apuntes de puentes

5/17/2018 Apuntes de Puentes - slidepdf.com

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REPUBLICA BOLIVARJANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO

"SANTIAGO MARINO"ESCUELA DE INGENlE'RIA CIVIL

EXTENSION PORLAMAR

APUNTES DE PUENTES

EDICI6N PROVISIONAL

ING. AMERICO VASQUEZ G.

Porlamar, 2003



./

j (: ' . ,. .. ', .'~,:i;:},;~'~ , :); t~fhfk'~;' \ : j ~ : ! ; ; . : : : \ : ; ' : t : : i : j ~ : i ; ~ : ' · c ; ; . ".f ;~:;"';;: ;:.:-'"f~,>;":" ....... r.,.:i i :·{:r;·;~;;·': :J1~~f:~~j;.,~·;:~k<:"" . ";,\; ' ,"W_;,, ' . : : · ' i . . \ . " {r, ' ' : J ( ( ; : ~ } } ' : ~ 5 ' \ ;

~N.IRQD!1CC.~QNl

La mayor oantlcied de carga en uti pais, se' moviliza por

carreteras.- Cuando se planifioa un sistema de transporte vial y se

tenga que. salver una hondonada 0un curso de ague, p~r encima ~e un

sistema vial, etc., se tienB que pensar en un puente ~ara poder

cruzar por el sitio determinado.

Seguir' un bue n criterio, tener buena experienoia y

conocimiento de Is materia, es la via ideal para seleccionar 1a

801u016n Optima 81 problema ~re5ent8do.

La sigulente gu1a. sparte de servir de referenoia. 813 un

aport~ mas a las exigenciss de esta materia. la cual vendra

a marcar la peuta del estudio y conooimiento de la misma y una

iayuda al estudj.ante de Ingenierla Civil que aspire dessrrol1ar SUB

" ,oonocimientOB en esta area.



.,',< , • . ,

A. HISTORIA DE r~s PUENTES

La historia de Ie.conatrucciOn de puentes en el mundo, se

puede claramente dividir en seis stapas.

Estas stapBs eatAn de£lnldaB POl' 1& metodologla y las t~cnlCBB

utl1izaclas en BU oonstrucciOn en eada epoes Y Bon l ae Biguientes:

1.- ANTES DE LOS ROMANOS:

Para poder atravezar cualquier obstacu10 natural, e1 hombre Be

vic'>en la neoesidad, de inventar oualquier metodologla para e.alvaT

clicha eventualidad.- La mas 8en01110 en los tie~pos primitiv~s fUB

la utilizaclOn de troncos de arboles.

Los BabilOnicoB, EglpcioB y AairioB, en BUB ~poca6, CODBtruian

puentes rudlmentarios, utilizando largueros y caballetea de madera,

sobre pllas de piedra.

2. -PERIODO MEDIEVAL

;FUB aquel tiempo tranecurrldo entre e1 elg10 4 y e1 s1g10 15,

1e denominada toma de Constantinople, donde los Romanos

construyeron importantea obras en Italia e inclusive Be cre6 una

casta prlvileglada denominada MaximoB Pontlfices 0ConBtruotoree de

Puentes.- Los Romancs construyeron puentes de haste 30 mts., pera

las pilas eran muy anchaB y se Bocababan IDUY rAp1.do, provocando 8U

cdida.



,.'.

3.-RENACIMIENTO - SlOW XV.

Sa perfeccionan los puentes anterioree y ae introduce e1 areo

ojival 0 rebajado, con mayor esbeltez y con mas capaciciad de

absorber empujee en lOB BstriboB.-Sobre todo se desarrollan en

Ita11R y Francia.

4. -SIGLO 18.

Su padre fUB el Ing. Parronet, en Franoia. que introduce lOB

principios de 18 ReeiBtenci8 de Materiales.

5.-SI GI,o 19 Y Pl l I N C IPIOS DEL 20.

