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  • Profesor: Autores:

    Ing. Soteldo Argenis Juan Aragol

    CI: 19.128.501

    Puerto Ordaz, Agosto de 2014

    REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO

    SANTIAGO MARIO EXTENSIN GUAYANA

  • a). EXPLIQUE LOS COMPONENTES DE UN PUENTE

    Los puentes constan fundamentalmente de dos partes:

    La sperestructura. La infraestructura.

    La sperestructura: Comprende todos los elementos del puente que estn por encima de

    los apoyos.

    Tablero. Vigas longitudinales y transversales. Aceras y pasamanos. Capa de rodadura. Otras instalaciones.

    La infraestructura: es la parte del puente que se encarga de transmitir las solicitaciones al

    suelo de cimentacin; y est constituido por:

    Estribos. Pilas. Aparatos de Apoyo. Muros Laterales. Losas de Acceso.

    b). Explique los datos necesarios para el proyecto de un puente

    Datos Funcionales. Informacin que se relaciona con el futuro funcionamiento de la

    estructura a proyectarse.

    1. Tipo de Obstculo a salvar:

    Curso de agua. Paso vial a dos niveles. Paso a dos niveles ferroviarios. Distribuidor de trnsito. Estructura elevada sobre depresin.

    2. Planta de Ubicacin mostrando:

    Geometra del eje vial. Coordenadas de puntos caractersticos. Representacin del ro o va inferior. Situacin geogrfica. Edificaciones existentes.

    3. Perfil Longitudinal del terreno indicando:

    Progresivas. Cotas de terreno.

  • Cotas de rasante. Cotas de ro o de la va inferior. Obstculos o restricciones topogrficas.

    4. Perfil Transversal indicando:

    Nmero y ancho de trochas. Nmero y ancho de aceras. Ancho y tipo de isla central. Ancho de barandas defensas trocha peatonal.

    Datos Naturales. Son los provenientes de la naturaleza fsica del puente.

    1. Informacin Hidrulica.

    Topografa del lecho. Luz mnima hidrulica (lecho). Nivel de aguas de estiaje. Nivel de aguas normales. Nivel de aguas mximas. Tirante de aire. Niveles de socavacin. Accin abrasiva de la corriente.

    2. Informacin Geotcnica.

    Reconocimiento visual del sitio. Profundidad del nivel Fretico. Parmetros mecnicos de resistencia. Parmetros para asentamiento y fluencia. Densidad y permeabilidad. Inestabilidad, fallas.

    3. Informacin Climtica.

    Viento y su velocidad (pilas altas). Temperaturas y sus efectos. Oxidacin por proximidad al mar.

    4. Informacin Sismolgica.

    Coeficiente de aceleracin. Clasificacin e importancia. Categora de comportamiento ssmico. Factores de modificacin de respuesta. Espectros de frecuencia.

  • c).Clasifique los diferentes tipos de puentes segn su grado de indeterminacin

    Los puentes pueden ser clasificados segn muchas caractersticas que presentan, entre las

    clasificaciones ms comunes se tienen las siguientes:

    1. Puentes Isostticos

    Son aquellos donde se aplican las condiciones de equilibrio (FH, FV, M) para calcular las

    solicitaciones internas y externas.

    Ventajas:

    Gran simplicidad de clculo estructural

    Mtodos de construccin ms sencillos.

    Mejor adaptabilidad a suelos de mala calidad.

    Desventajas:

    Su gran peso propio.

    Salvan luces considerablemente menores.

    Comportamiento no tan adecuado ante eventos ssmicos.

    1. De un solo tramo: Es el tipo de puente ms elemental y de construccin ms sencilla.

    Construccin en concreto armado vaciado en sitio, concreto pretensado, vigas de alma de

    acero. Luces entre 15 - 30 m.

    2. De varios tramos simples: Son los obtenidos uniendo varios tramos de vigas en

    una sola luz sin continuidad y con apoyos intermedios. Inconveniente de tener

    muchas juntas de dilatacin. Son aptos para asentamientos diferenciales en terrenos

    de poca capacidad portante. Puentes en arco (articulados).

    3. De vigas articuladas o Gerber: Estn compuestos de vigas simples, en cuyos extremos se

    articulan y apoyan tramos simples, resultando un sistema estticamente determinado. Aptos

    para terreno de mala calidad. Requieren de mayor mantenimiento debido a las juntas de

    dilatacin y las articulaciones indispensables.

