tecnicas como parte de los trabajos de fabricaciOn. I " metodos empleados para el enderezado no producir{m fracturas ni irregularidades en los element,l metalicos. Si se requiriese enderezar al material, esta operacion puede hacerse por met.il( mecanicos preferentemente en frio 0 por la apficacion localizada de cantidad limitada de ca/(JI temperaturas que no daiien 0 cambien las propiedades fisicas del material. En caso de fra eltll . evidente, el Supervisor dispondra el rechazo de la pieza alterada.

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Los orifieios pera los pernos podran ser hechos mediente taladros, dejando la holgura necesaria "1' funcion del elemenlo estruclural y la resistencia del aeero. A menos que se indiquen en III espeeificaciones teenicas, los huecos para pernos seran de 1.60 mm mayores que el diametro nomilllll del perno. S;'el espesor del material no es mayor que el diametro nominal del perno, los hue~., i deberan serheehoscon laladro 0 subpunzados yeseariados. EI troquel para los hue cos subpunzados y el taladro para los huecos subleladrados seran por In menos de 1.60 mm menoresque el diametro nominal. En las juntas empernadas con pernos de alta resistencia, en las que el apriete es por frieeion entre I" planchas y los pernos donde estos Irabajan netamente a la traccion, su ajuste se hara mediante lIav" de torque, con especial cuidado en la toleraneia del diamelro del hueeo de modo que el perno /II ' trabaje al corte. Los orificios eri las eonexiones y los empalmes de elementos prineipales de armaduras, arcos, Vigi l! continuas, torres, etc. , ser{m subtaladradas en campo y luego eseariadas duranle el ensamblaje, ,. bien seran taladradas desarrbllando el orificio completo en una plantilla de acero. Los trabaju deberan ser inspeccionados cuidadosamente por el Supervisor. Los pines y rodillos deberan estar colocadas adeeuadamente, de acuerdo deberan mantener fisas y /lbres de grielas e imperfecciones.

a 10 indicado en los plano.'"

Los agujeros para los pines seran hechos de un diametro menor en 50 mm que el diametro final d/)I pin. Eslos agujeros deberan ser derechos y estar libres de alabeos, ubicados en la linea central de 1,/ barra . . Las uniones en eompresion que depende n de la superficie en conlaclo deberan tener sussuperfici(l.'. de contaclo preparadas y ajustadas a un plano comun por medio de fresado, sierra u otros medio,'. adecuados. Las tolerancias en elafineamiento de los elemenlos de la estructura deberan conformar con la normll ASTM-A-6. Los miembros en compresion no tendran una desviacion en su afineamiento mayor" 11100 de su longitud axial enlre puntos de arriostre lateral. . Los miembros estructurales terminados deberan estar libres de torceduras, dobleces y uniones abiertas. Las abolladuras 0 dobleces seran causa .suficiente para el rechazo del material. Los rigidizadores extremos de las vigas principales y todos aquellos que hayan sido colocados paru Soportar cargas concentradas deberan lener un contacto pleno con las alas a las cuales transmitan las cargas 0 de las cuales reciban las cargas. Los rigidizadores que no soporten cargas concentrada.' deberan tener un ajuste adecuado para por 10 menos impedir el pase en ellos de agua, una vez que hayan sido pintados.

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DE PUENTES

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1/ (;ontratista debera proporcionar todas las facilidades que requiera la Supervision para efectuar III/.paccion del material en el proceso de fabricacion en taller y debe garanlizarle acceso fibre a todas III'. Dreas donde se esten efectuando los trabajos de fabricacion. La Supervision posf;e la plena II/loridad para rechazar los procesos de fabricacion que encuentre que no se estan cinendo a las (IOOllaS aqul especificadas. ,I

10.6.3.3 Soldadura

I" soldadura debera hacerse por el proceso de arco electrico y debera conformar con 10 especificado ,," la ultima edicion del codigo d~soldadura en la construccion de edificios del American Welding .;lieiety, incluyendo los biseles y prePflracion de soldadura. l os electrodos que no sean utifizado~ en ellapso de 4 horas despues de ser retirado s de sus envases I,.){meticamente cerra dos, deberan ser secados nuevamente antes de ser utilizados. I " s superficies por soldar deber{m estar libres de costras de lamina do, escofias, oxidacion suelta, lresa, pintura u otra materia extrana, excepto costras de lamina do que que den despues de cepillar II/ertemente la superficie con cepillo de alambre. Las superficies de bordes deberan estar IIbres de IIIbabas y otras imperfecciones. I n separacion de partes a soldar con soldaduras de filete debera ser la minima, en ningun caso esta .',,,paracion excedera de 4.80 mm. Si la separacion es de 1.60 mm 0 mayor, el espesor del filete, sera II/crementado en la dimension de la separacion. I as partes que van a soldarse a tope deber{m estar alineadas cuidadosamente. Los desalineamiento$ mayores de 3.20 mm deberan corregirse. AI efectuar la correccion, las partes no deberan quedar con I!endientes mayores de 1 cm por cada 25 cm. 101 proceso y secuencia de ensamblaje y union de las partes debera ser tal que evite distorsiones y minimice esfuerzos de acortamiento. Cuando sea imposible evitar esfuerzos residuales altos en las soldaduras de cierre de una estructura con uniones rigidas, las soldaduras de cierre se harEm en los elementos de compresion. roda soldadura a bisel de penetracion total sera hecha manualmente excepto cuando se ejecute con ayuda de material de apoyo 0 se suelde en posicion horizontal de ambos lados en material de bordes a escuadra de espesor no mayor que 5116 de pulgada, con abertura en la raiz no menor que la mitad del espesor de la men or de las partes soldadas. Las uniones soldadas a biSI3{ deberan terminar en los extremos de manera tal que se i'lsegure su solidez. Las soldaduras expuestas seran afisada$ esmerilandolas excepto indica cion contrariq ' de la Supervision. Previo al inicio de los trabajos de soldadura, el Contratista debera contar con los certificados expedidos a los soldadores y que no tengan una antigOedad mayor de 12 meses antes del inicio de la fabricacion de la estructura de acero. La Supervision podra fixigir una prueba de calificacion de los soldadores, bajo su control.

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2.10.6.3.3.2 Ingenieria de Soldadura

La inspeccion de soldaduras debera iniciarse tan pronto hayan sido completadas. Adicionalmente a cualquier inspeccion radiografica realizada segun los requerimientos de la norma AWS 0-1 . 1-72 y 16s requerimientos de pruebas radiograficas 0 de resonancia magnetica que se mencionan a cQntinuacion, . todas las soldadura en obra seran visualmente inspeccionadas pudiendose hacer pruebas adicionales en caso de tener evidencia visual de una posible mala ejecucion de la soldadura. La prueba de soldadura que debera realizarse es la siguiente: - En sayo Radiografico (Rayos "X,

180 ICG - Instituto de la Construccicin y Gerencia ICG - Instituto de la Construcci6n y Gerencia

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MANUAL DE D1SENO DE PUENTES

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Las soldaduras a tope de penetracion total deberan ser comprobadas radiograficamente d" acuerdo a 10 siguiente: • Todos los empalmes en tension y todos los sujetos a esfuerzos reversibles en miembro:. principales can la excepcion de almas de vigas profundas en las cuales solamente sil tamara 1/6 del peralte del alma. • 10 % par muestreo de todos los empalmes que trabajen a compresion y corte. EI maximo C/U espaeiamiento de radiograf/as sera de cuatro veees la longitud de la placa radiografica. En caso de detectarse en las pruebas tomada par muestreo defectos en mas del 10% de la.~ radiografias tomadas para empalmes, par presion y corte de. los miembros, se deben) radiografiar todos los empalmes a compresion hasta que los resultados de los ensayo:; sucesivos, caigan par debajo del 10% de defectos, en cuyo caso el muestreo regresam nuevamente aI10%. • En caso de que las radiografias indiquen defectos que impliquen reehazo, se de bert, radiografiar las areas comprendidas a cada laqo del defecto para determinar la magnitud y la extension de la fal/a. • Todas las soldaduras que hayan sido encontradas defectuosas deberan ser nuevamentn radiografiadas luego de ser reparadas. • Se debera supervisar la toma de las radiografias, examinar e interpretar las radiograf/as y los informes tecnicos del Contratista de radiograf/as; aprabar las radiografias que S" encuentren salisfaetorias y desaprobar a reehazar las radiografias que no sean satisfactorias. EI Contratista debera contar can metodos apropiados para reparar soldadura.~ que no hayan sido satisfaetoriamente ejecutadas. La totalidad de los eordones de soldadura deberan probarse mediante I/quido penetrante y toda, las soldaduras a tope de mas de 6 mm de espesor, mediante ultrasonido. 2.10.6.4 TRANSPORTE

EI Contratista debera haeer todos los arreglos neeesarios para el emba/aje; se debera tamar las preca.uciones para un adecuado embarque y desembarque, de tal manera de asegurar que los diferentes elementos de la estructura lIeguen en buenas condiciones y completos a la obra. EI Contratista antes de transportar la estruetura a la obra, durante la reeepcion de la misma verificara que todos sus elementos eorrespondan en dimensiones, peso, cantidad, identificacion y descripeion a las descritas par el fabrieante en el respeetivo listado de materiales que conforman la superestructura total del puente. Cada miembro de la estruetura de acero debera ser especia/mente identificado can mareas para el montaje y el Contratista debera eontar can un diagrama que muestre las marcas de ereecion de cada uno de los elementos. EI Contratista debera siempre poseer las capias de las ordenes de materiales, envios de earga y diagramas de montaje. Los miembras que pesen mas de tres toneladas deberan tener indicados en ellos su peso de env/o. Deberan ser marcados y transportados de tal manera que durante su transporte y manipuleo no esten sometidos a eargas exeesivas. 2.10 .6.5 ENSAMBLAJE

EI Contralista verifieara antes del montaje de las estrueturas que todos los elementos hayan sido fabrieado can todas sus dimensiones y eotas exigidas en los planas y que los dispositivos de apoyo hayan sido propiamente eoloeados en los estribos de cada puente.

/J Contratista debera efectuar el montaje de la estruetura de acero, relirar las construeciones temporales y efectuar todos los trabajos necesarios para completar las estructuras especificadas en ul proyecto de acuerdo can los planas y las especificaciones teenicas. EI Contratista debera elaborar todos los planas que describan claramente fa maniobra de ensamble que debe ejecutar, incluyendo en estos planas, ealculos de esfuerzos demontaje e insta/aciones elurante las maniobras. . Los elementos de la estructura de acero seran propiamente a/macenados Y eolocados sabre rodamientos en el terreno, que 10 liberen de estar en eontacto can el suelo y deberan ser mantenidos limpios y secas. Las vigas principales deberan ser colocadas en torma recta y derecha can sus debidos soportes. E! Contratista sera responsable par los dafios y perdidas que puedan oeurrir en su material antes de la entrega de las obras. Los elementos metalicos no deberan tener a/abeos, curvaturas u otras deformaciones, 10 cual sera revis~dO antes del ensamblaje. Las superficies de contacto debe ran mantenerse iimpias para iniciar los trEm~os. En caso de eonexiones soldadas, las superficies y bordes a soldar deberan estar uniformes Ylibres de polvos y defeetos que pudieran afectar la calidad de la soldadura. Antes de iniciar el ensamble de las estructuras, el Contralista debera con tar can toda la informacion do los equipos y metodos de ensamble que propane utilizar, los cuales debedm ser remitidos a la Supervision. EI Contratista sera el unico responsable par la seguridad de su metoda y el funeionamiento adecuado de sus equipos que Ie permitan desarrollar los trabajos de acuerdo a pianos yespeeifieaeiones. Previa al inieio del montpje, el Contratista elaborara un programa. de montaje, el quo clebe ser sometido a la aprobaeion de la Supervision. Asimismo, se efectuara la inspeecion de li"~ eimentaeiones, distaneias entre ejes, dimensiones Y espacfos entre anclajes, para verifiear que esten de acuerdo a 10 determinado en los planas. Las eonexiones de los elementos prineipales seran pre-ensambladas antes de la instalacion, para verificar la geometria de la estruetura completa 0 en parte y decidir la ejecucion de empalmes en obra. Los detalles del pre-ensamblaje seran consistentes con el procedimiento de instalaeion en la zona del puente espeeifiearjos en los planas. Las medidas para inspeccionar los trabajos y rea/izar pruebas de comprabaeion de las conexiones seran dispueslas en presencia del Supervisor, segun 10 estipulado en las espeeitieaciones tecnicas .. Durante las operaciones de montaje, el Contratista cumplira con todas las regulaciones de seguridad tal cual son establecidas en 10/OdigOS locales y nacionales.

.

