Ccdsp-95 346s3g

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TITULO A DISEÑO CAPITULO A.1 REQUISITOS GENERALES SECCION A.1.1- OBJETO El objeto de estas especificaciones es proveer los requisitos mínimos para lograr un diseño seguro y funcional de puentes y demás estructuras viales. A.1.1.1 - Análisis y diseño - Cuando en estas especificaciones se den fórmulas empmcas, alternativamente se puede utilizar cualquier método de análisis que esté basado en teorías o en ensayos, que sean previamente aceptados por la lnterventoría. A.1.1.2 -Integridad estructural- El diseño y los detalles para puentes nuevos están dirigidos a lograr integridad estructural teniendo en cuenta lo siguiente: (a)

El uso preferencial de estructuras continuas y redundantes para dar una o más alternativas de comportamiento estructural.

(b)

Anchos de estructurales y apoyos que sean resistentes a daños o inestabilidad.

(e)

Sistemas de protección externa para minimizar los efectos de las cargas esperadas.

A.1.1.3- Uso de AASHTO LRRFD- La búsqueda de una mayor seguridad y economía en los diseños estructurales ha conducido al desarrollo de procedimientos de diseño basados en métodos estadísticos que describen en forma más precisa la variabilidad en las propiedades de los elementos estructurales. Estos procedimientos, conocidos como LRFD (Load and Resistan! Factor Design) , representan un enfoque más moderno y confiable, por lo cual todos los Paises han ido cambiando sus normas a esta metodología. El Comité AIS-200, encargado de preparar el "Código Colombiano de Puentes" es conciente de esta tendencia mundial y considera que en pocos años, esta filosofía de diseño terminará imponiéndose, por lo cual ha comenzado los estudios necesarios para preparar la Norma LRFD Colombiana . Mientras se logra este objetivo, ha estimado conveniente, permitir el uso del documento AASHTO-LRFD "Bridge Design Specifications" advirtiendo que debe utilizarse en su totalidad y no tomar de él las partes más conveniente.

SECCION A.1.2 - LOCALIZACION DE PUENTES En general la localización de un puente está gobernada por el alineamiento de la vía. La localización del puente debe seleccionarse para que se ajuste al obstáculo que debe salvarse. Los cruces sobre corrientes de agua deben ubicarse teniendo en cuenta los costos iniciales del puente y la minimización de los costos totales incluyendo los correspondientes a la corrección del lecho, si fuere el caso, y las de las medidas necesarias de mantenimiento de la cuenca para reducir la erosión. En los cruces sobre vías vehiculares y férreas. deben preverse futuros trabajos tales c;mo ampliación de la vía.

1mpreso en d1c1 embre 7, / 995

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SECCION A.1.3- ESTUDIOS BASICOS PARA PUENTES SOBRE VIAS Y CANALES A.1.3.1 - Generalidades - En la determmación preliminar de la ruta se deben tener en cuenta los ponteaderos que por sus buenas características hayan sido seleccionados previamente, para minimizar los costos de construcción. mantenimiento y reemplazo (reposición). En el caso de que el río tenga meandros naturales. estos se deben estudiar y si se considera necesario se cambiará su curso, se canalizará y se harán las obras requeridas para reducir los problemas de erosión y prevenir la pérdida de la estructura. Las cimentaciones de los puentes deben diseñarse teniendo en cuenta la socavación (ensanchamiento y profundización del cauce) debida a causas naturales. En puentes sobre ríos de planicie se debe considerar la posibilidad de dismmuir la altura de los terraplenes de aproximación para proveer secciones de desbordamiento que perm1ta el paso de crecientes inusuales sobre la vía como medida para prevenir la pérdida de la estructura . Como alternativa se deben diseñar las estructuras de alivio requeridas. Donde se requieran estructuras de alivio para mantener la distribución natural del flujo y reducir el represamiento, se debe tener especial cuidado en el dimensionamiento y localización de tales estructuras para prevenir erosiones indebidas o cambios en el curso del lecho principal. A.1.3.2 - Los puentes deben diseñarse para el paso del caudal de diseño de magnitud y frecuencia consecuente con el tipo y clase de vía - En la selección del tamaño del área hidráulica deben tenerse en cuenta el n1vel de aguas máx1mas. el paso de materiales de arrastre y la socavación. Cuando el caudal exceda el de diseño o cuando las avenidas e inundaciones puedan causar daños grandes a las propiedades adyacentes o la pérdida de una estructura costosa, debe proveerse mayor área hidráulica. A.1.3.3 - Donde sea necesario dismmuir los efectos desfavorables del flujo, deben proveerse estructuras de alivio, espolones, deflectores de materiales de arrastre y obras de canalización. En las pilas y · estnbos expuestos a daños causados por la socavación deben proveerse obras de protección. Los taludes de los terraplenes adyacentes a la estructura sujetas a erosión deben protegerse adecuadamente mediante enrocados. colchones flexibles, geotextiles, bolsacretos, espolones u otros elementos apropiados. Los terraplenes adyacentes al ponteadero deben mantenerse limpios de maleza y arboles para prevenir altas velocidades del flu¡o y posible erosión. Las zonas de explotación de materiales no deben localizarse en áreas donde se incremente la velocidad y la posibilidad de erosión en el puente.

SECCION A.1 .4 - ESTUDIOS HIDRAULICOS Los estudios hidráulicos de los ponteaderos son requisito necesario en el diseño preliminar del puente; el informe de tales estudios debe contener los siguientes items: A.1.4.1 - tnfonmación del sitio (a)

Mapas, perfiles del ponteadero , fotografías aéreas.

(b)

Datos completos sobre puentes existentes, incluyendo fechas de construcción y comportamiento en crecientes anteriores.

(e)

Niveles observados de aguas máximas y fechas de ocurrencia.

(d)

Información sobre tipo y magnitud del material de arrastre y estabilidad del lecho.

(e)

Factores que afectan los niveles de aguas máximas tales como caudales máximos de afluentes, embalses, proyectos de control de flujo y mareas.

impreso en diciembre 7, /995

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(f)

Cambios geomorfológicos en el canal de flujo.

A.1.4.2- Estudios hidrológicos (a)

Datos de flujo pertinentes para estimar el caudal en el sitio, incluyendo los registros históricos de flujo y los caudales máximos.

(b)

Curva de Caudal.- Frecuencia para el silio.

(e)

Distribución del flujo y velocidades en el sitio para el caudal que va a ser considerado en el diseño de la estructura.

(d)

Curva Nivel-Caudal para el sitio.

A.1 .4.3 -Análisis hidráulicos (a)

Niveles de aguas y velocidades medias en el ponteadero para las longitudes probables del puente y caudal seleccionados.

(b)

Profundidad eslimada de la socavación en las pilas y estribos de las estructuras propuestas.

(e)

Efecto de los cambios en la geomorfología natural de la corriente en la estructura propuesta.

(d)

Consideración de los cambios geomorfológicos en las estructuras ubicadas en la vecindad de la estructura propuesta.

SECCION A.1.5 - LOCAUZACION, LONGITUD Y AREA HIDRAULICA DE LAS ALCANTARILLAS La localización, longitud y área hidráulica de las alcantarillas debe definirse de conformidad con el documento "Guide on !he Hidraulic Design of Culverts" de AASHTO.

SECCION A.1.6 - DRENAJE DE LA VIA El drenaje transversal de la vía debe hacerse en la superficie de rodadura mediante bombeo y el longitudinal, garantizando la pendiente necesaria. El agua que fluye por las cunetas debe interceptarse para impedir que corra sobre el puente. Puentes cortos y de luces continuas, particularmente viaductos, pueden construirse sin tubos de drenaje (desagües) y el agua de la calzada del puente pueda llevarse por conductos abiertos o cerrados ubicados en los extremos del puente. El drenaje longitudinal de puentes largos debe hacerse por medio de tubos de dr.;;naJe (desagües) los cuales deben ser suficientes en número y tamaño para drenar adecuadamente las cunetas. Los conductos de drenaje, donde se requieran, deben hacerse de materiales rígidos y resistentes a la corrosión y su dimensión no debe ser menor de 1O cm. Deben proveerse sitios de limpieza. Los detalles del drenaje del tablero deben ser tales que prevengan cualquier descarga del agua de drenaje en parte de la estructura o sobre el tráfico que transita por el paso inferior y para prevenir la erosión en la salida del dueto Los drenajes del tablero deben conectarse con conduclos que lleven el agua lluvia al nivel del terreno. Las partes colgantes del tablero en concreto deben tener "goteras".

tmprem en dtctcmbre 7, 1995

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SECCION A.1 .7 - PERAL TES El peralte utilizado en puentes localizados en curvas horizontales o zonas de transición deberá cumpli con el diseño geométrico especificado en la vía. El peralte no debe ser mayor que el10%.

SECCION A.1.8- SUPERFICIE DE RODADURA Todos los puentes deben proveerse de una capa de rodadura adecuada.

SECCION A.1.9 - ELEMENTOS RIOS DE UN PUENTE Cuando se requiera la localización de elementos rios en el puente, tales como cables, poste: duetos eléctricos o telefónicos, tuberías de agua, gas, etc., se deben hacer las provisiones necesarias e el análisis y diseño que garanticen la estabilidad y seguridad del puente.

