Los Puentes Clasificacion

LOS PUENTES

Los puentes son construcciones que se levantan sobre una depresión del terreno (rio, canal, foso, etc, o en otro sitio para comunicar dos lados.

Los puentes son estructuras que los seres humanos han ido construyendo a lo largo de los tiempos para superar las diferentes barreras naturales con las que se han encontrado y poder transportar así sus mercancías, permitir la circulación de las gentes y trasladar sustancias de un sitio a otro.

CLASIFICACIÓN

Dependiendo el uso que se les dé, algunos de ellos reciben nombres particulares, como acueductos, cuando se emplean para la conducción del agua, viaductos, si soportan el paso de carreteras y vías férreas, y pasarelas, están destinados exclusivamente a la circulación de personas.

CARACTERISTICAS

Las características de los puentes están ligadas a las de los materiales con los que se construyen:

Los puentes de madera, aunque son rápidos de construir y de bajo coste, son poco resistentes y duraderos, ya que son muy sensibles a los agentes atmosféricos, como la lluvia y el viento, por lo que requieren un mantenimiento continuado y costoso. Su bajo coste (debido a la abundancia de madera, sobre todo en la antigüedad) y la facilidad para labrar la madera pueden explicar que los primeros puentes construidos fueran de madera.

Los puentes de piedra, de los que los romanos fueron grandes constructores, son tremendamente resistentes, compactos y duraderos, aunque en la actualidad su construcción es muy costosa. Los cuidados necesarios para su mantenimiento son escasos, ya que resisten muy bien los agentes climáticos. Desde el hombre consiguió dominar la técnica del arco este tipo de puentes dominó durante siglos. Sólo la revolución industrial con las nacientes técnicas de construcción con hierro pudo amortiguar este dominio.

Los puentes metálicos son muy versátiles, permiten diseños de grandes luces, se construyen con rapidez, pero son caros de construir y además están sometidos a la acción corrosiva, tanto de los agentes atmosféricos como de los gases y humos de las fábricas y ciudades, lo que supone un mantenimiento caro. El primer puente metálico fue construido en hierro en Coolbrookdale (Inglaterra)

Los puentes de hormigón armado son de montaje rápido, ya que admiten en muchas ocasiones elementos prefabricados, son resistentes, permiten superar luces mayores que los puentes de piedra, aunque menores que los de hierro, y tienen unos gastos de mantenimiento muy escasos, ya que son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos

Básicamente, las formas que adoptan los puentes son tres, que, por otra parte, están directamente relacionadas con los esfuerzos que soportan sus elementos constructivos. Estas configuraciones son:

Puentes de viga . Están formados fundamentalmente por elementos horizontales que se apoyan en sus extremos sobre soportes o pilares. Mientras que la fuerza que se transmite a través de los pilares es vertical y hacia abajo y, por lo tanto, éstos se ven sometidos a esfuerzos de compresión, las vigas o elementos horizontales tienden a flexionarse como consecuencia de las cargas que soportan. El esfuerzo de flexión supone una compresión en la zona superior de las vigas y una tracción en la inferior

Puentes de arco . Están constituidos básicamente por una sección curvada hacia arriba que se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz o espacio vacío. En ciertas ocasiones el arco es el que soporta el tablero (arco bajo tablero) del puente sobre el que se circula, mediante una serie de soportes auxiliares, mientras que en otras de él es del que pende el tablero (arco sobre tablero) mediante la utilización de tirantes. La sección curvada del puente está siempre sometida a esfuerzos de compresión, igual que los soportes, tanto del arco como los auxiliares que sustentan el tablero. Los tirantes soportan esfuerzos de tracción.

Puentes colgantes . Están formados por un tablero por el que se circula, que pende, mediante un gran número de tirantes, de dos grandes cables que forman sendas catenarias y que están anclados en los extremos del puente y sujetos por grandes torres de hormigón o acero. Con excepción de las torres o pilares que soportan los grandes cables portantes y que están sometidos a esfuerzos de compresión, los demás elementos del puente, es decir, cables y tirantes, están sometidos a esfuerzos de tracción.

Como cualquier clasificación, ésta no pretende ser más que una aproximación torpe de la comprensión humana a la diversidad, en este caso de los puentes.

TIPOS DE PUENTES

Los puentes se pueden clasificar en diferentes tipos, de acuerdo a diversos conceptos como el tipo de material utilizado en su construcción, el sistema estructural predominante, el sistema constructivo utilizado, el uso del puente, la ubicación de la calzada en la estructura del puente, etc.

SEGÚN EL MATERIAL EMPLEADO

Según el material empleado en la construcción del puente pueden ser de:

MAMPOSTERÍA

De piedra.- La conquista tecnológica del arco permite construir puentes de piedra.

MADERA

De madera.- Los primeros puentes son simplemente uno o varios troncos uniendo dos orillas de un riachuelo.

HORMIGÓN ARMADO De hormigón y acero.- Los puentes actuales se construyen mezclandor estos dos ezclando estos dos materiales.

HORMIGÓN PRETENSADO

Se denomina hormigón pretensado a la tipología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión previos a su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se consiguen mediante cables de acero que son tensados y anclados al hormigón.

ACERO

HIERRO FORJADO

De hierro. La revolución industrial trae de su mano los primeros puentes de este material.

