01-PFC Anteproyecto Vigas

Tipologías estructurales

Vigas doble T. Generalidades

PFC – ANTEPROYECTO

• Las luces no suelen pasar de 45 metros. Los puentes normalmente consisten en una serie de vanos isostáticos sucesivos.

• Una media estadística de la esbeltez geométrica (relación canto/luz) de distintos puentes es 1/16. En general se tiene:

1/30 < canto/luz < 1/10 • Las vigas suelen ser prefabricadas, lo que da gran facilidad

constructiva.

Tipologías estructurales

Vigas doble T. Configuración transversal de las vigas (I)

PFC – ANTEPROYECTO

• El número de vigas viene determinado por la economía de la construcción.

• No obstante, no conviene separarlas vigas más de 4 – 4.5 metros. • Cuantas menos vigas, más canto han de tener, lo que puede dar

problemas con el gálibo a dejar.

Tipologías estructurales

Vigas doble T. Configuración transversal de las vigas (II)

PFC – ANTEPROYECTO

• En puentes de carretera, donde la sobrecarga de tráfico puede colocarse en cualquier sitio, conviene separar las vigas uniformemente.

• Sin embargo, en puentes de ferrocarril, donde la localización de la sobrecarga está totalmente determinada, conviene colocar vigas bajo los raíles.

Tipologías estructurales

Vigas doble T. Grandes vigas hormigonadas in situ

PFC – ANTEPROYECTO

• Se pueden utilizar grandes vigas hormigonadas in situ. • El número de vigas se reduce, ya que se pueden construir in situ

con grandes dimensiones. • No obstante, hay que contar con el inconveniente de los

encofrados.

Tipologías estructurales

Vigas doble T. Losa de hormigón (I)

PFC – ANTEPROYECTO

• Sobre las vigas se construye una losa de hormigón de unos 25 cm normalmente. Su misión es:

- Proporcionar la superficie de rodadura para los vehículos. - Distribuir las fuerzas del tráfico sobre las vigas. - Proporcionar la cabeza de compresión a las vigas para resistir la flexión.

Tipologías estructurales

Vigas doble T. Losa de hormigón (II)

PFC – ANTEPROYECTO

• El espesor de la losa depende de: • La separación transversal de las vigas. Cuanto mayor sea la

separación, mayores son los esfuerzos de flexión transversal y por tanto mayor ha de ser el espesor de la losa.

• Si existen vigas riostras transversales el espesor de la losa se puede reducir, ya que las vigas riostras ayudan a distribuir las cargas hacia las vigas. No obstante, hoy en día es poco usual utilizar vigas riostras.

Tipologías estructurales

Vigas doble T. Junta de dilatación

PFC – ANTEPROYECTO

• Normalmente un puente de vigas es una sucesión de vanos isostáticos y el tablero está simplemente apoyado.

• Al hormigonar la losa, se deja una junta de dilatación en los extremos de cada vano.

• Esta junta causa molestias a la rodadura de los vehículos, ya que crea una discontinuidad en la superficie.

• Para evitar el problema de la rodadura, se puede construir un tablero semi-continuo o continuo.

Tipologías estructurales

Vigas artesa. Generalidades

PFC – ANTEPROYECTO

• La viga artesa es más cara y más pesada que la doble T. • Su comportamiento estructural es mejor, ya que proporciona gran

rigidez a torsión. • Después de hormigonar la losa superior, tiene comportamiento

análogo a una viga cajón.

Tipologías estructurales

Vigas artesa. Configuración transversal de las vigas

PFC – ANTEPROYECTO

• En puentes de no excesiva anchura, con dos vigas artesa es suficiente (incluso una sola viga si la anchura es pequeña).

• Se necesitan un número mucho menor de vigas que de doble T.

Tipologías estructurales

Vigas artesa. Dimensiones orientativas

PFC – ANTEPROYECTO

• Por tener un orden de magnitud, un ejemplo podría ser: • Ancho total A = 3 m. • Ancho inferior B = 1.75 m. • Canto C = 1.2 m. • Ancho interior D = 2 m.

Tipologías estructurales

Cargas muertas

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• Al peso propio de las vigas hay que añadir: • La losa (normalmente 25 cm de espesor), lo que da unos 6 kN/m2. • El pavimento. Suele ser de al menos 5 cm de espesor con una

densidad de 2.4 t/m3. El pavimento se extiende sobre todo el ancho de la losa menos en los extremos, donde se colocan las barreras. Por simplicidad, se puede considerar como una carga de 2 kN/m2.

• Las barreras protectoras en ambos lados. Se puede tomar 0.5 m de ancho para las barreras y una carga lineal de 12.5 kN/m.

Tipologías estructurales

Sobrecargas de uso (tráfico)

PFC – ANTEPROYECTO

• La norma que regula estas cargas es la IAP-98. • Sobrecarga uniformemente repartida de 4 kN/m2. • Vehículo pesado (tanque) de 600 kN. • Estas cargas se supondrán que actúan en la posición más

desfavorable. • Además de la acción vertical, las sobrecargas de tráfico también

introducen una acción horizontal o rasante (fuerza de frenado).

Tipologías estructurales

Otras cargas que dependen de la localización geográfica

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• La norma que regula estas cargas es la IAP-98. • Acciones climáticas: - Viento. - Nieve. - Acciones térmicas (gradientes térmicos). • Acciones accidentales: - Impacto. - Sismo.

Tipologías estructurales

Ejercicio de clase. Predimensionamiento puente de vigas (I)

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• Luz: 25 m. Ancho: 10 m. • Centro de gravedad: 0.54 m. Área: 0.25 m2. Inercia: 3365 cm4. • Hormigón: HA-35. Acero: B-500-S.

Tipologías estructurales

Ejercicio de clase. Predimensionamiento puente de vigas (II)

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• Luz: 30 m. Ancho: 12 m. • Centro de gravedad: 0.47 m. Área: 0.29 m2. Inercia: 4262 cm4. • Hormigón: HA-40. Acero: B-500-S.