Se aplican lOB nuevos conocimientoB de estructuras y de lOB

nuevos metales

•tales como e1 acero, el concreto ciclOpeo y e1

armado.

6. -SI GLO 20 BASTA HOY_

Se revoluc~ona la construoc16n de puentes con e1 eoncrito

p : r e c o l l i l p r i m i d o , que ha logrado obras 8spectaculares, pudiendo

comblnar varies t6cnicae a la vez y alcanzar grandes luces.



B. TI POS D E PUEN TES

B. 1 .·- SEGUN EL TI PO D E MATER I AL llSADO EN SLJCONSTHUCCION:

Eata cl nsifl oaci6n no Be oumple en eu total l dad, ya que siempre

existen varios materiales en BU confecciOn; pero 80n asi lOB

podemos mencionar caractelristicB.6 del materiel

predominan te ,- - 'I'e n ern oa pue nte e de MAMPOSTERI A, MADERA. HETALICOS.

D E C ON C R ETO AR MAD O Y D E C ON C R ETO PR EC OMPR I MI D O.

B. 2. - SEGON LAS ESTR UC TUR AS Q UE LO C ON FOR MAN :

PUNTES ISOSTATICOS: Bon aquelloB donde los tebleroB Bon

independientes.

PUENTES HIPERESTATICOS: cuando lOB tableroB Bon dependientes

uno del at-rD.

J

B. 3. ~ SEGUN EL SISTEMA CONSTRUCTIVO EMPLEADO:

gete clesif1cac16n etiende a Ie forme como Be conetruye e1

tablero y 6e conocen varios tiPOB a saber, que Bon 106 eiguientes:

** De concreto armada, encofrado y vaciado en sitio de obra,

uBualee para luces manores de 50 Mts.

** De concreto precomprimido. pretenaado y postensada sabre visas

prefabricadaa de scera 0de concreto precomprimido. u8uales para

puente.s de 50 hasta 100 mt.e..

** Po r do vel se prefabrio e. cias, u8ual ee para l uo ~ B de hasta 50 0 ruts.



** Por voladizoB BUCBBivOB vBciadoe en eitio, uBuales hasta 250

mta. de lucss 8ucsaivBS.

** AtirantadoB tipo arpa, u6uales haste 1500mte ..

** Colgantee, u8ualee hasta 2500 mts ..

** Aporticados, uBuaies haste 80 mts ..

** En areo; uBualea haBta 300 mte ..

** De celosiae, usuales hasta 50 mts.

B. 4. - SEGUN EL U50:

Dependiendo de la utilizaci6n del mismo, Be pueden claelf1car

en loe aiguientea:

** Pestonal, para el trafieo de personaB a pie.

** CarretsI'o, e1 mBS comun parB salvar un curBO de ague, 0 par

encima de un obst&culo natural del terreno.

** Ferrocarrilero, para trAfleo de trenes.

** Vladuatos, Be pueden eonsiderar aarreteros de mayor envergadura

~

para auto~iBtas.

** Hldraultco6, para ecueductoB y tuber-iae de gas, petr61eo.

alcantarillas tipo caj6n, etc ..

** Proviaionaiee, son aquellos temporalse tipo mill tares.

dS6montables, para atacar emergencias, etc ..



c. - PARTES DE UN PUENTE

r

;~*TIRANTE DE A I R E Espacio que permite e1 paBO 1ibre de

embarcaciones y deeeohoB pX'oducto de l as crecld8.B.

**TI R AN TE D E AI R E MI N I Ma = L 80 METROS paR N OR HAS.



1.~ ACCESOS: las zonae farmadas por rellenoe compactadoB con

BU ta1ud natural 0 con muroa de contenc16n, para 8ce8eBr 81 puente.

2.- SUPER ESTRUCTURAS: zona formada par e1 tah1ero, que Birve

para salvar los obstBculOB entre lOB spoyoe del puente.