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CAPITULO A.2 CARACTERISTICAS GENERALES DE DISEÑO SECCION A.2.1- GE:NERALIDADES A.2.1.1 • Ancho de calzada y andenes - El ancho de la calzada debe ser el ancho libre medido perpendicularmente al eje longitudinal del puente entre la parte inferior de los sardineles. En caso de que no se usen sardineles o sean escalonados, el ancho libre debe ser el ancho mínimo medido entre las caras mas cercanas de las barandas del puente. El ancho del andén debe ser el ancho libre, medido perpendicularmente al eje longitudinal del puente, desde el extremo interno del pasamanos hasta la parte inferior del bordillo o sardinel. En el caso de existir una cercha, viga o muro, parapeto adyacente al sardinel de la vía, el ancho debe medirse hasta el extremo del lado de circulación de estos .

SECCION A.2.2 - LUCES Y GALIBOS A.2.2.1 - Navegables - El permiso para la construcción de puentes sobre ríos navegables debe obtenerse de la entidad a cargo. A.2.2.2 -Ancho de calzada - Para definir los anchos de calzada para diferentes volúmenes de tráfico, remitirse a las recomendaciones del Instituto Nacional de Vías. A.2.2.3 - Gálibos - El gálibo sobre las vías principales en áreas rurales, debe ser por lo menos 4 90 m en todo el ancho de ta vía y debe preverse la posibilidad de repavimentación En vías principales de áreas urbanas, debe proveerse un gálibo mínimo de 4.90 m excepto en áreas altamente desarrolladas. Debe proveerse un gálibo mínimo de 4.90 m en áreas rurales y urbanas cuando tal gálibo se requiera por seguridad. En todas las otras vías el gálibo debe ser de 4.50 m mínimo sobre el ancho de la vía y debe preverse la posibilidad de repavimentación. A.2.2.4- Otros- Las luces y gálibos de las canales, deben ajustarse en ancho, altura y localización a los requisitos de las entidades de las cuales les corresponde su aprobación. A.2.2.5 - Sardineles y andenes - La cara del sardinel está definida como la superficie vertical e inclinada de este, sobre la calzada. Las medidas horizontales de los sardineles se toman desde el punto mas bajo de la cara del sardinel, o, en el caso. de sardineles inclinados, desde el punto inferior de la cara mas baja. El ancho máximo de sardineles escalonados, si se usan, debe ser 22.5 cm. Cuando de usen sardineles y cunetas en los s al puente, en un extremo o ambos extremos. la altura del sardinel sobre el puente debe ser igual o mayor que la altura de los sardineles en los s. Cuando no haya sardineles en los s, la altura del sardinel del puente sobre la superficie de rodadura, no debe ser menor de 0.20 m y preferiblemente no mayor de 0.25 m . En donde se usen andenes para peatones en vías urbanas. estos deben separarse de la calzada de tráfico del puente por medio de una baranda combinada.

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En los casos en donde se utilicen parapetos tipo New Jersey o se construya un sardinel especialmente en áreas urbanas que tienen sardineles y cunetas antes de los mantenerse a lo largo de todo el puente los mismos anchos entre sardineles de las Cualqu1er baranda o parapeto que se instale sobre o cerca a la línea del sardinel extremos apropiadamente pendientados.

sobre el puente, puentes. deben vías de . debe tener sus

SECCION A.2.3 - DIMENSIONES LIBRES PARA PUENTES A.2.3.1 - Ancho - La dimensión horizontal debe ser el ancho libre y la vertical la altura libre para el tránsito del tráfico vehicular, como se muestra en la figura A.2.3.

Gálibo horizonlal

Figura A.2.3 Diagrama de gálibos para puentes El ancho de la vía generalmente es igual al ancho de la calzada de tráfico, incluyendo las bennas. Cuando los s a las estructuras tienen sardineles, debe conservarse la misma sección a lo largo de toda la estructura. A.2.3.2- Gálibos- Deben usarse los indicados en A.2.3.

tmpreso e11 dtciembre 12, 1995

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SECCION A.2.4- LUCES LIBRES PARA PASOS ELEVADOS- (ver figura A.24)

mimmo 18m más pavimento

; - - - - - - - - - -·-- · - - - - --;--,.

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Borde dpf muro

o

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90 m (mín)

1

pav1mento

1

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1

CondiCIÓn gene ral

~~ o

"'

Borde del muro

~Borde de la barrera

'rJ

Borde de la barrera

O60 mínimo

cf]=p=avlmento==:: Berma lateral Condic ión limitada

Figura A.2.4 Diagramas de gálibos para pasos elevados A.2.4.1 - Ancho - Las pilas o muros de las estructuras para separación de niveles deben localizarse minimo 9.0 metros alejados de los carriles de tráfico. En los sitios en que no se pueda cumplir con este requisito por costo de la estructura , tipo de la estructura, volumen y velocidad de diseño del tráfico, arreglo de las lur<>s, sesgo, o topografía , la pila o muro puede colocarse a menos de 9.0 metros protegiéndose med;ante el uso de barreras o guardaruedas. Los guardaruedas u otros elementos deben soportarse independientemente con la cara de tráfico localizada por lo menos a 0.60 m desde la cara de la pila o el estribo. La cara del guardarueda u otro elemento debe localizarse por lo menos 0.60 m por fuera de las bermas. A.2.4.2 - Gálibos - Debe proveerse un gálibo no menor de 4.30 m entre sardineles, o si no se usan sardineles, sobre todo el ancho que esta disponibles para el tráfico. A.2.4.3 -Sardineles- Los sardineles, si se usan, deben ser similares a los de las vías de .

":iembre 12. 1995

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SECCION A.2.5 ·DIMENSIONES LIBRES PARA TUNELES ·(ver figura A.2.5)

nomen01 de90m

G31ibo horiZC#t\tal

1

bordillo

B01dillo o andén

o andén

O 45 m (mon)

0.45 m (min)

j__f--

.----

--r

~=======--------------=======~ ------~ancho via 060mimmo

Figura A.2.5 Diag rama de gálibos para túneles · dos vías de circulación A.2.5.1 • Ancho de calzada· La dimensión libre horizontal debe ser el ancho libre y el gálibo la altura libre para el tráfico vehicular, como se muestra en la figura A.2.5. A menos que se especifique algo diferente, los elementos de las estructuras deben construirse cumpliendo con las siguientes dimensiones libres para el tráfico. Los gálibos y anchos de una calzada de dos carriles de tráfico no deben ser menores q ue los indicados en la figura A.2.5 El ancho de la calzada debe incrementarse en 3.0 metros mínimo y preferiblemente 3 60 m para cada carril de tráfico adicional. A.2.5.2 • Luz libre entre muros • El ancho mínimo entre muros para túneles de dos carriles de tráfico debe ser 9 O m. A.2.5.3 • Gálibo vertical- El gálibo vertical mínimo entre sardineles no debe ser menor de 4.50 m. A.2.5.4 • Sardineles . El ancho de los sardineles no debe ser menor de 45 cm. y su altura debe ser igual a la especificada para los puentes. Para vías con tráfico pesado, se recomiendan anchos mayores a los mínimos indicados. Si el ancho de carril de tráfico excede 3 60 m el ancho de la calzada puede reducirse en 0.60 m de la calculada a partir de la figura A.2.5.

111/f>I'<'SO Cll diC/<'111/!I'C /

::!. /995

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SECCION A.2.6 - DIMENSIONES LIBRES PARA VIAS ENTERRADAS A.2.6.1 -Ancho de calzada -Al ancho libre de calzada entre sardineles no debe ser menor que el especificado para túneles. A.2.6.2 -Luz libre entre muros - El ancho mínimo entre muros para vias enterradas de dos carriles de tráfico debe ser 9.0 m. A.2.6.3 - Sardineles - El ancho de los sardineles no debe ser menor de 45 cm y su altura debe ser igual a la especificada para puentes.

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Luces entre O O y 7.50 metros de longitud

400 kgflm 2

Luces entre 7.51 y 30.0 metros de longitud

300 kgf/m2

Luces de más de 30 .0 metros de acuerdo con la siguiente fórmula P=

45oo)(-11 -- w) - :5: 300 kgf/m (145 +---¡:-15

En gene ra

1_

Resistir temblores pequ eños a moderados dentro del rango elástico de los componentes estructurales sin sufrir daño significativo.

2.

soportar efectos sísmicos del mismo orden de magn itud de los prescritos para edificaciones norm ales en el Código Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes.