    4. Con pilas tipo Consolas. Aptos para puentes en curva, debido a que la consola puede

    tener un ancho radial, permitiendo construir puentes en curva con tramos rectos.

    Puentes Hiperestticos:

    Son aquellos donde para determinar las solicitaciones internas y externas se deben aplicar

    mtodos de estructuras hiperestticas. Diseos ms elaborados y ms complejos. Aptos en

    suelos de buena capacidad portante.

  • Ventajas:

    Posibilidad de salvar luces considerablemente grandes.

    Comportamiento estructural ms efectivo.

    Su uso permite un mayor aprovechamiento del material.

    Disminucin del peso propio en la seccin central de las luces. (Secciones no uniformes)

    Mayor seguridad ante fallas de un elemento portante por la colaboracin de los elementos adyacentes.

    Mayor esbeltez y mayor elegancia de formas. Mejor comportamiento y seguridad ante las acciones ssmicas (mayor amortiguacin

    dinmica)

    Desventajas:

    Procedimiento de diseo ms laborioso.

    Mtodos de construccin ms sofisticados.

    Influencia destructiva de los asentamientos diferenciales.

    Pueden presentar problemas ante descensos diferenciales de los apoyos. (por asentamientos desiguales en las fundaciones)

    Dilatacin por temperatura en luces muy grandes.

    1. Continuos: Pueden ser de losas macizas, vigas cajn celular de concreto, vigas palastro

    de acero, vigas cajn de acero.

    L= 35m. (Seccin uniforme)

    L> 35 m. (Seccin longitudinal variable)

    2. Aporticados: Superestructura e infraestructura unidas rgidamente en los nodos. Pueden

    ser de acero, Concreto Armado, Pretensado. Aptos para paso a dos niveles.

    L= 30m. (Seccin uniforme)

    L> 30 m. (Seccin longitudinal variable, postensados)

    2.1 Doblemente Articulado. Generalmente de seccin variable. No trasmiten momentos

    flectores a las fundaciones.

    2.2 Prticos con soportes inclinados. Variedad de prticos de 3 luces, soportes centrales

    inclinados. Mayor luz central. Fundados sobre sitios rocosos o en su defecto un buen

    sistema de fundacin.

    3. En Arco. Aptos en suelos rocosos y muy estables. Las secciones trabajan a compresin.

    4. Colgantes. El tablero se sustenta por medio de tirantes verticales los cuales a su vez estn

    unidos a los cables principales. Los cables principales tienen forma de catenaria y estn

  • apoyados en torres altas y atirantadas en los extremos por medio de macizos de anclajes

    (sometidos a tensin).

    5. Atirantados: Los cables tienen la misma funcin que los puentes colgantes. Anclados en

    puntos de apoyo en la losa de calzada a distancias de 10 y 20 m.

    d). Diferenciar las distintas etapas para la elaboracin de un proyecto

    1. Inspeccin Ocular

    Es la visita al sitio de la obra con especialistas en vialidad, geotecnia e hidrulica para as

    obtener una imagen visual del sitio y sus caractersticas. Esta visita permitir tomar las

    primeras decisiones sobre el tipo de puente ms conveniente a ante-proyectar. El informe se

    debe acompaar de un reporte fotogrfico de la zona.

    2. Anteproyecto.

    Para la elaboracin del anteproyecto se debe tener:

    El Estudio Preliminar tanta de geotecnia para poder tomar la decisin sobre el tipo de

    fundaciones, como Hidrulico para establecer luz mnima, niveles de socavacin, etc.

    Una investigacin de tipo econmico, para establecer los costos primarios de las

    alternativas propuestas, as como la comparacin econmica de los mismos

    Basado en estas premisas es posible seleccionar los tipos de estructuras posibles que

    debern anteproyectarse,

    Ello implica paralelamente la realizacin del pre-clculo estructural de las alternativas.

    3. Proyecto Definitivo.

    A partir de la etapa anterior la cual ha permitido la seleccin final de la estructura que en

    definitiva se realizar, se puede proceder a la elaboracin de los clculos definitivos y sus

    correspondientes planos de detalles. Los cmputos mtricos servirn para la evaluacin

    final del costo del puente. El mtodo de Construccin y Ereccin servir de gua al

    constructor y al inspector de la obra para una mejor ejecucin de la misma.

    e). Ordene los diez puentes ms largos del mundo en forma decreciente

    1. El Gran Puente de Danyang-Kunshan es el puente ms largo del mundo a 1 de junio de 2012. Se trata de un largo viaducto de 164.8 kilmetros sobre el que se asienta la lnea

    de Alta Velocidad Pekn-Shanghi.

