3.00 DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DE PUENTES DE CONCRETO ARMADO DE TRAMO RECTOS SIMPLEMENTE APOYADOS

Esta constituida por elementos resistentes como son vigas, losas, etc. Los esfuerzos de flexión controlan en la mayoría de los casos la selección de las dimensiones adoptadas.

El proceso de diseño y análisis empieza satisfaciendo necesidades a flexión, luego capacidad al corte, torsión, deformaciones, desarrollo de la adherencia del refuerzo, agrietamiento, fatiga, vibraciones, etc. En el diseño se suponen las propiedades geométricas y se procede con el análisis de lo mencionando anteriormente.

Métodos de análisis de puentes: métodos aproximados (AASHTO), y métodos Clásicos, que son exactos: Pegeaut, Westergaard, Coubon, etc. Y los modelos modernos: Modelo de losa ortótropa, Modelo de lámina plegada, Modelo de emparrillado plano, Modelo de elementos finitos, etc.

Para el diseño del concreto, el ACI utiliza método de resistencia última, con la cual se hará el cálculo del acero pero se verificara el comportamiento del elemento en condiciones de servicio. Tambien se puede diseñar el acero con el Método de esfuerzos de Trabajo. Se desea lograr elementos más esbeltos y seguros. El concreto se diseñara con la ASTM C150. AASHTO recomienda usar cemento TIPO I o IA y con f’c mayor o igual a 210 Kg/cm2.

3.01 PUENTE LOSA

3.01.01 DEFINICION

El tablero está constituido por una losa simple de concreto armado, y viene a ser la estructura principal o portante y se apoya directamente en la subestructura, ya sea en los estribos o en los pilares y estribos. El trabajo y el sentido de la armadura principal son paralelos al tráfico.

3.01.02 CARACTERISTICAS GENERALES

Por lo general requieren de más acero que puentes apoyado en vigas, pero se beneficia con la economía en la facilidad del encofrado. Pero solo conviene y se considera económico un puente de losa de hasta 8 o 10 metros de luz. La sección más simple y económica es la de losa de espesor uniforme, cuyos bordes laterales se refuerzan formando la viga sardinel, a la cual se le da una elevación llamada sardinel para proteger los vehículos de eventuales rozamientos al salir de la vía. La losa puede servir de carpeta de rodadura o se le adiciona asfalto con su respectivo bombeo.Los puentes losa parten con la ventaja de tener la menor altura entre la rasante y el fondo de losa lo que es determinante para conseguir altura libre debajo del puente.

a.- Losa: Puede estar a nivel de afirmado, para solo colocar la capa de asfalto y su bombeo. O puede estar a nivel de explanación, lo que disminuye formación de bache en entrada y salida del puente.

b.- Sardinel: Dan seguridad al tránsito y son sobre elevaciones de 20 a 25 cm y en zonas de afluencia de transito son de 30 cm , poseen un ancho mínimo de 25 cm siendo de preferencia 45 cm en zonas rurales y 120 cm en zonas urbanas cuando sirve de vereda.

c.- Viga Sardinel: Se utiliza en todas las losas con armadura principal paralela al tránsito. Se puede componer de una parte de losa con armadura adicional, una viga unida a la losa con mayor peralte que ella o una sección reforzada de losa y bodillo.

3.01.03 TIPOS DE PUENTES LOSA:

- Puentes de losas simples: Construcción se puede hacer por tramos utilizando mismo encofrado.

- Puentes de losas continuas: Para mayores luces se logra menores peraltes de losa.

- Puentes de losas en pórtico: Losa continua y solidaria en sus apoyos.

3.01.04 DISEÑO:

3.02 PUENTE LOSA SUSTENTADA POR VIGAS

Constan de una losa apoyada sobre vigas dispuestas longitudinalmente y el vaceado se realiza monolíticamente. Mientras menor sea el espaciamiento entre vigas, habrá mayor número de estas y aumentara los costos. La losa solidaria a vigas puede armarse de 3 modos:

- Perpendicular a la dirección del trafico apoyándose en VL.- Paralela a la dirección del tráfico.- En ambos sentidos.

3.02.01 PUENTE LOSA SUSTENTADA POR 2 VIGAS DE BORDE

La losa se apoya en 2 vigas laterales longitudinales y estas transmiten las cargas a los estribos y/o pilares. La losa tiene armadura principal perpendicular. La superestructura está constituida por: la losa, las vigas longitudinales y los diafragmas.Se utiliza por lo general cuando la calzada es angosta, es decir una sola banda de circulación. Para calzadas más anchas se utiliza más de 2 vigas longitudinales. Cuando sea necesario el uso de veredas se deben hacer en voladizo.

3.02.01 PUENTE LOSA CON UNA SERIE DE VIGAS

La losa se apoya en 2 o más vigas longitudinales que transmiten las cargas a los estribos, y la losa tiene la armadura principal perpendicular al sentido del tránsito. Son adecuados cuando la calzada son de 2 o más bandos de circulación. . La superestructura está constituida por: la losa, las vigas longitudinales y los diafragmas.Cuando sea necesario hacer veredas se hacen en voladizo.