COMPUESTOS

La estructura de un puente no está constituida de un único material, por lo cual, esta clasificación difícilmente se adapta a la realidad. Por ejemplo, los puentes de arcos hechos con mampostería de ladrillos, normalmente tienen las bases construidas con mampostería de piedra ya que de este modo resultan más consistentes y más duraderos al embate de las aguas de un río.

SEGÚN EL OBSTÁCULO QUE SALVAN

Según el obstáculo que salvan los puentes pueden ser:

ACUEDUCTOS: soportan un canal o conductos de agua.

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=Compuestos+con+Puentes&lang=2&ei=11r3VNXhNoqkgwTs-4LQCw&bvm=bv.87519884,d.eXY&psig=AFQjCNGVoU44l-nqQ5ZxBdVq9n48eIVbQA&ust=1425583049213482

VIADUCTOS: puentes construidos sobre terreno seco o en un valle y formados por un conjunto de tramos cortos.

PASOS ELEVADOS: puentes que cruzan autopistas, carreteras o vías de tren.

CARRETERA ELEVADA:puente bajo, pavimentado, sobre aguas pantanosas o en una bahía y formado por muchos tramos cortos.

ALCANTARILLAS:

un puente por debajo del cual transitan las aguas de un río o quebrada.

SEGÚN EL SISTEMA ESTRUCTURAL

Según el sistema estructural predominante pueden ser:

ISOSTÁTICOS

Se denomina "puente isostático" a aquel cuyos tableros son estáticamente independientes uno de otro y, a su vez, independientes, desde el punto de vista de flexión, de los apoyos que los sostienen.

HIPERESTÁTICOS

Se denomina "puente hiperestático" aquel cuyos tableros son dependientes uno de otro desde el punto de vista estático, pudiendo establecerse o no una dependencia entre los tableros y sus apoyos.

También según el sistema estructural los puentes se pueden clasificar como:

Puentes en arco o arqueados (el elemento estructural predominante es el arco, utilizando como material de construcción el acero y que pueden ser estáticos o hiperestáticos). Pueden ser de:

o tablero superior o acero con tímpano de celosía o arcadas y de hormigón o con tímpano abierto o macizo o tablero inferior, discurriendo la calzada entre los arcos, paralelos o no, con

diversos tipos de sujeción. Puentes colgantes. Constan de un tablero suspendido en el aire por dos grandes

cables, que forman sendas catenarias, apoyadas en unas torres construidas sobre las pilas. El tablero puede estar unido al cable por medio de péndolas o de una viga de celosía. Existen diversos puentes colgantes con luces superiores a 100

Puentes de vigas Gerber (tienen tableros isostáticos apoyados sobre voladizos de tramos isostáticos o hiperestáticos).

SEGÚN SU DESTINO

Según su destino los puentes pueden ser:

viaductos para carretera para ferrocarril compuestos acueducto (soporte de tuberías de agua, gas, petróleo, etc.) pasarelas: pequeños puentes para peatones.

SEGÚN EL ANCLAJE

Según el anclaje:

Puentes fijos: aparecen anclados de forma permanente en las pilas. Dentro de este tipo destacan los puentes de placas, cuya armadura es una plancha de hormigón armado o pretensado que salva la distancia entre las pilas. Es una construcción bastante usual en las autopistas.

Puentes móviles: pueden desplazarse en parte para dar paso a embarcaciones Puentes de pontones: apoyados sobre soportes flotantes, generalmente móviles, y se

usan poco.

SEGÚN EL SISTEMA CONSTRUCTIVO

Según el sistema constructivo empleado. Está clasificación generalmente se refiere al tablero:

vaciado en sitio: si la colada de concreto se hace sobre un encofrado dispuesto en el lugar definitivo.

losa de concreto armado o postensado sobre vigas prefabricadas (de concreto armado o precomprimido vigas metálicas, etc.).

tablero construido por voladizos sucesivos (por dovelas prefabricadas o vaciadas en sitio); puede ser construido por adición sucesiva de elementos de acero, soldados 6 empernados.

tablero atirantados tablero tipo arpa, con doble fila de soporte o una sola fila tablero lanzado (el tablero se construye en uno de los extremos del vano a cubrir y se

lleva a su sitio deslizándolo sobre rodillos, suplementando el extremo delantero de la estructura con un elemento estructural auxiliar, llamado nariz de lanzamiento)

SEGÚN LA UBICACIÓN DE LA CALZADA

Según la ubicación de la calzada los puentes pueden ser:

de calzada superior: cuando la estructura portante tablero está ubicada íntegramente debajo de la calzada.

de calzada inferior: son los tableros cuya estructura portante está ubicada a los lados de la calzada sobresaliendo de su superficie o que esté ubicada por encima de la misma.

Hay puentes que tienen estructura por encima de calzada en algunos sectores y por debajo de ella en otros. Ejemplos de ello lo constituyen el puente sobre la Bahía de Sydney o el puente Forth en Escocia.

Los puentes de doble nivel de calzada constituyen una mezcla auténtica de los dos tipos de calzada y un ejemplo lo son el puente de la bahía de Oakland o el puente de Brooklin.

Puentes en esviaje. Se dice que el tablero de un puente tiene "esviaje" o que está construido en esviaje, cuando la forma en planta del tablero no es rectangular, lo que quiere decir que los apoyos del tablero forman un ángulo distinto a 90º con el eje

longitudinal del tablero. El esviaje en tablero complica los análisis, el diseño y la construcción de un puente.

