Cur So Puente Scap i

Universidad Técnica de Ambato

Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica

Diseño de Puentes

Instructor: M.Sc. Ing. Santiago Medina R.

INDICE

Tabla de contenidoINDICE..........................................................................................................................2

I ASPECTOS GENERALES.........................................................................................3

1.1 CONCEPTO Y CLASIFICACION DE LOS PUENTES........................................3

1.1.1 CONCEPTO......................................................................................................3

1.1.2 CLASIFICACION DE LOS PUENTES...........................................................3

1.1.2.1 SEGÚN SU LONGITUD...............................................................................4

1.1.2.2 SEGÚN SU USO...........................................................................................4

1.1.2.3 SEGÚN EL ANGULO QUE FORMA CON EL EJE DEL OBSTÁCULO..4

1.1.2.4 SEGÚN EL MATERIAL DEL QUE ESTA CONSTRUIDO.......................5

1.1.2.5 SEGÚN LA FUNCION ESTRUCTURAL....................................................5

1.1.2.6 SEGÚN LA TRANFERENCIA DE CARGA...............................................6

1.1.2.7 SEGÚN LA POSICIÓN DEL TABLERO RESPECTO A LA VIA CONSIDERADA.......................................................................................................6

1.1.2.8 SEGÚN LA MOVILIDAD DEL TABLERO................................................6

1.1.2.9 SEGÚN EL TIEMPO DE VIDA PREVISTO...............................................7

1.2 PARTES CONSTITUTIVAS DE UN PUENTE.....................................................7

1.2.1 SUPERESTRUCTURA....................................................................................9

1.2.2 INFRAESTRUCTURA.....................................................................................9

1.2.3 APARATOS DE APOYO.................................................................................9

1.2.4 OBRAS ADICIONALES..................................................................................9

1.3 CONCEPTOS ADICIONALES...............................................................................9

1.3.1 NIVEL DE LA RASANTE...............................................................................9

1.3.2 GALIBO..........................................................................................................10

1.3.3 REMANSO.....................................................................................................10

1.3.4 SOCAVACION...............................................................................................10

BIBLIOGRAFIA..........................................................................................................11

Tabla De Ilustraciones

Figure 1: Clasificacion de los puentes...........................................................................4Figure 2: Puente Isostático.............................................................................................6Figure 3: Puente tipo Celosía.........................................................................................7Figure 4: Puente Basculante...........................................................................................8Figure 5: Corte Longitudinal Puente..............................................................................9Figure 6: Corte transversal Puente.................................................................................9

M.Sc. Ing. Santiago Medina R.

2

Figure 7: Socavación Local..........................................................................................12


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I ASPECTOS GENERALES

1.1 CONCEPTO Y CLASIFICACION DE LOS PUENTES

1.1.1 CONCEPTO

LUIS SANDOVALi dice que puente es una obra de arte que permite la continuidad de una vía ante un obstáculo. La vía puede ser férrea, carreteable o peatonal y el obstáculo una de presión del terreno, una corriente de agua u otra vía1.

GUY GRATTESATii define un puente como una obra que permite franquear un obstáculo natural o una vía de circulación terrestre, fluvial o marítima2.

Puentes son estructuras destinadas a salvar accidentes topográficos con la finalidad de dar continuidad a una vía, canal o ducto; su funcionamiento estructural se basa en transmitir un estado de cargas desde el espacio hacia la tierra.

1.1.2 CLASIFICACION DE LOS PUENTES

Varias son las clasificaciones que se da a los puentes de acuerdo a diferentes criterios y aspectos que cada autor toma en consideración; a continuación se detalla un resumen de clasificación de los puentes.

Figure 1: Clasificacion de los puentes

1 PUENTES, Luis Sandoval2 CONCEPCION DE PUENTES, Guy Grattesat


POR EL TIEMPO DE VIDA

POR LA MOVILIDAD DEL

TABLERO

POR LA POSICION DEL

TABLERO

POR LA TRANSFERENCIA

DE CARGA

POR SU FUNCION

ESTRUCTURAL

POR EL MATERIAL

CONSTRUIDO

POR EL ANGULO QUE FORMA

POR SU USO

POR SU LONGITUD

4

EJE DEL OBSTACULO

EJE DEL PUENTEß

1.1.2.1 SEGÚN SU LONGITUD

Esta es una clasificación muy relativa, ya que un puente considerado grande construido en un material, puede resultar pequeño si se construye en otro tipo de material; por lo tanto, es posible que esta clasificación encaje únicamente dentro de efectos visuales. En nuestro medio pueden clasificarse de la siguiente forma:

a. Puentes alcantarilla o pequeños L < 6.0 m.b. Puentes medianos 6 < L < 50.0 m.c. Puentes grandes (largos) L > 50.0 m.

