clase 8_2014

PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS

DISEÑO DE VIGAS TIPO “T” PARA PUENTES


Sobrecargas de diseño

En función del servicio que presta, la estructura debería pesar lo menos posible y ser capaz de soportar más carga, estas condiciones nos indican que tenemos un diseño adecuado, al contar con una estructura liviana capaz de resistir grandes cargas de servicio.


INTRODUCCION

3.05 m

1.83 m0.61 0.61

Sardinel

Camión Tipo HS (3 ejes)

P 4P 4P

a b

Carga distribuida linealmente

Carga Concentrada

(Libras/pie de la linea de carga)

35 kN

3.60 m

145 kN145 kN

Camión de Diseño

4.3 m 4.3 - 9.0 m 1.20 1.80 m 0.60

Ancho de Vía

CAMION HS

ESPECIFIC. ESTANDAR

CARGA EQUIVALENTE

METODO LRFD

CAMION DE DISEÑO + S/DIST.

110 kN110 kN

1.2 m

Tandem de Diseño

3.60 m

0.601.20 1.80 m

Ancho de Vía

TANDEM DE DISEÑO + S/DIST.


0.1 W

0.1 W

0.4 W

0.4 W 0.4 W

0.4 W

0.2

W

0.8

W

0.8

W

3.05 m

1.83 m0.61 0.61

Sardinel


P 4P 4P

a b

a b

1. REG. AMERICANO (ESPECIFICACIONES ESTANDAR

AASHTO)

1.1 Camion (HS) 1.2 Sobrecarga equivalente

Pi(tn)

We (kg/m)/ancho de vía

TIPO

Peso

Camión

(tn)

P

(tn)

a

(m)

b

(m)

We

(kg/m)

Pi

P. Corte

(tn)

Pi

P. Momento

(tn)

HS-20

HS-25

32.66

40.82

3.63

4.54

4.27

4.27

4.27-9.14

4.27-9.14

952.4

1,190.5

11.8

14.7

8.2

10.2

Ancho de vía = 3.05 m


AASHTO (Sección Transversal)

1.22 1.83 mV´ 1.83 m

Sardinel

V´= 0.30 m, para el cálculo de Losas

V´= 0.61 m, para el cálculo de Otros Elementos


SOBRECARGAS DE DISEÑO EN EL PERU

• En el Perú, contamos con un Manual de Diseño de Puentes, basado fundamentalmente en el Reglamento Americano AASHTO y su propuesta LRFD (Load and Resistance factor design) “Diseño por Factores de Carga y Resistencia“.


a

P P

2. Propuesta del AASHTO (LRFD)

a) Camión de Diseño :

b) Tandem de diseño

Tabla de características generales:

1.80m

0.1 W

0.1 W

0.4 W

0.4 W 0.4 W

0.4 W

0.2

W

0.8

W

0.8

W

3.05 m

1.83 m0.61 0.61

Sardinel


P 4P 4P

a b

a b

0.60 m General

0.30m Borde de Losa

Ancho de Vía 3.6m

0.1 W

0.1 W

0.4 W

0.4 W 0.4 W

0.4 W

0.2

W

0.8

W

0.8

W

3.05 m

1.83 m0.61 0.61

Sardinel


P 4P 4P

a b

a b

4.3 m 4.3 m a 9.0 m

35 KN 145 KN 145 KN

TIPOLRFD

Peso W(ton

P(ton)

a(m)

b(m)

Camión de DiseñoTandem de Diseño

33.1322.40

-11.2

4.301.20

4.30-9.00-


•Continuación del LRFD

We (kg/m)

Sobrecarga repartida

W = 970 (kg/m)/por ancho de vía

La carga viva correspondiente a cada vía será la suma de:

• Camión de diseño o Tandem (se toma la que produzca mayor efecto), mas • Sobrecarga repartida

W = 970 kg/m por ancho de vía de 3.00 m


PRUEBAS DE CARGA


COMBINACION DE CARGAS PARA EL ESTADO LIMITE DE RESISTENCIA I:

Mu ≥ n ( γDC MDC + γDw MDw + γLL MLL-IM ) Mu ≥ 1 (1.25M DC + 1.50M DW + 1.75M LL-IM )


PREDIMENSIONAMIENTO


DISEÑO DE VIGAS “T” PARA PUENTES


METODO LRFD : SOBRECARGAS

1. Generalidades

La carga viva correspondiente a cada vía será la suma de:

a) Camión de Diseño + Sobrecarga Distribuida, ó

b) Camión Tandem + Sobrecarga Distribuida

Para efectos de diseño, el número de vías será igual a la parte entera de w/3.60, donde w

es el ancho libre de calzada (m).

