DISEÑO DE PUENTES CON AASHTO LRFD y EL MODULO BRIDGE DEL SAP2000
CLASE 04
Ing. JOHN AMPUERO – Ing. CESAR ALVARADO
Clase 04 Ing. John Ampuero Alata
DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO
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CLASE 04
Ing. JOHN AMPUERO – Ing. CESAR ALVARADO
DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO DEFINICIÓN La distribución de cargas tiene por finalidad estudiar la influencia de la asimetría de la carga móvil con relación al eje de la sección transversal del tablero. Como la ubicación de los vehículos en un puente es muy variable, tanto longitudinal como transversalmente, el cálculo de los máximos esfuerzos por carga viva es una tarea laboriosa. Para fines prácticos es suficiente con idealizar al puente primero como una estructura plana en el sentido longitudinal para determinar los esfuerzos longitudinales y luego efectuar el cálculo transversal del tablero.
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Planta
Isométrico
Elevación
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DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO EMPARRILLADO PLANO Viga a
Viga b
P=1
Viga c
Viga Principal b
a
0.4 1.0 a
z=25 z=1 Vigas sin distribución lateral
a L=Luz del puente
P=1 Viga Principal a
Vigas transversales Rigidas (z= )
P=1 Viga Principal c
0.6
z=25
1.0 z=1
Vigas sin distribución lateral
Vigas transversales Rigidas (z= ) 3 z=( L ) a 2a
0.2 1.0 z=25 z=1
Vigas transversales Rígidas (z= ) Vigas sin distribución lateral
Según las condiciones:
Sistema viga-losa muy rígido → Deflexión uniforme
Considerando el aporte y la rigidez torsional de los elementos
flexible
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DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO EMPARRILLADO PLANO d c
+
d
+
c
1
a
+
a -
Superficie de Influencia de Momento Flector en CL de Viga Principal b
Superficie de Influencia de Momento Flector en CL de Viga Transversal 2
-
-
-
-
d
+
+ +
b
c
+
+
+ Viga a
+
a
a
Mb0 /2
c
+
+
/4
+
d
4 a
+
M2 a/2
b
+
3
+
Mb /2
Viga b
Viga 2 -
Ma /2
+
/4 Ma0 /2
Superficie de Influencia de Momento Flector en CL de Viga Principal a
Q b0
Viga b
+
a
+
+
+
+
+ 1.0 +
Q0b0
Superficie de Influencia de Fuerza de Corte en Apoyo 0 de Viga Principal b
DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO VIGAS INTERIORES (AASHTO STANDARD) Los momentos flectores debidos a carga viva para cada viga interior serán determinados aplicando al momento total de una sección la fracción de una carga de rueda determinada en la siguiente tabla
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TABLA 1.0 Tipo de Tablero
Puente diseñado para una vía de tráfico
Puente diseñado para dos o más vías de tráfico
Madera
S/4.0
S/3.75
Plataforma laminadas clavadas de 4” de espesor o pisos de múltiples capas con espesores>5”
S/4.5
S/4.0
S/5.0 Si S excede 5’ usar nota a
S/4.25 Si S excede 6.5’ usar nota a
S/4.5
S/4.0
S/6.0 Si S excede 6’ usar nota a
S/5.0 Si S excede 7.5’ usar nota a
S/4.5
S/4.0
S/5.25 Si S excede 5.5’ usar nota a
S/4.5 Si S excede 7’ usar nota a
Laminados clavados de 6” o más de espesor
Paneles laminados encolados sobre vigas laminadas encoladas de 4” de espesor De 6” o más de espesor
Sobre vigas de Acero de 4” de espesor De 6” o más de espesor
TABLA 1.0 (continuación) Tipo de Tablero
Puente diseñado para una vía de tráfico
Puente diseñado para dos o más vías de tráfico
Concreto: Sobre vigas I de acero y vigas de concreto pretensado. Sobre Vigas T
Vigas cajón de concreto
S/7.0 Si S excede 10’ usar nota a
S/5.5 Si S excede 14’ usar nota a
S/6.5 Si S excede 6’ usar nota a
S/6.0 Si S excede 10’ usar nota a
S/8.0 Si S excede 12’ usar nota a
S/7.0 Si S excede 16’ usar nota a
Sobre vigas cajón de acero
(AASHTO 10.39.2)
Sobre un arreglo de vigas cajón de concreto pretensado
(AASHTO 3.38)
Enrejado de acero menor que 4” de espesor 4” o más
Puente de Acero plataforma corrugada (mínimo 2” de profundidad)
S/4.5
S/4.0
S/6.0 Si S excede 6’ usar nota a
S/5.0 Si S excede 10.5 usar nota a
S/5.5
S/4.5
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DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO VIGAS INTERIORES Nota a: En este caso la carga en cada viga será la reacción de la carga de ruedas, asumiendo que la losa entre las vigas actúa como una viga simplemente apoyada.
