SECCION A.1.1- OBJETO

TITULO A DISEO

CAPITULO A.1 REQUISITOS GENERALES

CCP 200-94 Pg.A.1-1

El objeto de estas especificaciones es proveer los requisitos mnimos para lograr un diseo seguro y funcional de puentes y dems estructuras viales.

A.1.1.1 - Anlisis y diseo - Cuando en estas especificaciones se den frmulas empmcas, alternativamente se puede utilizar cualquier mtodo de anlisis que est basado en teoras o en ensayos, que sean previamente aceptados por la lnterventora.

A.1.1.2 -Integridad estructural- El diseo y los detalles para puentes nuevos estn dirigidos a lograr integridad estructural teniendo en cuenta lo siguiente:

(a) El uso preferencial de estructuras continuas y redundantes para dar una o ms alternativas de comportamiento estructural.

(b) Anchos de miembros estructurales y apoyos que sean resistentes a daos o inestabilidad.

(e) Sistemas de proteccin externa para minimizar los efectos de las cargas esperadas.

A.1.1.3- Uso de AASHTO LRRFD- La bsqueda de una mayor seguridad y economa en los diseos estructurales ha conducido al desarrollo de procedimientos de diseo basados en mtodos estadsticos que describen en forma ms precisa la variabilidad en las propiedades de los elementos estructurales.

Estos procedimientos, conocidos como LRFD (Load and Resistan! Factor Design), representan un enfoque ms moderno y confiable, por lo cual todos los Paises han ido cambiando sus normas a esta metodologa.

El Comit AIS-200, encargado de preparar el "Cdigo Colombiano de Puentes" es conciente de esta tendencia mundial y considera que en pocos aos, esta filosofa de diseo terminar imponindose, por lo cual ha comenzado los estudios necesarios para preparar la Norma LRFD Colombiana. Mientras se logra este objetivo, ha estimado conveniente, permitir el uso del documento AASHTO-LRFD "Bridge Design Specifications" advirtiendo que debe utilizarse en su totalidad y no tomar de l las partes ms conveniente.

SECCION A.1.2 - LOCALIZACION DE PUENTES

En general la localizacin de un puente est gobernada por el alineamiento de la va. La localizacin del puente debe seleccionarse para que se ajuste al obstculo que debe salvarse. Los cruces sobre corrientes de agua deben ubicarse teniendo en cuenta los costos iniciales del puente y la minimizacin de los costos totales incluyendo los correspondientes a la correccin del lecho, si fuere el caso, y las de las medidas necesarias de mantenimiento de la cuenca para reducir la erosin.

En los cruces sobre vas vehiculares y frreas. deben preverse futuros trabajos tales c;mo ampliacin de la va.

1mpreso en d1c1embre 7, / 995

CCP 200-94 Pg.A.1-2

SECCION A.1.3- ESTUDIOS BASICOS PARA PUENTES SOBRE VIAS Y CANALES

A.1.3.1 - Generalidades - En la determmacin preliminar de la ruta se deben tener en cuenta los ponteaderos que por sus buenas caractersticas hayan sido seleccionados previamente, para minimizar los costos de construccin. mantenimiento y reemplazo (reposicin). En el caso de que el ro tenga meandros naturales. estos se deben estudiar y si se considera necesario se cambiar su curso, se canalizar y se harn las obras requeridas para reducir los problemas de erosin y prevenir la prdida de la estructura.

Las cimentaciones de los puentes deben disearse teniendo en cuenta la socavacin (ensanchamiento y profundizacin del cauce) debida a causas naturales. En puentes sobre ros de planicie se debe considerar la posibilidad de dismmuir la altura de los terraplenes de aproximacin para proveer secciones de desbordamiento que perm1ta el paso de crecientes inusuales sobre la va como medida para prevenir la prdida de la estructura. Como alternativa se deben disear las estructuras de alivio requeridas. Donde se requieran estructuras de alivio para mantener la distribucin natural del flujo y reducir el represamiento, se debe tener especial cuidado en el dimensionamiento y localizacin de tales estructuras para prevenir erosiones indebidas o cambios en el curso del lecho principal.

A.1.3.2 - Los puentes deben disearse para el paso del caudal de diseo de magnitud y frecuencia consecuente con el tipo y clase de va - En la seleccin del tamao del rea hidrulica deben tenerse en cuenta el n1vel de aguas mx1mas. el paso de materiales de arrastre y la socavacin. Cuando el caudal exceda el de diseo o cuando las avenidas e inundaciones puedan causar daos grandes a las propiedades adyacentes o la prdida de una estructura costosa, debe proveerse mayor rea hidrulica.

A.1.3.3 - Donde sea necesario dismmuir los efectos desfavorables del flujo, deben proveerse estructuras de alivio, espolones, deflectores de materiales de arrastre y obras de canalizacin. En las pilas y estnbos expuestos a daos causados por la socavacin deben proveerse obras de proteccin. Los taludes de los terraplenes adyacentes a la estructura sujetas a erosin deben protegerse adecuadamente mediante enrocados. colchones flexibles, geotextiles, bolsacretos, espolones u otros elementos apropiados. Los terraplenes adyacentes al ponteadero deben mantenerse limpios de maleza y arboles para prevenir altas velocidades del fluo y posible erosin. Las zonas de explotacin de materiales no deben localizarse en reas donde se incremente la velocidad y la posibilidad de erosin en el puente.

SECCION A.1 .4 - ESTUDIOS HIDRAULICOS

Los estudios hidrulicos de los ponteaderos son requisito necesario en el diseo preliminar del puente; el informe de tales estudios debe contener los siguientes items:

A.1.4.1 - tnfonmacin del sitio

(a) Mapas, perfiles del ponteadero, fotografas areas.

(b) Datos completos sobre puentes existentes, incluyendo fechas de construccin y comportamiento en crecientes anteriores.

(e) Niveles observados de aguas mximas y fechas de ocurrencia.

(d) Informacin sobre tipo y magnitud del material de arrastre y estabilidad del lecho.

(e) Factores que afectan los niveles de aguas mximas tales como caudales mximos de afluentes, embalses, proyectos de control de flujo y mareas.

impreso en diciembre 7, /995

CCP 200-94 Pg.A.1-3

(f) Cambios geomorfolgicos en el canal de flujo.

A.1.4.2- Estudios hidrolgicos

(a) Datos de flujo pertinentes para estimar el caudal en el sitio, incluyendo los registros histricos de flujo y los caudales mximos.

(b) Curva de Caudal.- Frecuencia para el silio.

(e) Distribucin del flujo y velocidades en el sitio para el caudal que va a ser considerado en el diseo de la estructura.

(d) Curva Nivel-Caudal para el sitio.

A. 1 .4.3 -Anlisis hidrulicos

(a) Niveles de aguas y velocidades medias en el ponteadero para las longitudes probables del puente y caudal seleccionados.

(b) Profundidad eslimada de la socavacin en las pilas y estribos de las estructuras propuestas.

(e) Efecto de los cambios en la geomorfologa natural de la corriente en la estructura propuesta.

(d) Consideracin de los cambios geomorfolgicos en las estructuras ubicadas en la vecindad de la estructura propuesta.

SECCION A.1.5 - LOCAUZACION, LONGITUD Y AREA HIDRAULICA DE LAS ALCANTARILLAS La localizacin, longitud y rea hidrulica de las alcantarillas debe definirse de conformidad con el documento "Guide on !he Hidraulic Design of Culverts" de AASHTO.

SECCION A.1.6 - DRENAJE DE LA VIA

El drenaje transversal de la va debe hacerse en la superficie de rodadura mediante bombeo y el longitudinal, garantizando la pendiente necesaria. El agua que fluye por las cunetas debe interceptarse para impedir que corra sobre el puente. Puentes cortos y de luces continuas, particularmente viaductos, pueden construirse sin tubos de drenaje (desages) y el agua de la calzada del puente pueda llevarse por conductos abiertos o cerrados ubicados en los extremos del puente. El drenaje longitudinal de puentes largos debe hacerse por medio de tubos de dr.;;naJe (desages) los cuales deben ser suficientes en nmero y tamao para drenar adecuadamente las cunetas. Los conductos de drenaje, donde se requieran, deben hacerse de materiales rgidos y resistentes a la corrosin y su dimensin no debe ser menor de 1 O cm. Deben proveerse sitios de limpieza. Los detalles del drenaje del tablero deben ser tales que prevengan cualquier descarga del agua de drenaje en parte de la estructura o sobre el trfico que transita por el paso inferior y para prevenir la erosin en la salida del dueto Los drenajes del tablero deben conectarse con conduclos que lleven el agua lluvia al nivel del terreno. Las partes colgantes del tablero en concreto deben tener "goteras".

tmprem en dtctcmbre 7, 1995

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SECCION A.1 . 7 - PERAL TES

El peralte utilizado en puentes localizados en curvas horizontales o zonas de transicin deber cumpli con el diseo geomtrico especificado en la va. El peralte no debe ser mayor que el10%.

SECCION A.1.8- SUPERFICIE DE RODADURA

Todos los puentes deben proveerse de una capa de rodadura adecuada.

SECCION A.1.9 - ELEMENTOS ACCESORIOS DE UN PUENTE

Cuando se requiera la localizacin de elementos accesorios en el puente, tales como cables, poste: duetos elctricos o telefnicos, tuberas de agua, gas, etc., se deben hacer las provisiones necesarias e el anlisis y diseo que garanticen la estabilidad y seguridad del puente.

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CAPITULO A.2 CARACTERISTICAS GENERALES DE DISEO

SECCION A.2.1- GE:NERALIDADES

A.2.1.1 Ancho de calzada y andenes - El ancho de la calzada debe ser el ancho libre medido perpendicularmente al eje longitudinal del puente entre la parte inferior de los sardineles. En caso de que no se usen sardineles o sean escalonados, el ancho libre debe ser el ancho mnimo medido entre las caras mas cercanas de las barandas del puente.

El ancho del andn debe ser el ancho libre, medido perpendicularmente al eje longitudinal del puente, desde el extremo interno del pasamanos hasta la parte inferior del bordillo o sardinel. En el caso de existir una cercha, viga o muro, parapeto adyacente al sardinel de la va, el ancho debe medirse hasta el extremo del lado de circulacin de estos miembros.

SECCION A.2.2 - LUCES Y GALIBOS

A.2.2.1 - Navegables - El permiso para la construccin de puentes sobre ros navegables debe obtenerse de la entidad a cargo.

A.2.2.2 -Ancho de calzada - Para definir los anchos de calzada para diferentes volmenes de trfico, remitirse a las recomendaciones del Instituto Nacional de Vas.

A.2.2.3 - Glibos - El glibo sobre las vas principales en reas rurales, debe ser por lo menos 4 90 m en todo el ancho de ta va y debe preverse la posibilidad de repavimentacin En vas principales de reas urbanas, debe proveerse un glibo mnimo de 4.90 m excepto en reas altamente desarrolladas. Debe proveerse un glibo mnimo de 4.90 m en reas rurales y urbanas cuando tal glibo se requiera por seguridad. En todas las otras vas el glibo debe ser de 4.50 m mnimo sobre el ancho de la va y debe preverse la posibilidad de repavimentacin.

