49043770 diseno-de-puente-viga-losa

12,677 views

Published on

0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
12,677
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
871
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

49043770 diseno-de-puente-viga-losa

  1. 1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE SANTIAGO UTESA Facultad de Arquitectura e Ingeniería Carrera de Ingeniería CivilDISEÑO DEL PUENTE VIGA -LOSA, SOBRE EL RIO LAS LAVAS (SANTIAGO) Monografía para optar por el título de Ingeniero Civil PRESENTADO POR: RICHARD LEONEL MOYA M. ABRAHAN TAVERAS BAEZ ASESORES: ING. JUAN ELIAS ORTIZ ING. ALBERTO A. RODRÍGUEZ, Ph.D. Santiago de los Caballeros República Dominicana Diciembre, 2009.
  2. 2. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE SANTIAGO UTESA Facultad de Arquitectura e Ingeniería Carrera de Ingeniería CivilDISEÑO DE PUENTE VIGA-LOSA SOBRE EL RIO LAS LAVAS (SANTIAGO) Monografía para optar por el título de Ingeniero Civil PRESENTADO POR: RICHARD LEONEL MOYA M. 1-01-4402 ABRAHAN TAVERAS BAEZ 1-04-3684 ASESORES: ING. JUAN ELIAS ORTIZ ING. ALBERTO A. RODRÍGUEZ, Ph.D. Santiago de los Caballeros República Dominicana Octubre, 2009.
  3. 3. Diseño del Puente viga-losa Sobre el río las Lavas (Santiago)
  4. 4. Índice
  5. 5. Dedicatorias…………….………...…………………………………..…...iiAgradecimientos…………………..……………………………….……...vResumen……………………………………………...…………….…….viiIntroducción..........………………………………………..……….……xiiiCapítulo I. Generalidades: Puente1.1 Concepto de puente ……………….……………..……..………....21.2 Origen y evolución de puentes ……………………..………………2 1.2.1 História de los puentes dominicanos…..……………...….…..41.3 Tipos de puentes …………………………….………………………...5 1.3.1 elección de puentes ….……………………………………....51.4 Clasificación de los puentes……........…………………............……....6 1.4.1 Dependiendo del tipo de estructura….…..…..…….……........6 1.4.1.1 Puentes losas….…………....…………..…………......7 1.4.1.2 Puente vigas………………………………………..…7 1.4.1.3 Puentes de arcos……………....…………………........7 1.4.1.4 Puentes de armaduras………..……………………..…8 1.4.1.5 Puentes sustentados por cable….……………………..8 1.4.1.5.1 Puentes colgantes…………….….…………...8 1.4.1.5.2 Puentes atirantados…….……….……....…....9 1.4.1.5.3 Puentes voladizos (cantilever)…….………..10 1.4.1.5.4 Puentes flotantes………...………….………11 1.4.1.5.5 Puentes móviles……………..……….….….11 1.4.1.5.5.1 Basculantes……..............................12 1.4.1.5.5.2 Giratorios y horizontales….………12 1.4.1.5.5.3 De elevación vertical...……………131.5 Según su función y utilización……………………………………..…14 1.5.1 Puentes peatonales……………………………….…………...14 1.5.2 Puentes carreteros………………………………….………....14 1.5.3 Puentes ferroviarios…………………….………..…….…..…15 1.6 Diversidad de puentes según los materiales………..……….…….….15 1.6.1 De madera…………………..………..……………..…….…..15 1.6.2 De mampostería……………….….………….……........…….15 1.6.3 De acero …………………….……………….…….....….......16 1.6.4 De hormigón armado…….............…………….…….........…17 1.6.4.1 Pretensado…………………………………………...17 1.6.4.2 Postensado................……...........................................18 1.6.5 Compuesto..……………………….………………………......19 1.7 Superestructura de los puentes.........................................……............19 1.8 Subestructura e infraestructura de los puentes….…………...….....…20
  6. 6. Capítulo II: Elementos , Materiales y Mantenimiento de los Puentes2.1 hormigon armado…………………………………………………….23 2.1.1 Cemento……………………………..…………………….…24 2.1.1.1 Cemento portland………………………………...…24 2.1.2 Agua………………………………………………………….25 2.1.3 Agregados……………………………………........................25 2.1.3.1 Agregados finos…………….……………….....….....26 2.1.3.2 Agregados gruesos………………………..……...…..26 2.1.4 Aditivos…………………….…………………………...…....272.2 Resistencia del hormigón………………………………………....…..27 2.2.1 Resistencia a la compresión……….....………..….…….......28 2.2.2 Resistencia a la abrasión………….…………….……….….292.3 Acero…….…….…………………………………………….…...…30 2.3.1 Acero de refuerzo………………………..………..…............31 2.3.2 Acero corrugado …......……….……...……………………...32 2.3.3 Acero estructural…………………………………..………...342.4 Elementos estruturales de los puentes………………………..………35 2.4.1 Super estructura…………...……………………..……….….35 2.4.2 subestructura……………...………………………...……......37 2.4.3 Infraestructura……………………...………...…………...….37 2.4.3.1 Cimentacion………………..………………….….....38 2.4.3.1.1 Pilotes……………….……………………...40 2.4.3.1.1.1 Funciones de los pilotes….………....40 2.4.3.1.1.2 Tipos de pilotes………..…….……...41 2.4.4 Muro de contencion………………..…….………………..…43 2.4.4.1 Tipos de muros………………………………….…...44 2.5 Causas que generan problemas en los puentes……………..…...…45 2.6 Mantenimiento de los puentes………...……………….…...….…...49 2.6.1 Mantenimiento preventivo.......................................................50 2.6.2 Mantenimiento correctivo………….……….……..............…51Capítulo III: Detalles y Especificaciones del Proyecto3.1 Objetivo………………………………………………....….………..563.2 Ubicación…………………………………………………………….563.3 Descripción…………..……..…...…………………..…….……...… 563.4 Especificaciones de la AASTHO.........................................................573.5 Cargas……………....................................………………...………...62 3.5.1Carga viva…………………...…….……….………...…...…….62 3.5.2 Carga de impacto…………….…………….……..…..........…..63 3.5.3 Carga muerta………………….….................................…….....65
  7. 7. 3.5.4 Cargas por viento………………………………………..……..66 3.5.5 Cargas sísmica…………………………...…………………….723.6 Fuerzas………………………………………………….……………..75 3.6.1 Fuerzas centrifugas…………………….….…..……….………76 3.6.2 Fuerzas por cambio de temperatura....……..……………..……77 3.6.3 Fuerzas por empujes de tierra………………..………..……….793.7 Estudios……...……………………………..…..………..……………80 3.7.1 Hidrológicos…………..……………….….……….………..….80 3.7.2 Topográfico…………………………...…….…….……………82 3.7.3 Suelo…………………………………...….….………………...83 3.7.4 Transito…………………………….….......…….………….…..92Capítulo IV: Diseño del Puente Viga-Losa4.1 Análisis y diseño de losa ……………………………….………….…94 4.1.1 Momento muerto……………………………………….….…95 4.1.2 Momento vivo ……………….……...…………………….…95 4.1.3 Momento de impacto…………....………………….….......…95 4.1.4 Diseño en la etapa elastica de losas …....…….…………..….96 4.2 Diseño de Baranda………………………………………….....……..97 4.3 Analisis y Diseno de vigas interiores……………………….………100 4.3.1 Momento muerto……………………………………..…….100 4.3.2 Momento vivo……………….……..…………………...….101 4.3.3 Momento de impacto……….……………….……………...103 4.3.4 Fuerza cortante de diseno………….……….………………104 4.3.4.1 Cortante vivo………………………………..……...104 4.3.4.2 Cortante muerto……………….…….…….….….....105 4.3.4.3 Cortante de Impacto……….…..………….....105 4.3.5 Diseño de la viga interior…...…………….....……………...1054.4 Análisis y Diseño de vigas exteriores…………………………….…106 4.4.1 Momento muerto………...……………….…………………106 4.4.2 Momento vivo.………………..….……………………...….107 4.4.3 Momento de Impacto…………….……………………...….107 4.4.4 Fuerza cortante de diseño ……………...…..……..……..…108 4.4.4.1 Cortante vivo ………………..………..…………108 4.4.4.2 Cortante muerto ……….……………………...…108 4.4.4.3 Cortante de impacto ………………………..……109 4.4.5 Diseño de la viga exterior……………..……..………….…1094.5 Diseño de Columnas………………….……...….....………………...1104.6 Diseño de pilotes……………………..……….....…….……....…….111 4.6.1 Resistencia como columna………………………………….1124.7 Diseño de zapata…………….……………………………………....113
  8. 8. 4.8 Detalles finales ……………………………….….…………..….….118Conclusiones...........................................................................................124Recomendaciones...................................................................................129Glosario……………………………………………………...………....131Anexos…………………………….…………………..………………..135Bibliografía.............................................................................................137
  9. 9. Dedicatoria
  10. 10. A Dios: por darme la existencia, por siempre estar conmigo en todomomento, por darme unos padres ejemplares y enseñarme que todo cuestasacrificio. A mis padres, Ada Noris Mendoza y Richard Leonel Moya: portodo el amor, dedicación, confianza y todo su empeño para ver hoy en mí susueño realizado. A mi Esposa, Yamilka Trinidad, mis suegros y mis cuñados por suayuda intelectual y social en el desarrollo de mi carrera. A mis hermanos de sangre y de crianza, Carolina, CarlosAlberto, Carlos Enrique, Argenis Félix y Richelli: por el gran amor ycomprensión que me han brindado, este logro es de ustedes. A mis sobrinos, a mis abuelos, Enrique, Efraín, Angelito, Gladis,Elena y Ana, tíos, primos y demás familiares: por su apoyo incondicional. A mi compañero de monográfico, Abrahan Taveras: porayudarme cuando lo necesitaba, haciéndolo incondicionalmente. A misamigos: Marcos del Rosario, Dilson Peña, Rafael, Guelvin . Richard II
  11. 11. A mi señor Dios, por darme la Fortaleza cada día para poderalcanzar todo lo que me he propuesto en mi vida. A mis padres, Yanet Alt. Báez y Teódulo Taveras Pérez, porenseñarme los valores que tanto me han servido en mi vida, por el amor,comprensión y el apoyo. A mis hermanos, Ana Taveras Báez y Teódulo Taveras Báez, porservirme de ejemplo y de estímulo para alcanzar ser un hombre de biencomo ustedes, los quiero. A mi querida abuela consuelo Ramírez Rivas,por tanto cariño y apoyo brindado. Y a esos seres tan especiales, EgnoraTaveras P., Rafael Ant. Báez P. (Cucullo) y Narciso E. Gonzales. Al Lic. Abel Rojas Núñez , por sus aportes a mi desarrollointelectual, muchísimas gracias!!!. A mis compañeros de estudio, sin excepción, Pero sobre todo a micompañero de monográfico Richard Moya y a las Flias. Taveras Días,Rojas Taveras, Báez Castillo, Gómez Báez, Ramírez Peña, RamírezRamírez, Báez Núñez, Taveras Melgen. Abrahan III
  12. 12. Agradecimiento
