Puentes Univ. Harold W. Castro C.

UNIVERSIDAD AUTONOMA TOMAS FRIAS FACULTAD DE INNGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

PUENTES (CIV – 312)

PUENTE LOSA ALVEOLADO

Objetivos.-

El objetivo de esta práctica es investigar y aprender criterios de

diseño, tanto en el modelado y cargado en un puente tipo losa alveolado.

Uso de nuevos comandos en los paquetes estructurales, empleándolos en el

diseño de puentes.

Aprender conocimientos acerca del proceso constructivo de un puente,

cantidad de materiales, cuantías, etc.

Marco Teórico.-

El puente, características estructurales y de cálculo.-

Estructuralmente, un puente es un elemento que salva un vano. Por lo

tanto, las cargas – generalmente importantes – que actúan en el puente

son transmitidas a la cimentación. Las cargas verticales, aparte de las

del peso propio y cargas permanentes, proceden al paso del tráfico

superior que crea el puente, y presentan su característica

fundamentalmente en el hecho de ser móviles.

Esto implica que, en el cálculo de un puente, se tienen que determinar,

en un conjunto de puntos o secciones, los resultados máximos y mínimos

que puede producir, en dicho puente, la carga móvil o la sobrecarga.

Se suele considerar la estructura completa de un puente compuesta por

tres partes:

a) Tablero, que recibe directamente las cargas. b) Sistema estructural primario, que soporta el tablero y salva las

cargas entre apoyos y,

c) Subestructura, formada fundamentalmente por pilas, estribos y sus correspondientes cimentaciones.

Mención aparte, merece el conjunto de detalles de proyecto, fundamentales

para un comportamiento adecuado del puente, de los cuales citan: apoyos,

rótulos, desagües, juntas, etc.

Etapas del cálculo.-

Se pueden distinguir, en todo cálculo estructural, tres etapas bien

diferenciadas, pero conectadas entre sí:

1.- Determinación de las acciones.

2.- Cálculo de los esfuerzos.

3.- Cálculo de tensiones.

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Existe una acusada tendencia a resaltar la importancia del cálculo de

esfuerzos frente a las dos etapas restantes, y ellos puede dar origen a

resultados de cálculo totalmente inadecuados. En efecto, si no existe un

equilibrio en el refinamiento en cada una de las tres anteriores etapas,

dado el carácter que presentan como “serie lógica”, es la aproximación

más defectuosa la que indica la bondad final del cálculo.

Por otro lado, es conveniente recordar que, desde un punto de vista

conceptual, las tensiones o su integración en esfuerzos corresponden a

una abstracción más acentuada que los desplazamientos o deformaciones.

Probablemente, en la realidad estructural, lo único existente, o

respuesta medible de la estructura, sean las deformaciones. Sin embargo,

por conveniencia, se introduce el concepto de las tensiones, que se

definen, en cada punto, por el tensor de tensiones, cuyas componentes

normal y contenidas en la sección de estudio se denomina tensión normal y

tensiones tangenciales, respectivamente. Las componentes principales del

tensor de tensiones constituyen tensiones principales.

Por otra parte, las tensiones de rotura corresponden al tensor de tensión

en la situación de rotura, aunque físicamente, su propia existencia, al

producirse la rotura, sea una cuestión abierta.

En general, el objetivo de un cálculo estructural es la determinación del

estado tensional en cada punto de la estructura, cuando ésta se encuentra

sometida a un conjunto de acciones y, de esta forma, se puede conocer, o

al menos intuir, el grado de lejanía o seguridad de la estructura

respecto a la rotura. Este aspecto del cálculo ha sido comentado, con

cierto detalle, en las normas preconizadoras de un cálculo de tensiones

en rotura, pero extrapolando, de modo inconsciente, resultados (tensiones

y esfuerzos) de un cálculo elástico.