A.2.2.4- Otros- Las luces y glibos de las canales, deben ajustarse en ancho, altura y localizacin a los requisitos de las entidades de las cuales les corresponde su aprobacin.

A.2.2.5 - Sardineles y andenes - La cara del sardinel est definida como la superficie vertical e inclinada de este, sobre la calzada. Las medidas horizontales de los sardineles se toman desde el punto mas bajo de la cara del sardinel, o, en el caso. de sardineles inclinados, desde el punto inferior de la cara mas baja. El ancho mximo de sardineles escalonados, si se usan, debe ser 22.5 cm.

Cuando de usen sardineles y cunetas en los accesos al puente, en un extremo o ambos extremos. la altura del sardinel sobre el puente debe ser igual o mayor que la altura de los sardineles en los accesos. Cuando no haya sardineles en los accesos, la altura del sardinel del puente sobre la superficie de rodadura, no debe ser menor de 0.20 m y preferiblemente no mayor de 0.25 m.

En donde se usen andenes para peatones en vas urbanas. estos deben separarse de la calzada de trfico del puente por medio de una baranda combinada.

impreso en diciembre 12, 1995

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En los casos en donde se utilicen parapetos tipo New Jersey o se construya un sardinel sobre el puente, especialmente en reas urbanas que tienen sardineles y cunetas antes de los puentes. deben mantenerse a lo largo de todo el puente los mismos anchos entre sardineles de las vas de acceso. Cualqu1er baranda o parapeto que se instale sobre o cerca a la lnea del sardinel debe tener sus extremos apropiadamente pendientados.

SECCION A.2.3 - DIMENSIONES LIBRES PARA PUENTES

A.2.3.1 - Ancho - La dimensin horizontal debe ser el ancho libre y la vertical la altura libre para el trnsito del trfico vehicular, como se muestra en la figura A.2.3.

Glibo horizonlal

Figura A.2.3 Diagrama de glibos para puentes

El ancho de la va generalmente es igual al ancho de la calzada de trfico, incluyendo las bennas. Cuando los accesos a las estructuras tienen sardineles, debe conservarse la misma seccin a lo largo de toda la estructura.

A.2.3.2- Glibos- Deben usarse los indicados en A.2.3.

tmpreso e11 dtciembre 12, 1995

-CCP 200-94 Pg.A.2-3

SECCION A.2.4- LUCES LIBRES PARA PASOS ELEVADOS- (ver figura A.24)

mimmo 18m ms pavimento

;------------------;--,.

.,..- Borde dpf muro

~ 90 m (mn) 1 pav1mento 1 90m (mln) CondiCIn general

Borde del muro

~Borde de la barrera

'rJ O 60 mnimo Borde de la barrera

cf]=p=avlmento==::

Berma lateral Condic in limitada

Figura A.2.4

-

o

:_ E ~ ...

1 ~~ o

"'

Diagramas de glibos para pasos elevados

~ 1:

~ ~ :;; "'

A.2.4.1 - Ancho - Las pilas o muros de las estructuras para separacin de niveles deben localizarse minimo 9.0 metros alejados de los carriles de trfico. En los sitios en que no se pueda cumplir con este requisito por costo de la estructura, tipo de la estructura, volumen y velocidad de diseo del trfico, arreglo de las lurs, sesgo, o topografa , la pila o muro puede colocarse a menos de 9.0 metros protegindose med;ante el uso de barreras o guardaruedas. Los guardaruedas u otros elementos deben soportarse independientemente con la cara de trfico localizada por lo menos a 0.60 m desde la cara de la pila o el estribo.

La cara del guardarueda u otro elemento debe localizarse por lo menos 0.60 m por fuera de las bermas.

A.2.4.2 - Glibos - Debe proveerse un glibo no menor de 4.30 m entre sardineles, o si no se usan sardineles, sobre todo el ancho que esta disponibles para el trfico.

A.2.4.3 -Sardineles- Los sardineles, si se usan, deben ser similares a los de las vas de acceso.

":iembre 12. 1995

CCP 200-94 Pg.A.2-4

SECCION A.2.5 DIMENSIONES LIBRES PARA TUNELES (ver figura A.2.5)

nomen01 de90m

G31ibo horiZC#t\tal 1

bordillo B01dillo o andn

o andn

0.45 m (min) O 45 m (mon)

j__f-- .----~=======--------------=======~ ------~-

--r ancho via 060mimmo Figura A.2.5

Diagrama de glibos para tneles dos vas de circulacin

A.2.5.1 Ancho de calzada La dimensin libre horizontal debe ser el ancho libre y el glibo la altura libre para el trfico vehicular, como se muestra en la figura A.2.5.

A menos que se especifique algo diferente, los elementos de las estructuras deben construirse cumpliendo con las siguientes dimensiones libres para el trfico.

Los glibos y anchos de una calzada de dos carriles de trfico no deben ser menores que los indicados en la figura A.2.5 El ancho de la calzada debe incrementarse en 3.0 metros mnimo y preferiblemente 3 60 m para cada carril de trfico adicional.

A.2.5.2 Luz libre entre muros El ancho mnimo entre muros para tneles de dos carriles de trfico debe ser 9 O m.

A.2.5.3 Glibo vertical- El glibo vertical mnimo entre sardineles no debe ser menor de 4.50 m.

A.2.5.4 Sardineles . El ancho de los sardineles no debe ser menor de 45 cm. y su altura debe ser igual a la especificada para los puentes.

Para vas con trfico pesado, se recomiendan anchos mayores a los mnimos indicados. Si el ancho de carril de trfico excede 3 60 m el ancho de la calzada puede reducirse en 0.60 m de la calculada a partir de la figura A.2.5.

111/f>I'

CCP 200-94 Pg.A.2-5

SECCION A.2.6 - DIMENSIONES LIBRES PARA VIAS ENTERRADAS

A.2.6.1 -Ancho de calzada -Al ancho libre de calzada entre sardineles no debe ser menor que el especificado para tneles.

A.2.6.2 -Luz libre entre muros - El ancho mnimo entre muros para vias enterradas de dos carriles de trfico debe ser 9.0 m.

A.2.6.3 - Sardineles - El ancho de los sardineles no debe ser menor de 45 cm y su altura debe ser igual a la especificada para puentes.

CCP 200-94- Pag.A.J-10

Luces entre O O y 7.50 metros de longitud 400 kgflm2

Luces entre 7.51 y 30.0 metros de longitud 300 kgf/m2

Luces de ms de 30.0 metros de acuerdo con la siguiente frmula

( 45oo)( 11 - w) P = 145 +---:-- - 1-5 - :5: 300 kgf/m2 en donde

p carga viva, expresada en kgf/m'

L longitud cargada del anden. en metros

W ancho del anden, en metros

A.3.4.8.1.2- Cuando se calculen los esfuerzos en estructuras que soporten andenes en vo ladizo, debe cargarse completamente el anden de un lado de la estructura si esta condicin pro.duce los esfuerzos mximos.

A.3.4.8. 1.3 - Los puentes peatonales o para bicicletas deben disearse para lila c~a ___ viva de 400 kgf/m2 _ --=-=-

A.3.4.8. 1.4 - Cuando se espere que vehculos de mantenimiento puedan circular en p.uentes peatonales o para bicicletas, se deben considerar dichas ca rgas.

A.3.4.8.2 -Cargas para bordillos

A.3.4.8.2 .1 - Los bordillos deben disearse para resistir una fuerza latera l de no mec~os de 750 kgf/m, aplicada en el extremo superior del bordillo. o a una altu ra de 25 cm arriba de la calzada si el bordillo tiene ms de 25 cm de alto.

A.3.4.8.2.2 - Cuando el anden. el bor9i'lo y la baranda conformen un sistema integral, la carga sobre la baranda debe ser considerada y lo~fuerzos en el bordillo calculados de acuerdo a esa carga.

SECCION A.3.5 -CARGAS POR SISMO

A.3.5.1 - General idades - En los numerales siguientes se definen el propsito, el alcance, la clasificacin por importancia y otras generalidades sobre el diseo ssmico de los puentes cubiertos por este Cdigo.

A.3.5.1.1 - Propsito - El propsito de los presentes requisitos de d iseo y construccin es el de minimizar los daos causados en los puentes por los efectos de los sismos.

Los movimientos ssmicos de d iseo estn basados en una probabilidad de 10% de que sean excedidos en un lapso de 50 aos. correspondiente a la vida util promedio de un puente. Los puentes, y sus componentes, que se diseen y construyan de acuerdo con los presentes requisitos pueden sufrir dao durante un sismo, pero tendrn una baja probabilidad de sufrir colapso debido a los movimientos ssmicos del terreno.

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al un puente diseado y construido de acuerdo con los presentes requisitos debe ser capaz de: En gener

1_ Resistir temblores pequeos a moderados dentro del rango elstico de los componentes estructurales sin sufrir dao significativo.

2.

3.

soportar efectos ssmicos del mismo orden de magnitud de los prescritos para edificaciones normales en el Cdigo Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes.

cuando se vean afectados por movimientos ssmicos extremadamente fuertes no debe presentar colapso del conjunto o de parte del puente. En donde sea posible el dao' q ue ocurra por causa de un sismo extremadamente fuerte debe ser detectable fcilmente y ocurrir en lugares aceesibles para su inspeccin y reparacin_

Los presentes requisitos son aplicables en todo el territorio de la Repblica de Colombia , por lo tanto se dan requisitos ms estrictos en aquellas regiones del pais donde se esperan sismos de mayor intensidad.

un puente indispensable debe ser capaz de operar durante y despus de la ocurrencia de un sismo fuerte.

A.3.5.1.2 - Alcance Los presentes requisi tos son aplicables al diseo y construccin de puentes carreteables nuevos, para que sean capaces de resistir el efecto de los sismos. Cubren el diseo de puentes convencionales de acero y de concreto reforzado y preesforzado, cuya luz no exceda 150 metros.

Los puentes colgantes, atirantados, de voladizos sucesivos, de arco y los puentes mviles no estn cubiertos por los presentes requisitos. Aunque los principios generales respecto a la magnitud de los efectos ssmicos son vlidos para ellos, no obstante su comportamiento dinmico puede diferir de lo presentado aqu y las consideraciones especiales que deben tomarse en cuenta no estn cubiertas por los presentes requisitos.

En general no hay necesidad de realizar diseo ssmico para puentes enterrados ("culverts"), aunque las consideraciones sobre estabilidad de laderas y taludes debe llevarse a cabo cuando stos no se encuentren localizados en terreno plano.

A.3.5.1.3- Clasificacin por importancia- Los requisitos ssmicos que se deben emplear en el diseo Y construccin del puente son funcin de su importancia y del hecho de que ste sea indispensable para la recuperacin con posterioridad a la ocurrencia del sismo. Se definen tres grupos de importancia, a saber:

Grupo 1 - Puentes esenciales - Comprende todos aquellos puentes rura les y urbanos pertenecientes a carreteras troncales. Incluye adems los puentes de vas urbanas arterias ya sean pertenecientes a ellas o que pasen por encima de ellas. Comprende adems los puentes de acceso a obras de importancia tales como proyectos hidroelctricos.

Grupo 11 - Puentes importantes - Cubre todos los puentes ru rales de vas principales. Se incluyen dentro de este grupo aquellos puentes de vas secundarias que sean las nicas que den acceso a regiones de ms de 50000 habitantes.

