DISEÑO DE UN PUENTE DE CONCRETO REFORZADO

DISEÑO DE UN PUENTE DE CONCRETO REFORZADO
ESPECIFICACIONES:
1. Distancia de la orilla a la carga por rueda: Al proyectar losas de concreto debe
considerarse que la línea del centro de una carga por rueda queda a 30 cm de la cara de la
guarnición. Cuando no se instalen guarniciones ni exista banqueta, la carga por rueda se
considera que queda a 30 cm de la cara del parapeto, los esfuerzos producidos por la
combinación de la carga permanente, variable e impacto, no serán mayores que los
esfuerzos permisibles.
2. Momentos Flexionantes: El momento flexionante por metro de ancho de losa se calcula
de acuerdo con los métodos propuestos a continuación para los casos A y B
a. Caso A: Refuerzo principal perpendicular a la dirección del transito (luces entre
0.61 a 7.32 m)
Carga tipo HS-20: 𝑀 𝑐𝑣 = [
𝑠+0.61
]
9.74
𝑃20; Momento en KN.m/m por ancho de losa
Carga tipo HS-15: 𝑀 𝑐𝑣 = [
𝑠+0.61
]
9.74
𝑃15; Momento en KN.m/m por ancho de losa
Donde: s= longitud efectiva del claro en metros
P = Carga sobre carga trasera camión
P20= 72 KN
P15= 54 KN
b. Caso B: Refuerzo principal paralelo a la dirección del transito.
Distribución de las cargas por rueda E= 1.22 + 0.06s, con un máximo de 2.13 m
Carga Tipo HS-20
- Claros hasta 15,24 m. Mcv= 13.14 s
- Claros entre 15.24 m y 30.48 m Mcv= 14.6 (1.3s – 6.1)
Carga tipo HS-15: Se aplica el 75% de las formulas anteriores para momentos en
claros continuos se determinará haciendo el análisis conveniente y empleando el
camión por carga de carril apropiada. Las losas que se proyecten para momento
flexionante de acuerdo con lo anterior se consideran satisfactorias en lo que se
refiere a la adherencia y esfuerzo cortante.
3. Orillas Transversales sin apoyos: Las consideraciones para el proyecto contenidas en esta
sección no toman en cuenta el efecto de las cargas en la proximidad de las orillas sin
apoyo. Por lo tanto, en los extremos y puntos intermedios del puente donde se
interrumpa la continuidad de la losa, las orillas se apoyan en diafragmas o sobre otros
medios adecuados. Los diafragmas se proyectan para resistir el momento y esfuerzo
cortante total producidos por las cargas por rueda que puedan actuar sobre ellos.
4. Losas en Voladizos: De acuerdo con las fórmulas para la distribución de cargas sobre losas
en voladizo, que aparecen a continuación, la losa se proyecta para soportar la carga,
independientemente del apoyo de la orilla a lo largo del extremo en voladizo. La
distribución dada incluye el efecto de las ruedas sobre elementos paralelos.
a. CASO A: Refuerzo principal perpendicular a la dirección del tránsito
E= 0.8X +1.143 en metros
Momento por metro de ancho de losa= PX/E; donde X es la distancia en metros
desde la carga al punto de apoyo
b. CASO B: Refuerzo principal paralelo a la dirección del transito.
E= 0.35X + 9.08 en metros con máx. 2.13m
Momento por metro de ancho de losa= PX/E
5. Vigas Marginales Longitudinales: Se pondrán en todas las losas que tengan el refuerzo
principal paralelo al tránsito. La viga puede consistir en una sección de la losa con refuerzo
adicional, una viga integral con la losa pero de mayor peralte que esta o bien en una
sección integral reforzada con la losa de guarnición.