2. Número de Vías

Número de

Vías Cargadas

1 1.20

2 1.00

3 0.85

4 ó más 0.65

Factor



3. Descripción (Cargas Vivas de Vehículos)

Peso Total del

Camión : 325.00 kN

(33.13 toneladas).

3.1 Camión de Diseño

35 kN

3.60 m

145 kN145 kN

Camión de Diseño

4.3 m 4.3 - 9.0 m 1.20 1.80 m 0.60

Ancho de Vía

0.970t/m

Sobrecarga Distribuida



3. Descripción (Cargas Vivas de Vehículos)

Peso Total del

Camión : 220.00 kN

(22.43 toneladas).

3.2 Tandem de Diseño

110 kN110 kN

1.2 m

Tandem de Diseño

3.60 m

0.601.20 1.80 m

Ancho de Vía

0.970t/m

Sobrecarga Distribuida



4. Ubicación de las Cargas Vivas

Para el análisis de la sobrecarga en forma longitudinal, el puente será cargado en forma

continua o discontinua, según resulte lo más desfavorable para el caso en estudio. Se

considera:

4.1 En la Vista Longitudinal

Camión de Diseño + Sobrecarga Distribuida

Tandem de Diseño + Sobrecarga Distribuida

VS



4. Ubicación de las Cargas Vivas

El Camión de Diseño y el Tandem de Diseño se ubicarán en las posiciones más desfavorables

(conjuntamente con la sobrecarga distribuida) respetando los límites mostrados en la

siguiente figura, donde el valor de “V” depende del elemento que estemos evaluando :

4.2 En la Vista Transversal

V : 0.30 m para el diseño de losa

0.60 m otros elementos



5. Efectos Dinámicos

Las Cargas vivas correspondientes al camión o al tandem de diseño se incrementarán en los

porcentajes indicados en la siguiente tabla, para tener en cuenta los efectos de amplificación

dinámica y de impacto :

Incremento de la Carga Viva por Efectos Dinámicos

Componente Porcentaje

Elementos de unión en el tablero

(para todos los estados límite) 75%

Para otros elementos:

a) Estados límite de fatiga y fractura 15%

b) Otros estados límite 33%



6. Distribución de Cargas Vivas - Momentos

Los factores de distribución para los momentos flexionantes por carga viva para las vigas

interiores con tableros de concreto pueden ser determinados según las siguientes

expresiones:

a) Momentos en vigas longitudinales interiores

10.030.040.0

4300060.0 ÷

÷ø

öççè

æ÷ø

öçè

æ÷ø

öçè

æ+

sLt

Kg

L

SS10.0

3

20.060.0

2900075.0

÷÷

ø

ö

çç

è

æ÷ø

öçè

æ÷ø

öçè

æ+

sLt

Kg

L

SS

A : Area de vigas (mm2)

S : Espaciamiento de vigas (mm)

L : Longitud de viga (mm)

ts : Espesor de losa de concreto

Kg : Parámetros de rigidez longitudinal (mm4)

Un carril cargado Dos ó más carriles cargados (ginterior)

Kg = n(I + Ae g 2 )

n : Relación de módulos de los

materiales (viga-tablero) I : Momento de Inercia de vigas (mm4)

eg : Distancia entre c.g. de la viga principal y el tablero (mm)



6. Distribución de Cargas Vivas - Momentos

Llos factores de distribución para los momentos flexionantes por carga viva para las vigas

exteriores con tableros de concreto pueden ser determinados según las siguientes

expresiones:

b) Momentos en vigas longitudinales exteriores

Un carril cargado Dos ó más carriles cargados (gexterior)

Regla de la Palanca 2800

77.0 ede +=gexterior = e. ginterior



7. Distribución de Cargas Vivas - Cortante

Los factores de distribución para las fuerzas cortantes por carga viva para las vigas interiores

con tableros de concreto pueden ser determinados según las siguientes expresiones:

a) Cortante en vigas longitudinales interiores

A : Area de vigas (mm2)

S : Espaciamiento de vigas (mm)

L : Longitud de viga (mm)

ts : Espesor de losa de concreto

Kg : Parámetros de rigidez longitudinal (mm4)

Un carril cargado Dos ó más carriles cargados (ginterior)

760036.0

S+

2.0

107003600200.0 ÷

ø

öçè

æ-÷

ø

öçè

æ+

SS



7. Distribución de Cargas Vivas - Cortantes

Los factores de distribución para las fuerzas cortantes por carga viva para las vigas

exteriores con tableros de concreto pueden ser determinados según las siguientes

expresiones:

b) Cortante en vigas longitudinales exteriores

Un carril cargado Dos ó más carriles cargados (gexterior)

Regla de la Palanca gexterior = e. ginterior

300060.0 ed

e +=


EJEMPLO APLICATIVO


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