clase 8_2014
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PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
DISEÑO DE VIGAS TIPO “T” PARA PUENTES
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
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.
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
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.
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
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
Camión Tipo HS (3 ejes)
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
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
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
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
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“.
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
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
Camión Tipo HS (3 ejes)
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
Camión Tipo HS (3 ejes)
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-
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
•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
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PRUEBAS DE CARGA
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
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 )
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PREDIMENSIONAMIENTO
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DISEÑO DE VIGAS “T” PARA PUENTES
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
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
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
METODO LRFD : SOBRECARGAS
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
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METODO LRFD : SOBRECARGAS
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
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
METODO LRFD : SOBRECARGAS
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
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
METODO LRFD : SOBRECARGAS
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
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
METODO LRFD : SOBRECARGAS
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%
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METODO LRFD : SOBRECARGAS
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)
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
METODO LRFD : SOBRECARGAS
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
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
METODO LRFD : SOBRECARGAS
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
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
METODO LRFD : SOBRECARGAS
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 +=
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EJEMPLO APLICATIVO
PUENTES ING. WILMER ROJAS ARMAS
ING. WILMER ROJAS ARMAS