Alcantarillas: son estructuras menores, aunque pueden llegar a alcanzar cierta importancia en función de circunstancias específicas. Se utilizan como pasos a través de terraplenes, por lo cual quedan enterradas detectándose su presencia por los cabezales que asoman en cada extremo por prolongación de la misma alcantarilla. Se diferencian 4 tipos:

o Alcantarillas de cajón:formadas por dos paredes laterales, tapa y fondo, generalmente de sección constante y cartelas en las esquinas. Algunas veces no tienen relleno encima por lo cual las cargas rodantes estarán en contacto con la lo. de tapa; otras veces tienen relleno encima, no mayor de unos 8 mts A menor tamaño del cajón, el relleno puede ser mayor.

o Alcantarillas circulares:Son tubos enterrados, diámetros no menores de 90 cm, para facilitar Sin limpieza;. tubos de diámetros grandes son muy costosos.

o Bóvedas de concreto armado.Son estructuras que resisten grandes rellenos encima de su techo. Casi siempre formadas por secciones de espesores variables y con geometría de arcos circulares 6 parabólicos.

o Alcantarillas metálicas.Formadas por chapas acanaladas, de acero galvanizado, premoldeadas para formar tubos de diámetro, previsto. Funcionan como estructuras elásticas ó flexibles, por lo cual se adaptan a las presiones del relleno que soportan.

SEGÚN EL FUNDAMENTO ARQUITECTÓNICO

Según el fundamento arquitectónico utilizado, los puentes pueden ser:

colganteso con armadura superior o con armadura inferior

atirantadoso con forma de arpa o con forma de abanico o con forma de haz

en arco o superior o inferior o a nivel intermedio

móviles o giratorio o basculante o levadizo

losa maciza o un tramo o varios tramos (isostática e hiperestática) o articulado o gerber

con vigas simplemente apoyadas o un tramo o varios tramos o articuladas o gerber o articuladas o gerber con pilas tipo consolas o losa apoyada en vigas cajón

pórticos o empotrados o trilátero biarticulado o con soportes inclinados o de pórticos triangulados

armadura metálica o armadura y arriostramiento inferior o armadura y arriostramiento superior o tipo Bayley

compuestos

OTROS TIPOS

Puentes de vigas simples: salvan las luces mediante vigas paralelas, generalmente de hierro o de hormigón pretensado, y sobre cuya ala superior está la superficie de rodadura.

Puentes de vigas compuestas: están formados por dos vigas laterales , compuestas por alas de chapa soldadas perpendicularmente a otra que sirve de alma; permiten grandes luces y pueden ser de tablero superior o inferior

Puentes de armadura en celosía: son semejantes a los anteriores, pero con vigas en celosía, con elementos de acero soldado o remachado; permiten grandes luces y admiten diversas modalidades, tanto en tablero superior como inferior.

Puentes continuos: poseen una superestructura rígida, de vigas en celosía (de acero de alma llena u hormigón), apoyada en tres o más pilas; admiten grandes luces, pero son muy sensibles a los asientos de las pilas.

Puentes cantiléver: constan esquemáticamente de dos voladizos simétricos que salen de dos pilas contiguas, uniéndose en el centro por unas vigas apoyadas y suelen anclarse en los estribos simétricamente opuestos respecto al centro. los puentes cantiléver presenta diversas construcciones, en arco o viga, de acero u hormigón, y pueden salvar grandes luces, sin necesidad de estructuras auxiliares de apoyo durante su construcción.

Puentes móviles: están construidos sobre las vías de navegación y permiten el paso de los barcos, desplazando una parte de la superestructura. Los puentes levadizos son sencillos y prácticos para luces no muy grandes. El más usado es el de tipo basculante, formado por uno o dos tableros, apoyados por un eje en las pilas y convenientemente contrapesados, que se elevan por rotación sobre el eje. Suelen construirse en acero, pero se han hecho ensayos con metales ligeros (duraluminio).

Puentes de elevación vertical: se usan para mayores luces y constan de una plataforma, que se eleva verticalmente mediante poleas siguiendo unas guías contiguas; la plataforma suele ser de acero con vigas de celosía o de alma llena.

Puentes giratorios: constan de una plataforma apoyada en una pila y capaz de girar 90º, dejando abiertos a cada lado un canal de circulación. Sólo usados para pequeñas luces, como los anteriores, son movidos, generalmente, por motores eléctricos.

Puente de vigas isostático en un tramo

Puente de vigas isostático en varios tramo

Puente de losa maciza de concreto armado

Puente con armadura metálica y arriostramiento inferior.

Puente con armadura metálica inferior tipo Bayley.

DISEÑO DE PUENTES

NORMAS PERUANAS PARA EL DISEÑO DE PUENTES

Este Manual de Diseño de Puentes brinda las pautas necesarias para el

planeamiento, el análisis y el diseño, de puentes carreteros y de puentes peatonales.

Se especifican en cada caso los requisitos mínimos, quedando a criterio del usuario

utilizar límites más estrictos o complementar estas especificaciones en lo que resulte

pertinente.

