3.9. Carga de fatiga3.9.1. Fenómeno de fatiga

El fenómeno de fatiga y su importancia en el diseño de puente fueron hablados de brevemente en el capítulo1.LRFD de AASHTO se las relaciona con la fatiga como uno de los cuatro límites en el diseño de superestructuras, las otras tres siendo la fuerza en evento extremos, y servicio limitados. La fatiga debe ser considerada siempre, que en una estructura o en sus componentes considere la carga cíclica, que es resultado de alternar las tensión (la tensión cambia de compresión a tensión o vice versa) o la fluctuación en el efecto de tensiones (un poco de valor bajo cuando la carga viva no está presente a un poco de valor alto cuando la carga viva llena está presente). El efecto de las tensiones alternantes puede ser observado mejor se enderezando y doblando un clips varias veces; después de algunos ciclos de aflojar y doblar, los broches a presión de fragmento en dos artículos. Esto ocurre porque bajo las condiciones de carga cíclicas, el nivel de tensión que fractura una tela puede estar significativamente debajo de su fuente de fortaleza normal. Debido a la presencia de cambiar de lugar cargas sobre un puente, los elementos de la superestructura (como vigas, miembros de braguero) desarrollan cargas cíclicas que causa cambios de tensión cíclicos en miembros estructurales. Por lo cual existe la posibilidad del fracaso por fatiga, uno debe saber el valor de umbral de los ciclos de tensión N durante los que no deben ser excedía la vida del servicio de una estructura de puente. Discusión de la metodología de LRFD de AASHTO de determinar N sigue. Una discusión breve sobre la evolución del fenómeno de fatiga puede ser encontrado en Taly (1998).

3.9.2. Magnitud y configuración de carga viva para las consideraciones de fatiga

El LRFD y el AAASHTO.3.6.1.4 especifican lo siguiente que para los criterios para determinar la cargas de fatiga en un puente sobre superestructuras1. La carga de fatiga consta de un camión de diseño o ejes del mismo; la carga de carril no es considerado. El razonamiento detrás de esta especificación es el hecho de que el modelo HL - 93 es algo conservador en lo que respecta a la carga viva vehicular efecto de la fuerza de carga que transmite. La mayoría de camiones no sobrepasan los límites legales. En el reconocimiento de esta realidad, es considerado excesivamente conservador al uso de los efectos de fuerza de carga vivaEs por eso que es importante el cálculo de los alcances de tensión para el diseño de fatiga. Para su diseño de fatiga, uno ha

Para considerar el alcance de tensión y el número de los ciclos de tensión bajo las condiciones de carga del servicio(Vea la discusión en el capítulo1). Por lo tanto, una cantidad menor es considerada razonable para calcularLa fuerza provoca el diseño para la fatiga.Dos niveles de estado de límite de fatiga son acreditado: canse I y canse II.El factor de carga para la fatiga que limito estado es1.5, que reflejan niveles de carga found serloRepresentante de la extensión de tensión máxima de la población de camión para la vida de fatiga infinita

Dibujo3.69 pisada de camión de diseño refinada para el diseño de fatiga. (Del diseño de puente de LRFD de AASHTOLas especificaciones, © 2012 de derecho de autor por Asociación estadounidense de autopista estatal y funcionarios de transporte,Washington, DC. Usar por el permiso.)

Carga sobre las estructuras de puente de autopistaDiseño. Este factor era el alcance de tensión sobre la suposición tan máximo elegido en el aleatorioEl espectro variable es dos veces el alcance de tensión causado por la combinación de carga de Fatigue II.El factor de carga para Fatigue II Limit estado lo es0.75. refleja niveles de carga found serloRepresentante de la extensión de tensión eficaz de la población de camión con respecto a una región lumbarLos ciclos de alcance de tensión de número y a sus efectos acumulativos en elementos de acero, componentes,Y conexiones para la vida de fatiga finita.2. en ambos estados de Limit de fatiga con los que (yo e II), el cargar constan de un camión de diseño solo elEspaciado constante entre los dos 32 ejes de kip de 30 pies.

3. el DLA (1.15) es aplicable a la carga de fatiga (IM = 15 % para fractura y límite de fatigaEstado, la tabla3.18).4. vivir los factores de distribución de carga (hablar de en el capítulo4) ser aplicable a la fatiga cargando.5. El factor de presencia múltiple (hablado de antes) no es aplicable a las cargas para el límite de fatigaDecir; solamente un carril de tráfico habitado por camión de HS20 es ser considerado para el diseño para la fatigaCargar sin considerar el número de carriles de tráfico (el arte de LRFD de AASHTO.3.6.1.1.2) sobre un puente.Las ecuaciones (aproximadas) para DFs de carga vivos (hablar de en el capítulo4) incluya el múltiploFactor de presencia de1.2 para una caja carril de diseño loaded. Por lo tanto, el calculado vive DF de cargaPara uno por el que el caso carril loaded debe ser dividido1.2 antes de aplicarlo a la fatiga cargando.6. para el diseño de cubiertas ortótropas y superficies pesadas sobre cubiertas ortótropas, el cargarDibujo mostrado en la figura3.69 será usado. Específicamente, el comentario de LRFD de AASHTOC3.6.1.4.1 los llamados para el medio y la parte trasera que 16 rueda de kip carga ser hecho un modelo de en más detalle comoDos 8 rueda de kip atentamente espaciada carga 4 pies separadamente para más reflejar tractortrailer moderno con exactitudCon ejes en tándem traseros. Estos cargas de volante deben ser distribuido sobre el especificarHaga contacto con área (20 pulgadas las pulgadas de amplia × 10 largo) para ejes traseros y 10 in.2 (100 in.2) para ejes primeros.Debido a la área de corrección más pequeña, las ruedas primeras pueden estar controlando cargas para la fatigaDiseñe los detalles de cubierta ortótropos para muchos. Además, esta carga debe ser colocadoAmbos longitudinalmente y transversalmente sobre la cubierta de puente, hacer caso omiso de los carriles rayados, para crearLa peor tensión o la desviación, tan aplicable.