El cálculo de un puente sigue las etapas anteriormente citadas;

determinación de acciones, esfuerzos y tensiones. Sin embargo, aquí se

dará especial énfasis a las características del cálculo más específicas

de la estructura puente, y en particular a las siguientes:

a) Idealizaciones estructurales, es decir, las diferentes visiones o abstracciones del puente como estructura calculable.

b) Determinación de las acciones. c) Cálculo de los esfuerzos.

El paso de la etapa de los esfuerzos a la de las tensiones no se

estudiará de un modo explícito, por suponer que sigue una pauta típica

dependiente del tipo de material estructural, pero no de la estructura

propiamente dicha.

Cargas o Acciones.-

La etapa de determinación de las cargas se lleva acabo, normalmente,

mediante reglamentos sobre puentes, en nuestro caso AASHTO LRFD.

Desde un punto de vista general, la determinación de las acciones sobre

puentes constituye un problema difícil, que debería ser considerado

dentro del marco de la teoría de la probabilidad y relacionado con

parámetros característicos del puente, en particular, densidad del

tráfico, tipo de vía de circulación, y la longitud del puente. En este

sentido, existen intentos de fijar las acciones de forma probabilística,

de modo que el nivel de seguridad sea del mismo orden en las distintas

estructuras.

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Las cargas pueden pertenecer a uno de los tipos siguientes: Fuerzas

(fuerzas y momentos) y movimientos (desplazamientos y giros). Las

primeras se denominan cargas (concentradas y repartidas, superficiales y

lineales) y, los movimientos impuestos, asientos. A veces, se especifica

la carga horizontal mediante el término empuje, cuando procede del

viento, agua o terreno. Existen otras, como frenado y fuerza centrífuga,

que presentan también una componente horizontal.

Las acciones a tener en cuenta en el cálculo de un puente de hormigón

puede clasificarse de acuerdo con el esquema siguiente

1.- Cargas permanentes

1.1.- Peso propio

1.2.- Cargas muertas.

2.- Sobrecargas de uso

2.1.- Tren de cargas

2.2.- Frenado.

2.3.- Fuerza centrífugas.

2.4.- Empuje sobre las barandillas.

2.5.- Sobrecargas de uso específico.

3.- Sobrecargas climáticas

3.1.- Viento.

3.2.- Nieve.

4.- Sobrecargas de agua

5.- Sobrecargas del terreno

6.- Sobrecargas accidentales

6.1.- Choques: Vehículos del tráfico superior

6.2.- Choques: Vehículos del tráfico inferior.

7.- Acciones indirectas

7.1.- Pretensado.

7.2.- Fluencia del hormigón.

7.3.- Retracción del hormigón.

7.4.- Térmicas.

7.5.- Asientos.

7.6.- Sísmicas

7.7.- Proceso Constructivo.

8.- Otras Acciones

8.1.- Movimientos de apoyos.

8.2.- Vibraciones.

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MOMENTO POR CARGA MUERTA 56 T-M

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MOMENTO POR CARGA CARPETA DE RODADURA 1.81 T-M

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MOMENTO POR CARGA VIVA 31 T-M

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MOMENTO POR CARGA TOTAL ENVOLVENTE 122 T-M

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MODELADO EN SAP V14.0

SE REALIZO EL MODELADO USANDO EL PAQUETE ESTRUCTURAL SAP 2000 V14.0,

UTILIZANDO LA OPCIÓN BRIDGE WIZARD, UBICADO EN LA PESTAÑA BRIDGE DE LA

BARRA DE HERRAMIENTAS. DONDE PUDIMOS DAR TODOS LOS VALORES GEOMÉTRICOS,

LINEAS, TIPO DE VEHÍCULO, CARGAS ADICIONALES, COMO SER BORDILLO, BARANDA,

CARPETA DE RODADURA.

LOS RESULTADOS FUERON ÓPTIMOS, PUES COINCIDIERON DE BUENA MANERA CON LOS

VALORES OBTENIDOS MEDIANTE EL MÉTODO SIMPLIFICADO DE MANERA MANUAL,

DEMOSTRANDO QUE CUANDO SE USA ALGÚN PAQUETE DE BUENA FORMA, LOS

RESULTADOS TENDRÁN CONSISTENCIA.