-Bon aquellos elementos eetructurales, encargadoe de Boportar

81 peso y paso dB vehlculoB y tranBmitirloB B lOB elementos de "la

infrae st ructura ..

L08 princlpales elementos gue 10 conforman son

**PRIMARIOS: Losa de calzada, vigas longi·tudinalee

(larguero6) , vigas transverssles (rigidizadoreB 0 separadores) y

vigas de spoyo.

**SECONDARIOS: Carpeta de rodamiento, brocales '"ceras,

barandss, postes, islas, drenajes, juntas, etc ..

r --.. -'-1"

lOS.'1 D~ CALl/H)(I

{v- I : . . _ . • . . - . - - ; - -

wP.t'------~..--.."------.--"----.--- ..-~--...__.__-.--.(-

< ; ECC ~0 tJ 1 " rr t. . i' J G o ' J ( . ~ E. ~ l D i: : L T I\. '0\.~ 9.0

Wp = ANCHO

Wa = ANCHOWe _" \OH

D EL PUEN TE.D E LA ACERA.+ W2 :::;MCHO TOTAL

CALZADA) •

D E LA C ALZAD A (ANCHO LIBRE D E



3. - I NFR AESTR UC TUR A: laB partee que reciben la carg8 de la

Buperestructura Y Boportan l as al turas exigidaB p~r las rBeBntes.

Estes Bon: E STR I BOS , MUR OS, PILAS, A R COS MONTANTES Y DISPOSITIVOS

D E APOYO.

4.- FUNDACIONES: bases de las pilas y estrihos que tranem1 ten

y distribuyen las cargas a lOB estrato8 portant~8 del Bub-suelo.

Estas son: ZAPATAS, PILOTES, ETC ..

D . - UBI CA C IO N,

PUEN'.rE.

SELEC C I ON Y DATOS N EC ESAR I OS PAR A PR OYEC TAR UN

Civmdc Sf" "pl.~n~;ficE\un eie t.eme de tr.anBPorte 0.U6 re qu Le r-e de

un puente, se deben CODBiderar los sl.guientes aspectos, que seran

los factorea basicos para 18 6pt1me selecc16n del miemo:

10_ 'fOPOGRAFICOS: pIanos de pl ante del terreno. con curves de

nivel B ~6cala 1:100 0 1:200, coordenadas, vialidad existente,

perfiles de los rios y todos aguellos deta11es que nos Bean rttl1es

para e1 replanteo.

20. H I D ROLOG I COS; mapa.e de 18B hove.e, cotec max Lme, y mI nima de

laB aguas con per1odos de retorno de 50 y 100 fif'i.OB,audales.

30. GEOTECNICOS: carBcterlBt1666 de lOB Buelos del Area,

estudloB de laboratorio y posibles tlpoB de fundaclones a usar.



40. FUNCIONALES: cantidad y t1po de vehlculoB, U80, altura

libre, tipo de tableI'o, ancho del rio, embarcaciones, materiales

que ar-r-eet.r-anlas crecientes, tlpoB de infraeetructuras a uesr.

50. CONSTRUCTIVOS: factibilidad de montejes para justificar

los equipoB a usar y uao de estruccturas preteneadae, etc._

60. GENERl\LES (ESTETICOS, ECONOHICOS, SEGURIDAD, OTROS) :

disenos para armonizar con e1 entorno natural, no aiterar otras

estructuras 9xistentes, hueD diseno y buen metoda de ejecuci6n que

a la 1arga influyen en los coates de mantenimiento y ari general.

establecimientoB de'sohrecergas adecuadas de dise5o, velocidades

de paso, sismo, vientos, etc .• colapzo de alguna estructura y

efecto en e1 puente, mano de obra requerida especializada, forma y

medias de transporte de las estructuras prefabricadas, calidad-I

los mate~iales de Ia zona, tipo de tr~f1co, eervicicB pOblicoe

de

de

la zona. alojamiento y campamentos. tipo de riQs (navegab1e 0 no),

cLf.ma.e , etc .•

**N OTA:HAY Q UE PR OYEC TAR CON LAS CONDICIONES MAS DEFABORABLES.**

E.- NORHAS A U'I'ILIZAR.