  13. 13. A Dios: por habernos facilitado los recursos y la sabiduría necesariapara realizar nuestro más preciado objetivo: nuestra carrera universitaria. A la Universidad Tecnológica de Santiago (UTESA): porformarnos y prepararnos como profesionales. A todas las personas, familiares y amigos, que colaboraron deForma directa o indirecta. Al Doctor Alberto Rodríguez, nuestro asesor metodológico yColaborador principal. Al ingeniero Elías Ortiz, nuestro profesor asesor por sus enseñanzasclaras y precisas. A los ingenieros: Persio Gómez, Elvin Cabrera, Juan Pichardo, LuísAlmonte, Omar Sandivar, Atuey Martínez y Samuel Salomón. Por susenseñanzas y respeto hacia nosotros. Richard y Abrahan. V
  14. 14. Resumen
  15. 15. El puente viga losa sobre el río de la lavas en el municipio de villaGonzáles, se ha de tomar para realizar un diseño que pueda solucionar eldeterioro por socavación en su fundación ya que pone en peligro la vida decada uno de los transeúntes que utilizan tan importante obra. Este diseñodebe de estar acorde con lo que demanda esta estructura debido alvolumen de tráfico que toma este puente como vía de acceso. Se demandade que los usuarios que circulen por el mismo se sientan con la debidaseguridad y comodidad que amerita la autopista Dr. Joaquín Balaguer R.porque así también garantiza el desarrollo económico de la zona y la región. Por la importancia de esta autopista, por la arteria vial que representa,ya que esta sirve de vía de comunicación para los viajantes que van desde lalínea noroeste a la ciudad de Santiago y viceversa. Es por esa razón que elauge de vehículos que circulan por la misma es de mucha consideración. Los puentes son construcciones artificiales que permiten salvaraccidentes geográficos o cualquier otro obstáculo físico, el diseño de cadapuente varía dependiendo de su función y de la naturaleza del terrenosobre donde se construirá el puente. VII
  16. 16. Desde que el hombre busco como solución de un problema dedepresión topográfica colocando un tronco de algún árbol ya empezaría loque hoy en día conocemos como puentes. Después de los troncos deárboles, los siguientes puentes fueron arcos hechos con troncos o tablones yeventualmente con piedras, usando un soporte simple y colocando vigastransversales. La mayoría de estos primeros puentes eran muy pobrementeconstruidos y raramente soportaban cargas pesadas. Fue esta insuficiencia laque llevó al desarrollo de mejores puentes. El arco fue usado por primeravez por el Imperio Romano para puentes y acueductos, algunos de loscuales todavía se mantienen en pie. También en la República Dominicana tuvo su inicio cuando en laciudad de Santo Domingo, Rodrigo de Liendo dio inicio a la contribuciónde un puente que comunicaría la ciudad con la margen oriental del ríoOzama, el cual serviría también de acueducto en el año 1535. El puente erade piedra, de acuerdo a informaciones dadas por Gonzalo Fernández deOviedo en 1544, durante una pesquisa contra Fue en mayor parte, destruidopor las aguas del Ozama antes de que finalizara o pudiera concluirse suconstrucción. VIII
  17. 17. Los elementos principales que componen un puente son lasuperestructura, subestructura y la infraestructura. La superestructura de un puente está formada por el tablero, losa deacceso, por las vigas longitudinales, vigas transversales o dearriostramiento, calzada, carpeta de rodamiento o de desgaste, vereda,guardarruedas, barandas o defensas, desagües, juntas, Apoyos. LaSubestructura está conformada por estribos, pilas o pilares, protección detaludes, muros de vuelta, muros de ala. Y la infraestructura está formadapor las fundaciones, los pilotes, cajones de fundación. Es importante destacar que el objetivo general es diseñar un puenteViga-losa paralelo a otro existente en la comunidad de las lavas y quecumpla con todos los requisitos de diseño que demande esa zona. El puente vehicular cuya solución estructural corresponde a unsistema isostático de 4 apoyos y 3 claros de 13.33m estará compuesto por 6vigas T de hormigón armado con separación de 1.92m con una longitud de40m, apoyada sobre 4 pilas en cada apoyo, que estarán sobre pilotes, laaltura efectiva del puente será de 12m y un ancho de 10.20m. El puenteconstará con una vía y dos carriles de 4m del ancho; sobre las vigasdescansa una losa de hormigón de 15cm y una carpeta asfáltica de 4pulgada IX
  18. 18. de espesor. También el puente constará con un sistema de barandas dehormigón armado. Hasta hoy en día en la República Dominicana no existe una norma oreglamento interno que pueda ser usado para el diseño estructural de unpuente. Se han adoptado como código y especificaciones de diseño lasnormas AASHTO. También, es utilizado el código ACI-318 y los manualesque emite al respecto la Secretaría de Estado de Obras Públicas yComunicaciones (SEOPC). Entre los estudios necesarios para el proceso del diseño se hicieronuna serie de análisis para poder diseñar el puente, que van a incidir en sutipología, su longitud total, el número de vanos, cimentaciones y sucolocación en el entorno del sitio, dichos estudios son: ancho del puente,sección longitudinal, estudios topográficos, estudios geológicos, estudioshidrológicos y estudios de transito como metodología a utilizar. En el análisis y diseño estructural se hizo una idealización de laestructura para dimensionar los distintos elementos estructurales que van asoportar las cargas de servicio, logrando una transmisión satisfactoria de lascargas hacia el terreno de fundación. X
  19. 19. En este tipo de sistema que impera en la República Dominicana,donde no existe una cultura de mantenimiento a las estructuras de carácterpúblico y también en el sector privado, se debiera empezar a trabajar paraque el mantenimiento Preventivo sea de obligación en toda obra civil, yaque pues, se disminuiría el gasto en reparaciones de carácter correctivo. Elpuente de las lavas ha sido fruto de ese tipo de negligencia, que por falta demantenimiento preventivo esta estructura asido fruto de una demolición porno percatarse del problema que se venía manifestándose en la fundación elmismo. Antes de realizar algún trabajo de fundaciones es de sumaimportancia que el diseño del mismo este acorde con los datos arrojados porun buen estudio de suelo donde se pueda hincar las cargascon un Q (Q=resistencia máxima que soporta el suelo) de diseño. Si el Qdeseado no es posible conseguirlo superficialmente hay que acudir a lacolocación de pilotes no importando a la profundidad que arrojen los datosdel estudio geotécnico. XI
  20. 20. Introducción
  21. 21. En la comunidad de las lavas del municipio de Villa Gonzáles,provincia de Santiago de los 30 caballeros. Se encuentra una depresióntopográfica por el cual drena el río que lleva como nombre el mismo de lacomunidad (Río de las lavas). Fruto a las grandes precipitacionesregistradas en el año 2008, el puente que cruza este río fue fruto de lo quese conoce como socavación en la fundación del que se soportaba estaestructura manifestándose posteriormente un asentamiento, que imposibilitóque los transeúntes siguieran utilizando una de las vías de dicha carreterapor temor de ser víctimas fatales en este tramo. A razón de que el puente fue construido monolíticamente, esto sirvióde motivo para ejecutar la demolición total de todos los elementos queconformaban dicho puente. Técnicamente, se entiende que cuando unaestructura monolítica sede en una de sus partes se considera que el elementocompleto ha sido afectado por el asentamiento. Ya que por motivosestructurales establecidos en las normas del ACI y de la AASHTO se llegóa la determinación de la demolición total del puente. Este tramo carretero es considerado de unos de los más transitados enla República Dominicana, donde por el mismo circulan una gran cantidadde vehículos llevando mercancías y aportes al turismo interno generando así XIII
  22. 22. un gran aporte al establecimiento económico y social para el cibao y lanación. En todos tramos carreteros se pueden encontrar accidentesgeográficos que limitan la continuidad de un tramo de la vía con respecto aotro. Dichos accidentes pueden ser corregidos a través de relleno,alcantarillas de cajón o en el caso que se demande de una estructura demayor carácter o envergadura como lo es un puente. Es de suma importancia el diseño de este puente ya que como se hamencionado anteriormente las vías de comunicaciones son vitales para eldesarrollo de los pueblos. El diseño de esta estructura se considera de mucho valor para el libreacceso de los transeúntes que demandan de esta vía de comunicacióndiariamente. Esta investigación posee como objetivo general diseñar el puenteviga –losa sobre el río de las Lavas. Por motivo de restaurar el fácil accesode los vehículos que demandan de este puente. Los objetivos específicos son: restablecer el transporte para losusuarios de la vía, ofrecer mayor seguridad a los transeúntes, para que la XIV
  23. 23. vía mantenga su eficiencia y así los vehículos circulen con la velocidad dediseño de la autopista, analizar las cargas más desfavorables ocasionadaspor el peso de los vehículos que van a utilizar dicho puente, mantener lacomunicación de esta importante vía, para que continúe el desarrollo socio-económico de la región. Aquí se determinarán diversos objetivos concernientes a la búsquedade un puente que sea capaz de cumplir con la demanda de la zona,analizando los distintos tópicos de interés para un buen diseño estructuralque pueda este a su vez cumplir con la demanda de cargas y vida útil de laestructura. Presentar un buen diseño de la losa del puente, de las vigas quereciben las cargas de la losa, el diseño de los pilares y posteriormente eldiseño de la fundación que soportará los elementos ya antes mencionados. Y para alcanzar estos objetivos se enfocará la investigación desde elestudio topográfico, estudio de suelo, estudio hidrológico y estudio detransito. Donde estos estudios se deben realizar en función a la ubicacióndel proyecto. XV