    2. El Gran Puente de Tianjin es el segundo puente ms largo del mundo. Construido como parte de la lnea de alta velocidad Pekn-Shanghi y la lnea interurbana Pekn-Tianjin.

    La construccin comenz en 2008 y, al terminar en 2010, tena una longitud de 113,7

    km. El puente se abri en junio de 2011.

  • 3. El Gran Viaducto de Weinan Weihe es una parte de la lnea de alta velocidad Zhengzhou-Xi'an que conecta las ciudades de Zhengzhou y Xi'an, en China. El puente

    tiene 79.732 metros de longitud y cruza el ro Wei en dos ocasiones, as como muchos

    otros ros, carreteras y vas frreas.

    4. Bang Na Expressway (nombre completo: Bang Na - Bang Pli - Bang Pakong Expressway y oficialmente Burapha withi Expressway (en tailands) es un viaducto de

    carretera de 54 km de largo de seis carriles ubicada en la ciudad de Bangkok, en

    Tailandia.

    5. El Gran Puente de Pekn (en chino,) es un puente de ferrocarril de 48.153 metros de longitud al principio de la lnea de alta velocidad que une Pekn a Shanghi y es uno de

    los puentes ms largos del mundo. La construccin comenz en 2008 y concluy en

    2010. El puente se abri en junio de 2011. Se encuentra entre la cuarta carretera de

    circunvalacin de Pekn y Langfang. Justo despus de este viaducto, la lnea pasa por

    encima de un viaducto an ms largo (114 km), el Gran Puente de Tianjin, que une

    Langfang y Qingxian.

    6. El puente de la baha de Quingdao une la ciudad de Qingdao en la provincia de Shandong, al este del pas con el distrito de Huangdao a travs de las aguas del sector

    norte de la baha de Qingdao. Su longitud es de 42,5 km y reduce la distancia entre las

    localidades de Qingdao y Huangdao en 31 km, reduciendo el tiempo de viaje a la mitad

    (de aprx. 40 minutos a 20). La estructura, inaugurada el 30 de junio de 2011 es el

    puente sobre agua ms largo del mundo.

    7. La calzada del lago Pontchartrain, o la Calzada, es una infraestructura viaria del estado de Luisiana, en Estados Unidos. Consiste en dos puentes paralelos que cruzan el lago

    Pontchartrain, situado al sur de Luisiana. El ms largo de ellos tambin es el segundo

    ms largo del mundo sobre el agua, llegando a medir 38,42 km (23.87 millas).

    8. El puente del pantano Manchac es un doble viaducto de hormign en el estado estadounidense de Louisiana. Con una longitud total de 36,69 km es uno de los puentes

    ms largos del mundo sobre el agua. El puente sirve a la carretera interestatal 55 sobre

    el pantano Manchac en Louisiana y representa una tercera parte de la carretera en este

    estado. Fue abierto en 1979.

    9. El puente de la baha de Hangzhou es un puente con un tramo atirantado en su centro que facilita el trfico martimo.

    La construccin se inici el 8 de junio de 2003 y su

    inauguracin fue el 14 de junio de 2008. El puente tiene una longitud de 35.763 m, con

    6 carriles (tres por sentido) ms los dos arcenes.

    10. El Puente de Runyang (chino simplificado: chino tradicional pinyin: Rnyng Chngjing Dqio) es un complejo de puentes que cruza el ro Yangts en la provincia china de Jiangsu, ro abajo de Nankn. El puente es parte de la Autopista Pekn-

    Shanghai. La longitud total del complejo del puente es de aprox. 35,66 km.

  • f). Cul es la finalidad de estudiar la distribucin de cargas en los puentes

    Un puente, como toda estructura, debe ser diseado para ser capaz de soportar las cargas a

    que va a estar sometido durante toda su vida til. Estas cargas y fuerzas solicitantes, son de

    diferentes tipos y orgenes y pueden actuar solas o en forma combinada.