2.106.6 INSTALACION

Los procedimientos de insta/aeion se lievaran a cabo con forme a 10 indicado en los planas y en las especificaeiones tecnicas, para 10 cual los trabajos deberan ser cuidadosamente monitoreados ' para evitar cualquier desviacion a moditicacion en la posicion final de la estructura. EI material sera a/macenado en la zona de proyecto deberan estar limpios y secas. Antes de la insta/acion, el material debera ser revisado para reportar cualquier cambia en las dimensiones a desperfeetos en los elementos metalicos. EI Contratista debera eolocar una estaca en cada lado del ria que se vaa cruzar, para la linea central del puente y deeidir en que lado va a /levar a cabo la eonstruceion. En este lado debe procurarse area limpia y nivelada de aproximadamente 15m de aneho (7.5 m a cada lado de /a linea central) y que se exlienda hacia atras una distaneia adicional, aparte del largo del puente, aproximadamente igual a la longitud del puente terminado, para disponer los componentes . ... Mientras se esta proeediendo con este trabajo preparatorio, el Contratista debe asegurarse par si

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mismo que todo el equipo necesario ha sido entregado correctamente. ·

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MANUA~ DE DISENO DE PUENTES

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Ourante las fqses de instalacion se debertm proporcionar los soportes en los segmentos de IU estructura necesarios, de modo tal que se asegure el alineamiento y la curvatura adecuadas en 10 estructura en su conjunto. En caso que durante la instalacion se requieran rigidizadores 0 arriostre" temporales, debera(l ser proporr:ionadqs por el Contratista. En cadq fl'lse se Cfperl'lra de manera que se alcancen las f/echas pre vistas para el cable en los punto~ de suspencion, y procurando que el entramado inferior permanezca a nivel, accionando sobre los elementos de soporte 0 suieccion y controlado desde la orilla mediante aparatos topograticos. EI descensq de los apoyos se debe hac(,)(, primero a una plataforma de madera a troncos en posicion horizontal y luego mediante gatas de capacidad conveniente a las placas de apoyo. E2n caso de ensamblajes en Qbra, se tomaran las medidas para evitar que durante los trabajos, los elementos se quiebren 0 curven. Las superficies portantes y de contacto deberan ser limpiadas antes del ensamblaje. Los empalmes y las conexiones tendran la mitad de sus agujeros empernados 0 con piMS, segun Se haya desarrollado en los pianos. 2.10.7

Pre-e$for;zado

2.10.7.1 GENERALIDADES

Los trabajo$ de coiocacion y tesado del acero de preesfuerzo para el concreto pretensado, ya sea para elementos prefabricadQS a hechos en obra, se haran de acuerdo a los detalles de los pianos. EI acero de preesfuerzo sera distnbuido en forma tal que la fuerza en cada vlga sea Igual en todas las que componen la estructura a 10 que sea requerido en los pianos.

Si en los pianos se especifica y detalla un metodo de pretensado particular, el usa de un sistema distinto sera permitido solamente si los detal/es completos de cualquier modificacion propuesta par el COl/tratista son aprobados por el Supervisor. La memoria de calculo y los planas deberan ser presentadas por 10 menos dos meses antes de la iniciacion pre vista de los trabajos en obra. 2.19·7.2 ACERO DE PRE-ESFUERZO

Se usaran aceros de alta resistencia, ya sea de dureza natural u obtenidos por trefilacion 0 por templado, con tratamiento termico posterior 0 sin el. Los aceros deberan tener alta resistencia y la ductilidaq ner;esaria para resistir los esfuerzos locales en anclajes, curvaturas, etc. Los aceros se usartm en forma de alambres aislados, lisos 0 corrugados, alambres en haces paralelos, como barras, cordones 0 torones. EI acero de preesfuerzo estara libre de fisuras, exfoliaciones, sopladuras, corrosion y cualquier desperfecto que pueda alterar sus condiciones de uso, resistencia y durabi/idad. Debera asimismo estar cuidadosamente protegido contra todo dano fisico y la corrosion; las precauciones necesarias ·par

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j'lciran disponerse de entramados separados del suelo y a diferentes alturas para permitir el ,lillaeenamiento horizontal. f.uando se pre viera que el almaeenamiento durara varias semanas y el material no haya recibido proteceion alguna, debera protegerse can aceite !iviano soluble; se prohibe totalmente el empleo de i/l'asa. '1. 10.7.3 DUCTOS Y TUBOS AUXILIARES

I,os ductos deberan estar libres de agua y residuos antes de la instalacion del acero. Asimismo, Ileberan estar rigidamente apoyados mediante elementos adecuados enlazados al aeero de refuerzo, I,ara prevenir el desplazamiento durante la colocaeion del concreto. Se usaran barras suplementarias y enlaces vertic ales cuando sean necesarios para mantener los duetos alineados respecto al oncofr?do. Los ex'tr.emos de los duetos seran cubiertos despues de la instalacion del encofrado, para evitar el ingreso de--agua 0 de residuos. Los tubos para la inyeecion de mortero y los tubas de venti/acion deberan estar anelados firmemente a los ductos, al encofrado 0 al acero de refuerzo, de modo tal que puedan ser prevenidos los desplazamientos durante la colocacion del concreto. En easo que se prevean heladas antes de la inyeccion del mortero, seran instaladas tuberlas de drenaje en los puntos bajos de los duetos y donde sean necesarios para evitar la acumulaci6n de agua; los ductos en los puntos bajos se mantendran abiertos hasta que la inyeccion sea iniciada. Los diametros de los tubos de ventilaeion y de drenaje seran no menores que 12 mm. 2.10.7.4 COLOCACION DEL ACERO DE PRE-ESFUERZO

EI acero de pre-esfuerzo sera instalado con precision dentro de los ductos, debiendo ser mantenidos en su lugar por dispositivos especiales para mantener su posicion dentro de estos; estos dispositivos seran de baja triecion y deberan estar previamente aprobados. EI aeero no sera retirado de su empaque protector hasta el momento de su instalaeion en el encofrado; una vez expuesto, debera ser protegido para evitar la corrosion. Las plantil/as de anclaje ser,~. n ubicadas de tal modo que esten en forma perpendicular a los tendones de preesfuerzo. Luego de la colocacion de I os tendones en los ductos, las aberturas en los extremos de los ductos seran selladas para evitar los efeetos de la humedad. 2.10.7.5 EJECUCION DEL TESADO EI tesado se realizara mediante gatas hidraulicas que produzean las fuerzas mostradas en los pianos.

Durante el tesado de los tendones, podran ser aceptadas fallas particulares en el cable, en cuyo caso no se permitira que mas de un cable en cualquier toron se rompa y ademas que los cables rotos no excedan el 2 por eiento del area total del acero de preesfuerzo en el elemento. La transfereneia de la fuerza pretensora al concreto no sera aplieada hasta que el concreto haya alcanzado la resistencia especifieada. EI equipo usado para el tesado deb era estar equipado con accesorios para determinar los esfuerzos de tesado y las elongaciones del tendon. EI Contratisla proporeionara al Supervisor un registro de esfuerzos y elongaciones para eada tendon. Las elongaciones seran medidas con una precision de

1.5 mm.



185


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La elongacion producida por la fuerza pretensora inicial debera estar comprendido entre +/- 5 % de I" elongacion teorica pre vista; si la elongacion real no esta dentro de este intervalo, se tomaran la.'. medidas correctivas. En todos los puntos donde haya cambio de pendiente en la trayectoria del tendon, se usartlll dispositivos de baja friccion, para evitar que el tendon se eleve durante el tesado. Si los tendones de acero en elementos pretensados presentan una perdida de presfuerzo mayor de J %, seran retensionados a su esfuerzo original calculado, 10 cual debera ser revisado y aprobado por 01 Supervisor.

2.10.7.6 INYECCION DE MORTERO AI empezar la operacion de inyeccion, todas las aberturas y los tubos de ventilacion deberan estar abiertos. Se permitira que el mortero f/uya desde la primera abertura en el tubo de entrada, hasta quo el agua residual 0 el aire atrapado haya sido removido, luego de 10 cual la abertura sera tapada 0 cerrada. Las aberturas restantes seran cerradas en forma secuencial de la misma forma. La presion de bombeo al inicio del tendon debera sera de 17.6 kglcm2; la abertura de salida sera sellada y la presion de bombeo debera alcanzar un minima de 5.3 kglcm2 antes que el orificio de salida sea sellado. Para temperaturas menores que 0' C, los ductos deberan estar libres de agua, para evitar efectos de congelamiento. Durante el mezclado y el bombeo, el concreto debera tener una temperatura no mayor de 32' C; en caso que se considere necesario, el agua para la mezcla sera refrigerada. 2.10.8

MTC~

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Acabados

2.10.8.1 SUPERFICIES DE CONCRETO Las superficies de concreto seran convenientemente l/jadas con herramientas adecuadas; no se aplicara tarrajeo a ninguna superficie. Las superficies de concreto de tableros 0 losas que serviran como superficie de rodadura, tendran un acabado mediante maquinas especiales aprobadas previamente. Una superficie acabada no debera variar mas de 3 mm de una regia de 3m. colocada sobre dicha superficie. Pueden emplearse me/odos manuales en puentes con luces de menos de 15 m de longitud 0 en areas irregulares donde el uso de maquinaria no sea practico. Para superficies visibles el terminado consistira en un pulido efectuado con herramientas alisadoras, chorro de arena 0 maquina de pulido por abrasion. En cualquier caso, segun el trpo de obra, el Supervisor aprobara el trpo de acabado a emplear. Toda superficie de concreto visible sera pintada con la pintura indicada en las especificaciones tecnicas generales. Preferentemente se usara pintura de cemento Portland u otra especial para exteriores, a excepcion de pisos 0 superficies sujetas a abrasion mecanica. En cualquier caso, el tipo y calidad de la pintura a usarse debera ser aprobado por el Supervisor. No se aplicara la prntura a superficies de concreto que tengan menos de 4 semanas de edad. Antes de la aplicacion de la pintura se efectuara una limpieza de la superficie a pintar, removiendo completamente toda suciedad, polvo, aceile 0 eflorescencias. Debe evitarse la utilizacion de jabones y otros detergentes organicos. La superficie de concreto sera cuidadosamente humedecida antes de aplicar la pintura, para controlar la absorcion superficial y proveer una reserva de humedad que contribuye a un curado adecuado de la pintura. Esta operacion se hara de modo que la superficie se encuentre humeda al momenta de

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apJicacion de la pintura, pero no debe aplicarse el agua en forma excesiva, evitando que chorree en las paredes. Las pinturas de cemento Portland se prepararan mezclando la pintura en polvo y el agregado, si se usa con agua en la adecuada proporcion. Cuando las condiciones atmosfericas sean tales que motiven un rapido secado de la pintura, es aconsejable trabajar a la sombra. Nunca debe aplicarse la pintura a temperaturas inferiores a 5°C. La pintura debe ser aplicada en dos manos de diferente color. La segunda mano se aplicara no antes de 24 horas despues de secada la primera mano. Despues de secada debera ser curada por medio de riego 0 en otra forma igualmente efectiva. Esto no se iniciara antes de 12 horas despues de su aplicacion.

2.108.2 ~UPERFICIES METALICAS EI coniralr~ al recepcionar las estructuras del fabricante Y antes de enviarlas a la obra, debera verificar que las estructuras de acero esten pintadas en taller con dos capas de pintura anticorrosiva. Tambien debera revisar que las superficies de contacto no hayan sido pintadas en taller, solamente estar cubiertas con una pelicula de laca u otro medio de proteccion antes de su ereccion. Una vez que se hayan completado los trabajos de ereccion incluyendo el empemado, soldadura de campo, etc, la superficie de metal a ser pintada debera ser limpiada plenamente, removiendo oxidos, suciedad, aceites y grasas, 0 cualquier otra sustancia extratia. A no ser que esta limpieza se real icc por chorro de arena, todas las areas soldadas debe ran ser neutralizadas quimicamente, antes de iniciar la limpieza, luego de la aplicacion de la neutralizacion quimica deberan ser enjuagadCls con agua. En la zona en que el "Welding Almer" se encuentre deteriorado por efectos de oxidacion y arall ones, se debera proceder a una limpieza mecanica, segun 10 establecido en las especificaciones tecniC.1s generales, eliminando todo el oxido, escoria, pintura anterior y demas sustancias visibles por medio de rasqueteado, lijado 0 cepillado mecanico, debiendo efectuarse a fondo para lograr una superficie completamente limpia y de aspecto metalico. Acto seguido se lavara con solventes y se procedera a pintar 10 mas pronto posible. EI metodo recomendable para la limpieza sera el de chorro de arena, donde debera tenerse especial cuidado con la limpieza de las esquinas y angulos restantes. Antes de aplicarse la pintura ~e era eliminarse todo vestigio metalico 0 de arena de superficie. La limpieza debera ser aprob da por el Supervisor antes de aplicar la pintura, y la aplicacion de ella sera tan pronto se haya term nado la limpieza para evitar la nueva formacion de oxido. La limpieza por chorro de arena debera efectuarse por medio de equipos establecidos en las especificaciones tecnicas, utilizando arena fina 0 gravi/la que pueda pasar la malla N° 16 de la serie

U. S. estandar.

187

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MANUAL DE DISENO DE PUI!NI'

2.11. CARGAS SiSMICAS PARA EL ANAl/SIS 2.11.1 Generalidades. Los requisitos mlnimos de analiSls para 2.11.3.1-1. efectos slsmicos seran como se especifica en la taloi.,


t~ro.cclt1~ Gont:ral

SM = metoda elastica para un s610 modo MM = metoda elastica multimodal TH =metodo tiempo historia Tabla 2.11.3.1-1 Requisitos minimos de Aml/isis por efecto5 Sismico5

Para analisis modal, el espectro de disefio elastico sera dado par la ecuacion 2.4.3. 11.7 Los puentes en zona sismica 1 no necesitaran ser analizados par cargas slsmicas, despreciando .'iI! importancia y geometrla. Sin embargo requisitos minim as como se especifica en 2.4.3 .11.2 ser:!/I apl/cados.