  24. 24. Presentar las distintas variables de carga posible que puedan serexpuestas a la losa. Estas cargas pueden ser como son el peso propio del lacarpeta de rodadura(Asfalto) , peso propio de la losa de hormigón armado,cargas vivas generadas por camiones estandarizados (HS20), las cargas quereciben las vigas , cargas transmitidas a los pilares , etc. La investigación estará limitada al análisis bibliográfico y decampo para el diseño del puente en el río de las lavas. También cabemencionar que se llevara a cabo en la investigación un recuento históricode otros puentes cercanos o próximos a la región. Donde se formularánhipótesis para llegar a la solución del problema por el cual está pasando laestructura. Estos resultados se presentaran de forma descriptiva, explicativacuales son los métodos, normas y análisis aplicados para el diseño delpuente. Esta investigación tuvo limitaciones a lo concerniente ainformaciones que se debieron obtener por partes de las autoridadescompetentes relacionadas con el proyecto de las lavas. Por tal motivo lasinformaciones ofrecidas en este material fueron un poco limitadas con larealidad del proyecto, así que, las informaciones brindadas fueroninformaciones generales. XVI
  25. 25. Este material presenta cuatro capítulos en lo cuales se desglosan de lasiguiente manera: El primer capítulo se enfocará a todo lo relacionado con lasgeneralidades de los puentes. Desde su historia hasta las clasificaciones decada tipo de puentes existentes, dependiendo del tipo de estructura, segúnsu función, utilización y diversidad de materiales con fines constructivos. El segundo capítulo tratará de los elementos, materiales ymantenimientos de los puentes brindando una serie de informaciones queservirán de conocimiento para poder tratar con más propiedad la utilizaciónde cada uno de los elementos y los materiales que pueden ser utilizadospara la conformación de los mismos y a su vez tener un cierto nivel deilustración en cuanto a los mantenimientos de los puentes. En el capítulo tres se desarrollarán los detalles y especificaciones dedicho proyecto donde se encontraría todo lo concerniente al objetivo,ubicación y descripción de la obra. Presentado en este todo lo que competea las especificaciones de la AASHTO, cargas, fuerzas y estudios queservirán de antesala para el diseño. XVII
  26. 26. El capítulo cuatro, ya en este con todos los datos obtenidos seprocederá a la parte concerniente al diseño del puente. Donde se harán losdebidos análisis estructurales de cada uno de los elementos que conformanel puente y a su vez el diseño del mismo utilizando las normas de laAASTHO, ACI-318 y los manuales de la SEOPC. XVIII
  27. 27. Capítulo IGeneralidades: Puente
  28. 28. 2 El propósito de éste capítulo es oriental al lector acerca de los aspectosfundamentales de puentes como son: su concepto, historia, clasificación, tipode puente, sus funciones, etc.1.1 Concepto de puente Un puente es una construcción, por lo general artificial, que permitesalvar un accidente geográfico o cualquier otro obstáculo físico como un río,un cañón, un valle, un camino, una vía férrea, un cuerpo de agua, o cualquierobstrucción. El diseño de cada puente varía dependiendo de su función y lanaturaleza del terreno sobre el que el puente es construido. Su proyecto y su cálculo pertenecen a la ingeniería estructural, siendonumerosos los tipos de diseños que se han aplicado a lo largo de la historia,influidos por los materiales disponibles, las técnicas desarrolladas y lasconsideraciones económicas, entre otros factores.1.2 Origen y evolución de los puentes Los puentes tienen su origen en la misma prehistoria. Posiblemente elprimer puente de la historia fue un árbol que usó un hombre prehistórico paraconectar las dos orillas de un río. También utilizaron losas de piedra para
  29. 29. 3arroyos pequeños cuando no había árboles cerca. Los siguientes puentesfueron arcos hechos con troncos o tablones y eventualmente con piedras,usando un soporte simple y colocando vigas transversales. La mayoría deestos primeros puentes eran muy pobremente construidos y raramentesoportaban cargas pesadas. Fue esta insuficiencia la que llevó al desarrollode mejores puentes. El arco fue usado por primera vez por el ImperioRomano para puentes y acueductos, algunos de los cuales todavía semantienen en pie. Los puentes basados en arcos podían soportar condicionesque antes se habrían llevado por delante a cualquier puente. Los puentes de cuerdas, un tipo sencillo de puentes suspendidos,fueron usados por la civilización Inca en los Andes de Sudamérica, justoantes de la colonización europea en el siglo XVI. Un ejemplo de esto es el Puente de Alcántara, construido sobre el RíoTajo, cerca de Portugal. La mayoría de los puentes anteriores habrían sidobarridos por la fuerte corriente. Los romanos también usaban cemento, quereducía la variación de la fuerza que tenía la piedra natural. Un tipo decemento, llamado pozzolan, consistía de agua, lima, arena y roca volcánica.Los puentes de ladrillo y mortero fueron construidos después de la era
  30. 30. 4romana, ya que la tecnología del cemento se perdió y más tarde fueredescubierta.1.2.1 Historia de los puentes dominicanos "Todavía a finales del siglo XIX la comunicación terrestre entre lospueblos de la República Dominicana era muy precaria y debido a que eramás fácil habilitar puertos que construir caminos y puentes, se fueronfundando ciudades en la extensa línea costera, donde además se contaba contierras fértiles. Los caminos utilizados eran prácticamente los mismos quedurante La Colonia y la ausencia de puentes hacía muy largo y tedioso losviajes, ya que había que ir traspasando los ríos o cruzándolos en barcas”(Montas, 1999, p.38). "En la ciudad de Santo Domingo, Rodrigo de Liendo dio inicio a lacontribución de un puente que comunicaría la ciudad con la margen orientaldel río Ozama, el cual serviría también de acueducto en el año 1535."(Montas, 1999, p.24). El puente era de piedra, de acuerdo a informacionesdadas por Gonzalo Fernández de Oviedo en 1544, durante una pesquisacontra Fue en mayor parte, destruido por las aguas del Ozama antes de quefinalizara su construcción. El ciclón de San Zenón del 3 de septiembre del
  31. 31. 5año 1930, destruyó nuevamente el puente Ozama, que fue reconstruidoposteriormente por segunda vez. Otros de los puentes más antiguos fue el delrío Yaque del Norte en la ciudad de Santiago; el cual fue construido en elaño 1918, cuando la ocupación norteamericana. "El primer puente metálicoconstruido en el país fue el puente Ozama, el cual unía la ciudad de SantoDomingo con el barrio de pajarito y construido para el año 1878 bajo labendición de monseñor Roque Cocchia" (Abad, 1988, p.69). Muchos otrospuentes metálicos se encuentran entre cañaverales, ya que forman parte de lared ferroviaria utilizada por las industrias azucareras, en todas las regionesdel país.1.3 Tipos de puentes Los puentes se clasifican de diversas formas de acuerdo a suutilización y construcción como se mencionará mas adelante.1.3.1 Elección de puentes Para elegir el tipo de puente más adecuado, es necesario disponerpreviamente de los datos del proyecto de puente, para luego seguir con lasetapas o procesos, que se especifican a continuación: Fijar en formaaproximada la infraestructura, la luz de cada uno de los tramos y el tipo de
  32. 32. 6superestructura, fijando además los posibles sistemas de fundación así comosus profundidades aconsejables en función de la capacidad portante delterreno incluidas las profundidades estimadas de socavación. Una vez (fijadaesta cota y la de la rasante, se obtendrá la altura de las pilas, las cuales ya danuna primera idea de la longitud de los tramos, porque según lo muestran losproyectos más satisfactorios se establece que esta luz generalmente estácomprendida entre 25 y 4.5 veces la altura de la pila medida desde la cota defundación hasta la parte superior de su coronamiento. Tratándose de pilotaje,este punto más bajo corresponde a la sección de empotramiento de lospilotes en el terreno incluida la máxima profundidad de socavación y laconsistencia del terreno.1.4 Clasificacion de puentes Los puentes se clasifican de acuerdo a su funcionalidad y utilizaciónde materiales de construcción.1.4.1 Dependiendo del tipo de estructura Estos se pueden diferenciar de la siguiente manera:
  33. 33. 71.4.1.1 Puente losa Los puentes de losa son las estructuras más sencillas. Por susimplicidad, resultan convenientes para salvar luces pequeñas (menores de10 metros) y además, siendo cada tramo independiente no se ven afectadospor los asentamientos del terreno. Estos puentes están construidos por unalosa plana de concreto armado, maciza o aligerado con bloques de arcilla,que salva la luz entre los apoyos.1.4.1.2 Puente viga Las vigas se utilizan como largueros longitudinales, colocados a intervalosregulares, paralelos a la dirección del tráfico, entre los estribos y pilas. Eltablero, colocado sobre la aleta superior, casi siempre provee soporte lateralcontra el pandeo. Los diafragmas entre las vigas ofrecen arriostramientoadicional y también distribuyen lateralmente las fuerzas a las vigas antes deque el hormigón haya curado.1.4.1.3 Puentes de arcos Es un puente con apoyos a los extremos del vano, entre los cuales sehalla una estructura con forma de arco por donde se transmiten las cargas. Eltablero puede estar apoyado o colgado de esta estructura principal, dandoorigen a distintos tipos de puentes.