Grupo 111 - Otros puentes - Cubre los puentes que no estn comprendidos en el grupo 1 ni en el grupo-u.

1mpreso en didemhre 9, 1995 impreso en diciembre 9, 1995 ------------~-----------~~--------~--------------

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.3.5.1 .4- Pas . os a segUJr en el anlisis y diseo ssmico

so en dici embre 9, / 995

Al CAl ICE CE LOS REOUISITOS CPara;~a!o .1\ 3 5 1 2)

DISENO PREliMINAR

DEFINA LOS MOVIMI1HOS SISMICOS DE Dts . (A1'1tcvlo A 3 5 2) t:NO

DEFINA LA CATEGORIA DE COMPORTAMIENTO SI S MICO (Anculo A3 53

DEFirragralo A 3 5 3 3) RESPUESTA

Si

CATEGORIAS DE COMPORT~MIENTO SISMICO B. C y D

OETERM!NE EL PROCEOIM1ENTf) DE AH.AtiSIS {Articulo A 3 5 .11 )

DETERMI~E lAS FUERZAS Y DES"t.AZAMIENTOS ELASTICOS EN LOS COMPONENTES

(Par ralo A 3 54 4)

COl/BINE LAS FUERZAS LONGITUDitJALES Y TRANSVERSALES (Paragra!o A 3 5 ~)

DEl.ERMINE LAS FUERZAS DE DISENO (M~ui""A 3512 yA 3 5 13)

DETERMINE LOS DESPLAZAMIENTOS DE DISEO (Anlculo A 3.5.9)

DISENE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES (Capllulos A 7. A.8 y A 9)

DISENE lA FUNDACION (SOccin A 6 4)

OISENE LOS ESTRIBOS (Articulo A S 43)

DISEE LOSAS DE APROXIMACION SOLAMENTE EN CATEGORIA O (Pargrafo A 54 3.4)

NO

CCP 200-94 - Pag.A.J-13

<

REVISE LA ESTRUCTURA

A.3.5.1.5 - Definic iones - Las definiciones siguientes corresponden a la Seccin A.3 .5 de este cdigo:

Aceterograma - Descripcin en el tiempo de las aceleraciones a que se ve sometido el terreno durante la ocurrencia de un sismo real.

Amortiguamiento - Prdida de energa en un movimiento ondulatorio.

Amp/ifcacin de la onda ssmica -.Aumento en la amplitud de las ondas ssmicas producido por su paso desde la roca hasta la supeicie del terreno a travs de los estratos de suelo.

Anl.is is dinmico - Procedimiento matemtico por medio del cual se resuelven las ecuaciones de equilibrio dinmico con el fin de obtener las deformaciones y esfuerzos de la estructura al ser sometida a una excitacin que varia en el tiempo.

Anlisis espectral - Tipo de an lisis dinmico modal en el cual la respuesta dinmica mxima de cada modo se obtiene utilizando la ordenada del espectro correspondiente al periodo de vibracin del modo.

impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94- Pag.A.3-14

Anlisis modal - Procedimiento de anlisis dmm1co por med1o del cual la respuesta dinmica de la estructura se obtiene como la superposicin de las respuestas de los diferentes modos, o formas. de vibracin.

Coeficiente de aceleracin A - Es el parmetro que permite determinar el espectro de diseo

Coeficiente de amortiguamiento critico - Es, para tr1 sistema elstico amortiguado de un grado de libertad, el t.ociente entre la cantidad de amortiguamierao del sistema y el amortiguamiento minimo que inh1be toda oscilacin.

Coeficiente de modificacin de respuesta, R - Coeficiente que se prescribe para cada sistema estructural de resistencia ssmica, cuyo valor depelllle del tipo de sistema estructural y de las caracteristicas de ductilidad propias del material estructural que se utiliza en el sistema. Es una medida de la ductilidad general del sistema de resistencia ssmica.

Elemento o miembro estructural - Componente del si~ma estructural del puente.

Espect ro - Es la coleccin de valores mximos, ya sea de aceleracin, velocidad o desplazamiento, que tienen Jos srstemas amortiguados de un grado de libertad durante un sismo.

Falla geolgica- Ruptura, o zona de ruptura. en la roca de la corteza terrestre cuyos lados han tenido movimientos paralelos al plano de ruptura.

Falla geolgica activa - Falla geolgica que se consiDera que es capaz de producir movimientos ssmicos.

Fuerzas ssmicas - Son los efectos inerciales causados pr la aceleracin del sismo, expresados como fuerzas para ser utilizadas en el anlisis y diseo de la estructura.

Grupo de importancia - Clasificacin de Jos puentes seglll su importancia.

Ingeniero geotecnista - Es el ingeniero civil, bajo cura responsabilidad se realizan los estudios geotcnicos o de suelos, por medio de los cuales se fijan Tos parmetros de diseo de la cimentacin, los efectos de amplificacin de la onda ssmica causaJos por el tipo y estratificacin del suelo subyacente al puente.

Licuacin - Respuesta de los suelos sometidos a vibraciones, en la cual stos se comportan como un fluido denso y no como una masa de suelo hmeda.

Modo de vibracin - Es el patrn fijo de respuesta dinmica de una estructura cuando sta se ve sometida a una vibracin que tiene un perodo de vibracin igual al correspondiente al mismo modo de vibracin.

Movimientos ssmicos de diseo - Es una caracterizaci6n de los movimientos del terreno que se espera que se produzca en el sitio donde se encuentra localizado el puente, a raz de la ocurrencia del sismo de diseo.

Perfil de suelo - Son los diferentes estratos de suelo subyacente bajo el sitio del puente.

Perodo de vibracin, T - Es el lapso de tiempo que transcurre en un movimiento armnico ondulatorio, o vibratorio , para que ste se rep1ta.

Probabilidad - Es el nmero de casos que realmente acunen, dividido por el numero total de casos posibles.

unpre.;o en d1c1embre 9. 199 5

CCP 200-94- Pag.A.3-1S

1 - de ondas ssmicas provenientes de un t rrestre inducidas por e pa,o Vibraciones de la corteza e . . ntos sbitos de la corteza terrestre.

Sismo - de han ocurndo movlmle . lugar o zona don ! lugar de inters tienen una probabilidad de solo dieZ

. E un sismo cuyos efectos en e -sismo de diseo- sd.dos en un lapso de cincuenta anos.

ente de ser exce ' que segn el diseo aporta la par Cl . ica - Es aquella parte de la estruct~ra

de resistencia SJSrrl mientas ssmicos de diseno. Sjsfetrla 'da para soportar tOS mOVI resistencia requen

~-

to _ Vase sismo. Temblor, terremo , . desplaza la onda ssmica de cortante

d de cortante - Es la velocidad con que se Velocidad de la on a . dentro de un suelo.

3_5_1_6 _Nomenclatura A. d fraccin de la gravedad

A

R

s

S

T.

coeficiente de aceleracin, expresa o como

coeficiente de modificacin de respuesta o una fraccin de la aceleraci~ de la

:: Mxima aceleracin horizontal. expre~~da aco:e un grado de libertad con un penado de gravedad, a que se ve sometido un SIS em vibracin T .,.

. . al que representa las caractersticas del perfil de suelo coeficiente adrmens1on

. 1 do "m" en segundos. Periodo correspondiente a mo . . -d se definen de movimientos ssmicos de Jseno

A.3.5.2 - Movimientos ss~i~os de diseo - Los acuerdo con tos numerales Siguientes. f .. n de la

. . s de diseo se definen en unCIO .. A.3.5.2.1 Generalidades Los mov~~~~~os ors::~~';acteristicas del suelo subya:en~o~aj~e~~~~~~ localizacin geogrfica_ d_~l puentea~:ae ;or medfo de un espectro suavizado ~e ~~~~~~~ en ef Numeral

~:~~~i~~~epe~\~e~~:n~~~~zna~_~nr~e famil~~s ~e ~~e~~~~~~~~~~ e a~~ue~;~~ ~~:i~ientos causados por un A.3.5.2.6. Los movimientos SISmlcos de ~:~ndoe 1 O% en un lapso de 50 aos. sismo cuya probabilidad de ser excedidos 1 es del

. a a de la Figura A.3 .5.1 se dan tos va ~r A.3.5.2.2 - Zonificaci6~ ssmica d:~:ea l:e; ~~:~:a :n la construccin del espectro de diseno para coeficiente de aceterac16n. A. que . cualquier sitio dentro dcltcrritono nacional

1 'r J Q(}\ ""P' t' , , (' " d~t ,., ,, ,

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8

7

5

- -

-74 -73 -7 1 1 - 1

13 72

Mufll do Vnlurcs do A F1gurn A.3.5-1

71

-70

- 10

-68 -67 -66 - - - --,--- 13

A 0.05 0.075 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0 .45

-3

-t--+--_j -4

-5 -69 -68 -67 -66

CCP 200-94 - Pag.A.3-17

_Efectos regionales - Para tos puentes esenciales. correspondientes al grupo de importancia A.3-523 estigarse la posibilidad de que existan caractersticas tectnicas tates como fallas activas en l . deb~.n~tedaa al lugar del puente y debe evaluarse su potencial de producir valores del coefic1ente la reQI

1 ac

1n mayores que tos valores dados en la Figura A.3.5-1. Esta ev31uaci6n debe comprender

de ace er como mnimo:

1.

2.

3.

un estudio geolgico con especial nfasis en la neotectnica regional en el cual se identifiquen las fallas geolgicas existentes en la zona.

Recopilacin de la i nfo~macin sobre ,la sismicidad regional. una evaluacin de la mxima aceleracin horizontal esperada para los mismos parmetros probabilsticos empleados en la elaboracin del mapa de la Figura A .3 .5-1 , o sea 10% de probabilidad de excedencia en un lapso de 50 aos. El cubrimiento por incertidumbre en la determinacin de la mxima aceleracin horizontal esperada no debe

ser menor del 95%. 4. Opcionalmente, cuando una falla geolgica definida como activa en el estudio de

neotectnica. est localizada a menos de un kilmetro del sitio del puente. sta puede investigarse por medio de trincheras ssmicas con el fin de establecer los perodos de recurrencia de su actividad y este dato incorporarse en la determinacin del valor de la mxima aceleracin horizontal esperada.

A.3.5.2.4 - Efectos de sitio - El suelo subyacente bajo el sitio del puente debe ser investigado para efectos de evaluar su potencial de amplificacin de la onda ssmica. Para puentes de los grupos de importancia n y 111 puede utilizarse el procedimiento del ordinal (a) del presente Numeral. Para los puentes esenciales del grupo de importancia 1 debe utilizarse el procedimiento del ordinal (b) del presente Numeral. (a) Efectos de sitio en puentes de /os grupos de importancia 11 y 111 - Con el fin de tomar en cuenta

los efectos de sitio se definen los siguientes perfiles ti picos de suelos estables:

Perfil de suelo tipo s, -Es un perfil que tiene una de las siguientes propiedades:

(a) est compuP.sto. hasta la superficie, por roca de cualquier caracterstica , que tiene una velocidad de la onda de cortante mayor o igual a 750 m/seg, o

(b) Perf1les que entre la roca y la superficie estn conformados por suelos duros, o densos. con un espesor menor de 60 m, compuestos por depsitos estables de arenas. gravas o arcillas duras. con una veloc1dad de la onda de cortante mayor o igual a 400 m/scg

Perfil de suelo tipo s, - Es un prrlil que 111' 11

CCP 200-94. Pag.A.J-18

una velocidad de la onda de cortante entre 150 y 270 mlseg, y que dentro de ellos, en conjunto hay menos de 12 m de arcillas blandas. '

Perfil de suelo tipo S, . Es un perfil en donde, dentro de los depsitos existentes ent-re la roca y la superficie hay ms de 12 m de arcillas blandas, caracterizadas por una velocidad de la onda de cortante menor de 150 m/seg.