3.03 ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS:

3.03.01 NERVIOS TRANSVERSALES O DIAFRAGMAS:

Son vigas transversales al sentido del puente y perpendiculares a las vigas principales, que tienen como función la de arriostrar a dichas vigas y ABSORVER LOS MOMENTOS TORSORES que se presentan en las vigas principales por efecto del monolitismo con la losa que conforma el tablero.Para determinar espaciamiento entre diafragmas se toma en cuenta estos puntos:

- Debe colocarse mínimo 2 diafragmas por tramo independiente.- Cuando la luz del puente es mayor de 10 o 12 metros se colocaran 3 o más D.- Separación entre ejes de D no debe ser mayor a 25 *ancho se ST de VP.- Separación entre ejes de D no será mayor a 20* separación entre ejes

principales.

Ancho de diafragma por lo general es 20 o 30 cm.

3.03.02 APOYOS EN LOS PUENTES

Usamos dispositivos de apoyo para controlar la dilatación y contracción de la superestructura, sin provocar esfuerzos destructores. Estos desplazamientos pueden arrastrar, rajar o voltear los estribos o pilares.Eugene Freysinet utilizo caucho en apoyos cuando se utilizó concreto pretensado ( que hacia los elementos más esbeltos ). Ahora se usa láminas de acero adheridas al caucho por vulcanización (zunchos).

TIPOS:- FIJOS: Produce giros más no desplazamientos en X o en Y.

-

MOVILES: Produce giros y movimiento horizontales.

Todo tramo independiente debe contar con únicamente un solo apoyo fijo y el resto móviles para dar libertad a las deformaciones por temperatura y no se produzcan esfuerzos adicionales a los previstos en el diseño.

3.03.03 DETALLES CONSTRUCTIVOS COMPLEMENTARIOS:

1.- Juntas en el tablero: Conviene reducir al mínimo el número de juntas de dilatación.

2.- Evacuación de aguas de lluvia : Pendiente del bombeo del orden de 1% .

3.- Contra flecha en los tableros y vigas : En el centro de la luz con la finalidad de contrarrestar las deformaciones instantáneas y a largo plazo del concreto y permitir la evacuación del agua de lluvia. Se logra con un adecuado encofrado.

3.04 VERIFICACIONES POR SERVICIO:

- Por fatiga- Por agrietamiento- Por vibraciones- Por deflexiones

4.00 DISEÑO DE LA SUBESTRUCTURA DE LOS PUENTES DE CONCRETO ARMADO

Está constituido por los elementos que sirven de apoyo a la superestructura y a la cimentación de estos elementos. Está en función del suelo, la topografía, el tamaño de la superestructura a construirse, etc. Se analiza en base a esfuerzos admisibles de materiales, ya que la armadura y esfuerzo cortante son más críticos que el concreto.

4.01 ESTRIBOS DE PUENTES

Apoyo extremo de un puente el cual recibe la reacción del tablero del puente y soporta al mismo tiempo el empuje de tierras que conforma el acceso del puente.

4.01.01 FINALIDAD

- Proporcionar apoyo a la superestructura y la mantiene en cota fija del proyecto- Contener el relleno de tierras que forman los accesos- Transmitir las cargas de la superestructura y del propio estribo al terreno de

fundación

4.01.03 PARTES DE UN ESTRIBO

- La cimentación: Parte enterrada constituida por la zapata. Recibe empujes del terreno que se anulan. Transmite las cargas al terreno de fundación.

- La elevación: Parte que sobresale del terreno soportando el empuje de tierras y que conforman los accesos al puente. Lo forman el cuerpo, alas y la cajuela.

4.01.04 TIPOS DE ESTRIBOS

1.- SEGÚN EL MATERIAL:- Albañilería

- C° C°- C°A°

2.- POR SU FORMA: - Con alas rectas- Con alas oblicuas o en V - Con alas perpendiculares o en U - En “T” - Cajón- Pilares - En arco

3.- SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO: - De gravedad- En voladizo- Con contrafuertes

4.01.05 FUERZAS QUE ACTUAN EN LOS ESTRIBOS

- Peso propio-Reacción de la superestructura- Peso de los rellenos- Frenado- Fricción- Sismo- Empuje de tierras (Empuje activo y empuje pasivo)

4.01.07 ESTABILIDAD DE ESTRIBOS

- Que sus elementos garantices resistencia suficiente para que contrarresten las solicitaciones actuantes sin sufrir fallas o grandes deformaciones.- Que la estabilidad externa quede asegurada para evitar desplazamientos o volteos en conjunto del estribo.

-ESTABILIDAD AL VLTEO-ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

4.01.08 DISEÑO

4.02 PILARES DE UN PUENTE

Apoyo intermedio de un puente que recibe la reacción de dos tramos adyacentes. Depende del tipo tamaño y dimensiones de la superestructura.

4.02.01 CLASES

- SEGÚN SU MATERIAL:

-Albañilería o C°C°-C°A°- Perfiles de acero

-SEGÚN SU FORMA :

-Pilar Muro-Pilar Columna- Pilar en T - Pilar en Cepa-Pilar Celosía- Pilar en Arco