3.

cuando se vean afectados por movimientos sísmicos extremadamente fuertes no debe presentar colapso del conjunto o de parte del puente. En donde sea posibl e el daño' q ue ocurra por causa de un sismo extremadamente fuerte debe ser detectable fácilmente y ocurrir en lugares aceesibles para su inspección y reparación_

2

en donde

p

carga viva, expresada en kgf/m'

L

longitud cargada del anden . en metros

W

ancho del anden, en metros

A.3.4.8.1.2- Cuando se calculen los esfuerzos en estructuras que soporten andenes en vo lad izo, debe cargarse compl et amente el anden de un lado de la estructura si esta condición pro.duce los esfuerzos máximos. A.3.4.8. 1.3 - Los puentes peatonales o para bicicletas deben diseñarse para lila c~a___ viva de 400 kgf/m2 _

--=-=-

l un puente diseñado y co nstruido de acuerdo con los presentes requisitos debe ser capaz de:

Los presentes requisitos son aplicables en todo el territorio de la República de Colombia , por lo tanto se dan requisitos más estrictos en aquellas regiones del pais donde se esperan sismos de mayor intensidad. un puente indispensable debe ser capaz de operar durante y después de la ocurrencia d e un sismo fuerte. A.3.5.1.2 - Alcance • Los presentes requisitos son aplicables al diseño y construcción de puentes carret eables nuevos, para que sean capaces de resistir el efecto de los sismos. Cubren el diseño de puentes convencionales de acero y de concreto reforzado y preesforzado, cuya luz no exceda 150 metros.

A.3.4.8.2 -Cargas para bordillos

Los puentes colgantes, atirantados, de voladizos sucesivos, de arco y los puentes móviles no están cubiertos por los presentes requisitos. Aunque los principios generales respecto a la magnitud de los efectos sísmicos son válidos para ellos, no obstante su comportamiento dinámico puede diferir de lo presentado aqu í y las consideraciones especiales que deben tomarse en cuenta no están cubiertas por los presentes requisitos.

A.3.4.8.2 .1 - Los bordillos deben diseñarse para resistir una fuerza latera l de no mec~os de 750 kgf/m, aplicada en el extremo superior del bordillo. o a una altu ra de 25 cm arriba de la calzada si el bordillo tiene más de 25 cm de alto.

En general no hay necesidad de realizar diseño sísmico para puentes enterrados ("culverts"), aunque las consideraciones sobre estabilidad de laderas y taludes debe llevarse a cabo cuando éstos no se encuentren localizados en terreno plano .

A.3.4.8.2. 2 - Cuando el anden. el bor9i'lo y la baranda conformen un sistema integral, la carga sobre la baranda debe ser considerad a y lo~fuerzo s en el bordillo calculados de acuerdo a esa carga.

A.3.5.1.3- Clas ificación por importancia- Los requisitos sísmicos que se deben emplear en el diseño Y construcción del puente son función de su importancia y del hecho de que éste sea indispensable para la recuperación con posterioridad a la ocurrencia del sismo. Se definen tres grupos de importancia, a saber:

A.3.4.8. 1.4 - Cuando se espere que vehículos de mantenimiento puedan circular en p.uentes peatonales o para bicicletas, se deben consid erar dichas ca rgas.

SECCION A.3.5 -CARGAS POR SISMO A.3 .5.1 - General idades - En los numerales sig uientes se definen el propósito, el alcance, la clasificación por importancia y otras generalidades sobre el diseño sísmico de los puentes cubiertos por este Código. A.3.5.1.1 - Propósito - El propósito de los presentes requisitos de d iseño y construcción es el de minimizar los daños causados en los puentes por los efectos de los sismos. Los mov imientos sísmicos de d iseño están basados en una probabilidad de 10% de que sean excedidos en un lapso de 50 años. correspondiente a la vida util promedio de un puente. Los puentes, y sus componentes, que se diseñen y construyan de acuerdo con los presentes requisitos pueden sufrir daño durant e un sismo, pero te ndrán una baja probabilidad de sufrir colapso debido a los movimientos sísmicos del terreno.

1mpreso en didemhre 9, 1995

Grupo 1 - Puentes esenciales - Comprende todos aquell os puentes rura les y urbanos pertenecientes a carreteras troncales. Incluye además los puentes de vías urbanas arterias ya sean pertenecientes a ellas o que pasen por encima de ellas. Comprende además los puentes de a obras de importancia tales como proyectos hidroeléctricos. Grupo 11 - Puentes importantes - Cubre todos los puentes ru rales de vías principales. Se incluyen dentro de este grupo aquellos puentes de vías secundarias que sean las únicas que den a regiones de más de 50000 habitantes. Grupo 111 - Otros puentes - Cubre los puentes que no estén comprendidos en el grupo 1 ni en el grupo-u.

impreso en diciembre 9, 1995

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os a segUJr en el análisis y diseño sísmico CATEGORIAS DE

Al CAl ICE CE LOS REOUISITOS ara;~a!o .1\ 3 5 1 2)

COM PORT~MIENTO

SISMICO B. C y D

OETERM!NE EL PROCEOIM1ENTf) DE AH.AtiSIS {Articulo A 3 5 .11 )

DISENO PREliMINAR

DETERMI~E

DEFINA LOS MOVIMI€1HOS SISMICOS DE Dts· . (A1'1tcvlo A 3 5 2) t:NO

lAS FUERZAS Y DES"t.AZAMIENTOS ELASTICOS EN LOS COMPONENTES (Paré ralo A 3 54 4)

COl/BINE LAS FUERZAS LONGITUDitJALES Y TRANSVERSALES (Paragra!o A 3 5 ¿ ~) DEFINA LA CATEGORIA

DE

• COMPORTAMIENTO SISMICO (Anculo A3 53¡

DEFirragralo A 3 5 3 3) RESPUESTA

<

DEl.ERMINE LAS FUERZAS DE DISENO (M~ui""A 3512 yA 3 5 13) DETERMINE LOS DESPLAZAMIENTOS DE DISEÑO (Anlculo A 3.5.9) DISENE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES (Capllulos A 7. A.8 y A 9)

Si DISENE lA FUNDACION (SOcción A 6 4)

OISENE LOS ESTRIBOS (Articulo A S 43) DISEÑE LOSAS DE APROXIMACION SOLAMENTE EN CATEGORIA O (Parágrafo A 54 3.4)

NO

REVISE LA ESTRUCTURA

A.3.5.1.5 - Definic iones - Las definiciones sigu ientes corresponden a la Sección A.3 .5 de este código: A ceterog ram a - Descripción en el tiempo de las aceleraciones a que se ve sometido el terreno durante la ocurrencia de un sismo real. Amortiguamiento - Pérdida de energía en un movimiento ondulatorio. Amp/ifícación de la onda sísmica -.Aumento en la amplitud de las ondas sísmicas producido por su paso desde la roca hasta la supeñicie del terreno a través de los estratos de suelo. Anál.is is dinámico - Procedimiento matem ático por medio del cual se resuelven las ecuaciones de equilibrio dinámico con el fin de obtener las deformaciones y esfuerzos de la estructura al ser sometida a una excitación que varia en el tiempo. Análisis espectral - Tipo de aná lisis diná mico modal en el cual la respuesta dinámica máxima de cada modo se obtiene utilizando la ordenada del espectro correspondiente al periodo de vibración del modo.

·so en dici embre 9, / 995 impreso en diciembre 9, 1995

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Análisis m odal - Procedimiento de análisis dmám1co por med1o del cual la respuesta dinámica de la estructura se obtiene como la superposición de las respuestas de los diferentes modos, o formas. de vibración. Coeficiente de aceleración · A - Es el parámetro que permite determinar el espectro de diseño Coefici ente de amortiguamiento critico - Es , para tr1 sistema elástico amortiguado de un grado de libertad, el t.ociente entre la ca ntidad de amortiguamierao del sistema y el amortiguamiento minimo que inh1be toda oscilación . Coeficiente de modificación de respuesta, R - Coeficiente que se prescribe para cada sistema estructural de resistencia sísmica, cuyo valor depelllle del tipo de sistema estructural y de las caracteristicas de ductilidad propias del material estructural que se utiliza en el sistema. Es una medida de la ductilidad general del sistema de resistencia sísmica. Elemento o miembro estructural - Componente del

s i~ ma

estructural del puente.

Espect ro - Es la colección de valores máximos, ya sea de aceleración, velocidad o desplazamiento, que tienen Jos srstemas amortiguados de un grado de libertad durante un sismo. Falla geológica- Ruptura, o zona de ruptura . en la roca de la corteza terrestre cuyos lados han tenido movimientos paralelos al plano de ruptura.

- de ondas sísmicas provenientes de un t rrestre inducid as por e1 pa,o Vibraciones de la corteza e . . ntos súbitos de la corteza terrestre. de han ocurndo movlmle . Sismo lugar o zona don ! lugar de interés tienen una probabilidad de solo dieZ . E un sismo cuyos efectos en e sismo de diseño- sd.dos en un lapso de cincuenta anos. ·ente de ser exce ' que según el diseño aporta la par Cl . • ica - Es aquella parte de la estruct~ra ~de resistencia SJSrrl ·mientas sísmicos de diseno. Sjsfetrla ' da para soportar tOS mOVI resistencia requen to _ Véase sismo. , . desplaza la onda sísmica de cortante Temblor, terremo d de cortante - Es la velocidad con que se Velocidad de la on a . dentro de un suelo.

A.

_ _ _ _Nomenclatura 35 16 d fracción de la gravedad coeficiente de aceleración, expresa o como

A coeficiente de modificación de respuesta

R

s••

vibración T .,.