El coeficiente de sitio, S, segn el tipo de perfil, es el dado en la Tabla A.3.5-1:

Tabla A.3.5-1'

Tipo de Perfil de Suelo Coeficiente de Sitio, S

El coeficiente de sitio debe aplicarse independientemente del tipo de fundacin utilizada, ya sea zapatas, pilas o pilotes. En aquellos sitios donde las propiedades del suelo no se conocen con suficiente detalle para poder determinar el tipo de perfil de suelo o donde el perfil no encaja dentro de uno de los cuatro perfiles dados debe utilizarse el coeficiente de sitio, s. correspondiente al perfil de suelo tipo S

3

El potencial de licuacin del suelo debe evaluarse para el sitio. Se permite evaluar este potencial utilizando correlaciones con el ensayo de penetracin estandar. En caso de encontrarse que el suelo es potencialmente licuable, deben tomarse medidas correctivas en el sitio para contrarrestar los efectos adversos de la licuacin.

(b) Efectos de sitio en puentes esenciales del grupo de importancia 1 Para los puentes esenciales correspondientes al grupo de importancia 1, tal como se definen en el Numeral A.3 .5.1.3, deben investigarse los siguientes factores:

1. Aspectos geomtricos respecto a la posicin y espesores de la eslratificacin dominante y la profundidad de la roca base

2. Estudios de clasificacin y consistencia de los suelos, identificando la presencia de suelos granulares saturados y poco compactos con el fin de establecer la susceptibilidad a la licuacin.

3. Estudio del comportamiento del mdulo dinmico de cortanle y la capacidad de amortiguamiento histertico de muestras inalteradas represnta!ivas del subsuelo en cuestin. Para esta determinacin pueden utilizarse tcnicas tales como ensayos tri axiales cclicos, estudios de muestras en columna resonante, mtodos torsionales u otros que esln respaldados por resultados apropiados.

4. Anlisis de la respuesta dinmica del subsuelo, empleando en pincipio la propagacin ondulatoria unidimensional pero soportada por los estudios geotcnicos anotados. De estos estudios se debe deducir el espectro de amplificacin local paTa mediante un anlisis cualitativo razonable establecer un coeficiente de amplificacin promedio apropiado, dominante en el subsuelo.

El valor del coeficiente de amplificacin debe asimilarse al coeficiente de sitio, S, para cada ordenada espectral, pero su valor no puede ser menor de la unidad (1 .0).

1/t{Jreso en dtciemhre 9, 1995

CCP 200-94 Pag.A.31 9

expresado como fraccin de la 5 - Espectro de diseo - El esp~ctro suavizado de diseo, \.3.5.2. t' dado por la siguiente ecuac10n. vedad es a g~ .

Donde:

s ...

S

1.2AS < 2.5A Sam = T;/3 - (A.J-3)

o una fraccin de la acelera ci~ ?.de la Mx.lma aceleracin horizontal , expresada codm grado de libertad con un penodo de t do un s1stema e un gravedad, a que se ve some 1

vibracin T m "

Coeficiente de aceleracin , ~xpresado como fraccin de la gravedad Coeficiente ad1mens1on . . al que representa las caracterst icas del perfil de suelo

d " " en segundos Perodo correspondiente al mo o m .

T., d de A~ O 311 el espectro est definido como: Para perfiles de suelo SJ Y S, en zonas on . , - 1.2AS ~ 2.0A Sam - T2/3 (A.3-4)

m a modos de vibracin diferentes del fundamental cuyo perodo de Para perfiles de suelo S3 Y S,, par 1 1 r de S se puede obtener de: vibracin es menor de 0.30 segundos, e va o ...

S = A(0.80+4.0Tni)

am d 4 O egundos el valor de S,,. Para estructuras en las cuales cualquier periodo de vibracin T'" exce e . s ,

(A.3-5)

puede obtenerse de:

3AS AS Sam = -4/3 ~ J

m

(A.3-6)

. . 1 valor de la aceleracin del terreno en roca Y Cuando se dispone de informacion mas cotmpdletassu~~~e s~byacentes puede emplearse un espectro de d ca de los estra os e 't sobre la respuesta 1n mi . . 1 1 debe cumplir los siguientes requ1s1 os diseo desarrollado para el Sllio, e cua ..

mmo tener una . . d diseo del terreno deben como mi (a) . Los movimientos SISmlcos de cedidos en un lapso de 50 aos. probabilidad mxima de 1 O% e ser ex . . . . armetros propios del lugar, los cuales como La forma espectral debe estar a~qclada a P . icas tectnicas, sismolgicas y . de las

(b) mnimo deben incluir caractenstlcas geotl~og se debe desarrollar para un coefiCiente de Propiedades del suelo en el lugar. El espec e un valor diferente sea consistente con

T de O 05 (5%) a menos qu . lo amortiguamiento en ICO . . d la intensidad del movimiento prev1s el comportamiento estructural anticipa o y .

. . . irse multiplicando las aceleraciones La componente vertical del movimiento puede def~nxce to cuando una falla definida por (e) horizontales correspondientes por un factor ~~o~~izada ~menos de 10 km del lugar del

el estudio de neotectnica como activa esta rt' 1 del movimiento debe tener ta mls~a puente, caso en el cual la comhponent~alv~~~~en utilizarse factores diferentes SI estan

. . e la componente onzon . 'feo acelerac1on qu Id d por informacin propia del lugar espec1 1

"'apropiadamente respa a os

impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94- Pag.A.J-20

A.3.5.2.6 - Familias de acelerogramas - Cuando se empleen procedimientos de anlisis consistentes en evaluaciones contra el tiempo, obtenidas integrando paso a paso la ecuacin de movimiento, los acelerogramas Que se utilicen deben cumplir los siguientes requisitos:

(a) Deben utilizarse para efectos de diseo, las respuestas ante un m1n1mo de tres acelerogramas diferentes, todos ellos representativos de los movimientos esperados del terreno, pero que cumplan la mayor gama de frecuencias y amplificaciones posible.

(b J Los espectros rie respuesta de los acelerogramas empleados no pueden tener individualmente ordenadas espectrales, para cualquier periodo de vibracin, menores Que el 60% de las ordenadas espectrales del movimiento esperado del terreno tal como se evalu en el Numeral A.3.5.2.5.

(e) La envolvente de los espectros de respuesta de los acelerogramas empleados no debe. variar, hacia arriba o hacia abajo, en ms de un 25% con respecto a las ordenadas espectrales del movimiento esperado del terreno tal como se evalu en el Numeral A3.5.2.5. .

A.3.5.3 - Categoras de comportamiento ssmico - Todos los puentes deben asignarse a una categora de comportamiento ssmico de acuerdo con los siguientes requisitos.

A.3.5.3.1 -Generalidades -Las categoras de comportamiento ssmico, las cuales van de A a D, se definen con base en el coeficiente de aceleracin, A, y el grupo de importancia al que pertenezca. Los requisitos mnimos de anlisis y diseo estn gobernados por la correspondiente categora de comportamienlo ssmico.

A.3.5.3.2 - Definicin de las categoras de comportamiento ssmico (CCS) - Las categoras de comportamiento ssmico (CCS) se defmen de acuerdo con la Tabla A.3.5-2:

Tabla A.3.5-2 Categoras de Comportamiento Ssmico (CCSJ Coeficiente de Clasificacin por Aceleracin l~rtancia A J 11 111 A S 0.09 CCS-B CCS-A CCS-A O 09 CCS-C CCS-C

A.J.5.3.3 - Coeficientes de modificacin de respuesta - Las fuerzas ssmicas de diseo para cada elemento estructural individual y sus conexiones se determinan dividiendo las fuerzas elsticas por el coeficiente de modificacin de respuest~. R, apropiado. El coeficiente de modificacin de respuesta, R, ctube utilizarse en las dos direcciones horizontales ortogonales de la subestructura. Los coeficientes de IIIOdificacin de respuesta, R, estn definidos en la Tabla A.3.5-3:

CCP 200-94 - Pag.A.J-21

Tabla A.3.5-3 Coeficientes de Modificacin d R spuesta e e

Subestructura ,..--

(1) Pila tipo murod reto reforzado sobre pilotes

. cabezal e conc . . t Viga Sobre pilotes verticales umcamen e (a) e no o ms pilotes mchnados (bl on u Columnas solas ro compuesto con concreto

. cabezal de acero o ace . . Viga Sobre pilotes verticales_ un,_camente ( ~ l Con uno o ms pilotes mchnados (1 . on dos o mas columnas la direccin de la monor inercia PrtiCO e . . muro puede dise~arso como una columnoi ~~os alsmicos de columna. en ose (1) Una ptl~ 11P:O cuando se cumplan todos los requ s

de la Pla Siempre Y 1 eificienle R de columnas solas. caso puede ulilizarse e co

Conexiones

Superestructura a.l. estribo o de una luz de la sul'_erestructura Juntas de expanslon den\ 1 sobre pilotes, al dado o la Columnas, pilas &tga ca eza superestructura .

O pilas a la fundaCIn . C 0 se recomienda que las _Columnas 1 s do los colegorias de comportamiento si~~~~~ de!arrollarse por ploslificoc\6n

(2) Para puan e dise~en para las fuonos mb rmos que P cifica en el Numeral A.3.5. 13. _En ~~n~:~;~~na o las columnas d:l prt.:~a:i~l':,:;:,::nores que las que so oblendroan

R

2

3 2 3

5 3 5 J

R 0.8 08

1.0 1.0

muchos casos esl~s fuerzas ::~~.~u u1ilizando un coerrcoenle R lgu . . b . lOS cualeS debe

. . se dan los requ1s1tos ao A 3 54 - Requisitos del anlisis ss"!co ~~: e~~~:~:u:~m~cos sobre el puente, sus componentes Y su ll~v~~e a cabo el anlisis para determmar

. fundacin. 1

tipo de anlisis que debe . tos de la Seccin A.3.5.4 definen e 11 causan. En esta A.3_5,4.1 -Generalidades - Los r~~:~~s de diseo Y los des~l~zamlentos qu~i=it~: de diseo de los

efectuarse as como las fuerzas. s micas elsticas que deben utilizarse. Los re~s de cada uno de los Seccin se definen las fuerzas SIS d . s se definen dentro de los requiSI elementos estructurales Y las fun dac100n~es t t rales y los de fun acl . materiales es ruc u . . t de anlisis ssmico que A.3.5.4.2- Regularidad e irreg~~aridad- ~~~ac~amoer~~ular o irregular, de acuerdo con las definiCiones

debe emplearse se requiere clasificar el pue d r 'cin del procedlmlen o . .

presentadas a continuacin: n su masa rigidez o

uente no tiene cambios abruptos e . 'tras entre ll ::~~~;;;:.~.:~~; ,;:~:;: "~}~;;~:,:~~~:~":.; ;~~~:::,::, :;:::,':~~ :,~;:~:

apoyos sucesivos, excluye~b n sector de arco que no exceda 90 , Y t . d~ un 25% Nos que descn an u h . tales no difiera en mas :~~~~~~~e prtico, cuya rig ide~ adnte ~:2~!n ~~~~i~erarse como puentes regulares.

de la del apoyo que tenga menor ngl ez, . . . . de

o satisfacen los requisitos de fa defmiCIOn (b) Puentes irregulares - Son puentes que n puentes regulares.

impreso en diciembre 9, 1995

mm'" ,,, dtctc~m:b:r~e91. ~1~9.v-~~ ,.,. _______ .. , ... ,. _____________ _ _ ____ ~---------------------------

CCP 200-94 Pag.A.3-22

A.3 .5.4.3 Procedimientos de anlisis Para efectos de la aplicacin de los requisi tos ssmicos 5 definen cuatro procedimientos de anlisis ssmico: e

(a)

(b)

(e)

(d)

Procedimiento de anlisis ssmico simplificado (PAS-S1 Procedimiento qe se utiliza para puentes de una sola luz o para puentes de la Categona de Comportamiento Ssmico A (CCS-A). descrito en el Numeral A.3.5 5.