    Las principales cargas que actan en un puente son:

    Carga Muerta. Carga Viva. Carga de Impacto o efecto dinmico de la carga viva. Cargas de Viento. Otras Cargas, cuando ellas existen: Fuerzas longitudinales de Frenado Fuerzas Ssmicas. Fuerzas centrfugas. Fuerzas trmicas. Empuje de tierras. Presin de agua. Cargas debido a heladas o nieve.

    g). Nombre los porcentajes mximos de acero de reparticin en las losas de concreto.

    Para prever la distribucin lateral de las cargas vivas concentradas, debe colocarse un

    refuerzo transversal el cual ser perpendicular al refuerzo principal de la losa. Ser un

    porcentaje del acero principal requerido para momento positivo:

    Para refuerzo principal paralelo al trfico:

    Porcentaje = 121 > 67%

    S

    El porcentaje de acero mximo corresponde S= 3.30 metros. Como el momento de flexin

    mximo ocurre en la parte inferior de la losa, este acero longitudinal de reparticin debe

    estar colocado en la mitad central inferior de la losa entre viga, y el resto de la losa puede

    colocarse a 50 % de dicho acero.

  • h). Enumere los tipos ms comunes de tableros utilizados actualmente

    De acuerdo a los materiales que componen el tablero de un puente, el mis se clasifica

    como:

    Tablero de losa llena o aligerada de concreto armado. Tablero de viga T monoltica con la losa de calzada. Tablero de losa de calzada de concreto armado sobre vigas prefabricadas pretensadas

    postensadas.

    Tablero de losa de calzada de concreto armado sobre vigas de acero tipo palastro, trabajando con estructuras mixta compuestas.

    Tablero de losa de concreto armado sobre viga cajn de acero, trabajando como estructura mixta compuesta.

    Tablero en viga cajn celulares de concreto armado postensada.

    i) Explique el mtodo ordenado de clculo de un tablero de puente

    La losa o tablero del puente se disear con respecto a las normas AASHTO, para esto es

    necesario determinar cmo trabaja la losa, trabaja solo en el sentido corto y por lo tanto el

    refuerzo principal de la losa es perpendicular al trfico, por tal razn se debe asignar un

    espesor adecuado, para poder resistir los efectos que producirn la flexin y el corte de las

    cargas muertas y vivas. El refuerzo se verificar segn la siguiente frmula, diseando para

    concreto reforzado segn ACI. Se tomar la luz crtica entre rostros internos de almas de las

    vigas, tambin se puede tomar la distancia entre los rostros internos de las cartelas, sin

    embargo es ms conservadora la condicin que se asumi.

    j) Diga cmo se organiza la memoria descriptiva y justificativa de un proyecto de

    puente

    En la Memoria Descriptiva del proyecto se sealar el lugar de emplazamiento de la obra,

    el nombre y nmero de la ruta y tramo, las progresivas de entrada y salida, coordenadas

    geogrficas y una breve descripcin de los caminos de acceso. Se entregar una resea de

    las alternativas analizadas y se har una descripcin detallada de la estructura finalmente

    diseada, sealando las causas y parmetros analizados para definir la estructuracin

    elegida. S revisar la consistencia de la estructura diseada con los antecedentes obtenidos

    en los Estudios de Ingeniera Bsica, los cuales se analizarn en detalle en el segundo

    captulo del Informe. Se incluirn adems en esta parte del Informe, descripciones

    detalladas de los proyectos complementarios tales como los de proteccin y mejoramiento

    del cauce, defensas de riberas e infraestructura, proyecto de evacuacin de aguas de lluvias,

    etc. Finalmente se incluirn las conclusiones y recomendaciones derivadas del proyecto,

    que pudieran ser relevantes considerar durante la construccin y operacin de la obra.

  • Problema N 1:

    Disear la losa de calzada de un puente apoyada sobre vigas de concreto pretensada, cuya

    luz es de 20 m., para un ancho de tablero definido por dos canales de 3.60 m., dos aceras de

    1.20 m. y dos barandas de 0.40 m.

    Considerar volados de 2.00 m. La luz entre vigas debe ser 3.00 m.

    Materiales

    fc= 250 kg/cm2 bf = 0.40 m. fy = 4200 kg/cm2. Peso del concreto: 2500 kg/m3. Peso del asfalto: 2200 kg/m3. e carpeta = 8 cm. e aceras = 12 cm. e losa = 18 cm. Asuma un tren de cargas HS20-44. Peso de barandas: 600 kg/ml. Recubrimiento = 5 cm.


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