El Título I del Manual se refiere a los aspectos de ingeniería básica, que

incluyen los estudios topográficos, hidrológicos e hidráulicos, geológicos, geotécnicos,

de riesgo sísmico, impacto ambiental, tráfico, alternativas de diseño vial, alternativas

de anteproyecto y factibilidad; sin los cuales no sería posible desarrollar el proyecto.

Estos aspectos tienen singular importancia, más aún por las condiciones muy variadas

y a menudo difícilmente impuestas por la geografía y los desastres naturales.

El Manual es, en la mayor parte de los aspectos de diseño a los que se refiere

El Título II, una adaptación de las Especificaciones de la American Association of State

Highway and Transportation Officials (AASHTO), que han sido tradicionalmente las

más utilizadas por los profesionales peruanos dedicados al diseño y a la construcción

de puentes. Para facilitar el trabajo del proyectista, se ha incluido también un anexo

que resume las versiones más recientes de métodos simplificados de análisis y diseño

propuestos por la AASHTO.

En aspectos tales como las sobrecargas de camiones se mantienen las ideas

básicas de las especificaciones AASHTO. La sobrecarga especificada en este Manual

corresponde a la denominada AASHTO HL-93.

El formato adoptado para este Manual es el de “Cargas y Resistencias

Factoradas” (LRFD), lo que permite la consideración adecuada de la variabilidad tanto

en las cargas como en las propiedades de los elementos resistentes. Los puentes se

diseñan para satisfacer una serie de condiciones límite de seguridad y de servicio,

todas ellas de igual importancia, teniendo en cuenta también aspectos constructivos,

de posibilidad de inspección, de estética y de economía. El formato LRFD es más

racional que el tradicional diseño en condiciones de servicio, lo que explica la

tendencia mundial hacia la adopción de códigos en ese formato.

ESTUDIOS BÁSICOS DE INGENIERÍA.-

Conjunto de estudios para obtener los datos necesarios para la elaboración de los

anteproyectos y proyectos del puente. Los Estudios que pueden ser necesarios

dependiendo de la magnitud y complejidad de la obra son:

ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS

Objetivos y Alcances

Los estudios topográficos tendrán como objetivos:

• Realizar los trabajos de campo que permitan elaborar los planos topográficos

• Proporcionar información de base para los estudios de hidrología e hidráulica,

geología, geotecnia, así como de ecología y sus efectos en el medio ambiente.

• Posibilitar la definición precisa de la ubicación y las dimensiones de los elementos

estructurales.

• Establecer puntos de referencia para el replanteo durante la construcción.

ESTUDIOS HIDROLÓGICOS E HIDRÁULICOS

Los objetivos de los estudios son establecer las características hidrológicas de los

regímenes de avenidas máximas y extraordinarias y los factores hidráulicos que

conllevan a una real apreciación del comportamiento hidráulico del río que permiten

definir los requisitos mínimos del puente y su ubicación óptima en función de los

niveles de seguridad o riesgos permitidos o aceptables para las características

particulares de la estructura.

Los estudios de hidrología e hidráulica para el diseño de puentes deben permitir

establecer lo siguiente:

• Ubicación óptima del cruce.

• Caudal máximo de diseño hasta la ubicación del cruce.

• Comportamiento hidráulico del río en el tramo que comprende el cruce.

• Área de flujo a ser confinada por el puente.

• Nivel máximo de agua (NMA) en la ubicación del puente.

• Nivel mínimo recomendable para el tablero del puente.

• Profundidades de socavación general, por contracción y local.

• Profundidad mínima recomendable para la ubicación de la cimentación,

según el tipo de cimentación.

• Obras de protección necesarias.

• Previsiones para la construcción del puente.

0 50 100 150 200

14.5

15.0

15.5

16.0

16.5

DEFENSA RIO JEQUETEPEQUE Plan: Plan 03 04/04/2014 03:51:16 p.m.Geom: RIO JEQUE GEOMETRIA Flow: Flow 01

River = RIO JEQUETEPEQUE Reach = SEMAN RS = 0

Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG TR=10 AÑOS

WS TR=10 AÑOS

Crit TR=10 AÑOS

Ground

Bank Sta

.03

0 50 100 150 200 250

16.5

17.0

17.5

18.0

18.5

19.0



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG TR=10 AÑOS

WS TR=10 AÑOS

Ground

Bank Sta

.03

0 100 200 300 400 500 600 700

18.0

18.5

19.0

19.5

20.0

20.5

21.0

21.5



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG TR=10 AÑOS

WS TR=10 AÑOS

Ground

Bank Sta

.03

0 50 100 150 200 250 300 350 400

21.0

21.2

21.4

21.6

21.8

22.0

22.2

22.4

22.6



Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

EG TR=10 AÑOS

WS TR=10 AÑOS

Ground

Bank Sta

.03

ESTUDIOS GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS

Estudios Geológicos

Establecer las características geológicas, tanto local como general de las diferentes

formaciones geológicas que se encuentran identificando tanto su distribución como

sus características geotécnicas correspondientes.

ALCANCE

El programa de estudios deberá considerar exploraciones de campo, cuya cantidad será

determinada en base a la envergadura del proyecto.

Los estudios geológicos y geotécnicos comprenderán:

• Revisión de información existente y descripción de la geología a nivel regional y local.

• Descripción geomorfológica.

• Zonificación geológica de la zona.

• Definición de las propiedades físicas y mecánicas de suelos y/o rocas.