Procedimiento de anlisis ssmico 1 (PAS-1) Mtodo de respuesta espectral de un solo modo, descrito en el Numeral A.3.5.6.

Procedimiento de anlisis ssmico 2 (PAS-2) Mtodo de respuesta espectral con varios modos, descrito en el Numeral A.3.5.7 .

Procedimiento de anlisis ssmico 3 (PAS-3). Mtodo de respuesta integrando contra el tiempo las ecuaciones de movimiento y utilizando familia s de acelerogramas, descrito en el Numeral A.3.5.8.

El procedimiento de anlisis ssmico que debe emplearse en cada puente en particular depende del nmero de luces, de su complejidad geomtrica (regularidad o irregularidad) y de su clasificacin dentro de las categoras de comportamiento ssmico (CCS) Como mnimo debe emplearse el procedimiento de anlisis dado en la Tabla A.3 .5-4. Puede emplearse un procedimiento ms riguroso, de aceptacin general , en vez del mnimo recomendado.

Categora de Comportamrento Ssmrco (CCS CCS-A CCS-B ces-e CCS-D

Tabla A.3.5-4 Procedimiento mnimo de anlisis ssmico (PAS)

Puentes de una luz Puentes Regulares Puentes Irregulares (Regulares e - con dos o mas luces con dos o mas luces Irregulares) PAS-S PAS-S PAS-S PAS-S PAS-1 PAS-1 PAS-S PAS-1 PAS-2 PAS-S PAS-1 PAS-2

A.3.5.4.4 Direcciones principales del anlisis En los puentes de las categoras de comportamiento ssmico B, e y D (CCS-B, CCS-C y CCS-D), las fuerzas elsticas y los desplazamientos que ellas causan deben determinarse independientemente en dos direcciones horizontales ortogonales utilizando el procedimiento de anlisis ssmico (PAS) especificado en el Numeral A.3.5.4.3. Las dos direcciones horizontales ortogonales, en general, corresponden a la direccin longitudinal y transversal del puente, pero su eleccin est abierta al diseador. La direccin longitudinal de un puente curvo puede ser la cuerda que conecta los dos estribos.

A.3.5.4.5 - Combinacin de las fuerzas ssmicas en planta - La combinacin de las fuerzas ssmicas en planta se utiliza para tener en cuenta el hecho de que existe incertidumbre acerca de la direccin de aplicacin de los movimientos ssmicos y sobre la ocurrencia simultnea de movimientos en las dos direcciones horizontales principales del puente. Las fuerzas ssmicas horizontales provenientes del anlisis en las dos direcciones principales, como lo establece el Numeral A.3.5.4.4, deben combinarse para conformar dos casos de carga as:

Caso de carga 1 - Las fuerzas y momentos causados por el sismo en cada uno de los ejes principales del elemento se obtienen sumando el 100% del valor absoluto de las fuerzas ssmicas elsticas provenientes del anlisis en la direccin longitudinal del puente con el 30% del va lor absoluto de las fuerzas ssmicas elsticas provenientes del anlisis en la direccin transversal del puente. Se utilizan los valores absolutos dado que las fuerzas ssmicas pueden ser positivas o negalrvas.

llnpr l!MJ f.!ll thCUJmbrl' 9, 199J

CCP 200-94- Pag.A.3-23

11 _ Las fuerzas y momentos causados por el sismo en cada uno de los ejes caso de carga 1 nto se obtienen sumando el 100% del valor absoluto de las fuerzas p!Ylcipales del e e~~ve~ientes del anlisis en la direccin transversal del puente con _el 30% ssmicas elshc~s ~ las fuerzas ssmicas elsticas provenientes del anlisis en la direccin del valor absolu o e longitudinal del puente.

r de combinacin las fuerzas que provienen de suponer articulaciones plsticas Se excepwan dedestle ~~~lumnas en las Categoras de Comportamiento Ssmico C y D (CCS-C Y CCS-extremos e as , en tos quiere el Numeral A.3.5.13.

CCP 200-94 _ Pag.A_3_24

\ 1 .

5"P"'"'"''"" .,,h-~ Z,) w(x) debe tener en cuenta el peso de los elementos estructurales y todas las cargas relevantes tales como vigas cabezales, estribos, columnas, zapatas,. etc. Pueden incluirse otras cargas tales como la carga viva, pero en general no se incluye en el anlisis ssmico, a menos que se trate de puentes con una relacin alta de carga viva a carga muerta como puede ser el caso de puentes urbanos localizados en zonas donde puede haber congestiones de trfico frecuentes y por lo tanto hay una alta probabilidad de que haya cargas vivas importantes cuando ocurra -el sismo.

paso 3 - Se calcula el perodo fundamental del puente en las dos di recciones principales por medio de:

T= 21t~ y Po ga

(A.J-10)

donde g es la aceleracin de la gravedad en unidades de longitud sobre tiempo al cuadrado.

Paso 4 - Se calcula, en ambas direcciones principales. una fuerza ssmica esttica equivalente por medio de la expresin:

Pe (x) = ~ 8 w(x) u, (x) y

(A.3-ll)

donde s. es el valor de la ordenada espectral que se obtiene al reemplazar el perodo fundamental de vibracin calculado por medio de la ecuacin A.3-10 en las ecuaciones A.3-3 o A.3-4 segn sea apropiado. La fuerza ssmica esttica equivalente p,(x) corresponde a las fuerzas inerciales que el sismo de diseo impone al puente a travs del modo fundamental y t ienen unidades de fuerza por unidad de longitud.

Paso S- Se aplica la fuerza ssmica esttica equivalente p,(x) al puente como muestra la figura A.3.5-3, y por medio de un anlisis estructural se obtienen las fuerzas en cada uno de los elementos y los desplazamientos correspondienles.

impreso en diciembre 9, /995

CCP 200-94 _ Pag.A.326

'

Superestructu ra sometida a ' ] la fuerza h~rizpntal esttica e .

Figura A.3.5-3 (a) QUivalente en el sentido transversal \

Superestructura sometid j a a la fuerza horizontal esttica eq . 1 .

F u. va ente e 1 . A 3 5 7 IQura A.3.5-3 (b) n e sentido longitudinal : . . . : Procedimiento de . . . .

Vtbrac,on - El anlisis ss . ana/ss SISmico 2 (PAS-2 - . un programa de e ffilco espectral con varios ) Metodo espectral con . cumplirse los requis~~~~:e~~~t~~~:~andfo:~~ realiz;ro~~~~~~s v~~~~%~~0~e~~ ll~varsev:r~~~o':~i~;:n~~ A 3 5 7 1 mera/es Siguientes: s ICos espaciales. Deben -Generalidades

P

CCP 200-94 - Pag.A.3-28

tomen en cuenta este hecho en la obtencin de la respuesta total.

A.3.5.8 - Procedimiento de anlisis ssmico 3 (PAS-3)- Mtodo de respuesta contra el tiempo con familias de ace/erogramas - El anlisis ssmico realizado integrando paso a paso las ecU

CCP 200-94 - Pag.A.J-30

(d) Rotaciones fuera de fase de los estribos . . . Jos movimientos que impone el ss . columnas o pilas IndUCidos por el hecho de a que se trata de ondas ssmicas ~i~J~rpaueden ser diferentes en Jos distintos apoyos debqdue

S. 1 O

A.3.5.1 O - Fuerzas de diseo para puentes de una so/a 1 . Y Jos estnbos deben disearse longitudinal uz - Las conexiones entre fa superestruct procedimiento de anlisis utilizado. Deben cum \ tra~sversafmente para fas fuerzas obtenidas ~ra Numerar A.3.5.9. P Irse as dimensiones mnimas de apoyo dadas en ::

A.3.5.11 - Fuerzas de diseo para la categora de . -conexiOnes ~e fa superestructura a fa subestructura deb co'!'p~rtamtento stsmico A (CCS-A) - Las una fuel1:a SISmJca horizontal igual a o 20 veces 1 en. disenarse para que sean capaces de resisr cuales se restringe el movimiento horiz~ntal. a reaccJon de carga muerta en fas direcciones en fa~ A.3.5.12 - Fuerzas de diseo para la cate ora . Numerales siguientes se definen las fuel1:as g . . de com~ortamtento ssmico B (CCS-B) - En 1 comportamiento ssmico. SISmlcas de diseo para puentes de fa categora B ~: A.J.5.12.1 - Fuerzas de diseo ar 1 ssmicas definidas en el presente N~me~afdeembeenntot~l . estructurales y sus conexiones - Las fue~as

u 1 IZarse en: " (a) L.a superestructura, sus juntas de expansin .

subestructura queJe da apoyo. Y fas conexiones entre la superestructura y la

(bj La subestructura hasta la base de las ilas . . dados y Jos pilotes. . P Y columnas, pero s1n Incluir fas zapatas, los

(e) Los elementos que conectan la superestructura a los estribos. Las fuel1:as ssmicas de diseo para los elementos . diVIdiendo las fuel1:as ssmicas elsticas obtenida ~encJonados anteriormente deben obtenerse ~n el Numeral A.3.5.4.5 por el coeficiente de ;o~~~~a~cas; de carga 1 Y el caso de carga 11 dados ados en el Numeral A.3.5.3.3. Las fuel1:as ssmicas en : n e respuesta, R. adecuado, de aquellos cas~s de carga, deben combinarse independientement os elementos, as modificadas, para los dos

Siguiente combinacin para el grupo de carga VIl Debee ~on las otras cargas tal como lo prescribe la su fren mversones en su signo Y que la mxima fue~za b ornarse en cuenta que las fuel1:as ssmicas

donde:

o

8

SF

E

.EQM

so re cada elemento debe calcularse utilizando: Grupo de Carga VIl ~ t.U(D + B + SF +E+ EQM)

carga muerta

carga por flotacin

carga por flujo de la corriente de agua empuje de tierra

(A.J-14)

fuerza ssmica elstica proveniente del caso de ca A.3.5.4.5, modificada dividindola por el valor apro;~~~ ~ed:l caso de carga 11 del Numeral

'llpreso en dctembre 9. /995

CCP 200-94 - Pag.A.3-31

de tos elementos de la estructura debe disearse para q!Je sea capaz de resistir las fuerzas cada unos de cada combinacin de carga de las dadas en la Seccin A.3.13. La ecuacin A.3-14 debe re_suttante a cambio del Grupo VIl de la Seccin A.3 .12 en cuyo caso los coeficientes r y ~ se toman utlliZa?e nidad. Para diseo de acero estructural por el mtodo de esfue11:os de trabajo, puede utilizarse como

8 ~ento del 50% en los esfuerzos admisibles y para diseo de concreto reforzado por el mismo un mere d 33 J!. 7 mtodO, un incremento e . o. cliv~ ~ ~J,.l~ s

512.2 _ Fuerzas de diseo para la cimentacin - Las fuerzas d diseo en la cimentacin, ~~ yendo tas zapatas, dados y pilotes, deben ser las fuerzas ssmicas el ticas, obtenidas para el caso ~~ ~arga 1 y el caso de carga Il dados en el Numeral A.3.5.4.5 aes por el coeficiente de dficacin de respuesta , R, adecuado, de aquellos dados en el Numeral A.3.5.3.3. Las fuerzas ~~m\cas as modificadas, para los dos casos de carga, deben combinarse independi.entemente con las ~trascargas tal como lo prescribe la siguiente combinacin para el grupo de carga VIl.

