22 Comments1.4.1.- SOLICITACIONES GEOMÉTRICAS.
ESPACIAMIENTO ENTRE PILAS, ORIENTACIÓN Y TIPO.
Las pilas de un puente deben ubicarse de acuerdo con los requerimientos de la navegación y de manera que produzcan la mínima obstrucción a la corriente. En general, deben colocarse paralelamente a la dirección de la misma en épocas de avenidas. Asimismo, para dar paso a los materiales de arrastre y a los hielos, los claros del puente y el espacio libre vertical deberán tener la amplitud adecuada, de acuerdo con el tipo de pila y, en caso necesario emplear desviadores de materiales de arrastre.
ANCHO DE CALZADAS Y BANQUETAS.
El ancho de la calzada será el ancho libre entre las partes inferiores de las guarniciones medido normalmente al eje longitudinal del puente; Si las guarniciones no existen el ancho libre será la distancia mínima entre las cara interiores del parapeto del puente.
El ancho de la banqueta será el ancho libre entre la cara interior del parapeto y la parte extrema de la guarnición o guardarueda exterior medido normalmente al eje longitudinal del puente, salvo que exista una armadura, trabe o parapeto adyacente a la guarnición, en cuyo caso, el ancho se medirá hasta la orilla exterior de la banqueta.
La cara de la guarnición se define como el parámetro interior, vertical o inclinado de la propia guarnición. Las dimensiones horizontales del ancho de la calzada y de la guarnición se toman desde la base, o desde la base del paño inferior, si se trata de guarniciones escalonadas. El ancho máximo de las guarniciones redondeadas será de 0.23 m.
En los tramos de acceso con guarnición y cuneta, ya sea en uno o en ambos extremos del puente, la altura de la guarnición del puente debe coincidir con la de acceso, o ser, preferentemente, mayor. Cuando no se asignen guarniciones en el acceso, la altura de la guarnición en el puente no será menor de 0.20 m y de preferencia no mayor de 0.25 m.
Cuando se requieran banquetas para el transito de peatones en las vías rápidas urbanas, deberán aislarse de la calzada del puente por medio de parapetos.
GÁLIBOS.
A) De Navegación.- La autorización para la construcción de un paso sobre una vía navegable, exceptuando aquellas que por su categoría se hallen previamente autorizadas por la Comandancia de la Guardia Costera, deban obtenerse de esta propia comandancia y de las demás autoridades competentes.
B) Vehicular.- Para la circulación de vehículos, el gálibo horizontal será el ancho libre, en tanto que el gálibo vertical será la altura libre, tal como se muestra en la figura siguiente:
PARAPETOS.
Deberán instalarse parapetos a ambos lados de la estructura del puente para protección tanto del transito como de los peatones, cuando existan banquetas.
En los puentes que no pertenezcan a vías rápidas urbanas y que dispongan de banquetas adyacentes a las calzadas, deberá instalarse entre estas dos el parapeto o barrera para calzada, además de un parapeto para banqueta en el lado exterior.
A) Parapetos para calzada.- Aunque el propósito principal de los parapetos para calzada es controlar el transito que circula por la estructura, deben tomarse en cuenta otros factores, como son la protección de los ocupantes del vehículo en caso de colisión, y a los peatones que circulan en el puente, además de la buena apariencia y la suficiente visibilidad para los vehículos que lo transiten.
Los materiales empleados en los parapetos para calzada serán: concreto, acero o una combinación de ellos. La altura del parapeto para calzada no será menor de 0.69 m, medida desde la corona de la calzada o guarnición al remate superior del parapeto.
B) Parapetos para banquetas.- Los elementos de estos parapetos se calcularán de acuerdo con el tipo y volumen del transito de peatones calculado en el proyecto, tomando en cuenta la buena apariencia, la seguridad y la suficiente visibilidad por parte de los conductores.
Los materiales empleados en estos parapetos serán: concreto, acero o una combinación de estos materiales. La altura mínima será de 0.91 m (preferentemente 1.07 m.), medida desde la superficie de la banqueta hasta el remate del barrote superior del parapeto.
DRENAJE DE LA CALZADA.
El drenaje transversal se efectuara por medio del bombeo que se da a la carpeta, y el drenaje longitudinal, por medio de la contraflecha del claro, o bien por la pendiente de la rasante. El agua que se drene por las cunetas del camino debe desviarse, no permitiendo, de ninguna manera, que fluya sobre el puente. Los puentes cortos, de un solo claro, particularmente pasos superiores, pueden construirse sin drenes, efectuándose el drenaje de la calzada del puente mediante conductos abiertos o cerrados colocados en los extremos de la estructura. El drenaje longitudinal de los puentes largos se realiza por medio de drenes o coladeras de dimensiones y en numero suficiente para desalojar debidamente la cuneta. La disposición de los drenes del puente se hará en forma tal que el agua no descargue sobre ningún elemento de la estructura, para evitar su erosión en dicho sitio. Cuando se requieran bajadas, serán rígidas y de material resistente a la corrosión.