AME R IC AN . ASSOC IATI ON

OFFICIALS

OF. STATE HIGHWAYS TRANSPORTATIONND

A . A • S • 1-1 .T • 0 • ).

TROCHA ::Canal 0 franja sobre la cual cil"culan lOB veh1culo6 y

eat' comprendida entre 3 y 3.60 mtB.



W = AN C HO D E UN A TR OC HA.

N = NUME RO DE TROCHAS.

w e = AN C HO LI BR E D E C ALZAD A.

w = w e I N

"LOS CAMIONES ESTANDAR OCUPAN 3 MTS. DE Al~C1l0"

CQE_ F I cr EN T ES DE REJ2UITilltl

N COEFIC IENTE- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ---------~-~~~----------------~~~--

UN A A D OS TR OC HAS 1

TRES TROCHAS 0.9

MAS DE TRES TROCHAS 0.75

IiU t:1ERQ DE TEOCH 8..S .s.EG UN w . c . . . . .

w e (MTS ) N

- - - - - - - - - - - - - - _ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --~---------------------~---~-~---~--~~-----6.10 - 9.15 2

9.15 -- 12.8'0 3

12.80 - 16.50 4

16.50 - 20.00 5

20.00 - 23.90 6

23,90 - 27.60 7

27.60 - 31. 40 B

31.40 - 34.70 9



F. - C AR GAS paR N OR MAS.

GRupaNo.

C ASaS D E C AR GA (COHBINACIONES)A_A.S_I-I.T.O.

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

I eM + C V + ET* + SP* + FCA*

I I C M + VE + sp* + FCA* + ET*

I I I GRUPO I + F + 0, 3VE + ·VCV + FR* 4- FC*

IV GRUPO I + AE* + R* + T*

V GRUpa II + AE* + R* + T*

VI GRUPO 111·+ AE* + R* + T*

VII eM + S + sp* + FCA* + ET*

VI I I GR UPO I + H*

IX GRUPO III + H*= = = = = = = = = = = = = ~ ~ ~ = = = ~ = = ~ ~ = ~ ~ ~ = ~ = = = = ~ = ~ = = = = = = ~ = = = ~ = = = = = ~

eM = C AT IG A H UE RT A.C V = CfoHGA VIVA.

ET* = "'EHPUJE D E T IE RRA .SP* = ~UB-PRESION DE SUELO.FCA* = FUER ZA D E C OR R I EN TE D E AGUA.VE :::I EN TO SOBRE LAS ESTRUCTURAS.F :::FRENADO.VC V· :::VI EN TO SOBR ELA CARGA VIVA.FR* :: FUERZAS DE ROCE -.

FC* :;;; FUERZA CENTRlFUGA.

AE* ;;;;CORT'AHIENTO.ELASTlCO.H* :::ETR AC C ION D E FR AGUADO.T* ::: AMBI O D E TEMPERATURA.

S = SISMO.H* - HELAD AS.

* ) NO sr ANALI ZARAN EN EST'E CURSO POR LO COMPLEJO Y

ESPEC IALI ZAD O D E s u s ESTUDIOS.

NOl'A:EN VENEZUELA SOLO SE UTI LI ZAN LOS 7 PR IMER OS, POR QUE N O

EXI STEN FUER ZAS D E BI ELO ( H ) EL EL PAI S.



;I'

F.l. TIPOS DE CARGAS CNORMATIVAS)

A.- CARGAS HUERTAS 0 PERMANENTES: Loe pesoe propioB y

constantes de lOB elementos y materiales gue - conforman 1a

estructura del puente; 10s8, vlgas, separadores. piles, eetribos,

8sfalto, acaras, brocales, barandas, postes, lineae de ~ranBmi8i6n,

gasoductos, etc ..