Grupo de Carga VIl = t. O(~+ B + SF +E+ EQF) (A.J-15)

donde:

EQF fuerza ssmica elstica proveniente del caso de carga 1 o del caso de carga 11 del Numeral A.3.5.4.5, modificada dividindola por la mitad del valor apropiado de R para la subestructura (columna o pila), a la cual est unida . En el caso de vigas cabezal sobre pilotes. se debe

. utilizar el valor total de R.

Todo componente de la cimentacin debe disearse para que sea capaz de resistir las fuerzas que resulten de cada una de las combinaciones de carga prescritas en la Seccin A.3.12.

A.3.5.12.3 - Fuerzas de diseo para estribos y muros de contencin - Los elementos (apoyos y llaves de cortante) que conecten la superestructura al estribo deben disearse para las fuerzas prescritas en el Numeral A.3.5.11. Los requisitos de diseo para los estribos estn dados en la Seccin A. S.S.

A.3.5.13 - Fuerzas de diseo para las categoras de comportamiento ssmico C Y D (CCS-C y CCS-D) - En los numerales A.3.5 .13.1 y A.3.5.13.2 se definen dos juegos de fuerzas de diseo. las cuales deben utilizarse en los puentes clasif icados en las categoras de comportamiento ssmico e y D (CCS-C Y CCS-D). Las fue11:as de diseo para los diferentes componentes y elementos se definen en los Numerales A.3.513.3 a A.3.5.13.6.

A.3.5:13.1 -Fuerzas de diseo modificadas -Estas se determinan de .la misma manera prescrita en l~s Numerales A.3.5 .12. 1 y A.3.5.12.2, con la excepcin de que en la determinacin de las fuerzas en la Cimentacin, Numeral A.3.5.12.2, se debe utilizar un valor de R igual a la unidad (1 .0) . En las columnas debe. determinarse una fuerza axial mxima y mnima, tomando la fuerza axial proveniente del sismo, como positiva y como negativa, respectivamente.

A.3.5.13.2- Fuerzas determinadas de la formacin de articulaciones plsticas en columnas, pitas V Prticos - Las fuerzas provenientes de la formacin de articulaciones plsticas en los extremos sup~ri?r O inferior, o en ambos. de la columna, deben calcularse una vez se haya realizado el diseo ~rehmmar de las columnas. Las fuerzas provenientes de la formacin de articulaciones se utilizan en el

lse.o de la mayora de los componentes Y. elementos, tal como lo prescriben tos Numerales A.3.5.13.3 a A.3:5.13.6. En algunos casos en que no se calculan las fuerzas provenientes de la formacin de ~rt!cutaciones plsticas, se permite, alternativamente, la utilizacin de unas fuerzas conservadoras, uand~ se especifica de una manera explcita. Los procedimientos para calcular las fuerzas ~rove~lentes de la formacin de articulaciones plsticas para el caso de columnas solas, o de prticos

e vanas columnas, se dan a continuacin:

imprc.~o en diciembre 9, /995

CCP 200-94- Pag.A.J -32

(a) Colur;mas y pilis solas - Las fuerzas deben calcularse para los dos ejes principales de la secctOn de la cdi.Jmna, o para la direccin de la menor inercia de la pila o del prtico, as:

Paso 1 - Det?rminacin de las resistencias probables a flexin de la columna . Para el caso te concreto reforzado las resistencias probables a flexin de la columna se obtienen utili1ando un coeficiente de reduccin de resistencia , ~. de 1.3. Para acero estructural se ut1hza 1.25 veces la resistencia nominal a fluencia de la seccin. En ambos casosse utiliza la mxima fuerza axial elstica sobre la columna. calculada de acuerdo con el Numeral A.3.5.4.5. sumada a la fuerza axial proveniente de la carga mue1ta.

Paso 2 - Ctulo de la fuerza cortante en la columna 'utilizando las resistencias probables a flrxin de la columna. se calcula la fuerza cortante en la columna asociada con ellas. utilizando la longitud de columna entre articulaciones plsticas. Cuando la columna tiene ensanchamientos tales como capiteles o pedestales. la determinacin de la fuerza cortmte debe hacerse en la parte inferior del capitel o en la parte superior del ped.estal y utili!:ando la longitud de columna apropiada. Si la cimentacin de la columna esta a una ~rotundidad apreciable. debe considerarse la posibilidad de que la art1Culac1n pliist1ca se forme inmediatamente por encima de la cimentacin.

Las fuerzas asociadas con la formacin de articulaciones plsticas en una columna sola son:

1. Fuerzas lXiales - las fuerzas axiales mximas y mnimas, no reducidas, que se determina:l de acuerdo con el Numeral A.3.5.4.5 sumadas a la fuerza axial producida por la carga muerta.

2. Momentas- Los que se calcuan en el Paso 1.

3. Fuerza cortante La que se calcula en el Paso 2.

(b) Prticos con lils o ms columnas - Las fuerzas en prticos que tienen dos o ms columnas deben calcularse tanto en el plano del prtico y en la direccin perpendicular al m1smo. Las fuellis en la direccin perpendicular al plano del prtico, deben calcularse de la misma mane~ que para columnas solas, como se indic en el ordinal (a) del presente Numeral. En el plano del prtico l.s fuerzas deben calcularse como se indica a continuacin:

Paso 1 Detf"rmine las resistencias probables a flexin de la columna Para el caso de conmeto reforzado las resistencias probables a flexin de la columna se obtienen utililindo un coeficiente de reduccin de resistencia, +. de 1.3. Para acero estructural se utiliza 1.25 veces la resistencia nominal a fluencia de la seccin. En ambos casos !e utiliza la mxima fuerza axial elstica sobre la columna, calculada de acuerdo con lt Numeral A.3.5.4.5. sumada a la fuerza axial proveniente de la carga muerta.

Paso 2 Clculo de la fuerza cortante del prtico - Se calcula la fuerza cortante asociada con rada columna utilizando sus resistencias probables a flexin. Las fuerzas cortantes de tCiilas las columnas del prtico se suman para obtener la fuerza cortante del prtico. Si las mlumnas se apoyan sobre un muro de altura parcia l, la longitud efectiva de la columna se debe tomar desde la parte superior del muro. Para columnas con ensanchamierltls. capiteles y pedestales, deben seguirse los requisitos indicados en el Paso 2 del ordi1al (a) del presente Numeral. Para las vigas cabezales sobre pilotes, se ut11iza la longibd del pilote que se encuentra por encima del nivel hasta donde existe material de suelo o depsito de sedimentos.

unpresu en diciembre 9, 1995

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Paso 3 - Fuerzas axiales causadas por vuelco Colocando la fuerza cortante del prtico en la parte superior, a la altura del centro de masa de la superestructura sostenida por el prtico, se determina el momento de vuelco que ocurre cuando se presentan las articulaciones plsticas y se determinan las fuerzas axiales sobre las columnas asociadas con el momento de vuelco.

Paso 4 - Verificacin de las resistencias probables a flexin- Uti lizando las fuerzas axiales obtenidas en el Paso 3, adicionadas en la fuerza axial proveniente de la carga muerta, se obtienen unas nuevas resistencia probables a momento. Con estas nue'('ls resistencias probables a momento se calculan las fuerzas cortantes en las columnas y en el prtico. Si la fuerza cortante del prtico varia en ms de 10% de la calculada inicialmente. se utili~a la fuerza cortante del prtico calculada por medio de las nuevas resistencias probables a momento y se repite el Paso 3 y los siguientes.

Las fuerzas en las columnas, en el plano del prtico, asociadas con la formacin de articulaciones plsticas, son las siguientes:

1. Fuerzas axiales - La fuerza axia l proveniente de la carga muerta. ms la fuerza axial determinada de la ltima iteracin del Paso 3, tomada como positiva y negativa.

2. Momentos - Los momentos mximos probables calculados para la fuerza axial mxima a compresin definida en 1., calculada con un ~ de 1.3 en concreto reforzado o 1.25 veces la resistencia nominal a la fluencia para acero estructural.

3. Fuerza cortante - La fuerza cortante asociada con los momentos mximos probables calculados en 2., y de acuerdo con los requisitos dados en el Paso 2.

A.3.5.13.3 -Fuerzas de diseo para columnas y vigas cabezal - Las fuerzas de diseo para las columnas y las vigas cabezal sobre pilotes, son las siguientes:

(a) Fuerzas axiales - Las fuerzas axiales mxima y mnima, pueden ser las fuerzas elsticas determinadas en el Numeral A.3.5.4 .5, sumadas a la fuerza axial proveniente de la carga muerta, o alternativamente los valores correspondientes a la formacin de articulaciones plsticas en las columnas, como lo prescribe el Numeral A.3.5.13.2. En general los valores correspondientes a la formacin de articulaciones plsticas sern menores y se recomienda que se utilicen estos valores menores.

(b) Momentos - Los momentos de diseo modificados, determinados en el Numeral A.3.5.13.1.

(e) Fuerza cortante - Puede ser la fuerza elstica de diseo, determinada en el Numeral A.3 .5.13.1, utilizando un valor del coeficiente de modificacin de respuesta, R, igual a la unidad (1.0) para la columna. o alternativamente, el valor derivado de la formacin de articulaciones plsticas, determinado de acuerdo con el Numeral A.3.5.13.2. En general el valor obtenido de la formacin de articulaciones plsticas es sensiblemente menor, y se recomienda utilizar este valor.