• Definición de zonas de deslizamientos, huaycos y aluviones sucedidos en el

pasado y de potencial ocurrencia en el futuro.

• Recomendación de canteras para materiales de construcción.

• Identificación y caracterización de fallas geológicas.

ESTUDIOS DE RIESGO SÍSMICO

Objetivos

Los estudios de riesgo sísmico tendrán como finalidad la determinación de espectros

de diseño que definan las componentes horizontal y vertical del sismo a nivel de la

cota de cimentación.

ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL

Enfoque

La Construcción de un puente modifica el medio y en consecuencia las condiciones

socio - económicas, culturales y ecológicas del ámbito donde se ejecutan; y es allí

cuando surge la necesidad de una evaluación bajo un enfoque global ambiental.

Muchas veces esta modificación es positiva para los objetivos sociales y económicos

que se tratan de alcanzar, pero en muchas otras ocasiones la falta de un debido

planeamiento en su ubicación, fase de construcción y etapa de operación puede

conducir a serios desajustes debido a la alteración del medio.

Objetivos y Alcances

Los estudios ecológicos tendrán como finalidad:

• Identificar en forma oportuna el problema ambiental, incluyendo una evaluación de

impacto ambiental en la concepción de los proyectos. De esta forma se diseñarán

proyectos con mejoras ambientales y se evitará, atenuará o compensará los

impactos adversos.

• Establecer las condiciones ambientales de la zona de estudio.

• Definir el grado de agresividad del medio ambiente sobre la subestructura y la

superestructura del puente.

• Establecer el impacto que pueden tener las obras del puente y sus accesos sobre

el medio ambiente, a nivel de los procedimientos constructivos y durante el

servicio del puente.

• Recomendar las especificaciones de diseño, construcción y mantenimiento para

garantizar la durabilidad del puente.

ESTUDIOS DE TRÁFICO

Objetivos

Cuando la magnitud envergadura de la obra así lo requiera, será necesario efectuar

los estudios de tráfico correspondiente a volumen y clasificación de tránsito en puntos

establecidos, con el objetivo de determinar las características de la infraestructura vial

y la superestructura del puente.

ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS

Alcances

Los estudios se refieren a aquellos trabajos que son complementarios a los estudios

básicos, como son las Instalaciones Eléctricas, Instalaciones Sanitarias, Señalización,

Coordinaciones con terceros y cualquier otro que sea necesario al proyecto.

En lo que se refiere a Instalaciones Eléctricas, la factibilidad del servicio, así como su

punto de aplicación, y en lo que se refiere a Instalaciones Sanitarias, la verificación y

posibles influencias de las redes existentes de Agua y/o Desagüe serán coordinadas

con los organismos encargados de los servicios de Electricidad y Saneamiento

respectivamente.

La señalización deberá estar de acuerdo con las necesidades del puente y accesos y

en concordancia con el Manual de Señalización vigente. Cualquier imprevisto o

problema deberá ser coordinado con la Municipalidad respectiva y/o con terceros

que pudieran estar relacionados.

PUENTE CHAGUAL-RIO MARAÑON

ESTUDIOS DE ALTERNATIVAS A NIVEL DE PROYECTO

En esta parte se definirá las características básicas o esenciales del puente de cada

alternativa de anteproyecto a nivel de un pre-dimensionamiento y que permita su

evaluación técnica y económica antes de su desarrollo definitivo. El anteproyecto

deberá definir como mínimo lo siguiente:

• Longitud total y tipo de estructura

• Dimensiones de las secciones transversales típicas.

• Altura de la rasante y gálibo

• Tipo de estribos y cimentación, anotando las dimensiones básicas

• Longitud de accesos

• Procedimientos constructivos

• Metodologías principales de cálculo

• Metrados, costos estimados y presupuesto

• Plano topográfico de ubicación del puente con indicación de los puntos de

referencia y niveles

• Criterios de Hidrología, Hidráulica y Geotecnia que justifique la solución adoptada.

ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Esta sección describe métodos de análisis para el diseño y evaluación de Puentes. El

método seleccionado de análisis puede variar desde uno aproximado hasta otro

sofisticado dependiendo del tamaño, complejidad e importancia de la estructura.

En general, las estructuras de puentes se analizarán elásticamente. Sin embargo, se

puede considerar el análisis inelástico o los efectos de redistribución de fuerzas en

algunas superestructuras de vigas continuas.

Métodos Aceptables

Se podrá usar cualquier método de análisis que satisfaga los requerimientos de

equilibrio y compatibilidad y utilicen las relaciones esfuerzo - deformación de los

materiales, pudiendo incluir pero no estar limitados a:

• Método clásico de desplazamientos y fuerzas

• Método de diferencias finitas

• Métodos de elementos finitos

• Métodos de placas plegadas

• Métodos de franjas finitas

• Método de analogía de emparrillado

• Otros métodos armónicos o en serie

• Método de línea de fluencia

El diseñador será responsable de la implementación de cualquier programa de

Cómputo que utilice para el análisis estructural, así como de la interpretación y uso de

resultados. Toda información deberá ser verificada con los resultados de soluciones

aceptadas universalmente, otros programas de cómputo y/o ensayos físicos

Cuando se haga uso de softwares, el nombre, la versión y la fecha de publicación del

software deberá indicarse.

