norma aastho lrdf para el diseÑo de puentes
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7/28/2019 NORMA AASTHO LRDF PARA EL DISEÑO DE PUENTES
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ESPECIFICACIONES AASHTO
PARA EL DISEÑO DE PUENTES
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La intención de losrequisitos de estas Especificacioneses que sean aplicados al diseño,evaluación y rehabilitación de
puentes carreteros tanto fijos comomóviles, también se establecenrequisitos mínimos necesarios paravelar por la seguridad.
Además se enfatizan los conceptos de seguridad por medio de laredundancia, ductilidad, las colisiones y protección contra la socavación, losrequisitos de estas Especificaciones se pueden aplicar a los puentes que no estánno totalmente cubiertos por este documento, cuidando de incluir criterios de
diseño adicionales cuando sea necesario.
FILOSOFÍA DE DISEÑO
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Los puentes se deben diseñar pensando en las condiciones de la cual el
puente deja de satisfacer los requisitos para los cuales fue diseñado, a fin de lograr los
objetivos de construibilidad, seguridad y serviciabilidad, considerando debidamente los
aspectos relacionados con la inspeccionabilidad, economía y estética.
FILOSOFÍA DE DISEÑO
FILOSOFÍA DE DISEÑO
Estados limites
De servicio.
De fatiga y fractura.
De resistencia.
A eventos extremos.
Ductibilidad Redundancia Importanciaoperativa
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Estados Límites: Condición más allá de la cual el puente o elemento deja de
satisfacer los requisitos para los cuales fue diseñado.
Estado Límite de Servicio: Se debe considerar como restricciones impuestas a
las tensiones, deformaciones y anchos de fisura bajo condiciones de servicio regular,
que no siempre se pueden derivar exclusivamente a partir de consideracionesestadísticas o de resistencia.
Estado Límite de Fatiga y Fractura: La intención del estado límite de fatiga es
limitar el crecimiento de las fisuras bajo cargas repetitivas, a fin de impedir la fractura
durante el período de diseño del puente.
Estado Límite de Resistencia: Se debe considerar el estado límite de
resistencia para garantizar que se provee resistencia y estabilidad, para resistir las
combinaciones de cargas que se anticipa que el puente durante su período de diseño. Bajo el estado límite de resistencia se pueden producir tensiones muy elevadas y daños
estructurales.
FILOSOFÍA DE DISEÑO
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Estados Límites correspondientes a Eventos Extremos : Se debe considerar
para garantizar la supervivencia estructural de un puente durante una inundación o
sismo significativo, o cuando es embestido por una embarcación, un vehículo o un flujo
de hielo, posiblemente en condiciones socavadas. Ductilidad: El comportamiento dúctil se caracteriza por deformaciones
inelásticas antes que ocurra una pérdida significativa de la capacidad de carga, también
advierte sobre la inminente ocurrencia de una falla estructural mediante grandes
deformaciones.
A fin de lograr un comportamiento dúctil adecuado el sistema debería tener un número
suficiente de elementos dúctiles ya sea en:
Uniones y conexiones que puedan proveer disipación de energía sin pérdida de
capacidad.
Uniones y conexiones que poseen suficiente resistencia en exceso para asegurar
que la respuesta inelástica ocurrirá en las ubicaciones diseñadas para proporcionar
una respuesta de absorción de energía.
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Redundancia: Para cada combinación de cargas y estado límite considerado,la clasificación del elemento según su redundancia (redundante o no redundante) sedebería basar en la contribución del elemento a la seguridad del puente. Los elementosy componentes cuya falla se anticipa no provocará el colapso del puente, se debendiseñar como elementos de falla no traccionada y el sistema estructural asociado como
sistema redundante.
Importancia Operativa: Este artículo se debe aplicar exclusivamente a losestados límites de resistencia y correspondientes a eventos extremos. El Propietariopuede declarar que un puente o cualquier conexión o elemento del mismo son deimportancia operativa, esta clasificación se debería basar en requisitos sociales o de
supervivencia y/o requisitos de seguridad o defensa. Donde se proporcionan algunoslineamientos sobre cómo seleccionar las categorías de importancia y su relación con eldiseño sismorresistente.