  34. 34. 81.4.1.4 Puentes de armaduras Son los conformados por una serie de elementos entrelazados porcoyunturas denominadas nodos. Estos pueden ser de acero o madera. La armadura es una viga compuesta par elementos relativamentecortos y esbeltos conectados por sus extremos. La carga fija del peso delpavimento y la carga móvil que atraviesa el puente se transmiten por mediode las viguetas transversales del tablero directamente a las conexiones de loselementos de la armadura. En las diversas configuraciones triangularescreadas por el ingeniero diseñador, cada elemento queda o en tensión o encompresión, según el patrón de cargas, pero nunca están sometidos a cargosque tiendan a flexionarlos.1.4.1.5 Puentes sustentados por cables Son los puentes que utilizan cables de acero de alta resistencia parasoportar las cargas que actúan sobre él. Estos se clasifican en varios tipos:1.4.1.5.1 Puentes colgantes Un puente colgante es un puente sostenido por un arco invertidoformado por numerosos cables de acero, del que se suspende el tablero delpuente mediante tirantes verticales que están anclados en los extremos del
  35. 35. 9puente y sujetos por grandes torres de hormigón o acero. A diferencia de lospuentes vigas, estas estructuras son capaces de soportar grandes luces.1.4.1.5.2 Puentes atirantados Los elementos fundamentales de la estructura resistente del puente atirantado son los tirantes, que son cables rectos que atirantan el tablero, proporcionándoles una serie de apoyos intermedios más o menos rígidos. Pero no sólo ellos forman la estructura resistente básica del puente atirantado; son necesarias las torres para elevar el anclaje fijo de los tirantes, de forma que introduzcan fuerzas verticales en el tablero. Los puentes atirantados, sobre todo si tienen varias torres, pueden ser muy parecidos a los colgantes, pero no lo son. En la construcción de un puente colgante se disponen muchos cables de pequeño diámetro entre los pilares y los extremos donde se anclan al suelo o un contrapeso, estos cables, son la estructura primaria de carga del puente. Después se suspenden otros cables del cable principal, y más tarde se coloca esta, sosteniéndola de dichos cables.
  36. 36. 101.4.1.5.3 Puentes voladizos (cantilevers) Grafico 1.2 puente en voladizo Fuente: http//es.wilkipedia.org/image/puentesvoladizos La expresión puente por volados (voladizos) sucesivos hacereferencia a un procedimiento de construcción utilizado con frecuencia engrandes puentes. El método consiste en construir la superestructura a partirde las pilas o pilones, agregando tramos parciales que se sostienen del tramoanterior. Esta maniobra se realiza de manera más o menos simétrica a partirde cada pilón, de manera que se mantenga equilibrado y no esté sometido agrandes momentos capaces de provocar su vuelco. Puede utilizarse en puentes construidos con cualquier material, aunquelo común es que se reserve para puentes viga de sección hueca construidosen hormigón postensado, en los cuales las secciones parciales se construyen
  37. 37. 11en sitio mediante la técnica de encofrado deslizante o se construyen comodovelas prefabricadas que se llevan a su sitio mediante grúas de gran porte.1.4.1.5.4 Puentes flotantes Se apoyan sobre flotadores que pueden tener diversos tamaños.Consisten fundamentalmente en un tablero apoyado sobre una serie deelementos flotantes que sirven para mantenerlo en una situación más omenos fija. Estos elementos flotantes son muy variados tales como barcas,pontones cerrados, etc. Los primeros puentes flotantes fueron de odres o barcas y datan delSiglo V antes de Cristo. Ya desde esta fecha a nuestros días se vienenutilizando este tipo de puentes flotantes en ríos profundos o donde resultadifícil cimentar.1.4.1.5.5 Puentes moviles Los puentes móviles son aquellos en que el tablero o parte de él esmóvil con tal de permitir el paso alternativo a dos tipos de tráfico muydiferente, generalmente el terrestre y el marítimo. De este modo cuandoestán cerrados permiten el paso de los vehículos o ferrocarriles y cuandoestán abiertos permiten el paso de los barcos. Estos son:
  38. 38. 121.4.1.5.5.1 Basculantes Grafico 1.3 puente Basculante Fuente: http// www.construaprende.com Los Puentes Basculantes, giran alrededor de un eje horizontal situadoen una línea de apoyos de manera que podemos incluir en ellos los levadizosy los basculantes. Son los puentes más clásicos y de mayor uso en laactualidad.1.4.1.5.5.2 Giratorios y horizontales Grafico 1.4 puentes giratorios y horizontales Fuente: http// www.construaprende.com
  39. 39. 13 Los puentes giratorios de eje vertical tienen dos posibilidades deapertura que son el giro de dos vanos simétricos respecto a una pila situadaen el centro del canal de navegación o bien girar dos semivanos con suscompensaciones sobre dos pilas situadas en los bordes del canal. Puentes de desplazamiento horizontal: La mayoría son flotantes. Elpuente se desplaza longitudinalmente sobre rodillos avanzando oretrocediendo en voladizo libre hasta llegar al apoyo de la otra orilla.1.4.1.5.5.3 De elevación vertical Grafico 1.5 puente de elevación vertical Fuente: http// www.construaprende.com Puentes de desplazamiento vertical: Son tableros simplementeapoyados cuyos apoyos se pueden mover verticalmente cuyos apoyos se
  40. 40. 14pueden mover verticalmente para elevarlos a la cota que requiere el gálibodel canal de navegación. Normalmente se elevan tirando de sus cuatroesquinas. Este sistema es apto para luces grandes.1.5 Según su función y utilización A los puentes los podemos clasificar según su función y utilización en:1.5.1 Puentes peatonales Son los que están destinados al paso de las personas, en lugares en losque resulta inseguro el tránsito peatonal. Estos puentes son primordiales enlugares donde existen escuelas, hospitales, centros de comercio, entre otros. Los puentes peatonales pueden ser:1.- De acuerdo al material construido: de acero, de concreto y mixtos2.- De acuerdo a su estructura: En arco, atirantado, sobre vigas.1.5.2 Puentes carreteros Son aquellos que se utilizan para el tránsito de una carretera ordinariasobre un curso de agua o el paso sobre otra vía.
  41. 41. 151.5.3 Puentes ferroviarios Puentes que salvan desniveles amplios y profundos, para una víaférrea que permite el paso del ferrocarril.1.6 Diversidad de puentes según los materiales Según sus materiales de construcción, los puentes podrán ser de:1.6.1 De madera Los puentes de madera se han utilizado eficientemente, con luces dehasta 20 m, en caminos de poca circulación, con vehículos livianos. La granventaja de este tipo de puentes es la reducción de costos al utilizar materialesy mano de obra de la misma zona. La mayor parte de puentes de maderaconstruidos en el país son pequeñas estructura rústicas en caminos desegundo, tercer orden y vecinales.1.6.2 De mamposteria Grafico 1.6 puente de mamposteria Fuente: http//es.wilkipedia.org/image/puentes peatonales
  42. 42. 16 Los puentes de mampostería en piedra, ladrillo y hormigón en masa;son siempre puentes en arco, pues estos materiales solo resisten esfuerzos decompresión; su vida útil es ilimitada, pues todavía se usan puentes romanos,sin prácticamente gastos de conservación. 1.6.3 De acero Grafico 1.7 puente de acero Fuente: http// http//es.wilkipedia.org/image/puentes peatonales Cabe mencionar que a finales del siglo XIX se empezó a utilizar elacero para la construcción de puentes. Conseguir que los materiales seandúctiles y no frágiles, es uno de los logros importante de su tecnología. Lospuentes metálicos tienen dos tipos de limitantes: su costo por utilizarmateriales importados, y la necesidad de un mantenimiento considerable.
  43. 43. 17 1.6.4 De hormigón armado Grafico 1.8 puente de hormigón armado Fuente: http// http//es.wilkipedia.org/image/puentesdehormigon La principal característica estructural del hormigón es que resiste muybien los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frentea otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.), por este motivoes habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el nombre de hormigónarmado, comportándose en conjunto muy favorablemente ante las diversassolicitaciones.1.6.4.1 Pretensado Grafico 1.9 Viga pretensado Fuente: http// http//es.wilkipedia.org/image/puentespretensados
  44. 44. 18 Son los elementos estructurales de hormigón sometidosintencionadamente a esfuerzos de compresión previos a su puesta enservicio. Esta tensión se aplica mediante cables de acero que son tensados yanclados al hormigón. 1.6.4.2 Postensado Grafico 1.9 Viga postensada Fuente: http// http//es.wilkipedia.org/image/hormigonpostensado Es aquel hormigón al que se somete, después del vertido y fraguado, aesfuerzos de compresión por medio de armaduras activas (cables de acero)montadas dentro de vainas. A diferencia del hormigón pretensazo, en el quelas armaduras se tensan antes del hormigonado, en el postensado lasarmaduras se tensan una vez que el hormigón ha adquirido su resistenciacaracterística.
  45. 45. 19 1.6.4.3 Compuesto Grafico 1.10 Puente compuesto Fuente: http// http//es.wilkipedia.org/image/puentescompuesto Es el material que combinado con otro forman un solo elemento, comoen el caso de un puente losa de hormigón armado, apoyado sobre vigas deacero u otro material diferente o igual al hormigón.1.7 Superestructura Grafico 1.11 Superestructura de un puente Fuente: http// http//es.wilkipedia.org/image/puentes
  46. 46. 20Proyección de una estructura por encima de su cimentación. Se le llama asía cualquier equipo o construcción útil para prestar algún servicio o realizardeterminada actividad (carreteras, planta de tratamiento de aguas residuales,drenajes, energía eléctrica, aeropuertos, cines, tiendas, etcétera). 1.8 Subetructura e infraestructura de los puentes Grafico 1.12 Subestructura Fuente: autores Estructura que se encuentra oculta en el terreno, que constituye lacimentación de una construcción. También llamada infraestructura. Conjuntode obras de tierra y de fábrica necesarias para construir la plataforma sobre laque se apoya la superestructura de vía. Entre las obras de tierra se encuentranlos terraplenes, las trincheras y los túneles y, entre las obras de fábrica, los
  47. 47. 21puentes, viaductos, drenajes y pasos a nivel. Cabe mencionar que aunqueexiste una relación entre la subestructura e infraestructura, pero subestructurase usa para determinar las pilas, muros y pilares del puente.