Falla geológica activa - Falla geológica que se consiDera que es capaz de producir movimientos sísmicos.

S Fuerzas sísmicas - Son los efectos inerciales causados p¡¡r la aceleración del sismo, expresados como fuerzas para ser utilizadas en el análisis y diseño de la estructura. Grupo de importancia - Clasificación de Jos puentes seglll su importancia. Ingeniero geotecnista - Es el ingeniero civil, bajo cura responsabilidad se realizan los estudios geotécnicos o de suelos, por medio de los cuales se fijan Tos parámetros de diseño de la cimentación, los efectos de amplificación de la onda sísmica causa¿Jos por el tipo y estratificación del suelo subyacente al puente. Licuación - Respuesta de los suelos sometidos a vibraciones, en la cual éstos se comportan como un fluido denso y no como una masa de suelo húmeda. · Modo de vibraci ón - Es el patrón fijo de respuesta dinámica de una estructura cuando ésta se ve sometida a una vibración que tiene un período de vibración igual al correspondiente al mismo modo de vibración.

o una fracción de la aceleració~ de la :: Máxima aceleración horizontal. expre~~da aco:e un grado de libertad con un penado de gravedad, a que se ve sometido un SIS em . . al que representa las características del perfil de suelo coeficiente adrmens1on

. do "m" en segundos. Periodo correspondiente a1 mo . . se definen de movimientos sísmicos de dJseno A.3.5.2 - Movimientos sís~i~os de diseño - Los f .. n de la acuerdo con tos numerales Siguientes. .. . . s de diseño se definen en unCIO A.3.5 .2.1 • Generalidades • Los del suelo localización geográfica_d_~l puentea~:ae ;or medfo de un espectro suavizado ~e ~~~~~~~ en ef Numeral

T.

mov~~~~~osors::~~';acteristicas

subya:en~o~aj~e~~~~~~

~:~~~i~~~epe~\~e~~:n~~~~zna~_~nr~e famil~~s ~e ~~e~~~~~~~~~~ea~~ue~;~~ ~~:i~ientos causados por un

A.3.5.2.6. Los movimientos SISmlcos de ~:~ndoe 1 O% en un lapso de 50 años. 1 es del sismo cuya probabilidad de ser excedidos . a a de la Figura A.3 .5 .1 se dan tos va ~r A.3.5.2.2 - Zonificaci6~ sísmica d:~:eal:e; ~~¡:~:a la construcción del espectro de diseno para coeficiente de aceterac16n. A. que . cualquier sitio dentro dcltcrritono nacional

:n

Movimientos sísmicos de diseño - Es una caracterizaci6n de los movimientos del terreno que se espera que se produzca en el sitio donde se encuentra localizado el puente, a raíz de la ocurrencia del sismo de diseño. Perfil de suelo - Son los diferentes estratos de suelo subyacente bajo el sitio del puente. Período de vibración, T - Es el lapso de tiempo que transcurre en un movimiento armónico ondulatorio, o vibratorio , para que éste se rep1ta. Probabilidad - Es el número de casos que realmente acunen, dividido por el numero total de casos posibles.

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1

A 0.05 0.075 0.10

_Efectos regionales - Para tos puentes esenciales. correspondientes al grupo de importancia A.3- ·2·3 estigarse la posibilidad de que existan características tectónicas tates como fallas activas en 5 l. al lugar del puente y debe evaluarse su potencial de producir valores del coefic1ente la reQI ac· ón mayores que tos valores dados en la Figura A.3.5-1. Esta ev31uaci6n debe comprender de ace 1er 1 como mínimo: un estudio geológico con especial énfasis en la neotectónica regional en el cual se

deb~.n~tedaña

°

1.

identifiquen las fallas geológicas existentes en la zona.

0 .15

Recopilación de la

0.20

2.

0.25

0.30

3.

0.35

0.40 0 .4 5

i nfo~mación sobre ,la sismicidad regional.

una evaluación de la máxima aceleración horizontal esperada para los mismos parámetros probabilí sticos empleados en la elaboración del mapa de la Figura A .3 .5-1 , o sea 10% de probabilidad d e excedencia en un lapso de 50 años. El cubrimiento por incertidumbre en la determinación de la máxima aceleración horizontal esperada no debe ser menor del 95%.

8

4. 7

Opcionalmente , cuando una falla geológica definida como activa en el estudio de neotectónica. esté localizada a menos de un kilómetro del sitio del puente. ésta puede investigarse por medio de trincheras sísmicas con el fin de establecer los períodos de recurrencia de su actividad y este dato incorporarse en la determinación del valor de la

5

máxima aceleración horizontal esperada.

A.3.5.2.4 - Efectos de sitio - El suelo subyacente bajo el sitio del puente debe ser investigado para efectos de evaluar su potencial de amplificación de la onda sísmica . Para puentes de los grupos de importancia n y 111 puede utilizarse el procedimiento del ordinal (a) del presente Numeral. Para los puentes esenciales del grupo de importancia 1 debe utilizarse el procedimiento del ordinal (b) del

¡ ·- -

presente Numeral. (a)

Efectos de sitio en p u ent es de /os grup os de importancia 11 y 111 - Con el fin de tomar en cuenta los efectos de sitio se definen los siguientes perfiles ti picos de suelos estables:

Perfil de suelo tipo

s, -Es un perfil que tiene una de las siguientes propiedades:

(a) está compuP.sto. hasta la superficie, por roca de cualquier característica , que tiene una velocidad de la onda de cortante mayor o igual a 750 m/seg, o

(b) Perf1les que entre la roca y la superficie están conformados por suelos duros, o densos. con un espe sor menor de 60 m, compuestos por depósitos estables de arenas. g ravas o arcillas duras. con una veloc1dad de la onda de cortante mayor o igual a 400 m/scg Perfil de suelo tipo

-3 ¡ · - t -- + --_j -4

s, - Es un prrlil que 111' 11<' la~ Slgutcntcs prop1cdades.

(a) perfiles en donde entre In roe n y In •,upi'IIH or• t•x•c,tt•n más de 60 m de depósitos o dt•n•,o'. por depósitos estables de arcillas estables de suelos duras o suelos no collc'>•vo•. t.O II " " ' ' vt•luciCIIIrl rl tl In onda de cortante mayor o

duro~

wntpui"•IC~'•

igual a 400 m/seg. o (b) perfiles en donde entre la roca y la superfiCie cxl',lt•n IIII' IICJ'. de 60 111 de depósitos

13

72

Mufll do Vnlurcs do A F1gurn A.3.5-1

71

- 10

-69

-68

-67

-5 -66

estable s de suelos de cons•stencia med1a cornpur••.to·. po1 lllllll'r•olcs con una velocidad de la onda de cortante cuyo valor esto ontrt• n o y400

"'''·''11

Perfil de suelo tipo S - Es un perfil en donde entre la roca y lo '•11111'111111• huy rnó•, " '' 20 m de 3 suelo que contiene depósitos estables de arcillas cuya dureza vario t•rrlrt• nll'tllnnn y lltnndn. con

C 200-94. Pag.A.J-18 C 200-94 • Pag.A.3·1 9 una velocidad de la onda de cortante entre 150 y 270 mlseg, y que dentro de ellos, en conjunto ' hay menos de 12 m de arcillas blandas. Perfil de suelo tipo S, ·. Es un perfil en donde, dentro de los depósitos existentes ent-re la roca y la superficie hay más de 12 m de arcillas blandas, caracterizadas por una velocidad de la onda de cortante menor de 150 m/seg.

5 - Espectro de diseño - El esp~ctro suavizado de diseño, expresado como fracción de la ¡\.3.5.2. vedad est'a dado por la siguiente ecuac10n. g~ . Sam

=

1.2AS < T;/3 -

2.5A

(A.J-3)

El coeficiente de sitio, S, según el tipo de perfil, es el dado en la Tabla A.3.5-1: Donde: Tabla A.3.5-1' Tipo de Perfil de Suelo

Máx.lma aceleración horizontal, expresada codm o una fracción de la acelera ció~ ?.de la grado de libertad con un penodo de gravedad, a que se ve some t1do un s1stema e un vibración T m • "

s...

Coeficiente de Sitio, S

Coeficiente de aceleración , El coeficiente de sitio debe aplicarse independientemente del tipo de fundación utilizada, ya sea zapatas, pilas o pilotes. En aquellos sitios donde las propiedades del suelo no se conocen con suficiente detalle para poder determinar el tipo de perfil de suelo o donde el perfil no encaja dentro de uno de los cuatro perfiles dados debe utilizarse el coeficiente de sitio, s. correspondiente al perfil de suelo tipo S

~xpresado como fracción de la gravedad

. . al que representa las característ icas del perfil de suelo Coeficiente ad1mens1on

S

Período correspondiente al modo "m " en segundos .

3

El potencial de licuación del suelo debe evaluarse para el sitio. Se permite evaluar este potencial utilizando correlaciones con el ensayo de penetración estandar. En caso de encontrarse que el ·suelo es potencialmente licuable, deben tomarse medidas correctivas en el sitio para contrarrestar los efectos adversos de la licuación. (b)

Efectos de sitio en puentes esenciales del grupo de importancia 1 • Para los puentes esenciales correspondientes al grupo de importancia 1, tal como se definen en el Numeral A.3 .5. 1.3, deben investigarse los siguientes factores:

T., perfiles de suelo SJ Y S, en zonas don de Para

2.