Zona Sismica

Simple mente Apoyados

2.11.2. Puentes simplemente apoyados No 5e requiere analisis sismica para puentes simplemente apoyados. Las conexiones entre superestructura de puentes y los estribos seran disefiadas par los requisitos ci< . fuerza minima como se especifica en 2.4.3.11.2 Los anchos minimos de cajuelas deberan ser satisfechos en cada estribo, tal como se especifica. Los anchos minimos de cajuelas deberan satisfacer los valores que se calculen. Los anchos mlnimos de cajuelas en cada estribo se determinaran eligiendo el mayor de los valores obtenidos entre calcular los maximos desplazamientos segun los metodos especificados en 2.11.3.1 o como un porcentaje del ancho emplrico de la cajuela, N, determinado par la ecuacion 1. De otro modo deben proveerse restricciones longitudinales calculadas para soportar las fuerzas correspondientes.

N= (200+ 0.0017L+0. 0067H)(1 +0 000125 S2) ""'" (1)

donde: N L

=(mm). longitud minima = puente(mm). dlstancia del

(empirica)

de la cajuela, medido normalmente a la linea central del apoyo

tablero del puente a la junta de expansion adyacente 0 al final del tablera del

Para articulaciones entre luces, L debe tomarse Como la suma de la dlstanCia a ambos lados de la articulaci6n. Para puentes de un solo tramo L es Igual a la longllud del tablera del puente (mm). H = para estnbos, la altura promedio de las Columnas que soportan al tablero del puente hasta la proxima junta de expansion. Para columnas ylo pilares, la altura del pilar a de la columna Para articulaciones de ntro de un tramo, la altura promedio entre dos columnas 0 pi/ares adyacentes (mm)

1 2 3

no se requiere diseiio

4

~mico

Puentes Tramos Multiples Otros puentes Regular Irregular

.

.

Puentes Esenciales Regular Irregular

.

.

SM/UL SM/UL SM/UL

SM MM MM

SM/UL MM MM

MM MM MM

Puentes Criticos Regular Irregular

.

.

MM MM TH

MM TH TH

2.11.3.2. METODO ELASTICO DE CARGA UNIFORME

EI metoda de la carga uniforme estara basado en el modo fundamental de vlbracion en la direcci6n longitudinal a la direcci6n transversal. EI periodo de este modo de vibracion sera tomado como aquella oscilacion de un sistema equivalente masa - resorte. La rigidez de este resorte equivfl /ente sera calculada usando el maximo desplazamiento que ocurre cuando una carga lateral un/forme es aplicada al puente. EI coeficiente de respuesta elastica, Csn, especificado en el articulo 2.4.3.11.7 sera usado para calcular la carga sismica uniforme equivalente, del cuallos efectos de fuerza sismica son encontradas. 2.113.3. METODO ESPECTRAL UNIMODAL

EI metoda espectral estara bas ado en los modos fundamentales de vibracion en la direcci6n transversal 0 longitudinal. Las formas de modo pueden ser encontrados aplicando una carga horizontal a la estructura y calcularid9Ja forma deform ada correspondiente. EI periodo natural puede ser calculado igualando la energi
0.0 para puentes simplemente apoyados (mm).

S = desviacion del apoyo medido desde la linea normal al tramo t).

2.11.3.4. METODO ESPECTRAL MUL TIMODAL

2.11.3 Puentes de varios tramos

EI metoda de analisis espectral multimodal sera usado en aquellos puentes en los cuales ocurre acoplamiento en mas de una de las 3 direcciones de coordenadas en cada modo de vibraci6n. Como minimo, analisis dinamico lineal usando un modelo tridimensional sera usado para representar la estructura. EI numero de modos incluidos en el analisis deberia ser al menos 3 veces el numero de tramos en el modelo. EI espectro de respuesta sismica elastica como se especifica en el Art 2.4.3.11.7 sera usado para cada modo. Los desplazamientos y las fuerzas de los miembros pueden ser estimados usando el metoda de la ra lz cuadrada de la suma de los cuadrados. Para puentes con frecuencias de modos cercanos, un metodo alternativo de combinacion deberia ser usado.

2.11.3.1 SELECCI6N DEL METODO Para estructuras de varios tramos, los requisitos minimos de analisis seran Como se especifica en tabla 2.11.3.1-1; donde:

UL

an.alisis sismico no requendo metodo elastico de carga uniforme

188 ICG - Instituta de la Canstrucci6n y Gerencia

ICG - Instituta de la Construcci6n y Gerencia

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MANUAL DE DISENO DE PUEN'U

2.11.3.5. METODO TIEMPO - HISTORIA Cualquier analisis de metodo tiempo historia paso a paso usado para analisis elastico 0 inelastl, " deberan satisfacer los requerimientos del Art. 2.11. Si un analisis tiempo • historia es usado, los factores R permitidos por el Art. 2.4.3.11.8 sel,)/I tomados como 1 para todas las subestructuras y conexiones. La sensibilidad de la solucion numerica en funcion al intervalo de tiempo usado en el analisis S
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zona sismica 1 Y para todos los puentes, de una sola luz, estas fuerzas sismicas de corte no pueden ser menores que las fuerzas de conexion aqui especificada. b) Zona sismica 2

Los requisitos de refuerzo transversal en la parte superior e inferior de una columna seran como se especifica en el Art. 2.12.6 Y 2.12.7.

c) Zona sismica 3 y4

Las estructuras en zonas sismicas 3 Y 4 seran analizadas de acuerdo a los requerimientos minimos especificados en 2.11. Las fuerzas de disefio modificadas seran determinadas como para la zona sismica 2 excepto que para clmentaclOnes el Factor "ROO sera tom ado como 1 0

2.12.2 Requisitos de ) s column as Para el proposlto de Zte articulo, un apoyo vertical sera conslderado como columna Sl la relaclon de la altura libre a la mayor dimension en el plano no es menor que 2.5. Para una columna de seccion variable la dimension maxima en el plano sera la seccion minima de la columna. Para soportes con una relacion menor que 2.5, las dispos iciones para pilares del Art. 2.12.6 deberan ser

2.12 DISPOSICIONES PARA EL DISENO SISMICO 2.12.1 Generalidades Las disposiciones de estos articulos se aplicaran solamente al estado limite de eventos extremos. Adicionalmente a los otros requisitos establecidos en otras partes del presente reglamento, el acer" de refuerzo debera cumplir con las disposiciones de resistencia sismica especificadas aqui. Son aplicables aqui los requisitos de desplazamiento especificados en 2.11.2, 0 en todo caso S(l debera tener en cuenta 10 siguiente: La friccion no se considerara como una restriccion del desplazamiento efectivo. Los restrictores longitudinales deberan ser diseiiados para una fuerza calculada como el coeficiento de aceleracion veces la carga permanente del mas ligero de las dos luces adyacentes 0 partes de III estructura. Si el restrictor esta en un punto donde el desplazamiento relativo de las secciones de 1,1 superestructura es diseiiado para producirse durante movimientos sismicos, debe permitirs61 suficiente holgura al restrictor de modo que este no funcione sino hasta que el desplazamiento do diseiio sea excedido. Donde un restrictor va a ser colocado, sea en columna 0 pilar, el restrictor de cada tramo debe ser conectado a la columna 0 pilar de manera mas solidaria en vez de interconectar tramos adyacentes. Los puentes localizados en las zonas sismicas 3 y 4 deberan cumplir los requerimientos especificados en los Art. 2.12.2, 2. 12.3, 2.12.4, 2.12.5, 2.12.6, 2.12.7, 2.12.8 Y 2. 12. g.

a) Zona sismica 1. No se requieren consideraciones para el disefio de componentes estructurales, excepto para el diseiio de la conexion de la superestructura a la subestructura como se especifica a continua cion. Para puentes ubicados en la zona 1 donde el coeficiente de aceleracion es men or que 0.025 y el perfil del suelo es del tipo 1 0 2, la fuerza horizontal de diseiio de la conexion en la direccion de los restrictores no debe ser tomado menor que 0.1 veces la reaccion vertical debido a la carga permanente tributaria y la carga viva tributaria asumida que existlra durante un sismo. Para todas las demas ubicaciones en la zona 1, las fuerzas horizontales de diseiio de la conexion en la direccion de los restrictores no deben ser tomadas menores que 0.2 veces la reaccion vertical debido a la carga permanente tributaria y la carga viva tributaria asumida que existira durante un sismo. Cada apoyo elastomerico y su conexion a la mamposteria y losas debe ser diseiiado para resistir la fuerza horizontal de diseiio para sismo transmitido a tra ves del apoyo. Todos los puentes en la

aplicadas Un pilar puede ser disefiado como un pilar en su direccion mas fuerte y como columniJ en su direccion mas debil. 2.12.3 Refuerzo longitudinal EI area del refuerzo longitudinal no sera menor que 0.01, 6 mas que 0.06 veces el area bruta de la seccion transversal Ag 2.12.4 Resistencia ala flexi6n La resistencia biaxial de column as no sera menor que la requerida por flexion. Los efectos de fuerza sismica elastica sobre cada uno de los ejes principales de una componente, resultado del ana/isis en dos direcciones perpendiculares seran combinados para formar dos casos de carga como sigue: 100% del valor absoluto de los efectos de fuerzas en una de las direcciones perpendiculares combinadas con el 30% del valor absoluto de los efectos de las fuerzas en la segunda direccion

t

perpendicular 100% del valor absoluto de los e ectos de fuerzas en la segunda direccion perpendicular combinado con el 30% del valor ab oluto de los efeelos de las fuerzas en la primera direccion perpendicular. En el estado limite del evento ex1remo los factores de resistencia del articulo 2.9.1.3.4 seran reemplazados para ambas columnas con refuerzo de espiral y de estribo, por el valor de 0.50 cuando el factor extremo de carga axial para la columna exceda 0.20 f'e Ag. 2.12.5 Refuerzo transversal y de corte en columnas. La fuerza de corte factorada Vu en cada eje principal de cada columna sera como se especifica en 2.12.1.c. La cantidad de refuerzo transversal no sera menor que el especificado en el articulo 2.9. 1.3. 10.2. Las siguientes disposiciones se aplican a las regiones extremas superior e inferior de la columna Y los pilares:

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ICG - Instituto de Ie Construcci6n y Gerencie

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MANUAL DE DISENO DE PUI 'N/I

• En las regiones extremas, V, sera tomado como 0.00 a menos que la fuerza axial de comprs!!,,' factorada excede de 0. 10 f."Ag en cuyo caso V, sera como ss especifica en el artlli" l.. 2.9. 1.3. 10.2.b. • La region extrema sera asumida que se extiende del borde inferior de la vigas 0 vigas cabezal "I' la parte superior de las columnas, 0 la parte superior de las cimentaciones en la parte inferior 1/' las columnas, una distancia tomada como la mas grande de: • la maxima dimension de la seccion transversal de la columna, • 1/6 de la altura de la columna, 0 • 450 mm, y • La region extrema en la parte superior del pilar sera tomado como el especificado para columnn~ En la parte Inferior del pHar la region extrema sera considerada que se extiende desde 3 veces .,1 diametro del pHar debajo del punto calculado de momento maximo a un diametro del pilar, pero "" menor que 450 mm, encima de la linea de tierra. EI espaciamiento del refuerzo transversal en la longitud del traslape no excedera ya sea los 100 mill o un cuarto de la dimension minima del elemento. Conexiones de soldadura total 0 conexion mecanica total para los traslapes que cumplan con III articulo 2.9.1.3.11.4 pueden ser usados, siempre que se traslapen barras en forma altern ada d •.' cada capa de refuerzo longitudinal en una misma seccion, y la distancia entre traslapes de barras adyacentes es mayor que 600 mm medido a 10 lar90 del eje longitudinal de la columna.