CALCULOS PARA EL DISEÑO DE UN PUENTE

DISEÑO PUENTE VIGA-LOSA

A- PREDIMENSIONAMIENTO Puente simplemente apoyadoLUZ DEL PUENTE mts LUZ (L)= 25 ?PERALTE VIGA ESPESOR LOSA mts E=

H=L/15 1.7 0.20 ?

B-DISEÑO DE VIGAS AREA DE INFLUENCIA DE VIGA

Metrado de cargas U (mts)Ancho de via ( A )= 3.60long vereda (C)= 0.65Ancho de viga (b)= 0.80

(f)= 2.00espesor de losa (E)= 0.20

(g)= 0.20(m)= 1.80

separcion vigas (S)= 4.45(a)= 0.40

Peso losa = E*(A/2*+b+k)*2,4 T/M3 1.644Peso viga = F*b*2,4 T/M3 3.84asfalto = 0,05*A/2*2 0.18acera = 0,55*0,4 T/M3 0.22volado = 0,1*2,4 T/M3

Wd0.2616.145 Tn

1-MOMENTO POR PESO PROPIO Sobrecarga HS-20

NUMERO DE DIAFRAGMAS 3Peso propio Diafragma (W1)= 0,8*0,2*S/2*2,4 0.356Momento total Carga Muert (Md) w1*(L/4+2*L/8)+ 484.528125

Wd*L2/82-MOMENTO POR SOBRECARGA

por vigaMs/c=P/2*(9*L2/4-10,5*L+4,41)/L 83.33 TN-MT P= 3629

M S/C =M*(1+0,7/(s+b)) M S/C 89.68 TN-M3-MOMENTO POR SOBRECARGA EQUIVALENTE

por vigaM eq=9*L/4+0,96*L*L/8 67.1875 TN-M

4-CARGAS POR EJE TAMDENM =(L-1,2)*6/2 M 71.40

Tomando el mayor Mom ( ML ) 89.68 TN-M4-MOMENTO POR IMPACTO

I=15,24/(L+38) 0.24Momento de impacto (Mi) 21.52I < =0,3 , I= 0.24

0.3B1- DISEÑO POR SERVICIO

1 Verificacion del peralteM=Md+Ml+Mi 595.73 TN-M Fy 4200F^c= 210 d=raiz(2*M*100000/(F"c*k*j*b))Fc=0,4*F"c 84fy=0,4*fy 1680 d= 99.306285 r=fy/Fc 20 d<H VERDADERO OK+ n=2100000/(150 9.661k=n/(n+r) 0.326 b=L/4 6.25J=1-k/3 0.8913 b=16*E+0,5 3.7H= 170.00 b=0,5+s 4.95

b=min valor 3.7B2-DISEÑO POR ROTURA

Mu =1,3*(Md+1,67*(Ml+Mi) Mu= 871.30

Area de acero0.595852386

b=50 W=(0,845-RAIZ(0,7182-1,695*Mu*100000/(0,9*F"c*b*d2))d=H-0,1 = 164.00 W= 0.251647614

B3-VERIFICACION POR AGRIETAMIENTO

As=w*F"c/Fy*b*dAs= 165.08 cm 2

idiam=1" # varillas = 33

Z=2300 Kg/cm2A=2*b*10/N 48.48FsMax=23000/(8,25*A^{1/3) 3121.68Fs=Mu /(As*j*d) 2468.81

2042,90<3189,57 VERDADERO O,K

considerando recubrimiento d=

DISEÑO POR ROTURA

14 cms

M+=1,3*(Md+1,67*(M+I)) 9.29 T-mAs=(0,845-raiz(0,7182-1,695*Mu*100000/(0,9*F':c*b*d))*F"c*b*d/Fy:

= 21.25 cm-2

verificando la cuantia minimaAs min=14*b*d/Fy 4.67 cm 2As min<AsConsiderando acero 5/8" @

VERDADERO9 cms

M-=1,3*(Md+1,67*(M+I)) 10.33 T-mAs=(0,845-raiz(0,7182-1,695*Mu*100000/(0,9*F':c*b*d))*F"c*b*d/Fy:

= 24.46 cm-2

verificando la cuantia minimaAs min=14*b*d/Fy 4.67 cm 2As min<AsConsiderando acero 5/8" @

VERDADERO8 cms

Página 25

399.96

B4-VERIFICACION POR CORTEPOR PESO PROPIOVd=Wd*L/2+W1*(1+0,75+0,5+0,75) 77.70

POR SOBRECARGA HS 20Vl=2,52(4*p*1+4*p*0,79+p*0,58) 17.98

POR IMPACTO 4.32

DISEÑO POR ROTURA

Vu =1,3(Vd+1,67*(Vl+Vi)) 149.42

Esfuerzo cortante nominalV"u=Vu/0,85*(b*d) 2.90 c ms

Esfuerzo cortante resis de concretoVc=0,85*(0,5(f"c)^1/2+175*r*Vu*d/Mu) 7.07 kg/cm 2 r= 0.021675

Vc>V"u VERDADERO

Av=2*0,71 1.42S=Av*Fy/(Vu-Vc)*b 18

ACERO LATERALA=0,1*As 16.508 Cm 2

Diam=3/4"'# varillas: 6 uB5-VERIFICACION POR FATIGA

Mu= 595.73Fs max=M/(As*j*d) 2468.81Fmin=Mmin/(As*j*d) 2007.97Fs-Fmin= 460.84Valor admisible (Fa)1635,36-0,36*Fmin= 1469.4576Fa>(Fs-Fmin) VERDADERO