  48. 48. Capítulo IIElementos, Materiales y Mantenimiento de los Puentes
  49. 49. 23 Este capítulo enfocará los materiales y elementos estructurales quecomponen un puente, tales como: hormigón armado, , acero, acero derefuerzo, acero estructural, etc. Además los principales elementos quecomponen un puente como son: la superestructura, la subestructura y lainfraestructura y una pequeña pincelada a lo que debiera ser elmantenimiento de los puentes.2.1 Hormigón armado Es una combinación del hormigón y el hierro, que permite construirvigas de luces considerables y afinar las dimensiones de los arcos, lo que noes posible con el hormigón en masa ni con la piedra. El hormigón armado sepuede considerar un nuevo material. En la mayoría de los trabajos de construcción, el hormigón se refuerzacon armaduras metálicas, sobre todo de acero; este hormigón reforzado seconoce como hormigón armado. El acero proporciona la resistencianecesaria cuando la estructura tiene que soportar fuerzas longitudinaleselevadas. El acero que se introduce en el hormigón suele ser una malla dealambre o barras sin desbastar o trenzadas.
  50. 50. 242.1.1 Cemento Es un aglutinante o aglomerante hidráulico que, mezclado conagregados pétreos (grava o arena) y agua, crea una mezcla uniforme,manejable y plástica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua yadquiriendo por ello consistencia pétrea. Su uso está muy generalizado,siendo su principal función la de aglutinante.2.1.1.1 Cemento portland Según la ASTM C-150. el cemento Portland es el tipo de cemento másutilizado como ligante para la preparación del hormigón. El nombre delcemento Pórtland le fue dado por la similitud que este tenía con la piedra dela isla de Pórtland. Cuando el cemento Pórtland es mezclado con el agua, el producto sesolidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un períodode varias semanas. El endurecimiento es producido por la reacción del aguacon sus componentes, formando una estructura cristalina. La calidad delcemento Pórtland deberá estar de acuerdo con la norma.
  51. 51. 252.1.2 Agua El agua se requiere en la producción del concreto a fin de precipitar lareacción química con el cemento, para humedecer el agregado y lubricar lamezcla para una fácil manejabilidad. Es de carácter obligatorio que lacalidad del agua de mezclado sea igual a la potable, ya que, el agua quecontiene ingredientes nocivos, contaminación, sedimentos, aceites, azúcar oquímicos es dañino para la resistencia y propiedades de fraguado delcemento. También, utilizar agua no adecuada puede romper la afinidad entreel agregado y la pasta de cemento y puede afectar de forma adversa lamanejabilidad de una mezcla.2.1.3 Agregado Son aquellos materiales inertes, naturales o artificiales, queaglomerados con el cemento Portland en presencia de agua conforman untodo compacto (piedra artificial) conocido como concreto u hormigón. Existen dos formas de clasificar los agregados: agregado grueso yagregado fino. Los agregados finos y gruesos ocupan comúnmente de 60% a75% del volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen
  52. 52. 26notablemente en las propiedades del concreto recién mezclado y endurecido,en las proporciones de la mezcla, y en la economía.2.1.3.1 Agregados finos Los agregados finos comúnmente consisten en arena natural o piedratriturada sus partículas menores que 4.76 mm y mayores de 0.074 mm. Aligual que el agregado grueso, el agregado fino deberá estar siempre libre deimpurezas orgánicas, arcilla o cualquier material dañino o relleno excesivode material con tamaños menores de 0.074 mm.2.1.3.2 Agregado grueso Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinación degrava o agregado triturado cuyas partículas sean predominantementemayores que 4.76 mm y generalmente entre 9.50 mm y 38.00 mm. Laspropiedades del agregado grueso afectan la resistencia final del concretoendurecido y su resistencia a la disgregación, intemperización y otros efectosdestructivos. El agregado grueso mineral deberá estar limpio de impurezasorgánicas y deberá adherirse bien con la pasta de cemento.
  53. 53. 272.1.4 Aditivos Los aditivos son productos que, introducidos en pequeña porción en elhormigón, modifican algunas de sus propiedades originales, se presentan enforma de polvo, líquido o pasta y la dosis varía según el producto y el efectodeseado entre un 0.1 % y 5 % del peso del cemento. El empleo de losaditivos permite controlar algunas propiedades del hormigón, tales como:Trabajabilidad, tiempo de fraguado, resistencia, impermeabilidad,durabilidad, entre otros .Los aditivos más usados en las construcciones son:Plastificantes, aceleradores de fraguado y/o endurecimiento, incorporadoresde aire, estabilizantes, retardadores de fraguado, entre otros.2.2 Resistencia del hormigon Por resistencia mecánica se entiende la capacidad de un material deresistir tensiones ya sean de compresión, tracción, flexión o combinacionesde ellas. Sin duda que estas capacidades del material, definen su aptitud paraser utilizado en distintas aplicaciones estructurales. Otras características delhormigón como su impermeabilidad y densidad, tienen relación directa conla resistencia mecánica. En general, y en el hormigón en particular, medir la
  54. 54. 28capacidad o resistencia a la compresión es relativamente sencillo comparadocon las mediciones de tracción o flexión. “El hormigón es un material semejante a la piedra que sólo se obtienemediante una mezcla cuidadosamente proporcionada de cemento, arena ygrava u otro agregado y agua; después esta mezcla se endurece en formaletascon la forma y dimensiones deseadas” (Nilson, 2000, p. 1).2.2.1 Resistencia a la compresion La resistencia a la compresión se puede definir como la máximaresistencia medida de un espécimen de concreto o de mortero a carga axial.Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm2) auna edad de 28 días y se le designa con el símbolo f’ c. Estos ensayos acompresión se efectúan sobre cilindros que miden 15 cm. de diámetro y 30cm. de altura. La resistencia a la rotura de los cilindros de hormigón, sometidos acarga lenta, llega a ser aproximadamente el 85% de la resistencia del mismotipo de cilindros sometidos a carga estándar rápida ASTM, lo que es comúnpara todas las resistencias de hormigones. Por su parte, cuando se realizan
  55. 55. 29ensayos de carga ultra rápida, la resistencia del hormigón sobrepasa a laobtenida a los ensayos ASTM. Tabla 2.1(Esfuerzo-Deformacion)2.2.2 Resistencia a la abrasiónLa abrasión es el Proceso de desgaste y destrucción de la parte o del todo deun cuerpo u objeto debido a su fricción. Es la Propiedad que permite a unmaterial resistir y mantener su apariencia original al ser frotado con otroobjeto; cualidad muy importante en materiales de pavimentación yrevestimiento.
  56. 56. 302.3 Acero Los aceros son aleaciones de hierro-carbono forjables, con porcentajesde carbono variables entre 0.008 y 2.14%, con una densidad promedio de7,850 kg/m3. Los aceros incorporan una serie de elementos químicos, algunos sonperjudiciales (impurezas) y provienen de la chatarra, el mineral o elcombustible empleado en el proceso de fabricación; es el caso del azufre y elfósforo. Otros se añaden intencionalmente para la mejora de alguna de lascaracterísticas del acero (aleantes); pueden utilizarse para incrementar laresistencia, la ductilidad, la dureza, entre otros, o para facilitar algún procesode fabricación como puede ser el mecanizado. Elementos habituales paraestos fines son el níquel, el cromo, el molibdeno y otros. El acero es un material de construcción competitivo para claros detamaños entre 40 y 60 metros, y favorable para puentes de claros delongitudes mayores, por las siguientes razones: tiene una alta resistencia a latensión y a la compresión. Se comporta como un material elástico casiperfecto dentro de los niveles normales de trabajo. Tiene reservas deresistencia más allá del límite de fluencia.
