puentes tipo losa

RESUMEN

Este tipo de puentes son usados especialmente para

luces menores a los 10 metros en puentes carreteros,

pudiendo llegar a luces de 12 metros con hormigón

armado y hasta los 35 metros con losas de hormigón

presforzado, y son de una gran ayuda espacialmente

cuando se están reutilizando antiguos estribos.

3Puentes y Obras de Arte - Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil - UCVIng. José Manuel Basilio Valqui

SECCION

TRANSVERSAL TIPICA


SECCIONES

TRANSVERSALES


PUENTES TIPO LOSA


CARGAS ACTUANTES


CARGAS PERMANENTES: Las cargas que se muestran a

continuación están basadas en las especificaciones de AASHTO:

1.- Carga muerta de elementos estructurales y no estructurales (DC):

Peso Propio - losa.

• Cargas Muertas - parapetos, barreras, veredas, tubos de agua, etc.

2.- Carga muerta de superficie de rodadura (DW):

• Es la carga correspondiente al asfalto sobre el puente.

CARGAS ACTUANTES


CARGAS TRANSITORIAS: Las cargas transitorias incluyen:

2.- Sobrecarga Vehicular (LL):

En 1992, Kulicki ajustó un estudio de Transportation Research Board

(TRB, 1990) y desarrolló un nuevo modelo.

1.- Carga Peatonal (PL):

La carga peatonal AASHTO es de 0.36 tn/m², aplicada en todas las

vereda o aceras mayores a 0.60 m de ancho.

CAMIÓN DE DISEÑO


Camión de Diseño - AASHTO LRFD (3.6.1.2.2):

El camión de diseño de la norma AASHTO LRFD es similar al

camión HS 20-44 especificado en la norma Standard.

Se deberá considerar un incremento por carga dinámica de 1.33,

como se especifica en el artículo 3.6.2 AASHTO LRFD.

La separación transversal de las ruedas se tomará como 1.80 m.

CAMIÓN DE DISEÑO


Sobrecarga Vehicular – Camión de Diseño

TÁNDEM DE DISEÑO


Tándem de Diseño - AASHTO LRFD (3.6.1.2.3):

El tándem de diseño consistirá en un par de ejes de 11.34 tn con

una separación longitudinal de 1.20 m.

Se deberá considerar un incremento por carga dinámica de 1.33

como se especifica en el artículo 3.6.2 AASHTO LRFD.

La separación transversal de las ruedas se tomará como 1.80 m.

TÁNDEM DE DISEÑO


Sobrecarga Vehicular – Tándem de Diseño

CARGA DE CARRIL


Carga de carril - AASHTO LRFD (3.6.1.2.4):

La carga del carril de diseño consistirá en una carga de 0.95 tn/m,

uniformemente distribuida en dirección longitudinal.

Transversalmente la carga del carril de diseño se supondrá

distribuida uniformemente en un ancho de 3.0 m.

Los efectos debidos a la carga del carril de diseño no estarán

sujetos a un incremento por carga dinámica.

CARGA DE CARRIL


Sobrecarga Vehicular – Carga de Carril

REQUISITOS GENERALES


La sobrecarga vehicular sobre las calzadas de puentes,

designada como HL-93, deberá consistir en una combinación de:

Camión de diseño + Carga de carril de diseño

Tándem de diseño + Carga de carril de diseño

ANCHOS DE FRANJA

EQUIVALENTE


Es considerado como el ancho de losa que actúa para resistir las

cargas concentradas.

ANCHO DE FRANJA

INTERIOR


1 carril cargado:

ANCHO DE FRANJA

INTERIOR


Cálculo del ancho de franja interior – 1 carril cargado:

E = Ancho de franja para un carril cargado.

L1 = Longitud del tramo igual al menor valor entre la longitud real y 18,000 mm.

W1 = Ancho del puente, igual al menor valor entre el ancho real y 9,000 mm.