MANUAL DE DISENO bE PUENTES

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mas una extension de largo no menor de 10.0 db 0 150 mm. Estos ganchos deben ser usados para el refuerzo transversal en regiones donde se es'pera que ocurran rotulas plasticas, 2.12.7 Espaciamiento del Refu erzo tranSverSal de confinamiento EI refuerzo transversal para cenfinamiento debera ser: • Provisto en la parte superior e inferior de la columna en una longitud no menor que la mayor dimension de la seccion transversal de la columna, un sexto de la aliura libre de la columna Q 450

mm

'

Extendida en las conexiones superior e inferior Pro vista en la parte superior de los pilares en la misma long/tlld Jsr>ecificada para calurtJnas. • provista,dentro delos pilares enOna longitud qu.~ se,extiiJn(Je en 3 veces la m~xima dimension de la secclon transveJ'.al por debajo del punlo de fuaclon de momento a tina dlstancla no menOr que la maxima dimension de la seccion transversal 0 450 mm, por eneima de 113 linea de tietra, y • Espaciadas no mas de un cuarto de la dimension minima del e/ementa, 6 veces el d/ametro del fefuerzo longiludinalo 150 mm ceiltro a li:entro, 2.12,8 Traslapes. Las disposiciones del articulo 2,9.1.3.1 1.4 seran ap/icables para el disefio de traslapes. Tras/apes en el tefuerzo longitudinal sedm ~sados sola mente en la mitad centtal de la ai/ura de III columna, y /a longitud del tras/ape no sera mendr que 400 inm 0 60 veces el diamelro ds la barra.

artiauiacio~es

2.12.6 Requ erimient os para Pilares t ipo muro. Las presentes disposiciones se aplicaran al diseiio en la direccion mas rigida del pHar, la direccion mas debil del pilar puede ser diseiiada como una columna de acuerdo Art. 2.12.2 con el factor de modificacion de respuestas para columnas, usadas para determinar las fuerzas de diseiio. Si el pilar no es diseiiado como una columna en la direccion mas debil, entonces las limitaciones para la resistencia faetorada al corte especificadas seran aplicables. EI porcentaje de refuerzo minimo, tanto horizontal Ph, y vertical p" en cualquier pilar no sera menor que 0.0025. EI porcentaje del refuerzo vertical no sera menor que el porcentaje del refuerzo horizontal. EI espaciamiento del refuerzo, tanto horizontal 0 vertical no excedera los 450 mm. EI refuerzo requerido por corte sera continuo y deb era ser distribuido uniformemente. La resistencia factorada al corte, V" en la columna sera tomado como el menor de :

2.12.9 Refuerzo tra nsversal por conf inamiento en plasticas. [os nucleos de las column as y'pilares seran confinados por refuetzQs transvetsales en las r~giofIG s esperadas de articulaciones plasticas. EI refuerlo transversal par confinamiento tendt'tJ un esfuerto de fluencia no mayor que aquel del refuerzo longitudinal y el espaciamiento debera ser tom ado como se especifica en el Art. 2, 12. 7,

Para una columna circular, la relacion volumetrica del refuerzo de espiral,

· p,

~016f'C(0.5+ 1.25P,,] f A Ii .. g

y

..(5. 1O.IIA l.d -I)

c

para 10 cual: 0.5 + 1.25p u

v, = 0.66Jf':bd

p" no sera menbr que el

requerido 5,10. 11A. 1.e

Ag

~ 1.0

/

10.11.4.1 d·2)

r,

V,= ¢Nn dande: f", = resistencia a la cornpresion a los 28 dias a menos que otra edad es espetificada (MPa)

donde : VII =

fy = esfuerzo de fluencia de las befras de refuerzo (MPa! Pu =carga exial factorada (N) 2 Ag =area de la secci6n bruta, (mm )

[0.l65.Jj~ + pd,Pd

Capas de refuerzo horizontal y vertical deberan colo carse en cada cara del pilar. Refuerzo transversal puede ser suministrado por estribos simples 0 sobrepuestos. Se pueden usar barras transversales de uni6n de la misma dimension del estribo. Cada uno de estas barras debe agarrar un refuerzo longitudinal y debe /levar un gancho sismico que consiste en una doblez de 13$',

Dentro de las zonas de -articulaciones plasticas, los tras/apes en el refuerzo de eSpiral seran hechas por tras/apes soldados 0 por conexiones mecanic as completas. Para una columna rectangular, el area de seccion trahsver~al bruta, As, del refuerzo de estribo rectangular no sera men or que alguno

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leG - Instrtuto de la Construcci6n Y Gerencia

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Et-criteriO especlficado en la" ecuaciOn 2 sera aplicable a Ja ecuaciOn 4, donde:· .

s = eSpadamiento .vertical de estribQs sin exceder los .100 mm A .. " :: area del flticleo de la columna (mm 2) 2 Ag area total de la columna (mm ) area total del refuerzo incluyendo estribos transversales suplementarios teniendo Ull espaciamiento vertical de "s"y atravesando una secci6n como una dimension :de '.' nui:leo 2 (mm ) fy ,:,. " . · {isfuerzo de liuen'cia def.estribo refuerzo en espiral (MPa)

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I ,:1

:;

~' .

': .

APENDICE B . .. RECOMENDACIONES DE AASHTO PARA LADISTR isUCION DECARGAS ALCANCE .- ',

Se presenta recomendaciones basicas que puedenemple arse para la distrib ucion transve rsal de )as cargas. EI calculo tran sversal tie ne por finalidad estudiar la influencia de la asimetria .de 1e,cai:ga movi! con re lacion al eje de la seccion transversal del tablera. Estas.recomendaciones corre sponde:al Guide Specifications for Distribution of Loads for· Highway'"Bridges- ffJ9 4 publicado por ei'.AASHTO como ., .complemento a· su version Estandar. ~

.)

INTRODucelON

En los puentes' la carga viva pi"inCipal 'C orresponde a las cargas concentradas . que transmiten los vehiculos a traves de sus lIantas a la superficie de rodadvra del tablera. . ..... :. ' Como la ubicaci6n de los vehiculos en un puente es muy variable,tanlo' longitudinal como transve rsalmente, el calculo de los maximos esfuerzos por carga viva es una tarea laboriosa, Teoricamente para calcular los maximos esfcJerzas' pbr. 'carga movi! 'se tendria ··que: utilizar' los conceptos de superficies de Influencia, idealizando el tablero como una estructura bidimensional. Pero, para fines practicos, en lugar de utilizar superficie s de influencia eS' suficiente" idealizar al puente primero como una estructura plana en el sentido longitudinal para determinar los esfuerzos 'Iongitudinalesy luego efectuar el calculo transversal del' tablera para estudiar la 'inflUencfa de la aSimetriaae fa carga mo vil con re lacion aleje de 'la secci6n transversal de(ta blero.

can'

Apelldice B Recomendacjones de AASHTO para fa Distribuci6n de cargas

1. DISTRIBU CION DE CARGAS VIVAS Y VIGAS DE PISO 1.1

Nota ciones y Definicion es .

La sfguiente notaci6n es usada a traves de toda esta seccfon. Si no se especifican las unidade s, estas de ben suponerse que estan en pies, Las variables de cada te rmino de las ecuaciones estaran en unidades consistentes. A Area de una viga ' .... . b = Ancho de una viga d = Peralte de una viga d. = Peralte de borde de las vias de trafico; sera calculado como La distancia entre el'·centro de la viga exterior a elborde delcarri! exterior. Si el centro de la viga esta flJera de ja via, entonces d o es negativo. I eg ' Excentricidad de la viga con .respecto a/ de' la losa; sera calculada como fa distancia: entre el centro geometrico de la viga y la mitad dJ\ la profundidad de la)osa' . ' :. ' • . . 9 Factor dedistribuci6n: fracci6n de carga de rueda que Ie corresponde a'cada,viga, I Momento de Inercia de una viga J Constante torsional de St, Ven ant de una viga, 2,5 (Nb).() 2 pero no menor que 1,5 (usado en el calculo del factor de distribuCior1para puentes k de multiples vigas), 'Kg = Para metro de Rigidez longitudinal, ' Para vigas compuestas, 'Kg' n(1 + Ae/ ) Para vigas no compuestas,' Kg=n(l) Longitud del tramo, sera calculadacomo la distancia centro 0 centro 'entre .'apoyoS; ' pero no L . excedera el espaciamiento del claro ina's la profundidad de una viga. Relaci6n modular (relaci6n entre el m6duloelastico dela viga y de la losa) n

=

=

~~

IC G - inStituto de la Coristrucci6n y Gerencia


[,

I

;1

MJiC'¥c '\" . .

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-

10."" .," "'".MO'

~~' oI .C.wtllII"I''/ .~

Numer0 de vigas

I IANUAL DE OISENO DE PUENTES

,~

calculo de Momentos flectores en vigas longitudinales interiores Tipo de Tablero

Promedio de espadamienlo df! vi[Jas (pies) t;spesor de ipsa

;0

W = Ancho del puente W. =

(borde

Rango de Aplicaci6n

Puente diseiiado para dos 0 mas vias de trMico

Puente disenado para una via de (ralico

MADERA Plataforma

a borde)

S/4,0

S/3,75

N/A

S/4,5

S/4,0

N/A

S/5 ,0 Si S excede 5' usar nola a

S/4 .25 Si S excede 6,5' usar nota a

N/A

S/4,5

S/4 ,0

N/A

S/6.0 Si S excede 6' usar nota a

S/5,0 Si S excede 7,5' usar nota a

N/A

S/45

S /4.0

N/A

S /5 .25 SI S excede 5,5' usar nota a

S/4 ,5 Si S ex cede 7' usar nota a

N/A

Ancho de la IOEja sl!perior, ser(J medido desde el punlo medio de las vigas al borde exlerior de la losa, La dimftnsior de la parte de fa losa que esla en qanWever (es decir mas alia de la viga

e~lerior) weferii?lemenle flO excedera la milad del es{)aCiamiento de las vigas if'lteriores, (J

I F""'G~"I"""

TABLA 1,0 Oistribuci6n transversal (de las cargas de rueda en vi gas longitudinales) para el

N,'" Numero de celdas en un puef/le de viga cajon NL = Numera lolal de vias S I,

"',,-~ ....."'.,

A~l o:l.e;t;"tI...""

'.

MANUAL DE DISEN9 DE PUENTES

Nb=

M"fC_LC ,.:.-.

,___c' .f."or.... o'·~

= Angulp c{e esviacion, Se 10mara el menor r;Je los anfJuJas esviados que forman ambps apoyos, Para co(.le 0 reaccion, se lomara el fJngulo esviado que forma el apoyo donde se esla analliando, fl angulQ de esviacion en el angulo que forma 1;1 linea cenlral c/e un apoyo y la linea normal;1 1'1 (ineQ cenlral de laGalzauJa

If

Modulo de POiSllon fie las Wgas.

1,2

MqmentO,j; tlertores en lIi{1.as longitudinales

En visla de que fJl analisis leoricfJ para (a dislribuclon de cargas por rueda a las vigas es Oomp,lejo, el melodo empirico que aqui se describe esla autprizado para el diseiio normal de puenles,

En el calculo d'e IQS momenlos de flexion en vigas /ongiludif/ales, no se supone ninguna dislribucion longiludinal, La dislril)(ici6n Iransversal sera dfJlerfTIinada de aCl/erda a 10 que se describe en esla seccion. Si(l embargo, el valor do:

P~dides

\

De 6" 0 mas de espesor Sobre vigas de Acero de 4" de espesor De 6" 0 mas de espesor

(/J J

Tabla 1,0 : Continuaci6n

de exaclilud los evale!! puedftn Q no ser conservadores, Sin embargo, esto

~olamenle se re comienda para Lfn dilleflo preliminar,

LQS eteclo,s de diaftagmas inlarmed/os y elemenlos de arriostres ef/ cruz no estan incluidos en las formulas de distribucion fie cargas, Cuando la inerCia c{t? una yiga

\

Nota : a) En este caso la ca rga es como en una viga simple

{)uede Sf;' lomaqo camp la unidad en cualquiera (fe las formulas dadas. Esla aproximaclon angina

Laminados clav
1,2.1 G~NERALlDf\PES

(--,LI,~~ J y

Plataforma laminadas clavadas deA" de espesor 0 pisos pe multiples capas con espesores>5"

es usarja en

el calculo de los factores de flistribuci6n y la viga eS

de Seccion yariabl.e, se podran usar las prop/edades de secc/ones en pO!!iqiones claves, Por

Tipo de Tablero CONCRETO: 50bre viga de madera 50bre vigas de acero y vigas de concreto pretensado vigas

T de concreto

ejemp!o, (a secGion IramWersal cercqno al apoyo es (Jsada para momenta negalivo y la secc/qn cerca a la mitad del.fra,mo para m~ment9 positivo,

Puente diseiiado para una via de tralico

O' l + (~f(~r;(K~ )"1 \ 4' L U; .