  57. 57. 31Las normas estrictas de fabricación de la industria garantizan a losconsumidores uniformidad del control de sus propiedades, dentro deestrechas tolerancias. Los sistemas de conexión son seguros y hay grandisponibilidad de trabajadores capacitados en su aplicación. Para su uso enconstrucción, el acero se distribuye en perfiles, siendo éstos de diferentescaracterísticas según su forma y dimensiones y debiéndose usarespecíficamente para una función concreta, ya sean vigas o pilares.2.3.1 Acero de refuerzo El uso del acero de refuerzo ordinario es común en elementosde concreto presforzado. Este acero es muy útil para: Aumentar ductilidad,aumentar resistencia, resistir esfuerzos de tensión y compresión, resistircortante, resistir torsión, restringir agrietamiento, reducir deformaciones alargo plazo, confinar el concreto, entre otros.El acero de refuerzo suplementario convencional (varillas de acero) se usacomúnmente en la región de altos esfuerzos locales de compresión en losanclajes de vigas postensadas. Tanto para miembros postensados comopretensados es usual proveerlos de varillas de acero longitudinal paracontrolar las grietas de contracción y temperatura. Finalmente, a menudo es
  58. 58. 32conveniente incrementar la resistencia a la flexión de vigas presforzadasempleando varillas de refuerzo longitudinales suplementarias. Las varillas sepueden conseguir en diámetros nominales que van desde 3/8” hasta 1 3/8”,con incrementos de 1/8” y también en dos tamaños más grandes de 1 ¾” y 2¼” de diámetro.2.3.2 Acero corrugado Grafico 1.10 acero corrugado Fuente: http// www.google./image/hormigom El acero corrugado es una clase de acero laminado usadoespecialmente en construcción, para armar hormigón armado, ycimentaciones de obra civil y pública, se trata de barras de acero quepresentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón estádotado de una gran ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y
  59. 59. 33doblar no sufra daños, y tiene una gran soldabilidad, todo ello para que estasoperaciones resulten más seguras y con un menor gasto energético. Las barras de acero corrugados se producen en una gama de diámetrosque van de 6 a 40mm, en la que se cita la sección en cm2 que cada barratiene así como su peso en kg. Las barras inferiores o iguales a 16mm dediámetro se pueden suministrar en barras o rollos, para diámetros superioresa 16 siempre se suministran en forma de barras. Las barras de producto corrugado tienen unas características técnicasque deben cumplir, para asegurar el cálculo correspondiente de lasestructuras de hormigón armado. Entre las características técnicas destacanlas siguientes, todas ellas se determinan mediante el ensayo de tracción: • Limite elástico Re (Mpa) • Carga unitaria de rotura o resistencia a la tracción Rm (MPa) • Alargamiento de rotura A5 (%) • Alargamiento bajo carga máxima Agt (%) • Relación entre cargas Rm/Re
  60. 60. 34 2.3.3 Acero estructural Grafico 1.10 acero estructural Fuente: http//www.google/image/acero Se conoce como acero estructural al resultado de la aleación de hierro,carbono y pequeñas cantidades de otros elementos como silicio, fósforo,azufre y oxígeno, que le tributan características específicas. El acerolaminado en caliente, fabricado con fines estructurales, se denomina comoacero estructural al carbono, con límite de fluencia de doscientos cincuenta(250) mega pázcales (2•549 Kg. /cm2). En muchos elementos prefabricados es común el uso de placas,ángulos y perfiles estructurales de acero. Éstos son empleados enconexiones, apoyos y como protección. El esfuerzo nominal de fluencia deeste acero es de 2530 Kg./cm2. Por su fácil colocación, las retículas de
  61. 61. 35alambre o mallas electro soldadas se emplean comúnmente en aletas detrabes cajón, doble te y similares. El esfuerzo nominal de fluencia es de 5000kg/cm2.2.4 Elementos estructurales de los puentes Los elementos estructurales de los puentes son las partes, que sediseñan para resistir las cargas a las que se supone que dicho puente estaráexpuesto, como son:2.4.1 Elementos de la superestructura de los puentes Losa de Tablero: Estructura que soporta en forma directa las cargas detránsito y la carpeta de rodamiento, transmitiéndolas a las vigas de tablero(en los puentes viga) o directamente a los pilares y estribos (en los puenteslosa y alcantarillas). Losa de Acceso: Vincula la losa de calzada (rígida) con el suelo(flexible). Vigas Longitudinales o Principales: Son los elementos de mayorrelevancia portante en la superestructura de los puentes viga no existen en
  62. 62. 36los puentes y alcantarillas tipo losa). Transmiten las cargas del tablero a losapoyos. Vigas Transversales o de Arrostramiento: Unen transversalmente a lasvigas principales, distribuyendo las cargas y dándole rigidez al conjunto. Calzada: Zona de tránsito vehicular. Vereda: Posibilita el tránsito peatonal. Carpeta de Rodamiento o deDesgaste: Se agrega a la losa de calzada para protegerla del desgasteproducido por el tránsito y para protegerla de infiltración de agua y otroslíquidos. Guardarruedas: Cordón que delimita los extremos de la calzada yprotege y guía al tránsito vehicular. A diferencia de las veredas, su ancho nopermite el tránsito peatonal. Desagües: Aseguran el escurrimiento de las aguas pluviales. Barandaso Defensas: Protegen el tránsito peatonal y/o vehicular de desvíos y caídas. Juntas: Permiten la dilatación de la estructura. Apoyos: Transmiten lascargas de la superestructura a la infraestructura y permiten los movimientosde la superestructura.
  63. 63. 37 2.4.2 Elementos de la subestructura Estribo: Estructura ubicada en cada extremo de un puente.Sostiene parte de la superestructura. Puede ser cerrado (actúa además comocontención frontal del terraplén) o abierto (deja caer el terraplén con su taludnatural; requiere protección de taludes). Pilas o Pilares: Elementos estructurales ubicados entre los estribos,que junto con estos sostienen la superestructura. Protección de Taludes: Denaturaleza variable, evitan la socavación de la tierra. Muros de Vuelta: Vinculados al estribo y paralelos al eje delcamino, y sostienen lateralmente la tierra. Muros de Ala: Vinculados al estribo e inclinados respecto al ejedel camino, y sostienen parte de la tierra.2.4.2.1 Elementos de la infraestructura Fundaciones: Ubicadas bajo pilas y estribos, reciben las fuerzasque actúan en ellos y las distribuyen en el suelo para que las soporte.
  64. 64. 38 Los Pilotes: son utilizados para transferir las cargas de la subestructuraal resto de la infraestructura a través de un suelo débil, agua o aire hasta losestratos más profundos que tengan capacidad suficiente para soportar laestructura completa y todas las cargas que esperan irán aplicada sobre lamisma. Cajones de fundación: Es una estructura que se utiliza comoprotección y ayuda a realizar excavaciones de cimientos, pero que ha dequedar formando parte permanente de la estructura. 2.4.3.1 Cimentaciones Las cimentaciones tienen por objeto transmitir a los estratosportantes del subsuelo las reacciones del puente y repartir en ellos dichascargas con los menores asentamientos posibles. Las cimentaciones puedenser sobre suelo seco o sobre suelo por debajo del nivel freático, caso últimomuy frecuente en los puentes. “La cimentación debe ser segura contra una falla por corte general delsuelo que la soporta.” (DAS, B. 2006 Pág. 123)
  65. 65. 39 La cimentación bajo agua es una de las partes más delicadas en laconstrucción de un puente, por la dificultad en encontrar un terreno queresista las presiones, siendo normal el empleo de pilotes de cimentación. Las cimentaciones pueden ser clasificadas en dos grandes grupos:Cimentaciones superficiales y cimentaciones profundas. Cimentaciones superficiales, Son aquellas que se encuentran aprofundidades relativamente bajas, estas se utilizan cuando el suelo defundación tiene una buena capacidad de carga, la cual le permite soportar elpeso que la cimentación le transmite de la superestructura, por tal razón nose hace necesario cimentar hasta estratos más profundos. Esta no necesita degrandes maquinarias para su construcción, sino que puede realizarsemanualmente. Entre las cimentaciones superficiales más usadas en puentesestán: Zapatas, Son ampliaciones de las bases de columnas, pilas o muros,que tiene por objeto transmitir las cargas al sub-suelo a una presión adecuaday procurando que dichas cargas no sobrepasen al esfuerzo admisible delterreno de cimentación. Estas tienen forma aplanada y cubren un áreabastante grande en comparación con la sección transversal de los estribos o
  66. 66. 40pilas. Su área dependerá de las condiciones del suelo de cimentación y de lascargas que el cuerpo le transmita.2.4.3.1.1 Pilotes (cimentaciones profundas) Los pilotes son elementos directos de fundación, colocados en elterreno, verticalmente o ligeramente inclinados, a fin de incrementar sucapacidad de carga o con objeto de transmitir las cargas de la fundación a unestrato más profundo, de mayor resistencia. La capacidad de una cimentación de pilotaje para soportar cargas sinfalla o asentamiento excesivo, depende de varios factores: la losa sobre lospilotes, el fuste del pilote, la transmisión de la carga soporta el pilote alsuelo, y el suelo y los estratos subyacentes de roca que finalmente soportanla carga.2.4.3.1.1.1 Funciones de los pilotes Los pilotes de carga que soportan las cimentaciones son los máscomunes. Estos pilotes transmiten la carga de la estructura a través deestratos blandos a suelos más fuertes e incompresibles o a la roca que seencuentre debajo, o distribuyen la carga a través de los estratos blandos que
  67. 67. 41no son capaces de resistir la concentración de la carga de un cimiento pocoprofundo. La operación de introducir el pilote en el terreno se llama hinca delpilote. Como muchas otras operaciones que se realizan en las construcciones,la hinca de pilotes es un arte, cuyo éxito depende de la habilidad eingeniosidad de los que la realizan.2.4.3.1.1.2 Tipos de pilotes Pilotes de tensión: Su capacidad para resistir fuerzas al arranque lespermite evitar el desplazamiento hacia arriba de estructuras sometidas afuerzas de levantamiento (presión hidrostática), o al trabajar conjuntamentecon pilotes a compresión, configurar mecanismos resistentes a momentos devolcamiento sobre la fundación, como los producidos por cargas actuantes enla parte superior de estructuras de gran altura. Pilotes de anclaje: Configuran mecanismos de anclaje resistentes aempujes horizontales de tablestacados u otras estructuras. usualmente secombinan pilotes a tensión con pilotes a compresión. Pilotes de defensa: Son parte integrante de estructuras que sedeforman elásticamente bajo cargas dinámicas, que les confiere gran
  68. 68. 42capacidad de amortiguación de energía y les permite proteger estructurasfrente al agua (muelles),del impacto de embarcaciones y otros elementosflotantes masivos. Frecuentemente se usa la madera. Pilotes inclinados: Al instalar un pilote con su eje longitudinalinclinado en un cierto ángulo respecto a la vertical, la componente horizontalde la capacidad axial de carga del pilote se puede aprovechar para resistirfuerzas horizontales (el vector de fuerza resistente axial tiene componenteshorizontal y vertical). Pilotes Prefabricados, Los pilotes prefabricados pertenecen a lacategoría de cimentaciones profundas, también se los conoce por el nombrede pilotes pre moldeados; pueden estar construidos con hormigón armadoordinario o con hormigón pretensado. Pilotes de punta: Transmiten cargas a través de agua o suelos blandoshasta estratos con suficiente capacidad portante, por medio del soporte en lapunta del pilote. Pilote de Fricción, flotante: Transmite cargas a un cierto espesor desuelo relativamente blando mediante fricción desarrollada sobre la superficielateral del pilote, a lo largo de la longitud del mismo. Es aplicable cuando,
  69. 69. 43dentro de profundidades alcanzables, no se encuentran estratos que proveansoportes significativos en la punta. Pilote de fricción, compactación: Compacta suelos granularesrelativamente sueltos incrementando su compacidad y, en consecuencia, sucapacidad de carga por fricción (también, una parte significativa por punta).2.4.4 Muros de contención Los Muros de Contención son elementos constructivos que cumplen lafunción de cerramiento, soportando por lo general los esfuerzos horizontalesproducidos por el empuje de tierras. En otros tipos de construcción, seutilizan para contener agua u otros líquidos en el caso de depósitos. Un muro de contención no solo soporta los empujes horizontalestrasmitidos por el terreno, debe también recibir los esfuerzos verticalestrasmitidos a pilares, paredes de carga y forjados que apoyan sobre ellos. Lamayoría de los muros de contención se construyen de hormigón armado,cumpliendo la función de soportar el empuje de tierras, generalmente endesmontes o terraplenes, evitando el desmoronamiento y sosteniendo eltalud.