Aspectos geométricos respecto a la posición y espesores de la eslratificación dominante y la profundidad de la roca base Estudios de clasificación y consistencia de los suelos, identificando la presencia de suelos granulares saturados y poco compactos con el fin de establecer la susceptibilidad a la licuación.

O.311 , el espectro está definido como:

2.0A

(A.3-4)

m a modos de vibración diferentes del fundamental cuyo período de Para perfiles de suelo S3 Y S,, par r de S se puede obtener de: ... vibración es menor de 0.30 segundos, e1va 1o

S 1.

1.2AS ~ T2/3

Sam -

A~

=

(A.3-5)

A(0.80+4.0Tni)

am Para estructuras en las cuales cualquier periodo de vibración T'" excede 4.O segundos , el valor de S,,. puede obtenerse de:

Sam =

3AS -¡4/3 ~

AS

J

(A.3-6)

m

3.

4.

Estudio del comportamiento del módulo dinámico de cortanle y la capacidad de amortiguamiento histerético de muestras inalteradas represénta!ivas del subsuelo en cuestión. Para esta determinación pueden utilizarse técnicas tales como ensayos tri axiales cíclicos, estudios de muestras en columna resonante, métodos torsionales u otros que eslén respaldados por resultados apropiados. Análisis de la respuesta dinámica del subsuelo, empleando en p¡incipio la propagación ondulatoria unidimensional pero soportada por los estudios geotécnicos anotados. De estos estudios se debe deducir el espectro de amplificación local paTa mediante un análisis cualitativo razonable establecer un coeficiente de amplificación promedio apropiado, dominante en el subsuelo.

. . 1valor de la aceleración del terreno en roca Y Cuando se dispone de informacion mas cotmpdletassu~~~e s~byacentes puede emplearse un espectro de · 't d á ·ca de los estra os e debe cumplir los siguientes requ1s1 os sobre la respuesta 1n mi . . diseño desarrollado para el Sllio, e1cua 1 .. . . d diseño del terreno deben como mi mmo tener una (a) ·. Los movimientos SISmlcos de cedidos en un lapso de 50 años. probabilidad máxima de 1 O% e ser ex . .

(b)

El valor del coeficiente de amplificación debe asimilarse al coeficiente de sitio, S, para cada ordenada espectral, pero su valor no puede ser menor de la unidad (1 .0). (e)

geotl~og

. . arámetros propios del lugar, los cuales como La forma espectral debe estar a~qclada a P . icas tectónicas, sismológicas y . de las mínimo deben incluir caracten stlcas se debe desarrollar para un coefiCiente de Propiedades del suelo en el lugar. El espec e un valor diferente sea consistente con T de O 05 (5%) a menos qu . lo amortiguamiento en ICO · . . d la intensidad del movimiento prev1s · . el comportamiento estructural anticipa o y . . . irse multiplicando las aceleraciones La componente vertical del movimiento puede def~nxce to cuando una falla definida por de 10 km del lugar del horizontales correspondientes por un factor el estudio de neotectónica como activa esta rt' 1 del movimiento debe tener ta mls~a puente , caso en el cual la comhponent~alv~~~~en utilizarse factores diferentes SI estan 'feo .. e la componente onzon . acelerac1on qu respa Id ados por información propia del lugar espec11 · "'apropiadamente

~~o~~izada ~menos

1/t{Jreso en dtciemhre 9, 1995 impreso en diciembre 9, 1995

C 200-94- Pag.A.J-20 C 200-94 - Pag.A.J-21 A.3.5.2.6 - Familias de acelerogramas - Cuando se empleen procedimientos de análisis consistentes en evaluaciones contra el tiempo, obtenidas integrando paso a paso la ecuación de movimiento, los acelerogramas Que se utilicen deben cumplir los siguientes requisitos:

Tabla A.3.5-3 Coeficientes de Modificación d e Re spuesta R

Subestructura

(bJ

(e)

,..--

Deben utilizarse para efectos de diseño, las respuestas ante un m1n1mo de tres acelerogramas diferen tes, todos ellos representativos de los movimientos esperados del terreno, pero que cumplan la mayor gama de frecuencias y amplificaciones posible.

(a)

( 1)

2

Pila murode concreto reforzado . tipo cabezal . . sobre t pilotes Viga Sobre pilotes verticales umcamen e (a) e on uno o más pilotes mchnados (bl

Los espectros rie respuesta de los acelerogramas empleados no pueden tener individualmente ordenadas espectrales, para cualquier periodo de vibración, menores Que el 60%en deellas ordenadas espectrales del movimiento esperado del terreno tal como se evaluó Numeral A. 3.5.2.5.

3 2

3

solas con concreto Columnas . cabezal de acero o acero .compuesto . Viga Sobre·pilotes verticales_un,_camente Con uno o más pilotes mchnados

(~l (1

La envolvente de los espectros de respuesta de los acelerogramas empleados no debe. variar, hacia arriba o hacia abajo, en más de un 25% con respecto a las ordenadas del terreno tal como se evaluó en el Numeral espectrales A3 .5.2.5. de l movimiento esperado .

.

dise~arso

on dos o mas columnas e . . muro puede como una columnoi

~~os

Una ptl~ 11P:O cuando se cumplan todos los requ s de la puede P•la Siempre Y e1coeificienle R de columnas solas. caso ulilizarse

(1) PórtiCO

5 3 la dirección de la monor inercia 5 alsmicos de columna. en ose

R

Conexiones

A.3.5.3 - Categorías de comportamiento sísmico - Todos los puentes deben asignarse a una categoría de comportamiento sísmico de acuerdo con los siguientes requisitos.

0.8 08

Superestructura a.l. estribo o de una luz de la sul'_erestructura Juntas de expanslon den\ 1 sobre pilotes, al dado o la Columnas, pilas &tga ca eza superestructura .

A.3.5.3.1 -Generalidades -Las categorías de comportamiento sísmico , las cuales van de A a D, se definen con base en el coeficiente de aceleración , A, y el grupo de importancia al que pertenezca. Los requisitos mínimos de análisis y diseño están gobernados por la correspondiente categoría de comportamienlo sísmico.

J

si~~~~~

O pilas a la fundaCIÓn . C 0 se recomienda que las _Columnas 1 s do los colegorias de comportamiento de!arrollarse por ploslificoc\6n (2) Para puan e•• dise~en para las fuonos mb rmos que P cifica en el Numeral A.3.5. 13. _En o las columnas d:l que las que so oblendroan

~~n~:·~;~~na

1.0 1.0

pórt.:~a:i~l':,:;:,:•:nores

muchos casos esl~s fuerzas ::~~.~u

A.3.5.3.2 - Definición de las categorías de comportamiento sísmico (CCS) - Las categorías de comportamiento sísmico (CCS) se defmen de acuerdo con la Tabla A.3.5-2: Tabla A.3.5-2 Categorías de Comportamiento Sísmico (CCSJ Coeficiente de Clasificación por Aceleración l~rtancia

A

J

A S 0.09 O 09
CCS-B CCS- C

ces-e CCS-1 rel="nofollow">

11 CCS-A CCS-8 CCS-C CCS-C

111 CCS-A CCS-8 CCS-C CCS-C

A.J.5.3.3 - Coeficientes de modificación de respuesta - Las fuerzas sísmicas de diseño para cada elemento estructural individual y sus conexiones se determinan dividiendo las fuerzas elásticas por el coeficiente de modificación de R, apropiado. El coeficiente de modificación de respuesta, R, ctube utilizarse en las dos direcciones horizontales ortogonales de la subestructura. Los coeficientes de IIIOdificación de respuesta, R, están definidos en la Tabla A.3.5-3:

respuest~.

u1ilizando un coerrcoenle R lgu

. . b . lOS cualeS debe se dan los requ1s1tos a¡o A 3 54 -aRequisitos del análisis sís"!íco ~~:e~~~:~:u:í~m~cos sobre el puente, sus componentes Y su ll~v~~e cabo el análisis para determmar

.

. fundación.

.ó

tipo de análisis que debe 11 causan. En esta . ·tos de la Sección A.3.5.4 definen e1 A.3_5,4.1 -Generalidades - Los de diseño Y los de diseño de los efectuarse así como las fuerzas. smicas elásticas que deben utilizarse. Los de cada uno de los Sección se definen las fuerzas SIS d . s se definen dentro de los requiSI elementos estructurales Y las fun dac 10 n~es t t rales y los de fun acl . • materiales es ruc u . . t de análisis sísmico que d r 'ción del procedlmlen o . . A.3.5.4.2Regularidad e clasificar el pue o irregular, de acuerdo con las definiCiones emplearse se requiere ·debe

r~~:~~s

des~l~zamlentos qu~i=it~: re~s

0

irreg~~aridad- ~~~ac~amoer~~ular

presentadas a continuación :

n su masa rigidez o

::~~~;;;·:.~.:~·~;excluye~b ,;:~:;:"~}~;;~:,:~~~:·~":.; ;~~~:::,::, ·:;:::,':~~d~:,~;:·~: uente no tiene cambios abru ptos e

l•l

.