Las fórmulas para el momento máximo y el cizallamiento para la fatiga limitan Loading de estado federal

Momento máximo para estado de límite de fatiga Similar a la discusión en la sección3.7.7 estar relacionado con la determinación de la carga viva máxima se doblandoEl momento en un espacio simple debido a camión de HL - 93, esta sección entrega eso a los orígenes de las expresiones

Puede ser use determinar la importancia máximo doblar en los espacios simples programados para cansar la carga.Dibujo3.70 indica el puesto de camión de HL - 93 cuando se mueve de left a correcto en un espacio simple.Notar que la distancia entre el (eje de plomo) primero y los ejes de en medio es 14 pies mientras que la distanciaEntre el medio y los ejes traseros ser guardado tan 30 pies constante (no tan variable entre 14 y30 pies como en la sección3.7.7). La fórmula para la importancia máxima para este puesto de camión de HL - 93 puedeSer determinado del línea de influencia (la figura3.70) para la parte trasera 32 eje de kip carga. El línea de influenciaOrdinates corresponder a las tres cargas de eje son determinados de la siguiente manera:X = la distancia del soporte izquierdo para la carga de eje de parte trasera:

Superestructura de puente de autopista Engineering: los enfoques de LRFD para diseño y análisis

Dibujo3.70 puesto del camión de HS20 para la importancia máxima en un espacio simple para la fatiga

limita la carga estatalCuando el camión se mueve de left a correcto.

De la identificación3.10

Sustitución por y1, y2, y y3 de = P de P2 de = earlier y P1 y = P / 4 de P3 en la identificación3.10 las cosechas

La sustitución de P = 32 kip en la ecuación mencionada anteriormente produce la identificación3.39:

Debido a los puestos de eje seleccionados en la figura3.70, la identificación3.39 es legítimo para la extensión de arcada0 < = de x / L0.241 y por un mínimo valores de x = 0 pies y L = 44 pies.Ahora, considere el puesto de HS20 camión en el espacio cuando se mueve de correcto a left. Dibujo3.71Muestra el puesto del camión de HS20 cuando se mueve al otro lado de la arcada de correcto a left. Los 32 kip intermediosEl eje es colocado en una x de distancia del apoyo izquierdo, para qué influencia también son mostrado las líneas presente elCifra. La influencia como la que ordinates de línea corresponder a las tres cargas de eje son calculados sigue:X = la distancia del soporte izquierdo para la carga de eje de en medio:

Carga sobre las estructuras de puente de autopista

Dibujo3.71 el puesto del camión de HS20 para la importancia máxima en cualquier momento en un

espacio simple when el camiónSe mueve de correcto a left.

De la identificación3.10

Donde P1 =P2 y P3 =P/4La sustitución para y1, y2, y y3 en la expresión mencionada anteriormente produce the following expresión:

Simplificar la expresión mencionada anteriormente produce la identificación3.40:

Sustitución de P = 32 kip en la identificación3.40 cosechas Equation3.41:

Ecuación3.41 es legítimo para la extensión de arcada0.241 = x = de / L0.500 y xmin = 14 pies y Lmin = 42 pies.

Los resultados precedentes son resumidos en la tabla3.19.

Ejemplo3.16 ilustra la aplicación de las ecuaciones3.39 y3.41.

3.9.2 Magnitude and Configuration of Live Load for Fatigue

Considerations................................................................................... 1983.9.3 Formulas for Maximum Moment and Shear for Fatigue LimitState Loading.................................................................................... 1993.9.3.1 Maximum Moment for Fatigue Limit State...................... 1993.9.3.2 Maximum Shear for Fatigue Limit State...........................2023.9.4 Frequency of Loading for Fatigue Design Considerations................2063.9.5 Application of ADTTSL for Determination of FatigueLimit State....................................................................................209

3.20 Wind Loads (WL and WS)..............................................................................2643.20.1 Wind Effects on Structures...............................................................2643.20.2 Magnitude of Horizontal Wind Pressure..........................................2653.20.3 Variation in Wind Velocity with Height............................................2663.20.4 Estimation of Wind Loads................................................................2683.20.5 Wind Pressure on Structure (WS)..................................................... 2703.20.6 Wind Pressure on Live Load (WL).................................................... 271

Cristian CelesteRonald RojoJavier Verde oscuroJean Carlos PlomoErick MoradoYovani Verde claroKevin negro