TI POS D E MATER I ALES HAS C OHUN ES:

D EN SI D AD ES A USAR )

C ON C R ETO C I C LOPEO ::: 2,2 TON . I MT.3.

CONCRETO ARMADO 0 PRETENSADQ - 2,5 TON./ MT.3__",_

CONCRETO ASFALTICO ::: 2,0 TON. I HT.3_r'---:: -,

ACERO E S T R l l C T ' U R A L = 7,85 TON. IMT.3.

- TIERRA :;;:.2,0 TON. I HT.3 ..

f

B. - ~ CAR GAS VIVAS 0 MOVILES: aguellas que se mueven sabre e1

puente rodantes 0peatonales o sobrecargas equivalentes.

las cuales Bon impactadas par efecto de dinAmica.

I PATRON INGLES DE CARGA VIVA NORHATIVA :::1 TON::: 1 000 LI BR AS.

Hasta e1 1.978 • se useben trenes de carga formado por

camiones tipo ;; H " ,\ das ejes } y tipo " H-S ., tree ) ,

aumen·tadoa un 20% e Lmpa.ctedo e Begun La Luz del puente. La

eKPeriencia llev6 a Ie conclusi6n de UBar un nuevo tren de oargeB

'lfiV8E1. pare proyecteI' 106nuevas puentes riel pale ¥ asi Ra.r;e.ntlzar

eu adecuado oomportamiento. ante e1 incremento del paBO de las

cargas transportadas.



,,;fI. 'J~/jii::,.,,~~y.~:'I~).>;;: '~~\i' ;,~!~~~ :;'~');::I ' ;: ': ' :,..!;"";'. ','P · · - · 7 l,.'.;:,,_'(;_.. -

" .r t .

,"

Eete tren de c8rg~B permite. 1a cODstruec16n de puentes para

que c ireu len pore 1]as, camione a tjpo Low-·boy de once ej8s con 200

toneladas sin dafiarlos. Eate tipo de carga S8 puede aplicar para

todos 108 C8S0S, esfuerZOB y luces.- Dichas cargas ya 8atAn

impactadas y eu determinaciOn es un problema de MecAnica ApllcadB.

Es bi§n sabido que una viga puede Boportar 108 m~xim06

momentosflectores y faller' con las maximBB fue r-zee oor tan t.e e g:ue

ocasionan las cargas actuantes.- La Rssistencia de materialea

enssfia a calcular la viga, para un mismo sistema de cargae de modo

que resista con seguridad, tanto lOB mAximoB moment os flectores,

como las mQxlmse fuerzas cortantes.

E1 tren de cargas a user, para BU sencillez consta de una.,..--~~---.--

ca.r-gmov.il cancentrada " P = 50.•3 Toneladas" y ot.r-a uni.formementejJ

distribui~a ..w = 1,09 Tons.

Sa recomisnda por BU

/ M·ts.·'.

sencillez, dibujar las LI NEAS DE

INFLUENCIA envolventes para momentos y fuerzas cortantes_

Lae cargas debaran colocarse donde 8e produzca e1 eBfuerzo

mAximo en las estructurae Y Be Ie apllcara e1 coefioiente de

reduccion antes ind1.clldo,.envtsta. de 10 improba.ble de que Buoedan

las condiciones dadas en lOB dlferenteB casca de ca~ga.

Para Puentes Hipereet4tlCOB y continuos, se apiicarAn dOB

cargas ~oncentradaB en lOB p~ntoB mas dssfavorablss y adyacente8.

En Puentes UrbBna9~ .sa consideran todas las trochas cBrgadas y

en un mismo ssntido e1 trAfleo; en puenteB carreteroB, todo 10

corrt r-erLo .



....;;.il~'' · i ' "• ,.r

"

-.