'tras entre

apoyos sucesivos, n sector de arco que no exceda 90 , Y t . un 25% Nos que descn an u h . tales no difiera en mas pórtico, cuya adnte como puentes regulares. de la del apoyo que tenga menor ngl ez, . . . . de

:~~~~~~~e

(b)

m¡m·'" ,,,

dtctc~m:b:r~e91. ~19~.•v~-

rigide~

~:2~!n ~~~~i~erarse

Puentes irregulares - Son puentes que no satisfacen los requisitos de fa defmiCIOn puentes regulares.

~---------------------------

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •,.,._______.., . . .,._____________ _ _ ____

impreso en diciembre 9, 1995

C 200-94 • Pag.A.3-22

C 200-94- Pag.A.3-23

A.3 .5.4.3 • Procedimientos de análisis · Para efectos de la aplicación de los requisitos sísmicos definen cuatro procedimientos de análisis sísmico : 5e (a)

Proced im iento de análisis sísmico simp lificad o (PAS-S1 ·Procedimiento qüe se utiliza para puentes de una sola luz o para puentes de la Categona de Comportamiento Sísmico A (CCS-A). descrito en el Numeral A.3.5 5.

(b)

Procedimiento de análisis sísmico 1 (PAS-1) • Método de respuesta espectral de un solo modo, descrito en el Numeral A.3.5.6.

(e)

Procedimiento de análisis sísmico 2 (PAS-2) • Método de respuesta espectral con varios modos, descrito en el Numeral A.3.5.7 . •

(d)

Procedimiento de análisis sísm ico 3 (PAS-3). Método de respuesta integrando contra el tiempo las ecuaciones de movimiento y utilizando familia s de acelerogramas, descrito en el Numeral A.3.5.8.

El procedimiento de análisis sísmico que debe emplearse en cada puente en particular depende del número de luces, de su complejidad geométrica (regularidad o irregularidad) y de su clasificación dentro de las categorías de comportam iento sísmico (CCS) Como mínimo debe emplearse el procedimiento de análisis dado en la Tabla A.3 .5-4. Puede emplearse un procedimiento más riguroso, de aceptación general, en vez del mínimo recomendado.

11 _ Las fuerzas y momentos causados por el sismo en cada uno de los ejes nto se obtienen sumando el 100% del valor absoluto de las fuerzas caso de carga 1 p!Ylcipales del e e~~ve~ientes del análisis en la dirección transversal del puente con _el 30% sísmicas eláshc~s ~ las fuerzas sísmicas elásticas provenientes del análisis en la dirección del valor absolu o e longitudinal del puente.

r de combinación las fuerzas que provienen de suponer articulaciones plásticas Se excepwan dedestle ~~~lumnas en las Categorías de Comportamiento Sísmico C y D (CCS-C Y CCSextremos e as , en tos quiere el Numeral A.3.5.13.
9

. · to de análisis sísmico simplificado (PAS-S) · El procedimiento de análisis A 355 • Proce dlmlen ·smrcas · · ta1es que tran sm·te la · ·: . lificado consiste en determinar las fuerzas s1 honzon r_ sfsmrco Slm~a a los apoyos y estribos, tanto longitudinal como transversalmente, las cuales se o~llenen superestructu .. n el apoyo 0 estribo causada por las cargas muertas por el coefiCiente ltiplicando la reaccron e , , . . bt 'd se mu . 1 T bla A.3.5-5. En este caso slsmJco dado en a a ~ - -las fuerzas --· . . sísmica~e!!stJcasd _as1d'_o _ - en1 as . no _ dividen por el c~e~i!:_~-d~~~~~pueg_a R_para obter:er las fue_t:_Z_~s -~- ~~ Tabla A.3.5-5

Categoría de Comportamrento Sísmrco (CCS CCS-A CCS-B

ces-e CCS-D

Tabla A.3.5-4 Procedimiento mínimo de análisis sísmico (PAS) Puentes de una luz Puentes Regulares Puentes Irregulares (Regulares e con dos o mas luces con dos o mas luces Irregulares) PAS-S PAS-S PAS-S PAS-S

PAS-S PAS-1 PAS-1 PAS-1

PAS-S PAS-1 PAS-2 PAS-2

A.3.5.4.4 • Direcciones principales del análisis ·En los puentes de las categorías de comportamiento sísmico B, e y D (CCS-B, CCS-C y CCS-D), las fuerzas elásticas y los desplazamientos que ellas causan deben determinarse independientemente en dos direcciones horizontales ortogonales utilizando el procedimiento de análisis sísmico (PAS) especificado en el Numera l A.3.5.4.3. Las dos direcciones horizontales ortogonales, en general, corresponden a la dirección longitudinal y transversal del puente, pero su elección está abierta al diseñador. La dirección longitudinal de un puente curvo puede ser la cuerda que conecta los dos estribos. A.3.5.4.5 - Combinación de las fuerzas sísmicas en planta - La combinación de las fuerzas sísmicas en planta se utiliza para tener en cuenta el hecho de que existe incertidumbre acerca de la dirección de aplicación de los movimientos sísmicos y sobre la ocurrencia simultánea de movimientos en las dos direcciones horizontales principales del puente. Las fuerzas sísmicas horizontales provenientes del análisis en las dos direcciones principales, como lo establece el Numeral A.3.5.4.4, deben combinarse para conformar dos casos de carga así:

" . ent o d e anárISIS · Simplificado (PAS-S) eoeficiente sísmico para el proce d 1m1

Tipo de Puente

Categorla de Comportamiento Sísmico

Coeficiente Slsmico

Una luz

CCS-A CCS-B

A

Dos o más luces

ces-e ces-o ces-A

0.20

A.3.5.6- Procedimiento de análisis sísmico 1 (PAS-1)- Método espectral del "!odo funda_ m entaiEI procedimiento de. análisis sísmico espectral del modo fundamental está descnto _en los s1gurentes pasos que deben ser utilizados tanto en la dirección longitudinal como en la d1reccJon transversal del puente. Paso 1 • Se calculan los desplazamientos horizontales estáticos u,(x) debidos a una fuerza horizontal unitaria uniforme Po que se aplica a la superestructura como indica la Figura A.3.5-2. Se deja a elección del diseñador el incluir la rigidez de los estnbos. La fuerza honzontal ~mtana unifomne Po se aplica en toda la longitud del puente y tiene unidades_de fuerza sobre umdad de longitud. Los desplazamientos estáticos u,(x) tienen unidades de longitud.

Caso de carga 1 - Las fuerzas y momentos causados por el sismo en cada uno de los ejes principales del elemento se obtienen sumando el 100% del valor absoluto de las fuerzas sísmicas elásticas provenientes del análisis en la dirección longitudinal del puente con el 30% del va lor absoluto de las fuerzas sísmicas elásticas provenientes del análisis en la dirección transversal del puente. Se utilizan los valores absolutos dado que las fuerzas sísmicas pueden ser positivas o negalrvas.

llnpr l!MJ f.!ll

thCUJmbrl' 9, 199J

impreso en diciembre 9. 1995

C 200-94 _Pag.A_ 3 _24

\

C 200-94- Pag.A.3-25

1.

donde w(x), es la carga muerta de la superestructura y la subestructura aferente en unidades de tuerza por unidad de longitud. a tiene unidades de longitud al cuadrado, 13 tiene unidades de longitud por fuerza y r tiene unidades de longilu<{_por fuerza 'Strlr!kl.

f-\

l:út:>.,,h-~ Z,)

w(x) debe tener en cuenta el peso de los elementos estructurales y todas las cargas relevantes

tales como vigas cabezales, estribos, columnas, zapatas,. etc. Pu eden incluirse otras cargas tales como la carga viva, pero en general no se incluye en el análisis sísmico, a menos que se trate de puentes con una relación alta de carga viva a carga muerta como puede ser el caso de puentes urbanos localizados en zonas donde puede haber congestiones de tráfico frecuentes y por lo tanto hay una alta probabilidad de que haya cargas vivas importantes cuando ocurra -el sismo. paso 3 - Se calcula el período funda mental del puente en las dos di recciones principales por medio de: T=

5 "P"'"'"''""
·,·J, .

. 1uerza honzontal uniforme unit

. ana en el sentido transversal

Figura A.3.5-2 (a)

\

21t~ Po yga

(A.J-10)

donde g es la a·celeración de la gravedad en unidades de longitud sobre tiempo al cuadrado. Paso 4 - Se calcula, en ambas direcciones principales. una fuerza sísmica estática equivalente por medio de la expresión: Pe (x) =

~8• y

w(x) u, (x)

(A.3-ll)

donde s. es el valor de la ordenada espectral que se obtiene al reemplazar el período fundamental de vibración calculado por medio de la ecuación A.3-10 en las ecuaciones A.3-3 o A.3-4 según sea apropiado. La fuerza sísmica estática equivalente p,(x) corresponde a las fuerzas inerciales que el sismo de diseño impone al puente a través del modo fundamental y tienen unidades de fuerza por unidad de longitud. Paso S- Se aplica la fuerza sísmica estática equivalente p,(x) al puente como muestra la figura A.3.5-3, y por medio de un análisis estructural se obtienen las fuerzas en cada uno de los elementos y los desplazamientos correspondienles.