-f(S -r , +(S

0 :0, 1

4'

aplic~ndo

r;aen denim de! rango de aplicaciQn, la exaclilud puede ser menor y un procedimianto de analisis espeCial pl/ede S9r necesa(io, Para determinar los faclores de dislribuciQn de cargas para cargas de fatigiiiS se podran usar los faclores de la !abla 1,a,

concreto

prees forzado

L

3'

3'

U'

L

Rango de Aplicacion N/A

3'-6" 5 S ,,; 16'0" 20' " L 5 240' 4,5""; t, 5 12,0" 10,0005 K., ,; 7,000,000 in' N,54

Si S excede 16' usar nota a

Si Nb < 4 usar nota a

concreto

reforzado y

0,J 15+ (Sf( - -Srr-Kgf , (Sf(S)~l ' 0:0,[5+ -

L

Vigas cajon de

Los momenlps fleclores debidos a carga viva para cada viga interior seran delerminados '11 momento lolal de una ser:cion la fraccion (g) de una carga de rueda determinada en la tabla 1.0, EI rango de fiplicaci6n, de cada formula esta dada en la tabla , CuandQ los valores no

515,0' 5i 5 excede 5' use la nola a

5/6 .0' 5i 5 excede 6' use la nola a

5i 5 excede 16' usar nola a

1,2, 2 VIGAS INTERIORES

Puente disenado para dos 0 mas vias de tralico

(3+~ )(~r35( ~)"'5 2,2 L N,

2,5 - ~+ ~-{?:rO'r5 N,

NL

800

9'

7' 55 5 13' 60' 5 L ,,; ~40' 3 s N,

L

Si 5 exc ede 13' usar nota a Si S S 7' usar 7' para ser conservador Si l '5 60 ' usar L, pero el faclor de dis trib uci6n sera mas conservador

100--leG - InslilUIQ de la ConSIrucci6n y Gerencia

ICG - Insti(uto de la Construcci6n y Gerencia

201

MTC~

M TC

I t>ir ~cti c If Go!"tr~1

,

I.F, .. '~t!II"iI"" O:: ~

Sabre vigas ca"6n de Acero . Sabre un arreglo de vigas cajo0 de concreto pretensado

t:i .. n ~I' '''

MANUAL DE DIS END DE " '/'/.

(AASHTO 10,292)

2(f.)O.lT(iX~)r

25

N/A

I

6' 5S 511'-(j" 20' 5 L 5140' 1'-6"5 d 5 5' - G'

(~rT(iXf)r25

usadas en

lableros de vigas multiples

(~~ f[ (%j(~b Jr (5r (~~ r[(iJ( ~Jr Z

A%r5(5 )025 6

0

k(%f

_

1: "'It.CJllt1h"' ..'''·· .. ...·,l'",,' ~ F ~lIou.'fHt'~

EMPARRILLADO DE ACERO , (menor que 4" de espesor) (4" 0 mas)

S/4.0

S/4 .5

S/5.0

S /6.0 Si S excede 6' usar nota a

Si S excede 10.5' usar nota a

N,z:i .

Si S excede 11' - 6' usar nota a Vigas cajon prefabricadas

L"£ "

.. ~

MANUAL DE DISENO DE PUEIHES

06

3' :; b' :; 5' 20' 5 L $ 120' 55 N, S 20. . . 25,000 S J s 610,000 in' 40,00051 $ 610,000 in"

Puente de Acero Plataforma corrugada I (minima 2" de profundidad)

1.2.3 VIGAS EXTERIORES

S/4.5

S/5.5

ma~

1.2.3.1 Vigas de acero, vigas de vigas T de concreto y vigas multiceldas de concreto. La carga muerta soportada por la viga exterior sera aquella que corresponde a losa de piso

Vi gas prefabricadas excepto vigas cajon usadas en

(Arliculo 1.2.7 de Recomendaciones de AASHTO para la

N/A

distribucion de cargas)

losa, el peso de estas pueden ser igualmente distribuidas en todas las vigas. Los momentos de flexion debido a carga viva para vigas exteriores seran determinados aplicando la fraccion (g) de una carga de rueda calculado en la tabla 2.0. EI rango de aplicacion de cada formula esta dado en la tabla. Cuando los valores no caen dentro del rango de aplicacion, la exaclitud puede s'er menor. Por 10 tanto un procedimiento de analisis especial puede ser necesario. Para determinar los factores de distribuCion de carga par carga de faliga

tableros de vigas multinles PARRILLA DE ACERO Menos que 4" .de S/4.5 S/6.0 Si S excede 6' usar nota a

S/40 S/5.0 Si S excede 10.5' usar nota a

S/S.5

S /4.5

espesor (4" a mas)

Puente de Acero

platafaforma corrugada (2"

usar los factores de la tabla 1.a. Cuando la viga exterior debe soponar la carga viva de vereda asi como la carga viva de IrMico e impacto Y esta sera disenada por el metodo de cargas en servicio, el esfuerzo permisiblo en IA viga puede ser incremenlado por 25% para la combinacion de carg a muerta. corga viva de vereda , carga viva de trMico e impacto, siempre que la capacidad de carga de la viga no s~';'l

minima de I nmf"nriiri"ri

TABLA 1.a. Oistribucion de Cargas de Rueda en vigas Longitudinales debido a Fatiga TipO de Tablera MADERA: Sabre vigas de acero 4" de espesor 6" a mas de espesor

Puente disenado para una via de trafico

Puente disenado para dos 0 mas vias de trafico

Sabre Vigas T

menor que la que podria ser requerido si no se tuviera veredas. Cuando la combinacion de carga viva de veredas y carga viva de Ira fico mas impacto gobierne el diseno y la estructura sera disenada por el metoda de factor de carga, el factor beta de 1.67 puede ser reemplazado par 1.25. En ningun caso una viga exterior tiene menos capacidad de carga que una viga interior.

S /4.5 S/5.0

S /4 .0 S /4.25


Si S excede 6 .5' usar nota a

1.2.3.2 Vigas cajon de concreto. Lacarga muerta que la viga exterior soporta sera determinada de la misma forma como se menciona en 1.2.3:1 . EI momento fleCtor debido a carga viva de las vigaf! exteriores sera calculado aplicando al . momenta longitudinal de la viga la fraceion (g) de u~a carga de rueda determinada en la tabla

CONCRETO: Sabre vigas I de acero y vigas de concreto lpretensado.

denlro del area de influencia que la viga soporta. Si las Barandas, sardineles y superficie de desgaste son colocadas despues del curado de la

S/7.0

S/5.5



S /6.5

S/6 .0



S/80

S/7.0



2.0. EI rango de aplicaci6n de cada formula esta dado1en la misma tabla. 1.2.3.3 Capacidad total de vigas La combinacion de la capacidad de carga de disefJo de todas las vigas no sera menor que la que se requiere para soportar la 'carga viva y muerta total.

Vigas caj6n de concreto

Sabre vigas cajon de acero

(MSHTO 10.39.2)

Sabre un arreglo de vigas cajon de concreto 'preesforzado

(MSHTO 3.28)

Tabla 2.0 Oistribucion de cargas de rueda en vigas longitudinales para el calculo de Momentos flectores en vigas exteriores. Tipo de Tablera

Puente di,seiiado para una via de trMico

Puente diseiiado para \ Rango de dos a mas vias de trMico Aolicaci6n

203 2


ICG - ·Instituto de la Construcci6n Y Gerencia

MTC~

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MANUAL DE OISENO DE PUEN II

MADERA CONCRETO: Sabre vjgas de madera

Usar nota a

Usar Nota a

N/A.

En el calculo de los momentos flectores en las vigas transversales se asume que no hay Lina distribuci6ntransversal de las cargas de rueda. Si no existen viguetas longitudinales Y el tablera esta sopoHado directamente sobre ·'as vigas transversales, las vigas sen3n disefiadas para las

Usar nota a

Usar nota a

N/A

cargas determinadas de acuerdo a la tabla 5.0

Sabre vigas I de acero

Usar nota a

e*ginteoo r

Vigas de concre(o pre-

7'+d e =--' 9.1'

esforzado; vigas T de concreto

Vigas cajon de concreto

Sabre vigas cajon de acero

Sobre un arreglo de viga

c~j6n

de; concreto

-1'

~

d,

5'-6"

1.0

Un puente de . vigas multiples se construye con vigas de concreto armada W,~S

7' (AASHTO 10.39.2)

Usar nota a

1.2.7 VIGAS DE CONCRETO PREFABRICADAS EXCEPTO lAS VIGAS CAJ6N USADAS EN TABLEROS DE VIGAS MULTiPLES

;0:

W,

W. 7'

~

e*ginterior

0'

~

de

~

4'-6"

pre tens ado

27 .7'+d, e=----

0

de concreto

pretensado que son colocadas de lado a lado sobre los soportes. La interaction entre las vigas se desarrolfa mediante las /laves de corte longitudinales continuas y planas transversales que pue~ a no pueden ser pretensados. Oiafragmas externos rigidos de gran ,altura son necesarios a f~ de asegurar una apropiada distribuci6n de cargas para elementos prefabricados en el calculo de los momentos flectores en puentes de concreto de vigas multiples de concreto prefabricado, convencionaJes 0 pre tens ada, se asumira que no existe una distribuci6n longitudinal de las cargas de rueda. EI momenta flector por carga viva en cada secCion sera determinada aplicando a la viga la fraccion de una carga de rueda determinada pdr las siguientes relaciones:

285'

Fraccion de la carga = Vigas caj6n pre-

Usar nola a

fabricado usado en tableros de vigas

26'+ci, e=---

multiples

25'

Vigas pre - fabric ad as

Usar nota a

SID

e"9interio(

Usar nota a

excepto vi gas cajon

donde: S = Ancho del elemento prefabricado, cuando 5<4' a > de 10' un ana/isis especial puede ser

-1

~de~2'

N/IA

necesario. (5.75 - 0.5 NJ + 6. 7 Nt (1-0.2C)2

o o

(5.15 - 0.5 Nd

cuando Cs5 cuando C>5

K(WI L)

C

usados en lab1eros de

I vioas muitiolll:i EMPARRILLADO DE ACERO

donde:

Usar nota a

Usar nota a

N/A

K

=

{(J + J1)11 J} " 2

para diseiio preliminar, los siguientes valores de K pueden ser usados:

1.2.4 APOYOS ESVIADOS Cuando los apoyos son esviados el momento flector de las vigas debe ser reducldo. Para reducir el momento flector, un factor de reduccion debe. ser aplicado a los factorf!s· de distribucion oblenidos en la tabla 1.0 y 1.a. Si los angl)los de esviamiento en los dos apoyos no difieren en mas de 10° entre ello$ el valor del factor de Reduccion (r) se obtiene de la tabla 3.0 de otra manera un analisis mas refinado es recomendado.

Multiples vigas

K

Tipo de Viqa

Tipo de Puente

Viga s rectangulare.s sin huecos Vigas circulares con huecos circulares Vigas de seccion canal

l

0.7 0.8 22

'\

1.2.5 SUPERESTRUCTURAS CONTINUAS

TAaLA Cuando la s(lperestructura es continua sobrl; los soportes a contint)a e integral con sus soportes los factores de distribucion de momenta flector dados en las lablas 1,0 y 2,0 deben sl;r incrementados. Los factores de correccion a ser aplicados a los factore!> de distribucion estan dado!, en la tabla 4.0. Los factores de distribuci6n seran calculados para cada tramo usando su respectiva longitud.

1.2.6 MOMENTOS FLECTORES EN VIGAS TRANSVERSALES

3.0 Reducci6n de los factores de distribuci6n de cargas de rueda para el calculo de Momentos en vigas Ibngitudinales apoyadas sobre apoyos esviad6s.