𝐸 = 250 + 0.42 𝐿1 ∗ 𝑊1 ………… . . 𝐴𝐴𝑆𝐻𝑇𝑂 𝐿𝑅𝐹𝐷 (4.6.2.3 − 1)

El ancho equivalente de las franjas longitudinales, tanto para corte

como para momento, se puede determinar como:

ANCHO DE FRANJA

INTERIOR


2 o más carriles cargados:

ANCHO DE FRANJA

INTERIOR


Cálculo del ancho de franja interior – 2 o más carriles cargados:

E = Ancho de franja para un carril cargado.

L1 = Longitud del tramo igual al menor valor entre la longitud real y 18,000 mm.

W1 = Ancho del puente, igual al menor valor entre el ancho real y 18,000 mm.

𝐸 = 2,100 + 0.12 𝐿1 ∗ 𝑊1 ≤𝑊

𝑁𝐿

………… . . 𝐴𝐴𝑆𝐻𝑇𝑂 𝐿𝑅𝐹𝐷 4.6.2.3 − 2

El ancho equivalente de las franjas longitudinales, tanto para corte

como para momento, se puede determinar como:

W = Ancho físico entre los bordes del puente mm.

NL = Número de carriles de diseño según lo especificado en el Artículo 3.6.1.1.1

ANCHO DE FRANJA

EXTERIOR


1 carril cargado:

ANCHO DE FRANJA

EXTERIOR


Cálculo del ancho de franja exterior:

El ancho efectivo de una franja con o sin viga de borde, puede ser

considerado como la suma de la distancia entre el borde del tablero

y la cara interior de la barrera mas 300 mm, mas un cuarto del

ancho de franja interior.

𝐸 = 𝑑 + 300 + 0.25𝐸𝑖 ………… . . 𝐴𝐴𝑆𝐻𝑇𝑂 𝐿𝑅𝐹𝐷 (4.6.2.1 − 4𝑏)

no será mayor que el

menor valor de:

0.50𝐸𝑖

1,800

CRITERIOS PARA

PREDIMENSIONAMIENTO


COMBINACIONES DE CARGA

Y FACTORES DE CARGA


FACTORES DE CARGA

PARA CARGAS PERMANENTES


CRITERIOS PARA

DEFLEXION


En ausencia de otros criterios, para las construcciones de

puentes se pueden considerar los siguientes límites de deflexión:

Tipo de Carga Deflexión Máxima

Carga Vehicular L/800

Cargas Vehiculares o Peatonales L/1000

Cargas Vehiculares en zonas cantiliver L/300

Cargas Vehiculares o Peatonales en zonas cantiliver L/375

PESO ESPECIFICO

DE MATERIALES


FACTOR DE PRESENCIA

MULTIPLE


Número de Carriles

Cargados

Factor de Presencia

Múltiple “m”

1 1.20

2 1.00

3 0.85

> 3 0.65

AASHTO LRFD T 3.6.1.1.2-1

No se aplicarán a los factores de distribución de carga especificados

en los artículos 4.6.2.2 y 4.6.2.3, excepto cuando se usa la ley de

momentos o donde los requisitos especiales para vigas exteriores de

puentes viga y losa, especificadas en el artículo 4.6.2.2.2d.

INCREMENTO POR CARGA

DINAMICA


El factor de impacto o de carga dinámica, por el que son

afectadas las cargas móviles, depende de los estados límites.

Componente IM

Juntas del Tablero – Todos los Estados Límites 75%

Todos los demás Componentes

Estado Límite de Fatiga y Fractura 15%

Todos los demás Estados Límites 33%

AASHTO LRFD T 3.6.2.1-1

EJEMPLO


Analizar y diseñar un puente tipo losa de 10.00m de longitud, con

las características que se muestran a continuación:

Sección Transversal

PROPIEDADES DE LOS

MATERIALES


ESPECIFICACIONES DE

DISEÑO AASHTO LRFD


Factor Modificador de Respuesta:

AASHTO LRFD 1.3.2.1-2

Modificador Servicio Resistencia Fatiga

Ductilidad - D 1.00 1.00 1.00

Redundancia - R 1.00 1.05 1.00

Importancia - I 1.00 1.05 1.00

i 1.00 1.10 1.00

𝑖 = 𝐷 ∗ 𝑅 ∗ 𝐼 ≥ 0.95

ESPECIFICACIONES DE

DISEÑO AASHTO LRFD


Factores de Amplificación:

Factores de Reducción:

Estados

Límites

Factores de Carga (g)

DC DW LL – IM - PL

Servicio I 1.00 1.00 1.00

Resistencia I 1.25 1.50 1.75

Fatiga I --- --- 1.50

Tipo de Resistencia Factores de Reducción (f)

Flexión 0.90

Corte 0.90

Compresión 0.75

ANCHO DE

FRANJA INTERIOR


𝐸 2𝐿 = 2,100 + 0.12 𝐿1 ∗ 𝑊1 = 2,100 + 0.12 10,000 ∗ 10,200 = 3,312𝑚𝑚

𝐸 1𝐿 = 250 + 0.42 𝐿1 ∗ 𝑊1 = 250 + 0.42 10,000 ∗ 9,000 = 4,234𝑚𝑚

𝑊 = 10,200 𝑚𝑚

𝑁𝐿 =8.20

3.60= 2.28 ≈ 2

𝑊

𝑁𝐿

= 5,100 𝑚𝑚

Ancho de franja – 1 carril cargado (1L)

Ancho de franja – 2 o mas carriles cargado (2L)

Por lo tanto:

𝐸𝑖 = 3,312𝑚𝑚

ANCHO DE

FRANJA EXTERIOR


𝐸𝑒 = 𝑑 + 300 + 0.25𝐸𝑖 = 1,000 + 300 + 0.25 3,312 = 2,128 𝑚𝑚

0.50𝐸𝑖

1,800=

0.50 3,312 = 1,656𝑚𝑚

1,800

Por lo tanto:

𝐸𝑒 = 1,656 𝑚𝑚

Ancho de franja exterior – 1 carril cargado (1L)

no será mayor que el menor valor de:

METRADO DE

CARGAS PERMANENTES


METRADO DE

CARGAS TRANSITORIAS


MOMENTOS FLECTORES

POR CARGAS PERMANENTES


MOMENTOS FLECTORES

POR CARGAS TRANSITORIAS


MOMENTOS FLECTORES

EN LA FRANJA INTERIOR


MOMENTOS FLECTORES

EN LA FRANJA EXTERIOR


CÁLCULO DEL REFUERZO



CÁLCULO DE LA ARMADURA

DE DISTRIBUCIÓN


AASHTO LRFD 9.7.3.2

%𝐴𝑠𝑑 =1750

𝑆≤ 50% Donde: Longitud del puente en mm

%𝐴𝑠𝑑 =1750

10,000= 17.50% ≤ 50%

𝐴𝑠𝑑 = 0.175 ∗ 50.67𝑐𝑚² = 8.87𝑐𝑚²

Acero de Refuerzo As colocado/m

L3 5/8″ @ 20.00cm 9.90 cm²


POR TEMPERATURA


Acero de Refuerzo As colocado/m

L4 ^ L5 1/2″ @ 25.00cm 5.07 cm²

𝐴𝑠 =7.5

2 𝑏 + ℎ 𝑓′𝑦𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒: 0.233 ≤ As ≤ 1.27

AASHTO LRFD 5.10.8

𝑏 = 1,000 𝑚𝑚ℎ = 600 𝑚𝑚

𝑓′𝑦 = 4,200𝑘𝑔

𝑐𝑚2

𝐴𝑠 = 0.335𝑚𝑚2/𝑚𝑚

𝐴𝑠 = 3.35𝑐𝑚2/𝑚

FUERZAS CORTANTES



VERIFICACIÓN POR

FUERZA CORTANTE


FUERZA CORTANTE



DEFLEXIÓN POR

CARGA PERMANENTE


DEFLEXIÓN POR

CARGA MÓVIL


DETALLE DE ARMADURA

EN LA LOSA


puentes tipo losa

Documents