10 Puentes de Vigas y Losa LRFD
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Ing. Elsa Carrera Cabrera
PUENTE DE VIGAS Y LOSAPUENTE DE VIGAS Y LOSADE CONCRETO ARMADODE CONCRETO ARMADO
Ing. Elsa Carrera Cabrera
PUENTE DE VIGAS Y LOSA
Características Generales
Viga Diafragma
E.C.
Vigas Principales
VD VP
Barandas
VeredasLosaAsfalto
Ancho de Calzada
Sección Transversal
Ing. Elsa Carrera Cabrera
Sección Longitudinal
Características Generales
Vigas Diafragma
Barandas
Viga Principal
Ing. Elsa Carrera Cabrera
Eje Carretera
Planta
Eje ApoyoEje Apoyo
VD
VP
Ejemplo:
Nº de Vigas Principales (VP) : 04 Und.
Nº de Vigas Diafragma (VD) : 05 Und.
Ing. Elsa Carrera Cabrera
Puente Vigas y Losa Simplemente Apoyada
Ing. Elsa Carrera Cabrera
• Losa : Tramos InterioresVoladizos
• Vigas Principales : V. Exteriores ( VPext )V. Interiores ( VPint )
• Vigas Transversales o Diafragmas ( VD )
Elementos Estructurales del Puente Vigas y Losa
Ing. Elsa Carrera Cabrera
Diseño de la Losa
•Cargas Actuantes en Tramos interiores continuos.
a) Por Peso Propio : carga del p.p. = wDC
MDC = wDC (L²) / 10
b) Carga Muerta-DW : carga de la Carpeta Asfáltica= wDWMDW = wDW (L²) / 10
Donde :L = la luz entre centros de vigas.
Ing. Elsa Carrera Cabrera
c) Sobrecarga: Los momento por sobrecarga según el LRFD, son:
* Acero principal perpendicular al tráfico:
Para L ≤ 3 m: Mtransv = 1290 D0.197 L0.459 CPara L > 3 m: Mtransv = 5300 D0.188 (L1.35- 20400) C / L
* Acero principal paralelo al tráfico:
Para L ≤ 3 m: Mparalelo = 408 D0.123 L0.64 CPara L > 3 m: Mparalelo = 3405 D0.138 (L1.429- 34900) C / L
Donde:
L = Longitud entre centros de apoyos (mm)C = Factor de continuidad será igual a 1, para tramos
simplemente apoyados y 0.8 para tramos continuos.D = Dx / Dy
Ing. Elsa Carrera Cabrera
Dx = E Ix (N mm2/mm) , Dy = E Iy (N mm2/mm)
E = Módulo de elasticidadIx e Iy = Momento de inercia por unidad de ancho
• Cuando no se disponga de ensayos, la relación de rigideces D puede ser tomado como:
– Para emparrillados totalmente llenos con al menos 38 mm de sobrellenado monolítico 2.0
– Para los demás emparrillados totalmente llenos 2.5
Ing. Elsa Carrera Cabrera
Si consideramos que por los momentos en ambas direcciones, la fisuración es proporcional y que la armadura dispuesta es igualmente proporcional a las solicitaciones.
Entonces: Ix = Iy
Para un cálculo mas preciso puede determinarse la Inercia de la sección fisurada con el refuerzo final colocado.
Por lo tanto podemos asumir: D =1.00
Ing. Elsa Carrera Cabrera
0.30m7.39t
MDC : Por cargas del pp del volado.
MDW : ° Cargas por el peso de asfalto en el volado.° Carga de vereda y baranda.
M(L+I) = Carga por rueda en eje posterior.
M(L+I) = 7.39 x a x CiEE
E E = Es el ancho equivalente para Voladizo.
Es necesario proyectar una buena distribución de la vigas en el ancho de calzada, porque si el volado es muy grande el momento en él será mayor que el de los tramos interiores.
En Voladizos.-
a
Ing. Elsa Carrera Cabrera
−M: 1220 + 0,25S+M: 660 + 0,55SParalela o perpendicular
• Prefabricado, postensado
−M: 1220 + 0,25Sencofrados perdidos +M: 660 + 0,55SParalela o perpendicular • Vaciado en sitio con −M: 1220 + 0,25S+M: 660 + 0,55SParalela o perpendicular 1140 + 0,833XVuelo (Cantilever)
• Vaciado en sitio
Ancho de la Franja (mm)
Dirección de la Franja en Relación con el TráficoTipo de Tablero
Donde:
X = Distancia desde la aplicación de la carga al punto de apoyo (mm)
S = Espaciamiento de componentes de apoyo (mm)
+M = Momento positivo
-M = Momento Negativo
Ancho Equivalente de Tableros – Métodos Aproximados de Análisis
Ing. Elsa Carrera Cabrera
0.30m
0.55m
Tenemos el siguiente esquema, que visualiza la sobrecarga considerando sólo una de las llantas traseras del camión tipo.
Sobrecarga en el Volado.-
Ejem: Para un volado mínimo de 55 cm., entra toda la carga de la rueda en él. Si el volado es menor, se debe descontar la parte de la rueda que está sobre la viga y fuera del volado.
Ejem.: Para un volado de 50 cms.,5 cm de la rueda estará sobre la viga y la reducción es de 5 = 10%
50Sólo se considera parte del peso de la llanta: P x 0.90
Ing. Elsa Carrera Cabrera
Consideraciones para Sobrecarga:
I.- Distribución de Cargas o Concentraciones de Cargas
(LRFD)
En el sentido transversal, la carga por ancho de vía será incrementada en un porcentaje que depende de la separación de vigas y de sus materiales.
Diseño de las Vigas Principales
Ing. Elsa Carrera Cabrera
DistribuciDistribucióón de Cargas Vivas n de Cargas Vivas -- MomentosMomentos
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 ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛+
sLtKg
LSS
10.0
3
20.060.0
2900075.0 ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛+
sLtKg
LSS
A : Area de vigas (mm2)S : Espaciamiento de vigas (mm)L : Longitud de viga (mm)ts : Espesor de losa de concretoKg : Parámetros de rigidez longitudinal (mm4)
Un carril cargado Dos ó más carriles cargados (ginterior)
Kg = n(I + Aeg2)
n : Relación de módulos de losmateriales (viga-tablero)
I : Momento de Inercia de vigas (mm4)eg : Distancia entre c.g. de la
viga principal y el tablero (mm)
Ing. Elsa Carrera Cabrera
e = 0.77 + e = 0.77 + de2.8002.800
Los 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 gexterior = e. ginterior
DistribuciDistribucióón de Cargas Vivas n de Cargas Vivas -- MomentosMomentos
Ing. Elsa Carrera Cabrera
DistribuciDistribucióón de Cargas Vivas n de Cargas Vivas -- CortanteCortante
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 concretoKg : Parámetros de rigidez longitudinal (mm4)
Un carril cargado Dos ó más carriles cargados (ginterior)
760036.0 S
+2.0
107003600200.0 ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛−⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛+
SS
Ing. Elsa Carrera Cabrera
DistribuciDistribucióón de Cargas Vivas n de Cargas Vivas -- CortantesCortantes
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 Palancagexterior = e. ginterior
300060.0 ede +=