Clase de Table.ro MADERA: CONCRETO:

Puentes con cualquier numero de vias 1.0

Sobre vigas de madera

leG - Instituto d~ la Construcci6n y Gerencia

N/A. NJA


204

1.0

Rango de Aplicacion

MTC

MANUAL DE DISENO DE PUlNII JAN"AL DE DISENO DE PUE'NTES Sobre vigas T de acero y

vigas

1-c, (Ig

de concreto pre. vigas T de

esforzado; concreto

e , = 0.25 Si

e) ' .5

LI;

L

a es menor que 30°, Cl =O.O

Si 0 es mayor que 60° , usar

Sobre

vigas

cajon

acero

de

Sobre un arregJo de vigas caj6n de concreto pre. esforzado; vigas cajon de concreto y vigas cajon pre·(abricadas usa do en tab/e ros de vigas

e como 60

0

30° $ $ 60" 3'-6" $ S $ 16'-0" 20' $ L $ 240' 4 .5" $ Is $ 12.0" 10,000 $ K, $ 7,000,000pulg' Nb~ 4

1.0

de

Plataforma

a cada viga de piso

S

-

4

laminadas Planchas laminadas clavadas 0 encoladas: 4 pulgadas de espesor. ·o pisos multiples capas de mas de 5 Dulo . de eSDesor

N/A

Planchas

faminadas

cIa vadas

0

laminados

S

4.5

S'

-

encolados, 6 pulg . 0 mas de espesor

5

e como 600

0$

Lmlllrinl= Vigas

Fracci6n de carga de rueda

Clase de Tablera

1.05 - 0.25 tg(9),; 1.0 Si 0 es mayor que 60°, usar

I F "It"\).t:IO~il .. ~

TABLA 5.0 Distribuci6n de cargas de rueda en vigas transversales

e

[KJ25 -4 (-Sf5

i ~~~~:::;f!f~'

e $ 60°

/

Concreto

-

S' 6

. concreto excepto

prefabricado vigas cajon usados en J;jj)~~

1.0

N/A

Emparrill ado de acera (menos de 4 pulg. de espesor)

Emparrillado de acera

S

-4.5

1.0

N/A

Emparrillado de acera (4 pulg.

0

mas de.espesor)

S' 6

TABLA 4.0

Factores de Correcci6n para el calculo de Momentos flectores en vigas longitudinales continuas . .

Clase de Tab/ero

MADERA

Faclor

de Correccion Momentos positivos 1.00

plataformas . corru gadas de puentes de (Minimo 2 pulg. de prafundidad).

para Factor

de . correcci6n Momentos n~ativos

Ac er~

S 5 .5

- -

para S S'

= Espaciamiento de vigas lransversal es en pies = Si S excede e l va lor del denominador, la carga sobre la viga debera ser la reacci6 n de las cargas

1.00

de rueda actuantes entre la s v igas , como una v iga simple.

CONCRETO;

1.3 Sobre vilLas de madera Sobre vigas I de acero y vigas de concreto pret-esforzado: vigas T de concreto Sobre vigas c~on de acero Sobre un arreglo de vigas cajon

1.00

1.00

1.05

1.3.1 GENERALIDADES

1.10

1.00

En e/, calcuJo de ' fuerZiilS de .corte en. vigas longitudinaies no se ·supone ninguna distribuci(jn longitudinal de las cargas de rueda. Los efectos de diafragmas intermedios y secciones tipo portiCO no estan incluidos en las formulas de distribucion de cargas. Cuando la inercia de·la viga es usada en el calculo de los factores de distribucion y la viga es de seccion variable, las propiedades de la seccion en los extremos del tramb pueden se!' usados.

1.00

1.00

1.10

de concreto pre-es(orzado, vigas

Corte en vigas longitudinales

cajon de concreto; vigas cajon

prefabricadas usadas en tableros de vigas multiples

1.3.2 V IGAS INTERIORES "

Vigas de concreto prefabricado exceplo la s vigas caj6n usadas en tableros de vigas multiples EMPARRILLADO DE ACERO

1.00

1.00

1.00

1.00

206 G

EI corte debido a'carga viva para cada viga interior sera determinada aplicando la fraceion (g) de las cargas de rueda determinadas en la tabla 6.0. EI rango de aplicacion para cada formula esta dado en la · respecliva tabla. Cuando los valores no caen dentro del rango de aplicacion, la exai:;litud puede ser menor, y un especial procedimiento de analisis debe ser realizado. Para tipos de vigas no listados en tabla 6.0 0 para el calculo de cargas de faliga, la distribucion lateral de las ruedas 0 carga por eje adyaeente al extremo del tramo sera aquel que se produce de asumit al piso como un tramo simple entre vigas.

In stituto dela Construcci6n y Gerencia ICG - Instituto de la COristruccioi1 y Gerencia

207

M"fC

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.~

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lei"",,,,,,,.,,, ..... ,/ oI .C"'fltr" J"." O> r.,.itll!!'oi

MANUAL DE DISEND DE!'VI""

1.3.3 V IGAS EXTERIORES

vigas caj6n de concreto

pre-esforzado

EI corte debido a carga viva para vigas exleriores sera delerminado aplicando la fraccion (fI) , una linea de rueda delerminado en la labia 7.0. EI rango de aplicacion de cada formulA i dado en la respecliva labia. Cuando los valores no caen denlro del rango de aplicaci(m, I., exaclilud puede ser menor y un especial procedimienlo puede ser necesario.

Vigas cajon prefabricados ' usadas en

(ableros

de

vigas

mulliples

5

1I 5(%r5(~rS I (3b2f(%f '(;f o

b )0.15 1.\ 5 (L Vigas que

/ -

~ ) 0.4

( 3.2

Cuando la SupereslrtJclura es Gonlinua sabre los soportes a conlinua e inlegral can SII', soportes, los faclores de dislribucion de corte dados en la labia 6.0 y 7.0 deben Sill incremenlados. Los faclores de correccion a ser aplicados a los faclores de dislribucion est/III dados en la tabla 9.0. Los faclores de distribucion seran calculados para cada Iramo usando ,," respecliva longilud. 1.3.6 CORTE EN VIGAS TRANSVERSALES

La dislribucion laleral de las Cargas de rueda sera aquella que se produce suponiendo que ul lab/era aclua como un Simple fram o enlre las vigas Iransversales.

sean

vigas

Usa r nota a

E~~X'~~ftCADO I

esforzado, y vigas T de =

10

Tipo de Tablero MADERA CONCRETO:

concreto

Usa r nota a

.\

Usar nota a

N/A

Puente disenado para una via de trafico Usar nota a

Puente disenado para Rango de dos b mas vias de tranco Aplicaci6n Nlf\ Usar Nota a Usar nota

Sobre vigas f de acero

Usar nota a

9-

y vigas de concreto pre· lens ado; vi gas T de

0.4+--(S)2 S

6'

25'

(/4.r~(fr

3'-6":;;S$16'-0" N. :;;4

a

N/A

e·gintenor

-f :;; d.:;; 5' -6" 6'+d. e=--2!1.0 10'

concreto

9 :.

Usar nota a

e*gmlerior

8'+d

=~'

12.5'

-2' ~ d , :;; 5 .0'

2! 1.0

(AASHTO 10,39.2)

acero

Sabre un arreglo de

Usar nota a

pre-esforzado

9

= e.g,n,.no~

-_

0'

S de ~ 4 '-6"

8'+de

e= - 10'

Usar nota a

fabrrcado usado en

9 =e*ginlf.)rior -1 ~ d. ~ 2'

lableros de vigas multiples

51'+de

e= -- 50'

6':;;S:;;13' 20'$ L $240' 3'$ d :;; 9' No:;; 3

Sobre una arreglo de 6'
20S

N/A

Usar nota a

Vigas caj6n pre -

(f)06(f)"I

f 610,000

Usar nota a .


viga cajon de"concreto

Si N. < 4 usar nota a Sobre vigas cajon de

calculo de cortes en

Puentes diseiiados para una Puentes diseiiados para Rango de Aplicaci6n via de tnifico dos {) m as vias de trMico Usar nota a Usar nota a N/A

IS'

,n

DE ACERO

Sabre vigas cajon de Tabla 6.0 Distribuci6n de cargas de rueda en vigas longitudinales para el vigas longitudinales interiores

0.6+ -~

L

Iusadas en tableros de

e

Sabre vig as I de acero, vigas de concreto pre.

in" 40,000 :;;1

prefabricadas no

Vigas cajon de concre to

MADERA: CONCRETO :

(!!.- )O .,

3',; b :;; 5' 20' $ L $ 120' 5' :;; N. '; 20 25,000 ,; J $ 61'0,000

Tabla 7.0 Distribuci6n de cargas de rueda en vigas longitudinales para el calculo de corte vigas exteriores .

1.3,5 SUPERESTRUCTURAS CONTINUAS

Clase de Tablero

20':;; L :;; 140' 1'-6"$ d :;; 5'-6" N.,; 3

(/l,f(ff

(/4,f (ff 6

1.3. 4 APOYOS ESVIADOS

EI corte en la esquina oblusa exlerior debe ser corregida cuando el apoyo es esviado. EI vIII, il del faclor de correcciOn. EI valor del faclor de correccion es oblenido de la labia 8,0. E~d" faclores son aplicados a los faclores de dislribucion oblenidos de la labia 7. O. En el calculu ,f, corte en lableros de vigas muiliples, lodas las vigas deben ser Iraladas como vigas de ani/lib, obluso; par ejemplo: la correccion es aplicable a lodas las vigas, y esle faclor sera aplicado a It< facfores de dislribucion oblenidos de la labia 6.0 para vigas inleriores,

g;..,,: t~;~::::·.., , I ~~. i F ''''lIIh''i~. M ~C·


Vigas pre - fabri cadas

Usar nota a

Usa r nota a

Nil A

Usar nota a

Usar nota a

N/A

excepto vigas caj6n usados en tableros de

I vioas mellioles EMPARRILlADO DE ACERO

ICG - tnstituto de la Construcci6n y Gerencia I CG - Instituto de la Construcci6n y Gerenc,a

en

M ore K ,

i

I·;""~''''''''

~~ ~::~:r.7:t~l

I

MANUAL DE DISENO DE PUlNI

Tabla 9.0 Tabla 8.0

MTC


Correcclon de los factores de distribucion de cargas de rueda'S para corte en el

. ~'.. t~~te:.'!: ~;~DI . tF"R\lr.;M"i'"

Factores de Correccion para el cillculo de corte en el apayo de vigas longitudlnahls continuas.

apoyb de ilngulo obtuso. Clase de Tablero

Puentes con cualqLlier numero de vias

MADER:A CONCRETO : Sabre ~igas de madera Sabre vigas i de acerd y vigas de concreto pre· esforzado; vigas T de coflcreto.·

'

..

lsObre vigas Cajoll 'de

Usar nota b

NIl>.

Usar nota b

N/A

. 1.0+c, tg6

C

I

=---- -

15(L~r

r---'

concreto

Usar no\ab

N/A

1.0 + c, tg B

O· $ 0 5 SO~ 6' $ S $ 13' 20'" L $ 240' 3' $ d " g'

L'

c =O.25 + 1 lOd

..

1.0 + c, t96

caj6n de concreto

pre-esforzado

J[d

c, = ' 65 Sobre vigas caj6n prefabricados l1sadbs en tableros de viga mLIItiples.

Vlgas de concreto prefahricado excepto v;gas caj6n usados en . lablerc de vigas multiples EMPARRlLLADb DE

Nota.: (b)

/

Factor de Correccion momentos positivos

para Factor de correcci6n mbmentos negativos .

1.00

1.00


1.00

1.00

Sobre vigas I de acero y vigas de concreto pre-esforzado ; vigas T de concreto

1.00

1.05

Sobre vigas caj6n de acelo

1.00

1.00

Sobre un a/reglo de vigas caj6n de concreto pre· esforzado

1.00

1.05

Sobre vigas caj6n de concreto

1.00

1.00

Sobre Vigas cajon ptefabricados usadas en tableros de vigas multiples

1.bo

1.05

Vigas de concreto prefabricados excepto las vigas cajon usados en tableros de vigas multiples .. Tablero de vigas multiples.

1.00

1.00

EMPil.RRILLADO DE ACERO

1.00

1.00

MADERA

para

CONCRETO:

/

-_/

N,? j

Sabre un arreglo de

~~'.

0· " 6 5 50· 3'·5" 5 S " 16'·0" 20' $ L " 200' 4.5" $1. 5 12.0" 10.000" '" 5 7,OOO,OOOin' No ~ 4

". ,-

--

aceta Sobre vigas cajon de .

vigas

Clase de Tablerc Rango de AplicaCion

:

W+c,)tg(B) L

c,

= gOd

Usar nota b

Usar nota b

-

O· $ B 5 60· 6' $ S " 11'·S· 20' $ L 5 140' 1'·6" 5 d' $ 5'·6" N. ? 3 O· $ 9 550· 20' $ L " 120' 1'· 4" $ d" 5' 3'" b $ 5' 55 No $ 20

N/A

N/A

..

Para este tiPD de puente no es aplicable' metodos aprDximados. Usar un amilisis mas detallado.

210 ICG - Instiluto de la COhstru,ci6n y Garencia


211

M"fC

'.: ..•."'""",,,,'

«~ . ~oNe.;..." .. .,...,

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..