SOBREELEVACIÓN.
En las curvas horizontales de un puente la sobreelevación se hará de acuerdo con las especificaciones establecidas para la construcción del camino, pero en ningún caso excederá del 10% del ancho de la calzada.
REVESTIMIENTO DEL PISO DE PUENTES.
El revestimiento del piso de los puentes deberá ser de un material antiderrapante.
INSTALACIONES DESTINADAS A SERVICIOS PÚBLICOS.
Cuando así se requiera, se tomaran las precauciones necesarias para alojar a las bases y los postes para los cables de los troles o del alumbrado, así como los ductos para el agua, cables de electricidad, teléfono, gas o drenaje.
1.4.2.- SOLICITACIÓN DE CARGAS.
CARGAS.
Las estructuras se proyectarán considerando las siguientes cargas y fuerzas cuando existan:
- Carga muerta
- Carga viva
- Impacto o efecto dinámico de la carga viva.
- Cargas por viento
- Otras fuerzas, cuando existan, tales como:
- Fuerzas longitudinales
- Fuerza centrifuga.
- Fuerzas por cambios de temperatura.
- Empujes de tierra.
- Subpresión.
- Esfuerzos por contracción del concreto.
- Esfuerzos de erección.
- Presión de la corriente de agua.
- Esfuerzos por sismo.
Los miembros del puente se proyectaran tomando en cuenta los esfuerzos permisibles y las limitaciones del material empleado de acuerdo con las especificaciones AASHTO.
En la hoja para calculo de esfuerzos se incluirá un diagrama o notas sobre las cargas consideradas y por separado se indicaran los esfuerzos debidos a las diferentes cargas.
Cuando las condiciones del proyecto así lo requieran, se registrara el orden sucesivo de los colados de concreto en los planos o bien en las especificaciones complementarias.
CARGA MUERTA
La carga muerta estará constituida por el peso propio de la estructura ya terminada, incluyendo la carpeta asfáltica, banquetas, parapetos, tuberías, conductos, cables y demás instalaciones para servicios públicos.
Cuando, al construir el puente, se coloque sobre la carpeta una capa adicional para desgaste, o cuando se piense ponerla en el futuro, deberá tomarse en cuenta al calcular la carga muerta. Dicho factor es particularmente importante en aquellas regiones en donde se requiere el uso de cadenas sobre las llantas, o llantas con grapas para la nieve.
Por lo regular al calcularse la carga muerta se consideran los siguientes pesos volumétricos:
Hierro fundido .................................................................. 7,800 Kg/m3
Aleaciones de aluminio ................................................... 2,800 Kg/m3
Madera (Tratada o sin tratar) .......................................... 800 Kg/m3
Acero estructural............................................................... 7,850 Kg/m3
Concreto simple .............................................................. 2,300 Kg/m3
Concreto reforzado ......................................................... 2,400 Kg/m3
Arena, tierra, grava o balasto compactados ................... 1,920 Kg/m3
Arena, tierra o grava sueltas ........................................... 1,600 Kg/m3
Macadam o grava compactadas con aplanadora .......... 2,240 Kg/m3
Relleno de escorias ........................................................ 960 Kg/m3
Pavimento (excluyendo adoquinado de madera) .......... 2,300 Kg/m3
Vía de FF.CC. (riel, guardariel, accesorios de vía) ........ 3,200 Kg/m3
Mampostería .................................................................... 2,720 Kg/m3
Tablón asfaltico de 2.5 cm de espesor ........................... 22 Kg/m2
CARGA VIVA
La carga viva consistirá en el peso de la carga móvil aplicada, correspondiente al peso de los camiones, coches y peatones.
CARGAS PARA CALZADAS
Los elementos portantes y piezas de puentes se diseñaran con la carga de camión HS-20, T3-S3 y T3-S2-R4, tomando como carga de diseño la que produzca los mayores elementos mecánicos de acuerdo con la distribución de claros.
CARGAS PARA BANQUETAS
Los pisos, largueros y apoyos inmediatos a las banquetas, se proyectaran para una carga viva de 415 Kg/m2. Las trabes de sección compuesta, armaduras, arcos y otros miembros, se proyectaran para las siguientes cargas vivas sobre la banqueta:
Claros de hasta 7.62 m de longitud ........................................ 415 Kg/m2
Claros de 7.62 m a 30.48 m de longitud ....................................293 Kg/m2
Claros mayores que 30.48 m de longitud, de acuerdo con la formula siguiente:
4464.48 16.76 - A
P= (146.46 + -------------) ( ------------------ )
L 15.24
Donde :
P = Carga viva por metro cuadrado con un valor máximo de 293 Kg/m2
L = Longitud cargada de banqueta, en metros.