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CONSULTA de AUDITORIO z
Pero en el caso de tener un puente curvo, le va tener que entregar esfuerzos horizontales, eso cómo se apuntaría ahí. Como el carril no tiene una rigidez altísima en ese sentido, antes, básicamente es, el esfuerzo tangible está en los apoyos, no va a interferir en las vigas FC
Sección adecuada para tomar esfuerzos por torsión
CONSULTA de AUDITORIO z
la carretera debe tener un peralte de acuerdo al radio y la velocidad directriz, ese peralte también se tiene que mantener en el puente; o sea, tiene que haber una geometría continua
Los puntos de curva deben estar fuera de la estructura
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CONSULTA de AUDITORIO z
z
¿En caso de los puentes curvos, cuál es más recomendable. Tiene que tener sus peraltes, verdad; entonces cómo hacemos con esos peraltes, o sea le bajamos el peralte de cada viga o el estribo lo hacemos escalonadamente? Ayer pasó justo unas fotografías de un puente curvo y noté que la cajuela prácticamente encajona con otras vigas
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DISTRIBUCIÓN DE CARGAS EN VIGAS DE PISO VIGAS EXTERIORES (AASHTO STANDARD) La carga muerta soportada por la viga exterior será aquella que corresponde a losa de piso dentro del área de influencia que la viga soporta. Si las barandas, sardineles y superficie de desgaste son colocados después del curado de la losa, el peso de éstas pueden ser igualmente distribuidas en todas las vigas. El momento flector por carga viva para las vigas exteriores será determinada aplicando a la viga la reacción de la carga de ruedas obtenida asumiendo que la losa entre las vigas actúa como una viga simplemente apoyada.
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DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO MÉTODOS APROXIMADOS Método de Courbon Vigas transversales son infinitamente rígidas. Vigas longitudinales funcionan como apoyos elásticos (resortes de rigidez
e
"k" ) P'i = P n
P
n = número de vigas
= xi
x1
x2
Pi e
P/2
Pi = P'i + P"i
e
e
P/2
e
P/2
P/2
P/2
P/2
Pi = P + P.e2 xi n Σ xi
+
P i "=K.y i =K.x i .tan y i =x i .tan P .2e= Σ P i ".x i 2 P.e= Σ K.y i . x i 2 P.e= Σ K.tan α. x i 2 P.e=K.tan α. Σ x i K.tan α =P.e Σ xi 2 P i "= P.e 2 . x i Σ xi
R 1m
P/2
P/2
+
1
xi
P'i
R=4x7.25 ton=29 ton
yi
P''i
α
2
2.70
3
2.70
4
2.70
P1 = 4x7.25 + 29x1x4.05 2 2 4 (1.35 +4.05 ) P1 = 7.25+0.80x4.05 P1 = 10.49 ton
Tabla 2.6.4.2.2.1 Superestructura de Tablero común referidos en los artículos 4.6.2.2.2 y 4.6.2.2.3 (AASHTO LRFD)
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Tabla 2.6.4.2.2.2.b-1 Distribución de carga viva por el carril para Momento en Vigas interiores (AASHTO LRFD)
Tabla 2.6.4.2.2.2d-1 Distribución de carga viva por carril para momento en vigas longitudinales exteriores (AASHTO LRFD)
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Tabla 2.6.4.2.2.2.e-1 Reducción de Factores de Distribución de Carga para Momentos en vigas longitudinales sobre apoyos esviados. (AASHTO LRFD)
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CONSULTA de AUDITORIO z
En el manual de Diseño de puentes, en la parte de factores y combinaciones de carga, para el “evento extremo 1” por ejemplo, dice en la parte que está la carga “y”, en la parte indicada en cada extremo, hay un γeq, que está aquí en este informe. ¿Hay un γP que es un coeficiente estándar y el γeq, de dónde debería sacar ese valor?
Ver el Manual de Diseño de Puentes Pág. 51, 52,53 y luego 197
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