B.1.- CARGAS VIVAS EN ACERAS.-

8i Is acera BS menor de O~6 mts. de ancho, BE! denorni.na

Durladero y no Be Ie aplica Bobrecarga.

LUZ D EL PUEtl TE p ( Ton./Mt2_- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

0-7,62 0,415

7,62 - 30,48 0,290

30,48 [30 + 914,4/LJ[16.7G - W)<cO,293,1--

q = 0,75 Tan./Ht.( actua en el bracal sin acera a 35cmB.

POl' encima de rasante del puente

Para 'el caso de Puentes Peatonalss y Pasarelas, se calcular~n

con una Q'arga viva de 0,415 'l'on./Ht2_

~B_2. - I MPAC TO:

EE l el deterioro que Be produce en laB

€Jstructure:B" par efecto de las v±~raciones ~ue producen 108

incrementos de carga y como resultado de la fatiga del material_-

Esto reduce la vida Otil del puente. Con la implement~ci6n del

D),leVQ t.ren df'l, oar-gaa antes menctorrado , ya no se impactan l,~s

estructuras por oarga viva.



.'

,.;:,:,:,;'}\;';~,i\',:~'~l~,:;:;:",j':"1' .< > ' < ; ·< . i t . , ' , - ' : ; ' 'j"';:',~i:-:~r\,~~r~(.~'~;j,];:."l·'it: ' , . J ,.!,:",~,~"•-

,"

C. - FHENADO: es e1 sfacto que poducen lOB frenazoa de lOB

vehlculoB sobre e1 puente y e~llvale a e1 5% de la Darga viva

equivalente.- La misma eeta aplicada a 1,80 Mts. por enclms de Ie

rasante del puente donde tsoricamsnte queda al . centro ds gravedad

de 10,s v,ehiculoB.

F = 0,05 ( 1.09L +50_3)N*Cr Tons.

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = .

L --

N =Cr --

Tramc del puente considerado_NQmero de trochae frenando.Factor de reduce ion de intensidad de carga.

El efeoto del frenado as muy importante en e1 dtaefio de pilas.

D. EFECTOS DEL VIENTO: 80n las presiones que producen los

vi.errt os a la eupe rfi.cLe expueet.a de las est.r-uct.ur-ea, basada en

vientos con una velocidad promedie de 160 Kms.1 hera.

~D.l. Viento sobre 1a sstructura 0carga muerta ( aplicadas en

e1 centro ~e masas ) =

Tra.nBveraalmente ::.:240 Ton/mt2.

Longltudinalmente = .06

"AMBAS FUERZAS SE APLI CAN SIMULTANEAt1ENTE"

Para las vigas. Rve(trans.) = PV_B.t. x hv.

Ve. Tranf3. "viga= traulOS

-------. ----"----.--~~~-~-._ ~.-.--.--,-~~(N de visas) x (N de spayoe)

De igual forma sa procede con e1 L onR itudinal .



_" r

.~'.

D.2. V1ento sabre la aarga viva ( aplicada a 1.8 Mts. pot'

eno1ma de la resents del puente ) -

- Transversalmente = 0.15 Ton/Mtl.

Longitudinalmente = 0.06

"AMBAS APLICADAS SIHULTANEAMENTE"

Los separadores de las pllas y los estribos no se taman en

cuanta.

Para Vcv(transv.) - 0.15 x Lvlga I N de vigas.

Vcv(Long. ) - 0,06 x N de trochas x Gallbo x Fr

N de vig.as

E_- SISMO ( APLICADO EN LAS PILAS )

FS = 0, 1 x Q x Fp. -

iQ = ~arga Huerta Total.

Fp .. Factor de P6rtico.= 1, para pilae de una eols linea de

resistencia.

::: 0,8, para mae de una linea de

Se apl iean simul t.arieemerrte e1 Si:,;![l)o transversal y e1

longitudinal.

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