sesion 2 - Componentes de un Puente Superestructura e Infraestructura.pptx

FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL SESION 2

COMPONENTES DE UN PUENTE SUPERESTRUCTURA E INFRAESTRUCTURA PUENTES Y OBRAS DE ARTE

COMPONENTES DE UN PUENTE SUPERESTRUCTURA E INFRAESTRUCTURA Los puentes tienen dos componentes principales: la superestructura, o conjunto de los tramos que salvan los vanos situados entre los soportes, y la infraest infraestructur ructura, a, formada por los cimientos, los estribos y las pilas que soportan los tramos.

SUPERESTRUCTURA CONCEPTO Constituida por elementos principales (Tablero, vigas principales, torres, cerchas, arco) y los elementos secundarios (vigas diafragmas, sistemas de arriostres, aceras, pasamos, veredas, capa de rodadura, etc.), como también se puede clasificar de acuerdo a su sección transversal.

CLASIFICACION En función al corte longitudinal la superestructura se pueden clasificar en: * Simplemente apoyado * Continuo * Viga Gerber con sección transversal

* Voladizos sucesivos * Colgante * Atirantado

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SIMPLEMENTE APOYADO Son superestructuras no continuas por lo cual contienen varias juntas de dilatación intermedias y externas. Además, cuando se quieren lograr grandes luces, se debe construir varias pilas que soportan estas luces de tableros simplemente apoyados.

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CONTINUO Son superestructuras que pueden tener una sección transversal constante o variable. Tienen la ventaja que no requieren juntas de dilatación intermedias

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VIGAS GERBER Las vigas Gerber son estructuras simplemente apoyados sobres voladizos que sobresalen de las pilas, con lo cual se pueden obtener luces más amplias

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PÓRTICOS SENCILLOS Y MÚLTIPLES Son superestructuras con un sistema estático longitudinal consistente en elementos diagonales con su propia cimentación que hace que se forme un pórtico y con el cual se logra luces mayores

PORTICO

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VOLADIZOS SUCESIVOS

La superestructura está constituida por secciones transversales de diferentes tipos con distribución longitudinal variable. El tablero que tiene una sección transversal tipo cajón o maciza y los pilares, forman un sistema estructural tipo pórtico.

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COLGANTES

Los cables principales, soportan a las péndolas que soporta la viga de rigidez la cual recibe la carga de los componentes de la infraestructura

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ATIRANTADOS

Constituidos por uno o varios torres que deben soportar las cargas transmitidas por tirantes los cuales transmiten las cargas de los tableros mixtos (acero y concreto) o de concreto

ELEMENTOS PRINCIPALES TABLERO.- Es la parte estructural que queda a nivel de carpeta de rodadura y que transmite las CARGAS a las vigas principales y viguetas.

Asfalto Acero Concreto

VIGAS PRINCIPALES.-   Reciben esta denominación por ser los elementos que permiten salvar el vano, pudiendo tener una gran variedad de formas como con las vigas rectas, arcos, pórticos, reticulares.

Viga Principal Simple

Viga Principal Continua

Viga Losa

Viga Tipo T

Viga Cajon

Viga Tipo I

TORRES Sostienen a los cables principales y secundarios, que a su vez estos sostienen al tablero, También se caracterizan por la forma de los pilares (forma de H, de Y invertida, de A, de A cerrada por la parte inferior (diamante).

ELEMENTOS SECUNDARIOS VIGAS DIAFRAGMA:  Son vigas transversales a las anteriores y sirven para su arriostramiento En algunos casos pasan a ser vigas secundarias cuando van destinadas a transmitir cargas del tablero a las vigas principales Estas vigas perpendiculares pueden recibir otras denominaciones como ser viguetas.

LA SUPERFICIE DE RODADURA:   Debe considerarse con una rugosidad adecuada permite el paso de vehículos y camiones por esta zona del puente. Su diseño y construcción se basa en las Especificaciones Generales RNE. La superficie puede ser de mezcla asfáltica, concreto, acero (con dispositivo de fricción), madera u otro material.

Asfalto

Acero

Concreto

TIPOS DE JUNTAS DE DILATACIÓN:   Son los elementos responsables de permitir los movimientos relativos (desplazamientos) entre dos partes en el puente, la cuales pueden ser: La zona de acceso y el tablero (losa, vigas, etc.) del puente generalmente en los estribos.

TIPOS DE BARANDAS:  La baranda es un componente de seguridad vial que protege el paso de peatones y vehículos en la vía. Debe cumplir con las especificaciones de señalización (pintura) para que su funcionamiento sea adecuado desde el punto de vista vial en horas del día y la noche.

Barandas Metálicas

Barandas de Concreto

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA SUPERESTRUCTURA A. PREDIMENSIONAMIENTO Peralte de la Viga Espesor de Losa

H = L/15 ~ L/12 y H = 0,07*L t (mm) = 1.2(S+3000)/30

B. DISEÑO DE LA LOSA Metrado de Cargas Del peso propio Calculo de Momentos

De la Sobrecarga Por Impacto

Diseño por Servicio Diseño por Rotura

C. DISEÑO DE TRAMO EN VOLADIZO D. DISEÑO DE VEREDAS E. DISEÑO DE VIGA PRINCIPAL F. DISEÑO DE VIGA DIAFRAGMA

Del peso propio De la Sobrecarga Por Impacto

Diseño por Servicio Diseño por Rotura

SUBESTRUCTURA El diseño de la subestructura influye directamente en la configuración de la superestructura. Por ejemplo, la ubicación de los estribos determina la longitud total del puente y el número de pilares controla el peralte de las vigas. Asimismo, la calidad de la subestructura controla el nivel de funcionamiento del puente.

Este diseño  de la subestructura requiere mayores consideraciones debido está expuesta a varios tipos de cargas como de la superestructura, tales como el agua, de relleno y de el suelo de cimentación con sus respectivos tipos de falla como vuelco, deslizamiento o presión portante. Además, el diseño se complica de inesperadas condiciones geológicas, o complicadas geometrías de tableros con curvas horizontales o verticales.

Estribos Enterrados

Cimentación Superficial

Cimentaciones Profundas

LA EROSION. Los estribos y pilares ubicados en el curso del río o en las llanuras de inundación están expuestos a la erosión. Desafortunadamente, este efecto es extremadamente complejo de predecir y calcular lo que lo convierte en el causante de la gran mayoría de los colapsos de puentes.

DISEÑO DE ESTRIBOS. Los estribos son un tipo particular de muros de contención que sirven de apoyo a la superestructura del puente. El estribo debe ser capaz de mantener el cauce estable y la vez contener el terraplén.

Estribos de Gravedad

Estribos Con Contrafuertes

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA SUBESTRUCTURA Cargas y fuerzas de presión de tierra en estribos Altura equivalente del suelo para sobrecarga de carga viva Capacidad portante Asentamientos tolerables Criterios de estabilidad

Cimentaciones Superficiales Cimentaciones Profundas

Ejemplo L=12m (Puente Viga Losa) Ancho de vía Long vereda Ancho de viga

(A)= (c)= (bw)= (f)= espesor de losa (t)= (g)= (n)= espesor del asfalto (e)= separación vigas (S)= (a)= (i)= (u)= (z)= barandas (p)= (q)= Número de vigas diafragmas = Ancho vigas diafragmas (ad)= Peralte vigas diafragmas (hd)=