1.1.2.2 SEGÚN SU USO

Esta clasificación es llamada también SEGÚN LA NATURALEZA DE LA VIA SOPORTADA, ya que corresponde al estado de cargas con el cual se calculará el puente. a. Puentes de carreterasb. Puentes de ferrocarriles c. Puentes peatonalesd. Puentes de acueductos e. Puentes de viaductos

Puede incluirse en esta clasificación los puentes para aviones en los aeropuertos, siendo los más comunes los puentes de carreteras3.

1.1.2.3 SEGÚN EL ANGULO QUE FORMA CON EL EJE DEL OBSTÁCULO

a. Puentes rectos = 90º b. Puentes curvos = Variable c. Puentes esviajados = 90º

1.1.2.4 SEGÚN EL MATERIAL DEL QUE ESTA CONSTRUIDO

a. Puentes de mampostería (piedra)

3 ELEMENTOS DE PUENTES, Gustavo Hidalgo


5

MODELO MATEMATICO

CONTRUCCION SEGUN MODELO MATEMATICO

b. Puentes de Hormigón Armado HºAºc. Puentes de Hormigón Presforzado HºPºd. Puentes de maderae. Puentes metálicos (de fundición, de hierro, de acero, y raros casos de aleaciones de aluminio).f. Puentes mixtos

1.1.2.5 SEGÚN LA FUNCION ESTRUCTURAL

Esta clasificación está basada en los tipos de apoyo que tenga el puente en sus tramos (uno o más), los que dependerán de la luz a vencer, el estado de carga y otros factores.

a. Puentes isostáticos (simplemente apoyados)b. Puentes continuos (hiperestáticos)c. Puentes arcod. Puentes celosíae. Puentes colgantesf. Puentes atirantados

Figure 2: Puente Isostático

1.1.2.6 SEGÚN LA TRANFERENCIA DE CARGA

Esta es una clasificación basada en la concepción estructural misma del puente, es decir en la forma de transmisión de las cargas desde la superestructura hasta el suelo, y es la siguiente:

a. Puentes losa


6

CELOSIAMETALICA

b. Puentes losa sobre vigasc. Puentes celosía d. Puentes colgantese. Puentes atirantados

Figure 3: Puente tipo Celosía

1.1.2.7 SEGÚN LA POSICIÓN DEL TABLERO RESPECTO A LA VIA CONSIDERADA

a. Puentes de tablero superiorb. Puentes de tablero intermedioc. Puentes de tablero inferior

1.1.2.8 SEGÚN LA MOVILIDAD DEL TABLERO

a. Puentes fijosb. Puentes móvilesc. Puentes desmontables

Los puentes móviles a su vez pueden ser: levadizos, giratorios, basculantes, transbordadores o flotantes4.

4 PUENTES, Luis Sandoval


7

Figure 4: Puente Basculante

1.1.2.9 SEGÚN EL TIEMPO DE VIDA PREVISTO

a. Puentes permanentesb. Puentes provisionales

1.2 PARTES CONSTITUTIVAS DE UN PUENTE

Un puente generalmente esta constituido por la superestructura, la infraestructura, los aparatos de apoyo y las obras adicionales.

Para hacer una descripción de las partes constitutivas mencionadas, es necesario los cortes longitudinal y transversal de un puente tipo, mismos que se muestran a continuación.


8

Figure 5: Corte Longitudinal Puente

Figure 6: Corte transversal Puente

1.2.1 SUPERESTRUCTURAEs el conjunto de elementos que resisten directamente las cargas, mismas que son transmitidas a la infraestructura, además de su peso propio. En la


ESTRIBOESTRIBO PILA

L O S A

V I G A

POSTE PASAMANO

CIMENTACIONES

NIVEL MAXIMO

NIVEL ORDINARIO

NIVEL MINIMO

SOCAVACION

O CRECIDA

Hmáx.

h

RELLENO

NIVEL DE RASANTE

g = GALIBO

r = REMANSO

APOYOAPARATO DE

A C E R A

O ESTIAJE

X

hs

DIAFRAGMA

ESTRIBO

DIAFRAGMAVIGA VIGA VIGA

APARATO DE APOYO

L O S A

RODADURACAPA DE

ACERA

POSTE

PASAMANO

CORTE TRANSVERSAL

9

superestructura se distinguen dos tipos de elementos, los principales entre los cuales tenemos la losa, vigas, celosía y arcos; y los secundarios que son los postes, pasamanos, aceras, capa de rodadura, diafragmas o elementos de arriostramiento, entre otrosiii.