5

" " " "'""""

""' fuerza ~onzontal . uniforme unitari Figura A.3.5-2 (b)

Paso 2 • Se ca lculan los coeficientes medio de las siguientes expresiones · a,

.

ll Y Y para

,j

.

. a en el sentrdo longitudinal

cada una de las direcciones pri·nc·

1

~~~

a= Ju ,(x) dx

ll,; Jw(x) u,(x) dx

(A.J-7) (A.J-8) (A.J-9)

n ·so en dic:iembre 9, 1995 impreso en diciembre 9, /995

C 200-94 _ Pag.A. 3 •26 C 200-94 - Pag.A.J-27

ás la respuesta está compuesta por la contribución de un número plural de modos que contribuyen ¡..dem respuesta total de la estructura. Debe emplearse un programa de computador que sea capaz de en ~·~ar el análisis dinámico espacial teniendo en cuenta los efectos de acoplamiento en la respuesta rea: de la estructura del puente. Los movimientos que el sismo impone a la estructura en sus apoyos en totalquiera de las direcciones horizontales principales (longitudinal y transversal) inducen fuerzas ~arciales en los ejes principales de los elementos, debido al acoplamiento. En puentes curvos, los 1 n~vimientos longitudinales deben orientarse en la dirección de la cuerda que une los dos estribos del rn ente y los movimientos transversales son perpendiculares a la cuerda. Las fuerzas producidas por los ~ovimÍentos en las direcciones transversal y longitudinal , deben combinarse tal como lo prescribe el Numeral A.3.5.4.5. <.

'· Su perestruct u ra som etida a

la fuerza

h~rizpntal estática e Figura A.3.5-3 (a)

' ] . QUivalente en el sentido transversal

\

A. 3.s.7.2 . Modelo m atemático- i:l puente debe modelarse como un estructura t ridimensional espacial con elementos, interconectados en nodos; que describan de una manera realista la rig idez y la masa de la estructura. Cada nodo debe tener seis grados de libertad, tres traslacionales y tres rotacionales. La masa de la estructura se puede suponer concentrada en los nodos con un m inimo de tres grados de libertad traslacionales. La masa debe incluir la de los elementos estructurales y otras cargas relevantes tales como vigas cabezales, estribos , columnas, zapatas, etc. Se puede incluir otras cargas tales como la carga viva , pero en general no se incl uye en el análisis sísmico , a menos que se trate de puentes con una relación alta de carga viva a carga muerta como puede ser el caso de puentes urbanos localizados en zonas donde puede haber congestiones de tráfico frecuentes y por lo tanto hay una alta probabilidad de que haya cargas vivas importantes cuando ocurra el sismo. (A) Superestructura - La superestructura, como m101mo , debe modelarse como una serie de elementos estructurales de pórtico espacial, interconectados en nodos localizados en los apoyos de la luz, e intermedios a distancias de un cuarto de la luz. Las discontinuidades generadas por las juntas y los estribos deben incluirse. Debe tenerse especial cuidado en incluir Jos efectos inerciales de la masa en los nodos de interconexión. El electo de los elementos restrictivos de movimientos sísmicos en las juntas de expansión y dilatación puede modelarse, de una manera aproximada, colocando uno o mas elementos linealmente elásticos con las propiedades de rigidez de los elementos restrictivos.

Superestructura sometid a a la fuerza horizontal estática e q .

1

j

.

F u. va ente e 1 . A 357 IQura A.3.5-3 (b) n e sentido longitudinal : . . . : Procedimiento de . . . . Vtbrac,on - El análisis sís . ana/¡s¡s SISmico 2 (PAS-2 . un programa de e ffilco espectral con varios ) Metodo espectral con .

requis~~~~:e~~~t~~~:~andfo:~~ realiz;ro~~~~~~sv~~~~%~~0~e~~á ll~varsev:r~~~o':~i~;:n~~

cumplirse los A 35 71 mera/es Siguientes: s ICos espaciales. Deben · · · · -Generalidades P
1!11

(B) Subestructura - Las columnas y pilas interiores del puente deben modelarse como elementos de pórtico espacial. Las columnas altas y flexibles deben modelarse con nodos en sus extremos e interionnente a distancias de un tercio de la longitud de la columna . Las columnas cortas cuya longitud sea menor de un tercio de la luz de los vanos adyacentes no requieren nodos interiores. El modelo debe tener en cuenta la excentricidad de las columnas con respecto a la superestructura. Las condiciones de empotramiento parcial o total que impone la cimentación a las columnas, pilas o estribos, puede modelarse por medio de coeficientes lineales de rigidez equivalente. A.3.5.7.3 - Modos y periodos de vibración - Los modos y períodos de vibración deben calcularse u!ilizando métodos establecidos, para una condición de base fija , ut ilizando las masas y las rigideces del Sistema de resistencia sísmica del puente. A.3.5.7.4 - Número mínimo de modos - El análisis de la respuesta debe incluir, como mínimo, el efecto de un número de modos equivalente a tres veces el número de luces o veinticinco modos. A .3.5.7.5 - Desplazamientos y fuerzas en los - Los desplazamientos y las tuerzas en los se pueden determinar combinando los parámetros (desplazamientos, derivas, fuerzas, momentos, torsiones, etc.) producidos en cada modo , por medio del método de la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados (RCSC). Los desplazamientos y fuerzas en los obtenidos utilizando este método en general son adecuados en los puentes cuyos periodos de v ibración difieren apreciablemente entre modo y modo. En aquellos puentes cuyos períodos de vibración de modos consecutivos p ifieren en menos de un 10% debe utilizarse métodos de combinación de los modos que

diciembre 9, 1995

impreso en diciembre 9, 1995

C 200-94 - Pag.A.3-29 C 200-94 - Pag.A.3-28 dentro de la luz: tomen en cuenta este hecho en la obtención de la respuesta total.

para ¡untas

A.3.5.8 - Procedimiento de análisis sísmico 3 (PAS-3)- Método de respuesta contra el ti empo con familias de ace/erogramas - El análisis sísmico realizado integrando paso a paso las ecU<Jciones de movimiento de la estructura debe cumplir los requisitos presentados en los Numerales siguientes:

JI

A.3.5.8.1 -Generalidades - Los acelerogramas que se utilicen deben cumplir los requisitos del Numeral A.3.5.2.6. Debe realizarse un análisis con cada uno de los acelerogramas para cada una de las direcciones principales del puente (transversal y longitudinal) . Debe emplearse un programa de computador que sea capaz de realizar el análisis dinámico espacial teniendo en cuenta los efectos de acoplamiento en la respuesta total de la estructura del puente . Los movimientos que el sismo impone a la estructura en sus apoyos en cualquiera de las direcciones horizontales principales (longitudinal y transversal) inducen fuerzas inercia les en los ejes principales de los elementos. debido al acoplamiento. En puentes curvos. los movimientos longitudinales deben orientarse en la dirección de la cuerda que une los dos estribos del puente, y tos movimientos transversales son perpendicu lares a la cuerda. Las fuerzas producidas por los movimientos en las direcciones transversal y longitudinal, deben combinarse tal como lo prescribe el Numeral A.3.5.4.5.

·¡· d en la ecuación A.3-12, de las columnas o pilas edio en metros para ser utt 1za a · ' Altura pro m adyacentes a la junta. 1. _1 _

L

~--- t

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hnJ~1 del t l ble,o

tablt iO

N¡

J

i.

""''o ,,,.,••, ....

N2

COLUMNA O PILA ESTRIBO

A.3.5.8.2 - Mode lo matemático - El modelo matemático del puente debe cumplir los requisitos presentados en el Numeral A.3.5.7.2 para el procedimiento de análisis sísmico 2 (PAS-2) . JUNTA DENTRO DE LA LUZ.

A.3.5.8.3 - Desplazamientos y fuerzas en tos - Los desplazamientos y las fuerzas en los se pueden determinar utilizando el máximo valor de los parámetros (desplazamientos, d erivas, fuerzas, momentos, torsiones, etc.) producidos por la respuesta de los diferentes acelerogramas. A.3.5.9 - Desplazamientos de diseño - En Jos apoyos libres para expansión y contracción de todas las vigas d eben proveerse unas longitudes mínimas de apoyo de acuerdo con los requisitos siguientes: A.3.5.9.1 - Categoría de comportamiento sísmico A (CCS-A) - Los puentes clasificados dentro de la categoría de comportamiento sísmico A deben cumplir los siguientes requisitos: Los asientos de los apoyos que soporten el extremo libre de las vigas, como muestra la figura A.3 .5-4 . deben diseñarse para que tengan una longitud de apoyo mínima N (en cm) medida normalmente a la cara del estribo o apoyo interior, calculada de acuerdo con la siguiente ecuación: N = 2tJ.3 ·H 1.1 67 L + 0.666 11 (crnl