C-DISEÑO DE LA LOSA

METRADO DE CARGASPeso propio (1m)*(e)*(2,4 T/m3 0.48Asfalto (1m(*(0,05)*2T/m3) 0.1

0.58

Md=Wd*s/10 1.15

Ml=(s+0,61)/9,74*P 3.77P=7,258 7.258Momento positivo=0,8*Ml 3.02Momento Negativo=0,9*Ml 3.39

Momento por ImpactoI=15,24/(S+38) 0.36I=<0,3 0.3 0.30 Menor valor

Momento positivo=I*M+ 0.91Momento negativo=I*M- 1.02

VERIFICACION DEL PERALTEd=raiz(2*M*/(Fc*j*k*100) 8.64

d<H, VERDADERO

D-DISEÑO DE TRAMO EN VOLADIZOMomento por peso propio

carga distancia

Momento0,35*0,15*2,4 0.126 0.575 0.070,25*0,2*2,4 0.12 0.3 0.040,25*0,05/2*2,4 0.015 0.27 0.00Asf,(a*e) 0.192 0.2 0.04Branda 0,15 0.15 0.75 0.11

Md=

0.26x=distancia al sardinel rueda -0.15Ml=p*x/(0,8*x+1,143) -1.06Momento impacto = -0.318

DISEÑO POR ROTURA -2.65 T-mAs= -4.99 cm-2

@ -40 cmsUsar fierro5/8"@ -40 cms

FALLAS EN PUENTES

Puente Tinkuy colapsa y se desploma

No fueron las lluvias ni el crecimiento del caudal del rio lo que trajo abajo al puente que unía el distrito ayacuchano de Llochegua, en el valle de los ríos Apurimac y Ene, con la región Cusco, sino su mala ejecución y sus débiles bases.

Fallas por problemas de diseño• -Errores en la selección del material constitutivo• -Fallas en la especificación de la capacidad estructural del puente• -Indefiniciones en el proceso constructivo, o errores en el mismo• -Fallas geométricas en el diseño estructural

Fallas por problemas de diseño Fallas por condiciones de viento y resonancia

Fallas en el material constitutivoLas causas más importantes identificadas para generar fallas en los materiales son:

• -Propiedades mecánicas deficientes del acero• -Proceso de fabricación inadecuado• -Composición química deficiente• -Tratamiento térmico mal aplicado

Fallas en el proceso constructivoEste tipo de fallas se caracteriza por tres problemas secundarios:• -Maquinado• -Soldadura• -Relevado de esfuerzos

La pregunta obligada es: las fallas de puentes en casos fortuitos que raramente ocurren, o la falla de puentes es un fenómeno común, más de lo que pudiéramos desear o imaginar?

Las Causas más Comunes de las Fallas fueron:• Inundaciones y socavacion 55%• Sobrecargas y Colisiones 20%• Detalles constructivos 25%

Las Principales formas en que pueden fallar un puente en su proceso constructivo:

- Agrietamiento del Concreto - Abrasión del Suelo- Daños por sobrecarga- Reventones

Fallas por condiciones de operación no consideradas Clasificación general de problemas y determinación de soluciones

Fallas por condiciones Sísmica: • Tipos de fallas en puentes debidos a terremotos:

1-Desplazamientos: 1.1- Fallas en los claros debido a desbancamiento en juntas no restringidas1.2- Amplificación de los desplazamientos debidos a efectos del suelo1.3- Hundimiento y rotación del bastión

2- Fallas en columnas de puente2.1- Falla por flexión2.2- Falla por cortante2.3- Fallas en las uniones2.4- Fallas en las fundaciones

Según algunos tipos de deficiencia que pueden hacer vulnerables la cimentación son:•- Resistencia inadecuada a flexión debido a la ausencia de refuerzo superior.•- Desarrollo inexistente para desarrollar resistencia a cortante.•- Refuerzo inadecuada de la junta columna-placa, donde se desarrolla fuerzas cortantes considerables.•- Anclaje y desarrollo deficientes del refuerzo de la columna dentro de la placa.

Otros tipos de fallas pueden ser:

La falla por deformación puede ser por deformación elástica (recupera su forma una vez quitada la carga) o por deformación permanente. Este caso representa aquellas estructuras que producen un sentimiento de inseguridad en el usuario y que por lo tanto dejan de ser funcionales.

Las fallas por desmoronamiento parcial o total son aquellas producidas por inestabilidad o por falta de resistencia de los materiales. Fallas por Empuje de Tierras. Fallas por empuje hidrodinámico del agua. Fallas por cambios de Temperatura.

Las principales deficiencias estructurales que se pueden dar en puentes de acero son:- Los elementos principales no cumplen las relaciones ancho-espesor.- Los esfuerzos actuantes son mayores a los permitidos.- Elementos de arco diseñados solamente a compresión sin tener en cuenta la flexión biaxial junto a la compresión. -Utilización de modelos estructurales incompletos.- Incumplimiento de las características mínimas para un adecuado análisis y diseño.- Selección errónea de la longitud efectiva (K) para la evaluación del pandeo general de la Parte inicial de los elementos de un arco.- Ausencia de evaluación adecuada de la estabilidad lateral. -Deficiencias de análisis, diseño y fabricación de las uniones.- Necesidad de más frecuentes y más exhaustivos estudios de actualización y rehabilitación -Ausencia de estudios de fenómenos de fatiga para el diseño y revisión tanto de los elementos como de las uniones. -Escasez o ausencia de mantenimiento preventivo y rutinario, lo que favorece la aparición de fenómenos de corrosión que afectan a la capacidad de la estructura metálica.