A = Ancho de banqueta, en metros.
Al calcular los esfuerzos en estructuras que soporten las banquetas en voladizo, se considerara la banqueta cargada completamente en un solo lado de la estructura, si esa condición es la que produce los esfuerzos máximos en la misma.
CARGAS PARA GUARNICIONES
Las guarniciones se proyectaran para que resistan una fuerza lateral no menor de 774 Kg por metro lineal de guarnición, aplicada en la parte superior de la guarnición, o a 0.25 m arriba del piso, si la guarnición es mayor de 0.25 m.
CARGAS SOBRE PARAPETOS
1) PARAPETOS PARA CALZADAS.
Las piezas del parapeto se proyectaran para resistir una fuerza lateral horizontal (P) de 4,536 Kg dividida entre los diversos miembros situados a 0.38 m ó mas, arriba del piso del puente (o remate de la guarnición con un ancho mayor que 0.15 m.).
Todos los miembros entre los que se distribuya esta carga lateral, deberán tener sus caras del lado de la calzada, en un plano vertical común que pase 2.5 cm del extremo.
Los miembros del parapeto que se encuentren a mas de 0.025 m de dicho plano. o a menos de 0.38 m arriba del piso del puente (o remate de la guarnición con un ancho mayor que 0.15 m), se proyectaran para resistir una carga lateral igual a la aplicada en los parapetos para calzada adyacentes, siempre que esa carga no exceda de 2,268 Kg.
2) PARAPETOS PARA BANQUETA.
Los parapetos para banquetas se proyectaran para resistir una carga mínima:
W=7404 Kg por metro lineal, aplicada simultáneamente tanto en sentido transversal como en sentido vertical, sobre los miembros longitudinales del parapeto. Quedan excluidos de estos requerimientos los miembros que se hallen colocados a mas de 1.54 m arriba de la banqueta.
Los postes se proyectaran para resistir una carga transversal, la que actúa en el centro de gravedad del barrote superior, o a una altura máxima de 1.54 m arriba de la banqueta cuando se trata de parapetos altos.
IMPACTO
En las estructuras comprendidas en el grupo A subsiguiente, los esfuerzos por carga viva producidos por las cargas H y HS deberán incrementarse en la cantidad que aquí se indica, por los efectos dinámico, vibratorio y de impacto.
El impacto no deberá aplicarse a los elementos del grupo B.
GRUPO A.
1) Superestructura, incluyendo columnas de acero o de concreto, torres de acero, columnas de marcos rígidos, y en general, aquellas partes de la estructura que se prolonguen hasta la cimentación principal.
2) La parte de los pilotes de concreto o de acero que sobresalgan del nivel del terreno y que se hallen rígidamente conectados a la superestructura, ya sea formando marcos rígidos o como parte de la estructura misma.
GRUPO B.
1) Estribos, muros de contención, pilas, pilotes (exceptuando lo especificado en el grupo A 2).
2) Cimentaciones y presiones en las cimentaciones.
3) Estructuras de madera.
4) Cargas para banquetas.
5) Alcantarillas y estructuras que tengan un colchón de tierra de 0.91 m de espesor o mayor.
FORMULA DE IMPACTO
La cantidad permisible en que se incrementan los esfuerzos se expresa como una fracción de los esfuerzos por carga viva, y se determinara con la formula siguiente:
I= (15.24) / (L + 38.10)
Donde:
I = Impacto, en porcentaje (máximo 30%)
L = Longitud, en metros, de la parte del claro que debe cargarse para producir el máximo esfuerzo en el miembro.
Para uniformar su aplicación, la longitud cargada, "L", se considerara específicamente como sigue:
- Para pisos de calzada, emplear la longitud del claro marcada en el proyecto.
- Para miembros transversales, tales como piezas de puente, usar la longitud del claro del miembro, entre centros de apoyo.
- Para calcular momentos debidos a cargas de camión, usar la longitud del claro. Para tramos en voladizo, se usara la longitud desde el centro de momentos hasta el eje más alejado del camión.
- Para esfuerzo cortante debido a cargas de camión, usar la longitud de la parte cargada del claro, desde el punto en consideración hasta la reacción mas alejada. Para tramos en voladizo, considérese el 30%.
- En claros continuos, empléese la longitud del claro considerado para momento positivo y para momento negativo, el promedio de los dos claros adyacentes cargados.
FUERZAS LONGITUDINALES.
Deberá considerarse el efecto de una fuerza longitudinal del 5% de la carga viva en todos los carriles destinados al transito en una misma dirección. En aquellos puentes donde se considere puedan llegar a ser en el futuro de una sola dirección, deberán considerarse cargados todos sus carriles.