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La intención de esta sección
es proporcionarle al Diseñador
información suficiente para determinar
la configuración y dimensiones globales
de un puente. A demás se hacereferencia a requisitos mínimos para
seguridad del tráfico. Reconociendo que
numerosas fallas en puentes han sido
provocadas por la socavación, también
se analizan los aspectos hidrológicos ehidráulicos.
DISEÑO GENERAL Y
CARACTERÍSTICAS DE UBICACIÓN
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La elección de la ubicación delos puentes se deberá justificar medianteel análisis de alternativas, considerandoaspectos económicos, técnicos, socialesy ambientales, como así también los
costos de mantenimiento e inspección.Según los riesgos involucrados, sedeberá cuidar de elegir ubicaciones que:• Se ajusten a las condiciones creadaspor el obstáculo a cruzar.• Faciliten un diseño, construcción,operación, inspección y mantenimientoprácticos y efectivos desde el punto devista de los costos.• Satisfagan los niveles de servicio yseguridad de tráfico deseados.• Minimicen los impactos adversos de lacarretera.
DISEÑO GENERAL Y
CARACTERÍSTICAS DE UBICACIÓN
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Disposición del Predio del Puente
La ubicación y alineación del puente se
deberían seleccionar de manera de satisfacer
los requisitos de tráfico tanto sobre el puentecomo debajo del mismo. Se deberían
considerar posibles variaciones futuras de la
alineación o el ancho del curso de agua, la
carretera o las vías férreas cruzadas por el
puente.
Cuando corresponda, se debería considerar
la futura adición de instalaciones de tránsito
masivo o el ensanchamiento del puente.
DISEÑO GENERAL Y
CARACTERÍSTICAS DE UBICACIÓN
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OBJETIVOS DE DISEÑO
Seguridad
La responsabilidad primaria del
Ingeniero será velar por la seguridadpública. En estas Especificaciones se
incluyen requisitos mínimos para
asegurar la seguridad estructural de
los puentes en cuanto medios de
transporte.
DISEÑO GENERAL Y
CARACTERÍSTICAS DE UBICACIÓN
Seguridad del Tráfico
Protección de las Estructuras: Se debe considerar el tránsito seguro de los vehículos
sobre o debajo del puente. Se deberían minimizar los riesgos para los vehículos que se
descarrilan dentro de la zona libre, colocando los obstáculos a una distancia segura de
los carriles de circulación.
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Protección de los Usuarios:
Se deben proveer barandas a lo largo
de los bordes de las Estructuras del
puente. Las estructuras de
protección incluyen aquellas quepermiten una separación segura y
controlada del tráfico en
instalaciones que utilizan el mismo
derecho de paso.
DISEÑO GENERAL Y
CARACTERÍSTICAS DE UBICACIÓN
Superficies de Rodamiento: Las superficies de rodamiento sobre un puente deben
tener características antideslizantes, coronamiento, drenaje y peralte.
Colisión de embarcaciones: Las estructuras de los puentes deben estar protegidas
contra la colisión de embarcaciones ya sea mediante sistemas de defensa o dolfines.
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Mantenimiento:
Se deben evitar los sistemas
estructurales de difícil
mantenimiento. Las áreas alrededor
de los asientos y debajo de las juntas
del tablero se deberían diseñar de
manera de facilitar la limpieza,
reparación y reemplazo de los
rodamientos y juntas.
Se deben evitar las cavidades y
rincones inaccesibles o asegurar las
cavidades que podrían inducir a las
personas o animales a habitarlas.
DISEÑO GENERAL Y
CARACTERÍSTICAS DE UBICACIÓN
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Transitabilidad
El tablero del puente se debe diseñar
de manera que permita el
movimiento suave del tráfico. En los
caminos pavimentados se debería
disponer una losa estructural de
transición entre el acceso y el estribo
del puente. En los tableros de
hormigón expuestos al tráfico los
bordes de las juntas se deberíanproteger contra la abrasión y las
descantilladuras.