MJiC~

~""i':

MANUAL DE DIS END DE PUI N"

t'..,''''' , ·..·,'''' F""-ut:",,iltoll .

~~ c;:I'hlll\.

.-v

'.

APENDICE C. ESTIMACION DE EMPUJES SOBRE MUROS DE CONTENCION ALC AN CE EI presente Anexo documenta los metodos de analisis basicos que pueden emplearse Para la estimacion de los empujes de tierra sobre los muros de contencion, de acuerdo a los casos en que f ieben ser considerados. EI tema es de importancia para el disefio seguro de estribos y muros de i protecqion, entre otros elementos de la subestructura de un puente, mas aun cuando se tienen que oonsiderar los posibles efectos sismicos, para 10 cual se especifican criterios de disefio .en base a la limitacion de los desplazamientos, de acuerdo a 10 establecido principalmente por la norma AASHTO, version 1994. Las unidades empleadas corresponden al Sistema Internacional. Y1NTRODUCCION

Apendice C Estimaci6n de Empujes Sobre Muros de Contenci6n

EI ani31isis de los empujes iiobre las estructuras de contencion es un tema complejo; que requiere de simplificaciones para su consideracion en los calculos de proyecto, en donde no sola mente interesan las fuerzas actuantes sobre el muro de contencion sino tambien el estado limite de cargas cuando oeurra la falla en el relleno. La teoria de Coulomb en base a una cufia deslizante de relleno, en torno al cual se plante a el equilibrio de fuerzas, ha sido la principal via de solucion para estos calculos. Las formulas presentadas en esle Anexo han sido desarrolladas con el metodo de Coulomb para suelos con propiedades uniformes;' sin embargo, el metodo puede ser aplicado para sue los estratificados. En el analisis debe tenerse en cuenta las condiciones de estabilidad del relleno:'as deflexiones esperadas en el muro, los procedimientos constructivos y toda posibilidad de movimiento 0 'restriccion del mismo en el muro. De acuerdo a el/o, se considerar{Jn. los estados de empuje activo, de reposo 0 de empuje pasivo de tierras. Ademas, debertln estimarse los incrementos en el empuje de tierra ' oeasionados por sobrecargas superficiales, sea durante la construccion 0 debidas al tratico vehicular. Por otro lado, los efectos del agua en el incremento del empuje lateral 0 en las presiones de poro que origina el flujo cuando existe una diferencia de niveles de agua entre ambos lados del muro, deben ser analizados. Algunas consideraciones para su analisis se presentan a·continuacion. 2. FORMULACION DEL EMPUJE DE TIERRA$

Se considera que el empuje de tierras, en forma general, es linealmente proporcional a la profundidad del suelo, calculandose para una profundidad z con la siguiente expresion. p ' = kh y, g z"10'"

(2.1)

donde: p = Empuje b8sico de tierras (MPa) kh = Coeficiente de presion lateral de tierras y, = Densidad del suelo (kg/m3) z = Profundidad bajo la superficie del suelo (m) g = Aceleracion de la gravedad (m/s2) A menDs que se especifique 10 contrario, puede suponerse que la-resultante de los empujes laterales debidos al peso del rel/eno estara a una altura de 0.4 H sobre la base del muro, donde H es la altura tolal del muro, medida desde la superficie del terreno hasta la base de la .cimentacion. Usualmente, se suponia que la resultante quedaba ubicada a un tereio de la altura total; sin embargo, estudios 212



213 ,

' C ~t:~. rOI,o<.'""'",,' Mr: , . -- ...

,.,

M TC LC :··I"'···«'·' ......" .~

d.C .. mI"·'''r

. I r."k~ot!l"f


experimentales sobre muros reales han demostrado que el valor de 0.4 H es una aproximacion razonable a los resultados de tales estudios. EI coeficiente de presion lateral debers ser considerado de acuerdo a los desplazamientos admisibles esp ecificados 0 a las restricciones al movimiento del muro asumidas en el proyecto. La magnitud de If' rotacion requftrida para el desarrollo pe las presiones activas y pasivas se presentan en la Tabla 1. TABLA 1. RELACION, ENTRE EL TlPO DE RELLENO Y LA ROTAC/ON EN EL MURO REQUER/DA PARA ALCANZAR EL ESTADO ACTIVO 0 PAS/VO EN MUROS RIG/DOS DE CONTENCION

RELLENO

ROTACION

EN

EL MURO

MH Granular dense Granular sue Ito Cohesivo rfgido Cohesivo blando

E.ACTIVO

E.PASIVO

0.001 0.004 0.010 0.020

0.020 0.060 0.020 0.040

2

cos (¢ k. =

r

2

cos /3cos(/3

+"l1+

/3)

l2

sent ¢ to) sent ¢.::".!l Z"os( i+(»)cos(/3 -i)

(4.1 )

J

donde: ,5 =angu/o de fricc/pn entre el relleno y el inure i ~ulo de incfinacion del relleno respecto a un eje horizontal ,' . /3 = angulo de inclinacion dfil respaldo interno pel mure respecto a un eje vertical

¢ = angulo de friccion interna Para un analisis en condiciones de largo pl;;;zo. los empujes de lierra seran ca/culados usando los

~:~~e:;~;;,efeCtiVOS; ademas se adicionaran los empujes hidrostaticosen los ,. casos que se a Los valores de c5 pueden ser tomados a partir de referencias .bibliograficas; .en la Tabla 2 se presentan algunos valores para ma.teriales de distinta cla.se. ' 5. EMPUJE PASIVO DE TIERRA

En el cilllwlo del empuje pasivo de tierras se tendra en wenta. para el r;aso de suelos granulares, un

3. E~PUJE DE TIERRA$ EN REPOSO

coeficiente de presion lateral pasiva de tierras dado por:

cos 2 ( ¢+,8)

EI empuje de tierra r;n muros que se considera que no van a deflectarse 0 mover, se calwla tomando el coeficifinte de presion lateral de tierras en reposo. ko el wal variara de awerdo al estado de consolidacion del suelo. Para suelos normalmente cons.olidados. el coeficiente ko se calcula mediante: ko = 1 - sen ¢, donde: ¢, = ilIngulo de friccion interna riel sLielo dreni;Jdo

~, c .f'l\l ft,)(1

I l:rrl ne."il,u

MANUAL DE. D!SENODE PUENTES

(3 .1)

kp =

, 2

cos ,8 cos{,l3 Oebe

-6{1+~/J--=-o)

~i)

(5 .1 )

2

serl., t/J -6) serf... ¢ +i) . ]. cos{,8

tenerse presente que el angulo de friccion "

no debera tomarse mayor 'que /a initad del

angulo de friccion interna, .p. Para sue los cohesivos. los empujes pasivos puepen ser est(mqdos mediante:

Para slJelos sobreconsoJidados. puede aSLImirse que ko varia en funcion de la relacion de sobreconsolidacior (OCR) 0 de la historia de esfuerzos. y puedlii calcularse como:

p = kh (. 9 z*10·8 +2c\[i<;"

(5 ,2) . "',

ko

= (1- sen ¢, HOCRr-n ,l,

(3.2)

Como maleriales de relleno. se preferiran lo s materiales drenantes granulares en comparacion a los limos. arcil/a de baja. rigidez y arcil/as con alta plasticidad. La condirsion de reposo tamb ien puede considerarse en el diS fino si fts que los muros que dan cerca a estructuras sliinsibles a los desplazamientos 0 les sirven de soporte. como en el caso de los estribos.

donde: p =empuje pasivo (MPa) (S = densidad del suelo (kg/m3) z = profundidad bajo la superficie del suelo (m) c = cohesion del sue /o (MPa) kp = coeficiente de presion later?1 pas/va ci;l/ciJlada con (5 .. 1) 9 :0 aceleraci6n de la gravedad (mls2)

4. EMPUJE ACTIVO DE TIERRA

En el caso de m(J(os que van a desplazarse 0 deflectarse 10 suficiente como para alcanzar las condiciones minimas de empuje activo. se considera el coeficiente de presiqn latel'81 activo de tierras. ca/r;ulado de esta forma:

214

ICG - Institute de la Censtruccion y Gerencia

ICG - Institute de la Censlrucci6n y Gerencl~

215

~;'

M7iC:Jj.. _

.- I·;·..o>f!''''''''

~'

TA~LA 2.

MANUAl OE DISENO DE PUENll '.

ANGULO DE FRICCION 0 (0)

Concreto masivo y mamposteria sobre los siguientes suelos de cimentaci6n :

I

p. =0.65*10-6 K. y. gh

Roca sana lilTlpia

•

Grava Ijmpia. mezcias de grava-arena . arena gru esa

35 29 a 31

Aren'l limpia fina a media. arena limosa media a gruesa. grava limosa 0 arcillosa

24 a 29

•

Arena limpia fina. arena limosa 0 arcillosa fina a

•

Arcill q arenosa fina . limo no pltlstico

medi?

19 a 24 17 a 19

• Arcilla preconsolidada 0 residual muy rigido y duro Amilia media rigid q a rigida y arcilla limosa

,

.........

I..".... '·...., 1 : :!:::1~:'1

(61)

donde: p. = Empuje de tierras (MPa) H = Altura total del muro (m)

K.

•

•

MANUAL DE .DISEN O DE PUENTES

ANGULO DE FRICCION ENTRE LA SUPERFICIE DE CONTACTO DE MATERIALES DISTINTOS ' MATERI"lLES EN LA INTERFASE

•

K J M TC

<;.· .. ~..'

i!tc ............ .,

. !r ...

Y.

=CoefJ:cIei1te de presion lateral activa =tan 2 (45- ~ = Densidad efectiva del suelo

)

(kglm 3)

Para muros conslruidos antes de la colocacion del relleno, la magnitud total de la distribuci6n rectangular uniforme debera ser igual a 1.30 veces aquella de la distribuci6n triangular determinada de acuerdo a 10 indicad9len el punta 4. En todo caso, err-efanalisis de los empujes de tierras se tendra en cuenta el metodo y la secuencia de construccion, la rigidez del Sistema constituido por el muro y los anclajes, las deflexiones maximas permitidas en el muro, el espaciamiento de los anclajes y la posibilidad de f1uencia en el anclaje.

22 a 26

17 a 19 7. EMPUJES DE TIERRA ESTABILIZADA

Conqeto prefabricado 0 premoldeado sobre : Grava limpia, mezcias de grava-arenCj, relleno rocoso

22 a 26

bieJ1 graduado con gravilla •

Arena IImpia. mezclas de arena limosa-grava, relleno

17 a 22

de roca durGl de un solo tamano. •

Arena Ijmosa, grav;3 0 arena mezclada con lim os 0

17

arcilla •

Limo arenoso fino, limos no pltlsticos

14

En muros de retencion can tierra estabi/izada con medios me canicos, la fuerza por unidad de ancho, tal como se muestra en las Figuras 7.1, 7.2 Y 7.3, se considerara actuando a una altura de hl3 sobre la base del muro, can una magnitud dada por la expresion: p. =0.5* y , ' gh 2 k.

(7 .1)

donde : P, = Fuerza resultante por unidad de ancho (Nlm) y, = Densidad del relleno (kglm 3) h = Altura nominal del diagrama de presiones horizontales de tierra (Fig. 7.1, 7.2 Y 7.3), en m k. = Coeficiente de presion lateral activa, especificados especialmenle.

Varios materiales estructurales Mamposteria sopre mamposteria, rocas ig neas y

Los coeficientes de presi6n lateral en el caso de tierra estabilizada mecanicamente pueden ser determinados como sigue:

metam6rficas :

•

•

Rooa debil sobre: roca debil

•

Roca dur? sobre roca c;lebil

35 33

•

Roca dura sobre roca dura

29

Acero sobr~ acero en empalmes de tablestacas

a) Para superficies horizon tales a inclinadas del relleno, como se muestran en las figuras 7.1 Y 7. 2, el coeficiente puede ser determinados par:

17

.

ka

COS

i _ ~COS2 i

COS

i

_cos 2 ¢,

=COS 1* ---'r=o:====:=== 2 2

+Jcos

i -COS ¢,

(7.2)

6. EMPUJES EN MUROS ANCLADOS

Cuando los mur(lS tienen restricciones al desplazamiento mediante anc/ajes a una sola altura, el empuje de tierras puede suponerse linea/mente proporcional a la profundidad; en este caso, el calculo puede ser realizado con los analisis conveneionales. EI empl.,lje de tief(as. en caso de muros anclados con anclajes en dos 0 mas niveles, puede suponerse constante cQn la profondidap. Para muros anclados en taludes ya establecidos, el empuje de tierras p. esla (jado por:

216


donde : i =angulo de inelinacion del relle(lO ¢r = angulo de friccion intema (0) b) Para superficies con inclinaci6n truncada (Figura 7.3), el coeficiente k. esla dado por :


21 7

MJiCJ§

~ . ·'-· "

~

.........