  70. 70. 442.4.4.1 Tipos de muros Con Talón y Puntera: para construir este muro es necesario sobrepasarla línea de edificación, a nivel de los cimientos. Muros sin Talón: por logeneral al construirlo resulta con un aumento de dimensión en la puntera dela zapata. Muros con Talón: además del primer caso, necesitan sobrepasar lalínea de edificación. El resultado es similar al muro sin talón, pero trabaja deotra manera; esta es la mejor solución ante inestabilidades por posiblevuelco. Según su Función, Contención de tierras: cuando el muro se destina acontener sólidos, éstos por lo general son tierras; la impermeabilización y eldrenaje son dos aspectos importantes para controlar el paso de agua delterreno hacia el interior de la edificación. Contención de líquidos: para estafunción es necesario conseguir la continuidad del hormigón a fin de lograruna buena impermeabilización. Para ello se efectúa un vibrado con uncontrol adecuado, para evitar huecos y juntas. De acuerdo a su Forma de Trabajo Muros de contención por gravedad:soportan los empujes con su peso propio. Los muros construidos con
  71. 71. 45hormigón en masa u hormigón ciclópeo, por ser más pesados, se utilizanhabitualmente como muro de gravedad ya que contrarrestan los empujes consu propia masa. Las acciones, se aplican sobre su centro de gravedad. Muro de Gavión (por gravedad) Muro de gavión Fuente: Muros decontención ligeros (a flexión): cuando el muro trabaja a flexión podemosconstruirlo de dimensiones más livianas. Dado que aparecen esfuerzos deflexión, la construcción se efectúa con hormigón armado, y la estabilidadestá en relación a la gran resistencia del material empleado. El diseño delmuro debe impedir que flexione, ni produzca desplazamientos horizontales ovuelque, pues debido a los empujes.2.5 Causas que generan problemas en los puentes Son muchos los problemas que se presentan durante la vida útilde un puente, a continuación se tratara de sintetizar esos problemas y lassoluciones que se presentan con más frecuencia: Los puentes pueden deteriorarse por el escurrimiento natural de unacorriente, por los vehículos que los utilizan o por otras causas naturales, talescomo sismos, aluviones, corrosión, pudrición, etc.
  72. 72. 46 Los escurrimientos naturales habituales y, con mayor razón, lasgrandes crecidas y aluviones, son los que más comúnmente producen dañosa puentes y estructuras. Como gran parte del país se caracteriza por laexistencia de ríos con escurrimientos del tipo torrente, es habitual queocurran socavaciones en torno a las fundaciones, erosiones de los taludes delos terraplenes de acceso y otras fallas similares. La socavación de lasfundaciones muchas veces se traduce en asentamientos que generan grietas yfisuras en la estructura. Los daños más comunes provocados por el tránsito de vehículos sonlos impactos a las barandas y para-petos en puentes, y los que producen envigas y losas las cargas de altura superior a la permitida, en el caso de lospasos superiores. La circulación de vehículos propiamente tal, deteriora elpavimento de la estructura provocando degastes, ahuellamientos, fisuras,alabeos, asentamientos y otros. Asimismo, se dañan las juntas de expansión,se sueltan las cantoneras, se obstruyen las juntas y barbacanas, etc. En lospuentes de madera, la circulación de los vehículos provoca, normalmente,desgaste de los tablones de rodado y que se suelten debido a la pérdida declavos o pasadores.
  73. 73. 47 En caminos no pavimentados, el tránsito normalmente arrastramaterial de la carpeta hacia la calzada de la estructura, lo que acelera eldesgaste del pavimento, obstruye los desagües y las juntas de expansión, ycubre con suelos las mesas de apoyo de la superestructura. Los sismos de magnitud importante son otros de los agentes queprovocan daños de consideración en los puentes y estructuras; inducengrietas y asentamientos en la infraestructura y, en algunos casos, el colapsoparcial o total de la estructura. El medio ambiente, es decir, las variaciones térmicas, la humedad delaire, las precipitaciones, los ambientes marinos, etc., provocan deteriorosimportantes en las obras estructuradas con elementos metálicos y/o madera.La corrosión de vigas, barandas y arriostramientos metálicos, así como lapudrición de las maderas, obligan a efectuar periódicamente elmantenimiento de estos elementos. De igual modo, los hormigonesagrietados o con fisuras sufren la corrosión de las armaduras; por este mismoproceso se desprenden trozos del hormigón de recubrimiento quedando lasenfierraduras a la vista, con lo que se acentúa el proceso corrosivo. Estefenómeno es especialmente acelerado en las armaduras o cables pretensados
  74. 74. 48en los hormigones post y pretensados, con el agravante que la corrosión delacero bajo tensión puede producir el colapso del elemento estructural. Los procedimientos más usuales para solucionar los problemas máscomunes en cada una de las etapas y para los elementos más comunes en lospuentes, se sintetizan a continuación:a) Limpiar, reponer y estabilizar la alineación y la sección transversal delcauce.b) Para evitar erosiones y socavaciones: utilizar gaviones o muros demampostería o de concreto ciclópeo.c) Reconstruir los conos de derrame y delantales frente a los apoyosextremos.d) Hacer zampeados de mampostería de piedra con dentellones en el fondodel cauce.e) Proteger los caballetes con terraplenes o escolleras instaladas al frente yalrededor.
  75. 75. 492.6 Mantenimiento de los puentes El mantenimiento de los puentes es una de las actividades másimportantes entre las que hay que realizar para llevar a cabo su conservación,su objetivo final, como la de toda labor de conservación, es la delmantenimiento de todas las condiciones de servicio de la carretera en elmejor nivel posible. La falta de mantenimiento adecuado en los puentes da lugar aproblemas de funcionalidad y seguridad que pueden ser graves: limitación decargas, restricciones de paso, riesgo de accidentes, riesgo De interrupciones de la red, y a un importante problema económicopor el acortamiento de la vida útil de las obras. Según la importancia del deterioro observado, las acciones para elmantenimiento un puente se clasifica en tres grupos: Mantenimientorutinario, reparaciones y reforzamientos. El mantenimiento rutinario es una labor substantiva que debeampliarse para evitar que crezca el número de puentes con daños. Con los trabajos de reparación y reforzamiento, se pretende que lospuentes recuperen un nivel de servicio similar al de su condición original.
  76. 76. 50Sin embargo, por la evolución del tránsito, a veces no es posible obtener esteresultado y se requieren trabajos de refuerzos y ampliaciones.2.6.1 Mantenimiento preventivo El mantenimiento preventivo lo comprenden aquellas actividades demantenimiento en los puentes. Dichas actividades son:- Señalización, pintura, alumbrado, etc.- Limpieza de acotamientos, drenes, lavaderos y coronas de pilas, estribos,caballetes, etc.- Limpieza y rehabilitación de conos de derrame incluida su protección,enrrocamiento o zampeado.- Limpieza y rehabilitación del cauce.- Recarpeteo de los accesos del puente.- Protección contra la socavación.- Reacondicionamiento de parapetos dañados.- Limpieza o rehabilitación de las juntas de dilatación.
  77. 77. 51- Limpieza o protección de apoyos. 2.6.2 Mantenimiento correctivo Reparaciones dentro del mantenimiento correctivo se consideran lassiguientes acciones: Sellado de fisuras, inyección de fisuras, saneo de concreto degradado,reposición de concreto, limpieza de armaduras, impermeabilización deltablero, pintura perimetral, recolocación o recalce de apoyos, reparación oreposición de barreras o parapetos, reparación de aceras y canalizaciones deservicios, actuaciones sobre el pavimento y otras actuaciones singularescomo, por ejemplo, arreglo de socavaciones en la cimentación, etc. Estasacciones se llevan a cabo por equipos específicos una vez que se ha decididosu realización. La reparación de los puentes enmarca las siguientes actividades en lospuentes que son realizadas por personal técnico especializado (EmpresasContratistas):- Alineamiento vertical y horizontal de tableros de la superestructura.
  78. 78. 52- Cambio de apoyos.- Cambio de juntas de dilatación. - Rehabilitación del concreto degradado.- Tratamiento de armados expuestos.- Inyección de grietas en subestructura y superestructura.- Protección de aceros expuestos en subestructura y superestructurautilizando Sand-Blasting, picado o pegacreto para colocar concreto lanzado. El mantenimiento de puentes es una de las actividades másimportantes entre las que hay que realizar para llevar a cabo la conservaciónde una red de carreteras. Su objetivo final, como la de toda labor deconservación, es la del mantenimiento de todas las condiciones de serviciode la carretera en el mejor nivel posible. Otro tipo de acciones es la reparación de daños producidos por golpes.Con cierta frecuencia se producen colisiones del tráfico con las obras,especialmente de vehículos que circulan con altura excesiva de carga porpasos inferiores, aunque también dentro de la propia autopista por colisionarcontra pilas, etc. Estos daños cuando se producen son reparados aunque no
  79. 79. 53constituyan un peligro inmediato para el buen funcionamiento de laestructura. La reparación consiste normalmente en la eliminación delconcreto roto y su sustitución por un mortero de reparación.