DISEÑO GENERAL Y
CARACTERÍSTICAS DE UBICACIÓN
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Deformaciones
Los puentes se deberían diseñar de
manera de evitar los efectos
estructurales indeseados que
provocan las deformaciones.
En las losas de hormigón y puentes
metálicos las deformaciones bajo
niveles de carga de servicio pueden
provocar el deterioro de las
superficies de rodamiento y
fisuración localizada que podría
afectar la serviciabilidad y
durabilidad, aún cuando no
representen una fuente potencial de
colapso.
DISEÑO GENERAL Y
CARACTERÍSTICAS DE UBICACIÓN
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Cruces sobre Cursos de Agua y Zonas
de Inundación
Los cruces sobre cursos de agua se
deben ubicar considerando los costos
del capital inicial requerido para la
construcción y la optimización de los
costos totales, incluyendo las obras
de corrección del cauce y las medidas
de mantenimiento necesarias para
reducir la erosión.
DISEÑO GENERAL Y
CARACTERÍSTICAS DE UBICACIÓN
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Cruces sobre Cursos de Agua y
Zonas de Inundación
Los estudios de las posibles
ubicaciones alternativas del cruce
deben incluir la evaluación de:
DISEÑO GENERAL Y
CARACTERÍSTICAS DE UBICACIÓN
Las características hidrológicas e hidráulicas del curso de agua y su zona de
inundación, incluyendo la estabilidad del cauce, historial de inundaciones y,
en cruces estuarinos, rangos y ciclos de las mareas.
Los efectos del puente propuesto sobre los patrones de flujo de las inundaciones
y el potencial de socavación resultante en las fundaciones del puente.
El potencial de crear nuevos riesgos de inundación o aumentar los riesgos de
inundación existentes.
Los impactos ambientales sobre el curso de agua y su zona de inundación.
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Esta sección específica requisitosmínimos para cargas y fuerzas, suslímites de aplicación, factores decarga y combinaciones de cargasusadas para diseñar puentes nuevos.
Los requisitos de carga también sepueden aplicar a la evaluaciónestructural de puentes existentes.
Además de las cargas tradicionales,esta sección incluye las solicitaciones
provocadas por colisiones, sismos yasentamiento y distorsión de laestructura.
CARGAS Y FACTORES DE CARGA
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CARGAS Y FACTORES DE CARGA
SEGÚN SU RESISTENCIA:
RESISTENCIA I: Combinación de cargas básica querepresenta el uso vehicular normal, sin viento.
RESISTENCIA II: Combinación de cargas que representa eluso del puente por parte de vehículos de diseño especialesespecificados por el Propietario, vehículos de circulación
restringida, o ambos, sin viento.
RESISTENCIA III: Combinación de cargas que representa elpuente expuesto a vientos de velocidades superiores a 90km/h.
RESISTENCIA IV: Combinación de cargas que representarelaciones muy elevadas entre las solicitacionesprovocadas por las cargas permanentes y las provocadaspor las sobrecargas.
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CARGAS Y FACTORES DE CARGA
SEGÚN SU RESISTENCIA:
RESISTENCIA V: Combinación de cargas que representa eluso del puente por parte de vehículos normales con una
velocidad del viento de 90 km/h.
EVENTO EXTREMO I: Combinación de cargas que incluyesismos.
EVENTO EXTREMO II: Combinación de cargas que incluye
carga de hielo, colisión de embarcaciones y vehículos, yciertos eventos hidráulicos
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CARGAS Y FACTORES DE CARGA
Fuerzas del Tensado
Las fuerzas de diseño para el tensado nodeberán ser menores que 1,3 veces lareacción a la carga permanente en el apoyo,adyacente al punto de tensado. Si el puenteno estará cerrado al tráfico durante laoperación de tensado, la carga de tensado
también deberá incluir una reacción a lasobrecarga consistente con el mantenimientodel plan de tráfico, multiplicada por el factorde carga correspondiente a sobrecarga.
Fuerza del PostensadoLa fuerza de diseño para las zonas de anclajede postensado se deberá tomar como 1,2veces la máxima fuerza de tesado.