~:35-13 .4 Fuerzas de diseo para pilas Las fuerzas de diseo de las pilas deben ser Jas fuerzas de d:.o modificadas del Numeral A.3.5.13.1 , exceptuando el caso en que se disea la pila en su lado Nu il, caso en el cual se trata como una columna y las fuerzas de diseo son las que se definen en el c;eral A.3.5.13.3 y adems se deben cumplir todos los requisitos propios de columna. dados en este Pres190 Cuando la pila se disea en su lado dbil como una columna. utilizando las fuerzas que se se d:ntan con las articulaciones plsticas, no hay necesidad de utilizar las combinaciones de carga que

n en el Nurooral A .3. 5.4.5.

impreso en diciembre 9, /995

CCP 200-94- Pag.A.J-34

A.3.5.1 3.5 - Fuerzas de diseo para conex iones - Las fuerzas de diseo de las conexiones son las que se determinan en el Numeral A.3.5.12.1 , excepto que para las conexiones a las columnas, y de las columnas a las zapatas o dados, en las cuales se deben utilizar las fuerzas especificadas ms adelante en el ordinal (e) del presente Numeral. Las fuerzas adicionales de diseo de las conexiones son las siguientes:

(a) Fuerzas longitudinales de conexin - Deben colocarse conexiones que unan o amarren de una manera adecuada las secciones adyacentes de la superestructura en los apoyos y en las juntas de expansin. La conexin debe disearse para que sea capaz de resistir como mnimo una fuerza equivalente al producto del coeficiente de aceleracin , A, por el peso del sector mas liviano de los dos que interconecta. Si la conexin est localizada en un lugar donde se puede presentar movimiento relativo entre las porciones de la superestructura al ocurrir el sismo, debe dejarse una holgura suficiente para permitir el movimiento, de tal manera que la restriccin que se obtiene con la conexin solo acte despus de que se exceda el desplazamiento previsto. Cuando la conexin se realice donde hay columnas o pilas, la conexin debe hacerse con la columna o pila y no entre sectores adyacentes de la superestructura. Los amarres pueden consistir en anclajes, cables, amortiguadores, o mecanismos equivalentes. La friccin no debe considerase dentro de las fuerzas que contribuyen a conectar los elementos.

{b) Elementos restrictivos verticales - En todos los apoyos y articulaciones donde los efectos verticales causados por la aceleracin horizontal del sismo, estn dentro del 50% y el 100% de la reaccin de carga muerta, deben colocarse conexiones que impidan el levantamiento de la superestructura. La fuerza de levantamiento que debe resistir el elemento restrictivo debe ser, como mnimo, igual al10% de la reaccin de carga muerta que se tendra al suponer que la luz est simplemente apoyada.

Si la fuerza ssmica vertical. Q, producida por las aceleraciones ssmicas horizontales, se opone y excede el 100% de la reaccin de carga muerta, DR. la fuerza vertical de levantamiento que debe resistir el elemento restrictivo debe ser, como mn imo, la mayor de l.2(QDR) o la fuerza especificada en el prrafo anterior.

(e) Fuerzas de diseo de las conexiones de columnas y pilas - Las fuerzas de diseo recomendadas para las conexiones entre la superestructura y las columnas, las pilas, las vigas cabezales. las vigas de prtico, y las columnas y las zapatas o dados, deben ser las fuerzas desarrolladas en los extremos de las columnas al presentarse articulaciones plsticas, tal como lo indica el Numeral A.3.5.13.2. Puede utilizarse la menor entre estas fuerzas y las prescritas en el Numeral A.3.5.13.1 . Debe tomarse en cuenta que estas fuerzas deben calcularse despus de que se haya realizado el diseo total y que se hayan determinado las resistencias probables a momento.

A.3.5.1 3.6 - Fuerzas de diseo para la cimentacin - Las fuerzas de diseo para los elementos de la cimentacin, incluyendo zapatas, dados y pilotes, pueden ser las fuerzas determinadas de acuerdo con el Numeral A.3.5. 13.1 o las fuerzas en la parte inferior de las columnas, que se han obtenido de la formacin de articulaciones plsticas en los extremos de las columnas, calculadas como lo indica el Numeral A.3 .5.13.2. En general los valores correspondientes a la formacin de articulaciones plsticas son apreciablemente menores que las otras, y se recomienda el uso de las fuerzas menores.

Cuando las columnas de un prtico tienen una zapata comn, debe utilizarse la distribucin final de laS fuerzas en la base de las columnas tal como se determinan siguiendo el Paso 4 del ordinal (b) del Numeral A.3.5.13.2, para disear la zapata en la direccin del plano del prtico. Esta distribucin de fuerzas produce momentos y fuerzas cortantes bajas, debido a que unas columnas pueden estar en tensin y las otras en compresin , debido al momento de vuelco impuesto por el sismo, lo cual aumenta tos momentos y fuerzas cortantes en unas columnas y las reduce en las otras.

llllfll'l'.'" t'll tfu wmlu r V 1 VV \

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n -Los componentes Y elementos . - ara estribos Y muros de contenc stribo deben disearse para

p., 3_5_13.7- Fue~a~o~:~t:,e~t~ j que conectan la ~uperes:~c~~~r~~:r~~ !.3.5.13.1 . Los requisitos de (~poyos , llave~ces de resistir las fuerzas espec~c:~as que sean ca!tribos estn dados en el Numeral A. . . . disello para

A.3.6.1 - Diseo de la superestructura

ara los grupos n Y V A.3.6.1.1 -cargas p b er aplicada horizontalmente

. nto de la siguiente intensidad de e s A.3.6.1.1.1 -Una carga d~ v~~ongitudinal de la estructura: ngulo de 90 grados con e e)

Para cerchas y arcos

370 kgf/m' 250 kgf/m'

a un

Para vigas 1 0 de barlovento Y de d 450 kgf/m en el Pan

A 3 6 1 1 2 - La carga total total no debe shersmyennoomr e~os de 450 kgf/m para vigas. to para cerc a

225 kgf/m en el plano de sotaven 111 VI deben comprender las ll VI- Las cargas para los Gru~os Y 150 kgf/m aplicada con

A.3.6.1.2 -Cargas para los grupos; re~ucidas at70% Y una carga adiCIO:Is~~re la calzada como una cargas usadas para tos Grupos 11 y longitudinal de la estructura Y a 1.80 f rzado o una losacero sea un ngulo de 90 grados con el e~e cuando una placa de concreto r~ o taca resiste en su plano el carga sobfe una carga v1va m VI rte se puede asumlf que a P

s elementos de sopo integrada o conectada a su . to sobre la carga viva mov1 cortante resultante de las fuerzas de ven . t ctura a travs de la

fuerzas transmitidas a la mfraes ru de fuerzas de A 3 6 2 - Diseo de la infraestructura - Las . te a la infraestructura provementes s~~e;estructura y las fuerzas aplicadas directamen viento deben ser las siguientes:

d la su perestructura A.3.6.2.1 -Fue nas provenientes e structura a la t'd s por la supere t nsversates transml 1 a ndican en la

A.3.6.2.1 .1 - Las fuerzas longitudinales Y ~~n del viento deben ser tal Y como sel~ direccin del infraestructura para varios ngulos _de dlre~~~e de ta perpendicular al eJe longtudi~al i ra Las fuerzas siguiente tabla. El ngulo de inchnacn se m 1 s mayores esfuerzos en la nfraes ruc u dad del rea viento se debe asumir de tal forma que e~ use 0 multaneamente en el centro de grave longitudinales y transversales deben aplicarse SI expuesta de ta superestructura. "\.. . ~

~ -:- -s,_ b>'-\1;-\v~...,J, ~ t;. -l

impreso en diciembre 9, / 995

( CCP 200-94 . Pag.A.J-JG Angulo d;e-1--;:~-:--..:::::.!-'T~ inclinacin

rados o

15 30 45 60

318 230 117

200 245

Fuerza Vi as

Fuerza longitudinal

k f/m' o

29 59 7S

83 93 Las fuerzas que se indican en la l abia A.3. 12 deben usarse para los Grupos 11 y V de d

acuer o con el numeral

A.3.6.2.1.2. Para los Grupos 111 y VI 1 lmeal como una carga de viento sob . as cargas se deben reducirse al 70% y se debe anad

re una carga Viva mvil tal como se . d. . . Ir una carga

Angulo de inclinacin Grados

o 15 30 45 60

Fuerza lateral k flm

149 131 122 98 51

m 1ca en la S1gu1ente tabla:

Fuerza longitudinal k flm

o 18 36 48 57

La carga debe ser aplicada a una altura de 1 80 . m sobre el n1ve1 de la calzada.

A3.6.2.1.3 - Para los puentes comunes de v utilizar las siguientes cargas en lugar de las ~g~s Y placas que tengan luces mximo de 40 m se pueden W precsas que se espec1f1caron anteriormente:

WL

{carga de viento sobre la estructura) sentido transversal sentido longitudinal Las dos fuerzas se d b .

e en aplicar simultaneamente.

(carga de viento sobre la carga viva) senlido transversal sentido longitudinal Las dos fuerzas se deben aplicar simultaneamente.

A.3.6.2.2 Fuerzas aplicadas d.

250 kgf/m 60 kgf/m

150 kgf/m 60 kQf/m

longitudinales que se d b . ' rectamente a la infraestructura L 160 km/hora deben ca l~u l:~ aplicar directamente a la infraestructura pa~a ~~a fuerzas transversales y Viento asumidas inclinadas e~:~;: un~ fuerza asumida del viento de 200 kgf/,;,el~~!a~del viento de d~recc,ones perpendiculares a la pec o a la Infraestructura, esta fuerza se deb~ de lrecc,ones del perpendicular a la elevacin final sd e~evaciOnes final y _frontal de la infraestructura sc~;;poner en las ve en la elevacin final y la compon!nte actuar sobre el area expuesta de la infraestru.ctura ~~Imponente ~u~~:~t:snt Y debe aplicarse simultan e~~e:~:en~~~~~~= 11a elevacdin frontal debe actuar sobre ~~~~~e~~ enores son para los Gru uerzas e v1ento de la supere 1 como se indica en el numeral A.J . 1 ~os 11 Y V Y pueden ser reducidas al 70% para los Gru~o~~:~~\,1L~~

impreso en diciembre 9. IJ9.5

CCP 200-94 Pag.A.3-37

F nas de votcamiento El efecto de fuerzas que tiendan a volcar las estructuras deben ser A.3 6;d-as ~:jo los Grupos 11 . 111, V y VI del numeral. A.3.12 asumiendo que la direccin del viento es calculndicular al eje longitudinal de la estructura . AdiCionalmente. una fu erza hac1a arnba debe aplicarse perpe a de barlovento a un cuarto del ancho de la estructura. Esta fuerza debe ser de 100 kgfi m de en la dzon anden para las combinaciones de los Grupos 11 y V y de 30 kgf/m' para las combinaciones de calza a Y los Grupos 111 Y VI.

SECCIN A.3.7- FUERZAS TERMICAS S deben tomar medidas para los esfuerzos o movimientos causados por variaciones de temperatura. s: deben fijar las temperaturas mxima y m nima para el sitio de la construccin y deben ser calculadas ara una temperatura asumida para el momento de iniciacin de la construccin. Particular atencin se ~ebe prestar a la diferencia entre la temperatura ambiente y la del interior de elementos masivos de

concreto.

