Distribucion Cargas Vivas en Puentes

DISEÑO DE PUENTES CON AASHTO LRFD y EL MODULO BRIDGE DEL SAP2000

CLASE 04

Ing. JOHN AMPUERO – Ing. CESAR ALVARADO

Clase 04 Ing. John Ampuero Alata

DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO

ICG - Instituto de la Construcción y Gerencia / Av. Jorge Basadre 1199, San Isidro, LIMA, PERU Telefax: (51 - 1) 4217896 / Portal: www.construccion.org.pe / e-mail: [email protected]


CLASE 04


DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO DEFINICIÓN La distribución de cargas tiene por finalidad estudiar la influencia de la asimetría de la carga móvil con relación al eje de la sección transversal del tablero. Como la ubicación de los vehículos en un puente es muy variable, tanto longitudinal como transversalmente, el cálculo de los máximos esfuerzos por carga viva es una tarea laboriosa. Para fines prácticos es suficiente con idealizar al puente primero como una estructura plana en el sentido longitudinal para determinar los esfuerzos longitudinales y luego efectuar el cálculo transversal del tablero.



CLASE 04


Planta

Isométrico

Elevación



CLASE 04


DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO EMPARRILLADO PLANO Viga a

Viga b

P=1

Viga c

Viga Principal b

a

0.4 1.0 a

z=25 z=1 Vigas sin distribución lateral

a L=Luz del puente

P=1 Viga Principal a

Vigas transversales Rigidas (z= )

P=1 Viga Principal c

0.6

z=25

1.0 z=1

Vigas sin distribución lateral

Vigas transversales Rigidas (z= ) 3 z=( L ) a 2a

0.2 1.0 z=25 z=1

Vigas transversales Rígidas (z= ) Vigas sin distribución lateral

Según las condiciones:

Sistema viga-losa muy rígido → Deflexión uniforme

Considerando el aporte y la rigidez torsional de los elementos

flexible



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DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO EMPARRILLADO PLANO d c

+

d

+

c

1

a

+

a -

Superficie de Influencia de Momento Flector en CL de Viga Principal b

Superficie de Influencia de Momento Flector en CL de Viga Transversal 2

-

-

-

-

d

+

+ +

b

c

+

+

+ Viga a

+

a

a

Mb0 /2

c

+

+

/4

+

d

4 a

+

M2 a/2

b

+

3

+

Mb /2

Viga b

Viga 2 -

Ma /2

+

/4 Ma0 /2

Superficie de Influencia de Momento Flector en CL de Viga Principal a

Q b0

Viga b

+

a

+

+

+

+

+ 1.0 +

Q0b0

Superficie de Influencia de Fuerza de Corte en Apoyo 0 de Viga Principal b

DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO VIGAS INTERIORES (AASHTO STANDARD) Los momentos flectores debidos a carga viva para cada viga interior serán determinados aplicando al momento total de una sección la fracción de una carga de rueda determinada en la siguiente tabla



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TABLA 1.0 Tipo de Tablero

Puente diseñado para una vía de tráfico

Puente diseñado para dos o más vías de tráfico

Madera

S/4.0

S/3.75

Plataforma laminadas clavadas de 4” de espesor o pisos de múltiples capas con espesores>5”

S/4.5

S/4.0

S/5.0 Si S excede 5’ usar nota a

S/4.25 Si S excede 6.5’ usar nota a

S/4.5

S/4.0



S/4.5

S/4.0



Laminados clavados de 6” o más de espesor

Paneles laminados encolados sobre vigas laminadas encoladas de 4” de espesor De 6” o más de espesor

Sobre vigas de Acero de 4” de espesor De 6” o más de espesor

TABLA 1.0 (continuación) Tipo de Tablero

Puente diseñado para una vía de tráfico

Puente diseñado para dos o más vías de tráfico

Concreto: Sobre vigas I de acero y vigas de concreto pretensado. Sobre Vigas T

Vigas cajón de concreto







Sobre vigas cajón de acero

(AASHTO 10.39.2)

Sobre un arreglo de vigas cajón de concreto pretensado

(AASHTO 3.38)

Enrejado de acero menor que 4” de espesor 4” o más

Puente de Acero plataforma corrugada (mínimo 2” de profundidad)

S/4.5

S/4.0


S/5.0 Si S excede 10.5 usar nota a

S/5.5

S/4.5



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DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO VIGAS INTERIORES Nota a: En este caso la carga en cada viga será la reacción de la carga de ruedas, asumiendo que la losa entre las vigas actúa como una viga simplemente apoyada.