,.o,m,;o...."",

" TC~

t..C"(fiI"M ,

1. 0' .

F.!Jo-r.II" II,,1I

MANUAL DE DISENO DE PUENli

cos J ka = cos f·

.

cos f

J

COS

2

2

+JCOS f

-

(7.3)

2

¢I = angulo de rriceion interna ( 0)

~

(74)

L

--·- - -...__..··,.l¥l!r -

Masa de sUQlo

h=H

roforzada

:11

c) Para el analisis de la seguridad contra la ralla estruetural, se determinara el coerieiente ka como:

ka =tan (4S- ¢; J

-

TER.RAPl EN

donde: 1= angulo nominal de inelinaeion erectiva para el calculo, determinado de acuerdo a la Figura 7.3

2

t"'''' u'',.'''',~,' UCa flt 1ftM y

• . f ~"'" o "l't l ""

2

fA -cos fA

f - cos

•


\~ ~

I ~ , ~

H/31

Fig . 7.1 SUPERFICIE HOR IZONTAL DE RELLENO

d) EI coeficiente de presion lateral en reposo, ko se determinara para el analisis de 121 seguridad contra la falla estructura l, como:

ko =1-sen ¢,

(7.5)

r

hH

i h H

Fig .7.2

SUPERFICIE INCLINADA DEL TERRENO

j'""

ht-§

1_ ...... -

_--I

hI

H

I Ilt

Masa d. sue'o _ reforzada

Pv

II

/ \ \ !'.

l

~--~_~,!~I,----------~--~I~/------_~ Fig . 7.3

218


SUPERFICIE INCLINADA DE RELLENO TRUNCADO

ICG - Instituto de la Constn.)cci6n y Gerencia

219

LC «'•• Go,,,,, It:':=:;~':;/ M T.C, ~

M 'JiC LC

' 0;..

•

8.

,

~

1

MANUAL DE DISENO DE

1>'" II I

EMPUJE SiSMi Ca DE TIERRA

8.1 MurDs sin Desplazam iento Restri ngido

Para elementos de contencion de tierras, tales como los muros de gravedad 0 en voladiz(). 'I'" pueden desplazarse laleralmente durante un sismo (como por ejemplo, en estrue:!III ., soportadas·,por apoyos que pueden desplazarse libremente), el metodo pseudo-estatiCIJ rl. Mononobe-Okabe, es usado ampliamente par
sismos. En are
".

MANUAL DE DISENO DE PUEN TES

c5

= angulo de fricci6n entre el suelo y el estnbo

kh kv

= coeficiente de aceleracion horizontal

fJ

~".C""." .."~. '.• ,' ...' • ..·II t'tliill. ..

= coeficiente de aceleracion vertical = angulo de inclinacion del relleno =pendiente de la cara de suelo

La expresioJ4~quivalente para la fuerza pasiva, si el estribo se desplaza presionando sobre el .----/

.

relleno es:

E PE = Y, 9 y H2 (1 - kv )K PE *10'"

(8 .3)

donde:

K PI

.

=

4

cos!J.4 + fJ) cos fJ cos 2 fJ cos( <5 - fJ + fJ )

Jl

1-

sen(¢ - <5)sen(¢=e+i)]-2 cos( <5 - fJ + 0) cosU - fJ)

(8.4)

8. 1.1.ANAuS IS CON EL METODO DE MONONOB E-OKAB E

EI metodo estatico desarrollado por Mononobe y Okabe (1926) es el uS
EI valor de h., la altura a la cual la resultante de la presion del suelo actua sobre el estribo, puede tom
Las consideraciones de equilibrio de la cuna de suelo sobre el estribo, tal 4como se muestra en la Figura B.1, conducen a un valor, EAE , de la fuerza activa ejercida sobre la masa de suelo mediante el estribo y vice versa. Cuando el estribo esta en el punto de faffa, EAE esta dada por la expresion: EAE = Y, 9 Y H 2 (1 - kv ) KAE X 10.

3

(8. 1)

¢'2. i + B=i +arc

horizontal; la. condicion limite es:

kh K At'

'X[I+

sen(¢+<5)sen(¢-O-i) cos( <5 + fJ + fJ) cos(i - fJ)

]-2

5, (1--:-k)tan(¢- i)

(8 .6)

(8.2) Para una aceleraci6n vertical nula, un relleno con cara vertical y un angulo de fricci6n de 35°,

el valor limite de kh es 0.70.

donde: EAE = fuerza activa del suelo (kN) 9 = aceleracion de la gravedad (m/s2) = densidad del suelo (kglm 3 ) y H = altura de la cara de suelo (m) ¢ = angulo de friccion del suelo

r

1

kh B = arc tan l (1 - k v

220

(8.5)

. Esta condicion tambien puede ser util para especificar un limite al coeficienle sismico

donde el coeficiente de empuje activo sismico KAE es:

= cos:(¢-fJ- fJ ) cos fJ cos - fJ cos( <5 + fJ + 0)

ta{1~kJ

)J


Los efectos inerciales en el estribo no son tom ados en cuenta en el anafisis de MononobeOkabe. Se puede suponer que las fuerzas de inercia debidas a la masa del estribo pueden despreciarse en la consideracion del comportamiento y analisis sismicos. Esta hipotesis no es conservadora, y para aquellos estribos que tienen en su masa un elemento importante para su estabilidad, es una suposicion poco razonable el no considerar la masa del estribo como un aspecto importanle de su comportamiento. Los efectos inerciales en el muro fueron discutidos por Richards y Elms (1979), quienes demostraron que las fuerzas inerci

221

MJiC~~:'

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M

d-( C"",(j<<;>6. '1

P::,"<>r:fI"UU

MANUAL DE DISENO DE PUENl'I .ll


muro no serian pequenas y tendrian que ser eonsideradas en el diseno de muros 0" eontenei6n por gravedad.

Te «.."" • I

.10,,,,,,,"",",,.

~~ ~~:;::I;I:&l'

disenado. Las COhexiones en el muro, si existiesen, serian detalladas para permit/T este , desplazamifmto. Aplieando este procedimiento a varios disenos simplifieados, Elms y Martin (1979) han demostrado que un valor de diseno apropiado es:

CUl5a A_ctiva

kh = A/2

(8.B)

kh W

Se espeeifiea que con este eriterio se esperarian desplazamientos en el estribo de hasta

~

MVRO DE GRAVE PAD CUfiaACti'va 0'"

::0$,,»,

/~/b~EAE

n~E"

C$~

Ql't

(254A) mm. , ~ Para puentes ~enciales y no eseneiales dentro de la zona sismica 1 y para puentes esenciales en las zonas 1 0 2, se requen'ra una consideraci6n mas detallada del mecanisme de transfereneia de las fuerzas de inercia de la superestructura a traves de los apoyos del puente hacia los estribos, partieularmente para los puentes de la categoria D, donde es necesario mantener la accesibilidad del puente despues de un sismo severo.

khW

I

8.2

t;lUI
Fig B.1 Diagrama de fuerzas del empuje activo del suelo

B.1.2

DISENO POR DESPLAZAMIENTO Cuando en el analisis con el metodo de Mononobe-Okabe se emplean las aeeleraeiones maximas del terreno, las dimensiones de las estrueturas de contencion de tierras pueden "egar a ser demasiado grandes. En tal easo es preferible disenar aeeptando un pequeno desplazamiento lateral admisible, para obtener una estruetura mas eeonomica. Diversos ensayos han demostrado que un muro de contencion por gravedad falla en forma incremental durante un sismo. Para un movimiento sismieo del terre no, el desplazamiento relativo total puede ser ealeulado usando el metodo del bloque deslizante propuesto por Newmark (1965), En el metodo se supone que el patr6n de desplazamiento es similar a aquel de un bloque sobre una superficie honzontal rugosa. Analisis realizados con diversos registros sismicos escalados a Un mismo nivel de acelerae/on y velocidad, en el que fueron proeesados y grafieados los desplazamientos maximos, permitieron concluir que las envlJlventes de desplazamiento teriian aproximadamente la misma forma , para todos los registros (Franklin y Chang, 1977). Una aproximacion a tales curvas, para desplazamientos relativamente bajos, esta dada por la relaei6n:

d ~ 0.OB7 ~(~)-4 Ag A

EMPUJES DEBIDOS A SOBRECARGA SUPERFICIAL Y TRAFICO

Cuando se presente una sobrecarga superficial, al empuje de tierra basico debe sumarsele un empuje de tierras constante deb ido a la sobrecarga. EI empuje constante esM dado por:

t:.p=k,q,

(9.1)

donde: t:.p

k, q.

en el empuje horizontal de tierras debido a la sobrecarga (MPa ) =coeficiente de presi6n lateral debido ala sobrecarga; se tamara k. para condiciones empuje activo y ko para condiciones de empuje en reposo. =sobrecarga uniforme ap/icada en la superficie de la euna de tierra activada (MPa) ~incremento

de

(8.7)

donde :d es el desplazamiento relativo maximo de un muro sometido a un movimiento sismico del terreno euyo maximo coeficiente de aceleracion es A y la maxima veloeidad es V. Dado que esta expresi6n ha sido derivada de envolventes, la magnitud de d resulta sobreestimada para la mayorfa de sismos. Un posible procedimiento de diseno eonsistiria en elegir un valor admisible de desplazamiento maximo en el muro, d, junto con parametros sismieos apropiados, y usar la eeuaei6n (8.7) para obtener un valor del coefieiente de aeeleracion sismica para el eual el muro seria

222

9.

DeSPlazamien~estringidO

Muros can Como se anotd previamente, en el ana/isis de Mononobe-Okabe se supone que el estribo se desplaza lateralmente sin restriccion, 10 sufieiente como para activar la resistencia del suelo en el relleno. Para suelos granulares, la resisteneia maxima se alcanza si las deflexiones al nivel superior del muro es 0.5% de la altura del estribo. Si este elemento esta restringido contra el movimiento lateral mediante conec/ores 0 pi/otes inclinados, los empuj es lateraleS seran mayores que los calculados con el analisis de Mononobe-Okabe , 10 cual ha side comprobado analiticamente. Para el diseno se sugiere el uso de un factor de 1.5 Y cdnsiderar las aceleraciones maximas del terreno, en los casos que hubiera dudas en que el estribo pueda alcanzar un desplazamiento suficiente para generar la condici6n de presiones activas del terreno.


Si se espeta que exista trafico vehicular sobre la superficie del relleno y cerca al muro, dentro de una distancia igual a la altura del muro, S6 aplicara una sobrecarga viva superficial. Si la sobrecarga corresponde a ulia autopista, la intensidad de la carga sera consistente con la sobrecarga indicada en el Reglamento. En caso contrario, la magnitud de la sobrecarga sera especificada y aprobada por la entidad oficial. EI incremento en el empuje horizontal puede ser estimado mediante:

leG - Institute de la Construcci6n

y Gerencia

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, I ~. .'I~~~:::':-;'''' ' . "),. M·~C ~

,, 11,..,

MANUAL DE DISENO OE PU GN" ,

!::.p = k y, 9 h.q (*10 -6)

(9.2)

donde: !::.p = incremento en el empuje horizontal de tierra s (MPa)

y, = densidad del suelo (kg/m ) k = coeficiente de presi6n lateral h.q 7' altura equivalente de suelo para el cami6n de diseno (m), segvn los valores de la Tabla 3. J

\

La altura del muro sera medida desde la superficie del rel/eno y el nivel inferior de la cimentacion. TABLA 3. AL TURA EQUIVALEN TE DE SUEL O PARA CARGAS DE TRAFICO VEHICULAR. AL TURA DEL MURO (m)

51.50 3.00 6.00 ~9 . 00

h. q (m)

~

1.70 1.20 0.76 0.61

10. EMPUJES HIDROSTATICOS EI empuje debido a la presion del agua debe corresponder el maximo nivel de agua que pueda ocurrir durante la vida vtil del elemento de construcci6n, para fines de analisis, si es que no se ha previsto medidas de drenaje adecuadas. En la estimacion del empuje debera emplearse la densidad sumergida del suelo (densidad total del suelo saturado) para el calculo de la presion lateral, a partir del nivel freatico. En caso de existir nive les de agua diferentes en las caras opuestas del muro, seran considerados los efectos de l flujo de agua y la posibilidad de sifonamiento 131 analisis de los empujes hidrostaticos. Las presiones originadas por la filtracion pueden ser estimadas me diante redes de flujo u otros procedimientos analWcos; los empujes totales laterales seran determinados mediante la suma de los esfuerzos efectivos horizontales y las presiones de poro resultantes del analisis.

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ICG - Instituto de la Construcci6n y Geren cia

Manual de Diseño de Puentes

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