1.2.2 INFRAESTRUCTURA

Son los elementos encargados de transmitir las cargas desde la superestructura hacia el suelo. La infraestructura está conformada por las pilas, estribos y cimentaciones.

1.2.3 APARATOS DE APOYO

Físicamente se ubican entre la superestructura y la infraestructura; estos elementos materializan el tipo de apoyo usado en el modelo matemático, de tal manera que el funcionamiento estructural real del puente sea de acuerdo a lo previsto en el cálculo. Como ejemplo de aparato de apoyo podemos mencionar a las placas de neopreno.

1.2.4 OBRAS ADICIONALES

Llamadas de esta forma porque se construyen en forma independiente del puente con la finalidad de brindar protección cuando el caso lo amerita, a las pilas, estribos, cimentaciones y el relleno, garantizando así la estabilidad del puente.

Como principales obras adicionales podemos enumerar a los muros de gaviones que son acumulaciones de piedra u otro material encajonado en rejillas metálicas de forma cúbica, que sirven para desviar o encausar la corriente de agua; y a los muros de ala que se construyen junto a los estribos y generalmente a 45º del eje del puente.

1.3 CONCEPTOS ADICIONALES

1.3.1 NIVEL DE LA RASANTE

El nivel de la rasante se determina partiendo del lecho del río, y es la cota en la cual queda fijada la capa de rodadura por la cual circulan los vehículos. Se calculará mediante la siguiente expresión:

Nv . Rasante=Hmáx .+r+g+HsDonde:

Hmáx. = Altura que alcanzará el agua durante la máxima crecida.r = Remanso.g = Gálibo.hs = Altura de la superestructura.


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1.3.2 GALIBO

Gálibo es el espacio comprendido entre el nivel del agua y el nivel inferior de la superestructura que se deja para el paso de cuerpos flotantes. En el caso de puentes a desnivel, o puentes sobre vías de ferrocarril, éste término representa la holgura que debe existir bajo dicho puente. Algunas normas indican valores de gálibos entre 1.5 y 2.0 metros, otras mas conservadoras sugieren gálibos de 2.0 a 3.0 metros, valor que dependerá del criterio e incertidumbre del calculista de ser éste el casoiv.

1.3.3 REMANSO

Remanso es la sobre elevación del nivel de las aguas, debido a la disminución de la sección de trabajo

1.3.4 SOCAVACION

GUY GRATTESAT dice: “En su acepción corriente, este término designa los embudos que se producen en el suelo, en la base de las pilas, bajo el efecto de los movimientos turbulentos del agua”5.

La importancia de la socavación depende de numerosos parámetros, de los que los principales son la velocidad del agua, la naturaleza del suelo, la forma de las pilas y su dirección respecto a la corriente de agua.El cálculo de la socavación es importante para determinar el nivel de cimentación cuando esta va a ser fundada bajo el lecho del río; distinguiéndose así dos tipos de socavación: la general y la local.

La socavación general es aquella que se produce por el arrastre de material a lo largo del lecho del río y, la de carácter local la que se produce por el choque del agua frente a las pilas, es decir que la profundidad máxima de socavación se alcanza en el borde aguas arriba de la pila.

La socavación local puede calcularse aproximadamente con la siguiente expresión:

h=Hmáx . × v2× kDonde :

h = Profundidad de socavación en ( m ).Hmáx. = Altura que alcanzará el agua durante la máxima crecida en ( m ).v = Velocidad que alcanzará el agua durante la máxima crecida en ( m/seg ).K = Factor que depende del tipo de suelo en ( seg2/m2 ).

Los valores del factor K son los siguientes6:K = 0.01 para ripio conglomeradoK = 0.04 para ripio sueltoK = 0.06 para suelo arenosoK = 0.08 para suelo fangoso

5 CONCEPCION DE PUENTES, Guy Grattesat.6 HIDRAULICA DE LOS CANALES ABIERTOS, Ben Te Chow


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Figure 7: Socavación Local

BIBLIOGRAFIA


NIVEL DEL AGUA

SOCAVACION LOCAL

h

LECHO DEL RIO

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i SANDOVAL, L.., “PUENTES”, 1995, Madrid-España.

ii GRATTESAT, G., “CONCEPCION DE PUENTES”, 1999, Barcelona-España.

iii HIDALGO, G., “MANUAL DE CALCULO Y DISEÑO DE PUENTES DE HORMIGON ARMADO”, 2001, Mexico D.F.-Mexico.

iv TE CHOW, B., “HIDRAULICA DE LOS CANALES ABIERTOS”, 2002, Santiago-Chile.

Documents

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