6. Acero de refuerzo para distribución; Este acero debe colocarse en el lecho inferior de
todas las losas, transversalmente a la dirección del refuerzo principal, para lograr una
distribución lateral de las cargas variables concentradas. Esta especificación no regirá para
las losas de alcantarilla que tengan un colchón con espesor mayor de 61 cm. La cantidad
será un porcentaje del refuerzo principal requerido para momento positivo y se obtiene
mediante las siguientes formulas:
a. Para refuerzo principal paralelo a la dirección del transito: % =
55
√𝑆
con un max
50%
b. Para refuerzo principal perpendicular a la dirección del transito: % =
121
√𝑆
con un
max 67%
Cuando el refuerzo principal sea perpendicular al transito el esfuerzo de distribución
especificado debe colocarse en la faja media central del claro de la losa. En los cuatro
extremos del claro de la losa la cantidad no será menor al 50% de los valores anteriores.
7. Relaciones de refuerzo para losas y muros
temperatura
TIPOS DE ACERO
Barras corrugas con fy igual a 2800 o 3500
kg/cm2
Barras corrugadas o malla de alambre
soldado corrugado o liso con fy igual a 4200
kg/cm2
Barras con fy mayor de 4200 kg/cm2
ρ para calcular el acero por contracción y
ρ MAX
0.0020
0.0018
0.0018 x 4200/ fy
8. Gancho estándar: Puede referirse a:
- Un doblez de 180º mas una prolongación en el extremo libre de la varilla no menor a 4
veces su diámetro, pero en ningún caso menos a 0.064 m:
- Un doblez a 90º mas una prolongación en el extremo libre de la propia varilla no menor
que 12 veces su diámetro.
- Para estribos y ganchos amarrados simplemente, un doblez ya sea a 90º o a 135º mas
una prolongación en el extremo libre de la varilla cuya longitud corresponderá a 6 veces su
diámetro, pero nunca menor a 0.064 m
9. Desarrollo del Refuerzo: La tensión o la compresión calculada en el refuerzo de cada
sección se desarrollará a cada lado de dicha sección por medio de una longitud empotrada
o un anclaje extremo o una combinación de ambos. Pueden utilizarse ganchos para este
objeto en las varillas a tensión. El refuerzo a tensión puede desarrollarse doblándolo a
través del alma y anclándolo o haciéndolo continuo con el refuerzo en la cara opuesta del
elemento. Las secciones críticas para el desarrollo del refuerzo en el elemento a flexión,
están en los puntos de esfuerzo máximo y en los puntos dentro del claro donde el refuerzo
adyacente termina o se dobla. El refuerzo se prolongará mas allá del punto en que ya no
se requiera para resistir flexión una distancia igual al peralte efectivo del elemento, 15
diámetros de la varilla ó 1/20 del claro libre, el que sea mayor, excepto en los apoyos de
tramos simples y en los extremos libres de los voladizos.
El extremo que se prolongue deberá tener una longitud anclada no menor que la longitud
de desarrollo Ld más allá del punto donde se dobla o termina por no requerirse ya
refuerzo para resistir flexión. La longitud de desarrollo (Ld) en metros de varillas y
alambres corrugados sujetos a tensión está dada por la siguiente formula:
0.06 𝑎𝑠 fy
𝐿𝑑 =
≥ 0.06 𝑑𝑏 𝑓𝑦
√𝑓´𝑐
Donde db= diámetro de la barra en centímetros
as= área transversal en centímetros cuadrados
f´c y fy en kg/cm2
La longitud de desarrollo (ld), en centímetros para varillas corrugadas en tensión que
terminen en un gancho estándar se debe calcular como el producto de la longitud de
desarrollo básica ldb con la formula siguiente y los factores de modificación, pero ldb no
debe ser menor que 8 veces el diámetro de la barra ni menor que 15 cm. La longitud de
desarrollo básica (ldb) para una varilla de gancho con fy igual a 4200 kg/cm2 debe ser:
318 𝑑𝑏
𝐿𝑑𝑏 =
√f´c
10. Limitaciones para el espaciamiento del acero de refuerzo: Para concreto preparado en
sitio, la distancia libre entre varillas paralelas en un lecho no será ,enor que 1.5 diámetros
de la varilla, 1.5 veces el tamaño máximo del agragado grueso Ф 0.038 m. Para concreto
premezclado, la distancia libre entre varillas paralelas en un lecho no será menor que un
diámetro de varilla, 1 1/3 veces el tamaño máximo del agregado grueso ó 0.025m