-Soldaduras sin adecuado diseño y con deficiencias desde la fabricación por falta de controles de calidad.

Puente de Minneapolis, USA

Los siete puentes más impresionantes de ChinaEn los últimos 15 años (y los que nos quedan) en China se han dado lugar las siguientes situaciones:

Necesidad creciente de una infraestructura de transporte moderna Mano de obra relativamente barata Dinero, mucho dinero…

Como consecuencia, China está desarrollando un crecimiento de las redes de transporte como en ningún sitio y ninguna época anterior en la historia de la humanidad.

En este post os traigo una lista de los 7 puentes más impresionantes que, por ahora, hay en china. Entre ellos, algunos de cifras récord: el puente colgante, el puente arco y el puente sobre agua más largos del mundo así como alguno de los mas altos. Sí, todos en el mismo país, China:

1) Puente Chaotianmen: el puente en arco más largo del mundo por longitud del vano principal.

Se trata de un puente de carretera y ferrocarril situado en la ciudad de Chongquing. Se inauguró el 29 de abril de 2009 y posee una longitud total de 1741 m y un vano central de 552 m.

El tablero posee dos plataformas, la superior tiene seis carriles de 3.75 m cada uno, tres para cada sentido, y dos carriles peatonales de 2,5m cada uno, uno a cada lado del tablero.

La plataforma inferior tiene dos vías ferroviarias en el centro y dos carriles de tráfico en cada lado. El ancho total es de 36,5 m.

2) Puente Xihoumen: el segundo puente colgante más largo del mundo.

Inaugurado el 25 de diciembre de 2009 en la provincia de Zhejiang, en el archipiélago de Zhoushan, es el segundo puente colgante más largo del mundo con 1650 m en el vano principal. La longitud total del puente es de 2588 m y posee dos torres de 211 m de altura.

El ancho del puente es 36 m y está compuesto por cuatro carriles de 3,75 m, 2 para cada sentido.

El coste total del puente fueron unos 266 millones de euros de nada.

3) Puente de Lupu.

Situado en Shanghái e inaugurado el 28 de junio de 2003, fue el puente arco más largo del mundo con 550 m hasta que en 2009 se construyó el Puente Chaotianmen (el nº 1 de nuestra lista). Cruza el río Huangpu con una longitud total de 3,9 km y posee 6 carriles, 3 para cada sentido.

Su coste fue de 222 millones de euros.

4) Puente de la bahía de Qingdao: puente sobre agua más largo del mundo.

Esta estructura cuenta con una longitud total de 42,5 km (si, has leído bien) y fue inaugurada el 30 de junio de 2011 convirtiéndose en el puente sobre agua más largo del mundo.

Tiene un ancho de 35 m con 6 carriles, tres para cada sentido. Para su construcción fueron necesarias 4500.000 Toneladas de acero y 2,3 millones de metros cúbicos de hormigón. Posee más de 5200 pilas. Actualmente se le esta construyendo una pequeña isla como zona de descanso donde la gente pueda repostar, ir a un restaurante, hacer compras…

Su coste: 1692 millones de euros.

5) Puente Siduhe: el más alto del mundo.

Puente colgante que cruza el valle del río Sidu cerca de Yesanguan de 1220 m de longitud fue inaugurado el 15 de noviembre de 2009. Con un vano de unos 900 m nada despreciables, lo que hace a este puente digno de estar en las listas de puentes es, sobre todo, la altura libre entre el tablero y el suelo: unos 496 m lo que le nombra el puente más alto del mundo.

El coste de este puente: 90 millones de euros.

}

6) Puente Ferroviario Beipanjiang: puente ferroviario más alto del mundo

Este puente situado en Liupanshui e inaugurado en el 2001 con 275 m de altura, se convirtió en el puente arco más alto del mundo (título que perdió en 2009) y también en el puente ferroviario más alto del mundo (título que aún mantiene).

Para su construcción, en lugar de utilizar dos torres temporales en cada estribo para construir el arco, el arco se construyo en dos mitades sobre cimbra, cada una a un lado del barranco. La primera pila de cada extremo ayudaba como tirante. Una vez terminado las mitades de los arcos se giraron las pilas 180º hasta enfrentar los arcos. Posteriormente se unieron las mitades de los arcos y se construyeron el resto de pilas y el tablero. Un método muy ingenioso.

7) Puente Liuguanghe

Se trata de un puente viga inaugurado en 2001 en Guizhou, con un vano central de 240 m (vano más largo que cualquier vano de puente viga de E.E.U.U.) y una altura desde el nivel del agua hasta el tablero de 297m.

El tablero es de canto variable, con un máximo de 13,40 m en los apoyos de las pilas y de 4,10 m en centro de vano. ¡Todo un coloso!

“LOS HOMBRES CONSTRUIMOS DEMASIADOS MUROS Y NO SUFICIENTES PUENTES”

Isaac Newton

Los Puentes Clasificacion

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