  80. 80. Capítulo IIIDetalles y Especificaciones del Proyecto
  81. 81. 55 Como todos los demás puentes existentes a nivel nacional einternacional, el puente paralelo sobre el río de las lavas, en villa Gonzales,posee características que deben ser consideradas en el análisis y diseñoestructural del mismo para garantizar una correcta y adecuada forma dellevar a cabo el proyecto presentado. En este capítulo se encontrarán lasinformaciones relacionadas con la finalidad, descripción del proyecto, ,cargas de diseño para puentes, estudio de tránsito, estudio de suelo, cálculostopográficos y cálculos hidrológico. “En el puente como en las restantes construcciones de la ingeniería,existe una condición previa a su funcionalidad, que puede ser resumidadentro del termino genérico de estabilidad, es decir: el puente debesostenerse y perdurar cierto tiempo o mas brevemente resistir. Estacondición, si bien esencial en el puente no debe ser única ni exclusiva.”(SAMARTIN, A. 1983 Pág.1)
  82. 82. 563.1 Objetivo El objetivo es diseñar el puente que sobre pasa el rio de las Lavas. Dela forma más segura y económica posible, para brindar un servicio optimo ya la vez darles seguridad a los usuarios. Contribuyendo a su vez con eldesarrollo socio-económico de la región.3.2 Ubicación El puente viga-losa sobre el río las lavas, en la comunidad de lasLAVAS de Villa Gonzáles, se encuentra al noroeste de la provincia desantiago, y se localiza entre los municipios de SANTIAGO y VILLAGONZALES. En la autopista JOAQUIN BALAGUER.3.3 Descripción El puente carretero en la cual se presenta la siguiente soluciónestructural correspondiente al puente sobre el rio las lavas, cuya luz dediseño es de unos 39.40m, con un ancho total de 10.20m. El puente contaracon una vía de 2 carriles cada uno de 4m de ancho; sobre la losa dehormigón reposa una carpeta asfáltica de 4cm de espesor y un sistema debarandas de hormigón.
  83. 83. 57 “Para un puente de carretera, la carga fija lo constituyen las vigas opórticos principales, las vigas de piso y largueros del sistema de tablero, laslosas de calzada, los bordillos, aceras, barandillas, postes de iluminación yotro equipo” (Head y Benson, 1973, p. 50).3.4 Especificaciones de la AASHTO FIG.3.1 Fuente: Construaprende.com Los miembros del puente se proyectaran tomando en cuenta losesfuerzos permisibles y las limitaciones del material empleado de acuerdocon las especificaciones AASHTO. En la hoja para cálculo de esfuerzos se incluirá un diagrama o notassobre las cargas consideradas y por separado se indicaran los esfuerzosdebidos a las diferentes cargas. Cuando las condiciones del proyecto así lo
  84. 84. 58requieran, se registrara el orden sucesivo de los colados de concreto en losplanos o bien en las especificaciones complementarias. Las sobrecargas especificadas por la American Association of StateHighway Officials (AATSHO) cuyas especificaciones se aplican en lospuentes construidos en el país, se componen de camiones normalizadosideales o de sobrecargas equivalentes a una serie de camiones se prevén dostipos de cargas: Las cargas H corresponden a camiones de dos ejes y las H-Sa dos ejes tractores con semirremolque de un solo eje (Gráfica 3.5). Para el cálculo de losas debe suponerse que el eje de la rueda se halla auna distancia de 0.30 m del bordillo (Gráfica 3.6).Las sobrecargas parapuentes de carreteras se dividen en varias clases. El número de la cargaindica el peso total del camión, en toneladas. Este peso se reparte entre losejes delanteros y traseros del camión. El eje delantero recibe un 11.1% de lacarga y cada eje trasero recibe un 44.45% del total.
  85. 85. 59Gráfica 3.2 Cargas HS de camiones normalizados Fuente :www.Construaprende.comGráfica 3.3 Espacio libre y ancho del carril de carga Fuente: www.Construaprende.com
  86. 86. 60 Las siguientes especificaciones se dan tomando en cuentas algunas delas reglas más importantes de la ASSHO para la aplicación de la sobre carga: Se supondrá que la sobrecarga virtual uniforme o el tren de carganormalizado ocupan una anchura de 3.0 m (Gráfica 3.2). Su posición dentrodel carril de será la que de lugar a la máxima tensión. Cuando los máximos esfuerzos en una pieza del puente se deban a laactuación de simultánea de las sobrecargas en una serie de carriles de tráficoparalelos, se tomarán los siguientes porcentajes de los esfuerzos producidospor la totalidad de las sobrecargas, a fin de tener en cuenta lo improbable dela coincidencia de las cargas máximas: Número de carriles Porcentaje 1ó2 100 3 90 4 ó más 75 Cuadro 3.4 Reduccion del Mu(momento de diseno)
  87. 87. 61 Para tramos simples, la luz de cálculo será la distancia entre ejes delos soportes, pero no superior a la luz libre más el espesor de la losa. Perpendicularmente a la armadura principal habrá de disponer en todaslas losas una armadura de reparto con el objetivo de que contribuya a ladistribución de las cargas concentradas móviles en sentido transversal. Lasección de esta armadura se determinará por las ecuaciones siguientes: Para armadura principal paralela al tráfico: Porcentaje = 55/√S máximo = 50 % Para armadura principal perpendicular al tráfico: Porcentaje = 121/√S máximo = 67 %Donde S es la luz eficaz del tramo, en metros. Las losas dimensionadas para resistir momentos flectores de acuerdocon las instrucciones precedentes, deben considerarse satisfactorias encuanto a esfuerzos de adherencia y cortantes.
  88. 88. 623.5 Cargas Gráfica 3.5 file:///H:/fuerzas y metodos.htm Estas son las fuerzas que actúan en la estructura interna yexternamente provocando en ella distintos esfuerzos generados por lasdistintas cargas como son:3.5.1 Carga viva Las cargas vivas son las debidas al peso de las cargas móvilesaplicadas que corresponden a camiones, autobuses, automóviles, equipospara construcción y trabajos agrícolas, ciclistas, peatones, ganado y, en pasosinferiores de ferrocarril (PIF), al tren. En casos especiales, podrá disponerseque la estructura se diseñe para cargas vivas diferentes a las mencionadas,por ejemplo, para los casos de puentes ubicados en los accesos ainstalaciones militares o industriales.
  89. 89. 63 La carga viva consistirá en el peso de la carga móvil aplicada,correspondiente al peso de los camiones, coches y peatones. Los elementosportantes y piezas de puentes se diseñaran con la carga de camión HS-20,HS-15 y HS-10, tomando como carga de diseño la que produzca los mayoresmomentos vivos de acuerdo con la distribución de claros. Según Winter y Nilson (1994) las cargas vivas de los puentes siempredeben amplificarse por el coeficiente de impacto.3.5.2 Carga de impacto La cantidad permisible en que se incrementan los esfuerzos se expresacomo una fracción de los esfuerzos por carga viva, y se determinara con laformula siguiente: I= (15) / (L + 38) Donde:I = Impacto, en porcentaje (máximo 30%)L = Longitud, en metros, de la parte del claro que debe cargarse paraproducir el máximo esfuerzo en el miembro.
  90. 90. 64 Para uniformar su aplicación, la longitud cargada, "L", se consideraraespecíficamente como sigue:- Para pisos de calzada, emplear la longitud del claro marcada en el proyecto.- Para miembros transversales, tales como piezas de puente, usar la longituddel claro del miembro, entre centros de apoyo.- Para calcular momentos debidos a cargas de camión, usar la longitud delclaro. Para tramos en voladizo, se usara la longitud desde el centro demomentos hasta el eje más alejado del camión.- Para esfuerzo cortante debido a cargas de camión, usar la longitud de laparte cargada del claro, desde el punto en consideración hasta la reacciónmas alejada. Para tramos en voladizo, considérese el 30%.- En claros continuos, empléese la longitud del claro considerado paramomento positivo y para momento negativo, el promedio de los dos clarosadyacentes cargados.
  91. 91. 653.5.3 Carga muerta La carga muerta estará constituida por el peso propio de la estructuraya terminada, incluyendo la carpeta asfáltica, banquetas, parapetos, tuberías,conductos, cables y demás instalaciones para servicios públicos. Cuando, alconstruir el puente, se coloque sobre la carpeta una capa adicional paradesgaste, o cuando se piense ponerla en el futuro, deberá tomarse en cuentaal calcular la carga muerta. Dicho factor es particularmente importante enaquellas regiones en donde se requiere el uso de cadenas sobre las llantas, ollantas con grapas para la nieve.Por lo regular al calcularse la carga muerta se consideran los siguientes pesosvolumétricos:Hierro fundido…………………………………………… 7,800 Kg/m3Aleaciones de aluminio………………………………….. 2,800 Kg/m3Madera (Tratada o sin tratar)…………………………….. 800 Kg/m3Acero estructural………………………………………… 7,850 Kg/m3
  92. 92. 66Concreto simple…………………………………………. 2,300 Kg/m3Concreto reforzado………………………………………. 2,400 Kg/m3Arena, tierra, grava o balasto compactados……………… 1,920 Kg/m3Arena, tierra o grava sueltas……………………………... 1,600 Kg/m3Macadam o grava compactadas con aplanadora………… 2,240 Kg/m3Relleno de escorias………………………………………. 960 Kg/m3Pavimento (excluyendo adoquinado de madera)………… 2,300 Kg/m3Vía de FF.CC. (riel, guardariel, accesorios de vía)……… 3,200 Kg/m3Mampostería……………………………………………... 2,720 Kg/m3Tablón asfáltico de 2.5 cm de espesor …………………... 22 Kg/m23.5.4 Cargas por viento Son cargas dinámicas pero son aproximadas usando cargas estáticasequivalentes. La mayor parte de los edificios y puentes pueden utilizar este
  93. 93. 67procedimiento cuasi-estático y solo en casos especiales se requiere unanálisis modal o dinámico.El viento produce una presión sobre las superficies expuestas.La fuerza depende de:-densidad y velocidad del viento-ángulo de incidencia-forma y rigidez de la estructura-rugosidad de la superficie-altura de la edificación. A mayor altura mayor velocidad del viento Para una estructura en general se deben calcular las cargas de vientoque actúan, en cualquier dirección, sobre:a. La estructura en conjuntob. Los elementos estructurales individuales, por ejemplo una pared defachada en especial, el techo.

×