El rango de temperaturas debe ser en general asi:

Estructuras metlicas

Clima moderado, de o a 4Bc

Clima frio, de -5 a 4BC

Estructuras de Subida de temperatura Cada de temperatura Concreto

Clima moderado 17"C 22c Clima trio 19c 2sc

SECCION A.3.8 -LEVANTAMIENTO

A.3.8.1 - Se deben tomar medidas para conectar adecuadamente la superestructura a la infraestructura. asegurando de esta forma que el levantamiento calculado en cualquiera de los apoyos es resistido por miembros a tensin haciendo participar una masa de mampostera igual a la fuerza ms grande obtenida bajo una de las siguientes cond iciones:

(a) 100% del levantamiento calculado causado por cualquiera de las cargas o combinaciones de cargo en las cuales la carga viva ms el impacto se incrementan por el 1 00%.

(b) 150% del levantamiento calculado para cargas de trabajo.

~.3.8.2 ~ Los pernos de anclaj e sometidos a tensin u otros elementos de la estructura esforzados boja as cond1c1ones mencionadas deben ser disenados al 50% del esfuerzo permisible bsico.

SECCION A.3.9 - FUERZAS DE LA CORRIENTE, MATERIAL DE ARRASTR[ Y CONDICIONES DE SEDIMENTOS

~o~as las Pilas y otras partes de las estructuras que estan sometidas a la fuerza del flujo de nun, poa ednal de arrastre, o sedimentos deben ser diseadas para resistir los esfuerzos mx1mos cnu~ll!lo, r lchas fuerzas.

'"'!'''\u,, ;/11 '' mht, V /'JfJ'

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A.3.9.1 -Fuerza debida a la comente sobre las pilas

A.3.9 .1 .1 -Presin de la corriente

A.3. 9.1.1.1 - El efecto del flujo de agua sobre las pilas y la acumulacin de sedimentos. asumiendo una distribucin parablica de segundo grado para la velocidad y de sta forma una distribucin triangular de la presin, debe calcularse de acuerdo con la siguiente frmula:

donde:

P.,, presin promedio de la corriente, expresada en kgf/m2

V.,., velocidad promedio del agua en m/seg, calculada dividiendo la rata de flujo por el rea

K una constante, siendo 1.4 para todas las pilas sometidas a la acumulacin de sedimentos y con bordes cuadrados, 0.7 para pilas circulares y 0.5 para pilas con bordes angulares donde el ngulo es 30 grados o menos

La presin mxima de la corriente, Pm , debe ser igual a dos veces el promedio de la presin de ta corriente, P.,,, calculada mediante ta ecuacin anterior. La presin de la corriente debe tener una distribucin trianguar con P ... , localizada en el borde superior de la elevacin de agua y una presin igual a cero en el fondo.

A.3.9.1.1.2- La fuerza de la corriente se debe calcular como el producto de la presin de ta corriente, teniendo en cuenta su distribucin, y el rea expuesta de la pila. En casos para los que el borde superior de la elevacin de agua este por encima de la viga, la carga sobre la superestructura debida al flujo debe ser investigada. La presin sobre la superestructura debida al f lujo puede tomarse como P.,., y con una distribucin uniforme.

A.3.9.1 .2 - Componentes de la Presin - Cuando la direccin del flujo de agua no es normal a la superficie expuesta, o cuando existe erosin o cambios en el cauce, los efectos de las componentes de la presin deben ser investigados.

A.3.9.1.3- Sedimentos acumulados contra la pila Cuando se prevea una cantidad significativa de sedimentos contra la pila, los efectos de sta acumulacin deben ser considerados en el diseo de las luces del puente y de sus componentes. Las dimensiones generales de la acumulacin de sedimento deben reflejar la localizacin de las pilas, las condiciones locales y la cantidad conocida de sedimento aguas arriba. Cuando se prevea que el rea de flujo disminuir significativamente por la acumulacin de sedimentos, se deben investigar los inc;rementos en la altura del agua, las velocidades y presiones del flujo y los posibles incrementos en las profundidades.

SECCION A.3.10- FLOTACION

La flotacin se debe considerar cuando puede afectar el diseo de la infraestructura, incluyendo la pila, o la superestructura.

t111p11:.10 en dtcwmiJre 9, 1995

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PRESION DE TIERRAS . cctON A.3.11 . sionadas para resistir la prestn

SE contencin de rellenos deben ser dtmen eral A.5.7 o en la seccin A.13, A 3.11.1 LaS est~~tur~!~k.~: o por otras expresiones da~a~ee~e~l ~~~ada para una presin menor a dad a par la rorrnu a'ne sin embargo, ninguna e3structura e d contenCI 480 kgf/m Mu~n ~udo de masa equivalente a . or la resin de tierras Qatera9 la de - para prticos rgidos solo '~ m~~dmct;~:r,~:;~~~u:~::~~s ~igas, pen la placa superior, o en \,3ed.11.s2er considerado para la redu

CCP 200-94- Pag.A.3-40

R = acortamiento de la estructura

S retraccin del fraguado

T temperatura

EQ sismo

SF presin por flujo de la corriente

Para disear elementos estructurales f d la Tabla A.3.12.1 Y un acJones se deben utilizar los faclores beta Y gama dados en

Cuando se diseen estructuras de grandes luces los las condiciones generales Y debern incrementa~ ~alo_res de beta Y gama especificados representan las condiciones de servicio o los materiales d se t el_l_ngenJero considera que las cargas de diseo especificaciones. e cons rucciOn sern diferentes a los determinados por la~

TABLA A.3.12-1 T bl a a de coeficientes

COLUMNA No. 1 l 1 3 4 S 6 7 8 9 10 11 1l GRLII'O 1 FACTOR p

]) L+l ct' E B SF \V WL LF lt+S+ E 1 1.3 ~n 1.67 1 Pr; 1 1 o o o o o

lA 1.3 ~o 2.2 o o o o o o o o o 18 1.3 Bo o 1 PE 1 t o o o o o 11 1.3 PD o o PE t 1 t o o o o 111 1.3 Po t 1 PE 1 1 0.3 1 1 o o IV 1.3 Po 1 1 ~E 1 1 o o o 1 o V 1.25 [31) o o PE 1 1 1 o o 1 o V! 1.25 Po 1 1 PE 1 1 0.3 1 1 1 o VIl 1.0 liD o o PE 1 1 o o_ o o 1. VIII 1.3 f3o 1 1 Pr: 1 1 o o o o o IX 1.2 13o o o PE 1 1 1 o o o o X 1.3 1 1 .67 o PE o o o o o o o

Se puede uar 1.25 en vez de ~ .67 en el disetlo de vig;s eXIcriorcs do s.obl'o andn y la carga viVa de tJC~fico ms impacto rige el d' n . . P so, cuando la comb.nacin de carga vrva SUr menor que la requerida para carga viva dO trfiCO pe d ISO r SIO embargo, la capacidad de la &eeei6n no debe Se puedo utilizar 1.0 en vez de 1 67 para di i\ d ~a o so am_ente, con un factor igual a 1.$7. Secct6n A.4.2. se o e p acas de pso con combinacin de cargas descritas en la

1.3 para presin lateral de r er ob rigidas . 1 ras s re rnuros de conloncn y marcos rlgidos. sin inchrir atcantarillas

0.5 para presin lateral de tiefras para mom 1 . . 1.0 para presin vertical de liorras en o~ posdrvos en marcos rigidos. ver Seccin A.3.11 0.75 cuando se estudie~ elementos con rnnim . . . para diseo de columnas 8 carga alual Y maX!mo momento o mtlxima excentricidad

Po 1.0 coando se estudian elementos con milxi . . . Po 1.0 para elementos liil nexin o traccin ma carga axial y mmmo momento para disct\o de columnas Po 1.0 para alcantarillas rgidas Po 1.5 para alcantarillas nexibles Para el grupo X de cargas (alc.anlariHas) el factor Pr. se debe aplicar para ,._.,, h . 1 -- . .... gas. onzon a!C:4 y vef11cakK.

va&e numerales A.3.5 12.1 y A3.512.2

CAPITULO A.4 SUPERESTRUCTURA

CCP 200-94 - PagA

SECCJON A.4.0- NOMENCLATURA

L == LUZ del puente (m), longitud para puentes curvos

b = ancho del puente (m)

Espaciamiento entre vigs (m) , l_uz de diseo (m) S

E = Ancho de distribucin para cargas concentradas (m)

Momento flector por metro de losa (t-m)

X Distancia desde la carga hasta el punto de soporte (m)

R radio al eje en un puente curvo (m)

p carga de una rueda (t Kg) Esviaje - Angula entre el eje del apoyo y la perpendicular al eje del puente

SECCION A.4.1 - ALCANCE La superestructura o tablero es la parte del puente que recibe directamente la carga viva. Su posicin relativa con respecto a la subestructura es variable, pudiendo ser superior, intermedia o inferior.

Las recomendaciones dadas en este capitulo son aplicables a puentes regulares en planta, con un esviaje mximo de 20', rectos, o curvos con un radio mayor de 2L'/b. Puentes que no cumplan las condiciones anotadas se deben disear usando mtodos ms refinados que consideren las rigideces tanto en sentido longitudinal como transversaL Ejemplos de estos mtodos son: elementos finitos, placas ortotrpicas, lminas plegadas, parrillas. etc.

Se llama 'Carga de Ruedas" a una linea de cargas concentradas de magnitud igual a la mitad de la carga de camin, y con su misma distribucin. El objeto del mtodo simplificado consiste en determinar ellla~ado "Factor de Rueda", que indica el nmero de cargas de rueda que se consideran asignadas a una v1ga o tabique.

'E~ aras de mejorar la precisin de los resultados y como transicin a las normas LRFD se recomienda ulihzar las expresiones para delerminar el factor de rueda contenidas en el Draft de las Guide Spec1f1cations for Distribution of loads for Highway Bridges AASHTO 1994 (borrador de las ~~pec1fica_ciones para la distribucin de cargas en puentes) , en vez de las frmulas simplificadas de la C

lima ed1C16n de las normas AASHTO (Ed . 15 de 1992), adoptadas provisionalmente en la norma olomb1ana".

~ar~ l_a aplicacin del mtodo simplificado se clasifican los tableros en seis tipos, segn su seccin, la ua caracteriza tas propiedades de distribucin transversal de la carga:

(a) De losa maciza (b) De lsa y viga5 longitudinales

""JII'~SII en d1c1emhre 9. / 99.5 impreso en dc1embre 7, !995

TIT_A_CAP_1-2.pdflibro 1-2 000libro 1-2 001libro 1-2 002libro 1-2 003libro 1-2 004libro 1-2 005libro 1-2 006libro 1-2 007libro 1-2 008

TIT_A_CAP_3.pdfp 1 000p 1 001p 1 002p 1 003p 1 004p 1 005p 1 006p 1 007p 1 008p 1 009p 1 010p 1 011p 1 012p 1 013p 1 014p 1 015

TIT_A_CAP_4-5.pdflibro 4-5 000libro 4-5 001libro 4-5 002libro 4-5 003libro 4-5 004libro 4-5 005libro 4-5 006libro 4-5 007libro 4-5 008libro 4-5 009libro 4-5 010libro 4-5 011libro 4-5 012libro 4-5 013libro 4-5 014libro 4-5 015

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