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CONSULTA de AUDITORIO z

Pero en el caso de tener un puente curvo, le va tener que entregar esfuerzos horizontales, eso cómo se apuntaría ahí. Como el carril no tiene una rigidez altísima en ese sentido, antes, básicamente es, el esfuerzo tangible está en los apoyos, no va a interferir en las vigas FC

Sección adecuada para tomar esfuerzos por torsión


la carretera debe tener un peralte de acuerdo al radio y la velocidad directriz, ese peralte también se tiene que mantener en el puente; o sea, tiene que haber una geometría continua

Los puntos de curva deben estar fuera de la estructura



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z

¿En caso de los puentes curvos, cuál es más recomendable. Tiene que tener sus peraltes, verdad; entonces cómo hacemos con esos peraltes, o sea le bajamos el peralte de cada viga o el estribo lo hacemos escalonadamente? Ayer pasó justo unas fotografías de un puente curvo y noté que la cajuela prácticamente encajona con otras vigas



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DISTRIBUCIÓN DE CARGAS EN VIGAS DE PISO VIGAS EXTERIORES (AASHTO STANDARD) La carga muerta soportada por la viga exterior será aquella que corresponde a losa de piso dentro del área de influencia que la viga soporta. Si las barandas, sardineles y superficie de desgaste son colocados después del curado de la losa, el peso de éstas pueden ser igualmente distribuidas en todas las vigas. El momento flector por carga viva para las vigas exteriores será determinada aplicando a la viga la reacción de la carga de ruedas obtenida asumiendo que la losa entre las vigas actúa como una viga simplemente apoyada.



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DISTRIBUCIÓN DE CARGAS VIVAS EN VIGAS DE PISO MÉTODOS APROXIMADOS Método de Courbon Vigas transversales son infinitamente rígidas. Vigas longitudinales funcionan como apoyos elásticos (resortes de rigidez

e

"k" ) P'i = P n

P

n = número de vigas

= xi

x1

x2

Pi e

P/2

Pi = P'i + P"i

e

e

P/2

e

P/2

P/2

P/2

P/2

Pi = P + P.e2 xi n Σ xi

+

P i "=K.y i =K.x i .tan y i =x i .tan P .2e= Σ P i ".x i 2 P.e= Σ K.y i . x i 2 P.e= Σ K.tan α. x i 2 P.e=K.tan α. Σ x i K.tan α =P.e Σ xi 2 P i "= P.e 2 . x i Σ xi

R 1m

P/2

P/2

+

1

xi

P'i

R=4x7.25 ton=29 ton

yi

P''i

α

2

2.70

3

2.70

4

2.70

P1 = 4x7.25 + 29x1x4.05 2 2 4 (1.35 +4.05 ) P1 = 7.25+0.80x4.05 P1 = 10.49 ton

Tabla 2.6.4.2.2.1 Superestructura de Tablero común referidos en los artículos 4.6.2.2.2 y 4.6.2.2.3 (AASHTO LRFD)



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Tabla 2.6.4.2.2.2.b-1 Distribución de carga viva por el carril para Momento en Vigas interiores (AASHTO LRFD)

Tabla 2.6.4.2.2.2d-1 Distribución de carga viva por carril para momento en vigas longitudinales exteriores (AASHTO LRFD)



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Tabla 2.6.4.2.2.2.e-1 Reducción de Factores de Distribución de Carga para Momentos en vigas longitudinales sobre apoyos esviados. (AASHTO LRFD)



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En el manual de Diseño de puentes, en la parte de factores y combinaciones de carga, para el “evento extremo 1” por ejemplo, dice en la parte que está la carga “y”, en la parte indicada en cada extremo, hay un γeq, que está aquí en este informe. ¿Hay un γP que es un coeficiente estándar y el γeq, de dónde debería sacar ese valor?

Ver el Manual de Diseño de Puentes Pág. 51, 52,53 y luego 197


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