(A.J-12)

donde: L

Longitud medida en el tablero, en metros, para ser utilizada en la ecuación A.3-12, a la siguiente junta de expansión, o el estribo del puente . Para juntas dentro de la luz, L debe ser la suma de L, y Lz. correspondientes a las distancias a ambos lados de la junta. Para puentes de una sol a luz Les igual a la longitud del tablero. (Véase la figura A.3.5-4)

Para estribos: fl

Altura promedio, en metros, para ser utilizada en la ecuación A.3-12, de las columnas o pilas que soportan el tablero hasta la siguiente junta de expansión . 11 es cero para puentes d e una sola luz.

Para columnas o pilas. o ambas: H

Altura, en metros, para ser utilizada en la ecuación A.3-12, d e las columnas o pilas.

•

m'nima

Dimensiones de tos requisitos de longitud de apoyo Figura A.3.5-4

1

. í mico B (CCS-B) - Se debe tomar como.desplazamiento A.3.5.9.2 - Categoría de comportamiento .s stos obtenidos de acuerdo con tos requiSitos del Numeral de disello et mayor valor de tos desplazamlen A.3.5.4.4 0 del Numeral A.3.5.9.1. . . ico e D (CCS-C Y CCS-D) • s e d~be tomar como . A.3.5.9.3 - Categorías de comportamiento ~~:~os des~lazamientos obtenidos de ~cuerdo con los desplazamiento de diseño el mayor valor A excepto que la ecuacr6n A .3-12 debe 1 3 5 91 tle~en las mismas definiciones dadas en el requisitos del Numeral A.3.5.4.4 o del Num~a L . reemplazarse por la ecuación A.3-13, donde · Y Numeral A.3.5.9 .1 (A.3-13) N = 30.5 + 0.25 L + 1.00 H {cm)

H.

'

cero para puentes de una sola luz. . las ·untas del puente, tal como to prescribe el Numeral J Deben proveerse amarres honzontales en todas A.3.5.13.5. . ntos relativos entre diferentes segmentos del puente, 1 Deben evaluarse cuidadosamente los desplazam ~ f s producidos por tos efectos provementes de obtenidos del análisis. Los desplazamientos re a ~~ nálisis no obstante debe tenerse en cuenta el · diferentes causas no son fáciles de evaluar dentro e a efecto de lo siguiente: (a) Desplazamientos torsionales del tablero en apoyos sesgados. (b) Rotación o desplazamiento lateral de la cimentación. ·ferentes segmentos del puente. Este aspecto es (e) Desplazamientos fuera de fase de los di . . de los tamaños de los asientos en las juntas especialmente importante en la determlnac¡on de expansión.

impresn en diciemhrc 9, 1995 1111preso en drci embre 9, / 995

C 200-94 - Pag.A.J-30 C 200-94 - Pag.A.3-31 (d) Rotaciones fuera de fase d e los estribos . . . Jos movimientos que impone el s·s . columnas o pilas IndUCidos por el hecho de a que se trata de ondas sísmicas ~i~J~rpaueden ser diferentes en Jos distintos apoyos debqdue S.

1O

A.3.5.1O - Fuerzas de diseño para puentes de una so/a 1 . Y Jos estnbos deben diseñarse longitudinal uz - Las conexiones entre fa superestruct

procedimiento de análisis utilizado. Deben cum \ tra~sversafmente para fas fuerzas obtenidas ~ra Numerar A.3.5.9. P Irse as dimensiones mínimas de apoyo dadas en ::

de tos elementos de la estructura debe diseñarse para q!Je sea capaz de resistir las fuerzas

cada unos de cada combinación de carga de las dadas en la Sección A.3. 13. La ecuación A.3-14 debe re_suttante a cambio del Grupo VIl de la Sección A.3 .12 en cuyo caso los coeficientes r y ~ se toman utlliZa?e nidad. Para diseño de acero estructural por el método de esfue11:os de trabajo, puede utilizarse 8 como ~ento del 50% en los esfuerzos isibles y para diseño de concreto reforzado por el mismo un mere d 33 J•!. métodO, un incremento e . o. • cliv~ ~ ~J,.l~ s

7

512 .2 _ Fuerzas de diseño para la cimentación - Las fuerzas d

A.3.5.11 - Fuerzas de diseño para la categoría de . conexiOnes ~e fa superestructura a fa subestructura deb co'!'p~rtamtento stsmico A (CCS-A) - Las una fuel1:a SISmJca horizontal igual a o 20 veces 1 en. disenarse para que sean capaces de resisr a reaccJon de carga muerta en fas direcciones en fa~ cuales se restringe el movimiento horiz~ntal.

d·ficación de respuesta , R, adecuado , de aquellos dados en el Numeral A.3.5.3.3. Las fuerzas con las

~~m\cas así modificadas, para los dos casos de carga , deben combinarse independi.entemente ~tras·cargas tal como lo prescribe la siguiente combinación para el grupo de carga VIl.

A.3.5.12 - Fuerzas de diseño para la cate oría . Numerales siguientes se definen las fuel1:asg . .de com~ortamtento sísmico B (CCS-B) - En 1 comportamiento sísmico. SISm lcas de diseño para puentes de fa categoría B ~: A.J.5.12.1 - Fuerzas de diseño ar 1 sísmicas definidas en el presente N~me~afdeembeenntot~l. estru ctu rales y sus conexiones - Las u 1IZarse en:

fue~as "

(A.J-15)

L.a superestructura, sus juntas de expansión . subestructura queJe da apoyo. Y fas conexiones entre la superestructura y la

(bj

La subestructura hasta la base de las ilas . . . P Y columnas, pero s1n Incluir fas zapatas, los dados y Jos pilotes.

Todo componente de la cimentación debe diseñarse para que sea capaz de resistir las fuerzas que resulten de cada una de las combinaciones de carga prescritas en la Sección A.3.12.

(e)

Los elementos que conectan la superestructura a los estribos.

A.3.5.12.3 - Fuerzas de diseño para estribos y muros de contención - Los elementos (apoyos y llaves de cortante) que conecten la superestructura al estribo deben diseñarse para las fuerzas prescritas en el Numeral A.3.5.11. Los requisitos de diseño pa ra los estribos están dados en la Sección

Grupo de Carga VIl ~ t.U(D + B + SF +E+ EQM) (A.J-14) donde:

o

carga muerta

8

carga por flotación

.EQM

=t. O(~+ B + SF +·E+ EQF)

donde:

. Las fuel1:as sísmicas de diseño para los elementos diVIdiendo las fuel1:as sísmicas elásticas obtenida ~encJonados anteriormente deben obtenerse ~n el Numeral A.3.5.4.5 por el coeficiente de ;o~~~~a~·ócas; de carga 1 Y el caso de carga 11 dados ados en el Numeral A.3.5.3.3. Las fuel1:as sísmicas en : n e respuesta, R. adecuado, de aquellos cas~s de carga, deben combinarse independientement os elementos, así modificadas, para los dos Siguiente combinación para el grupo de carga VIl Debee ~on las otras cargas tal como lo prescribe la su fren mvers¡ones en su signo Y que la máxima fue~za b ornarse en cuenta que las fuel1:as sísmicas so re cada elemento debe calcularse utilizando:

E

Grupo de Carga VIl

fuerza sísmica elástica proveniente del caso de carga 1 o del caso de carga 11 del Numera l A.3.5.4.5, modificada dividiéndola por la mitad del valor apropiado de R pa ra la subestructura (columna o pila), a la cual esté unida . En el caso de vigas cabezal sobre pilotes. se debe . utilizar el valor total de R.

(a)

SF

diseño en la cimentación,

~·~· yendo tas zapatas, dados y pilotes, deben ser las fuerzas sísmicas elá ticas, obtenidas para el caso ~~ ~arga 1 y el caso de carga Il dados en el Numeral A.3.5.4.5 · · aes por el coeficiente de

carga por flujo de la corriente de agua empuje de tierra fuerza sísmica elástica proveniente del caso de ca A.3.5.4.5, modificada dividiéndola por el valor apro;~~~ ~ed:l caso de carga 11 del Numeral

EQF

A. S.S. A.3.5.13 - Fuerzas de diseño para las categorías de comportamiento sísmico C Y D (CCS-C y CCSD) - En los numerales A.3.5 .13. 1 y A.3 .5.13.2 se definen dos juegos de fuerzas de diseño. las cuales deben utilizarse en los puentes clasificados en las categorías de comportamiento sísmico e y D (CCS-C Y CCS-D). Las fue11:as de diseño para los diferentes componentes y elementos se definen en los Numerales A.3.513.3 a A.3.5.13.6. A.3.5:13.1 -Fuerzas de diseño modificadas -Estas se determinan de .la misma manera prescrita en l~s Numerales A.3.5 .12. 1 y A.3 .5.12.2, con la excepción de que en la determinación de las fuerzas en la Cimentación, Numeral A.3.5.12.2, se debe utilizar un valor de R igual a la unidad (1 .0) . En las columnas debe. determinarse una fuerza axial máxima y mínima, tomando la fuerza axial proveniente del sismo, como positiva y como negativa, respectivamente. A.3.5.13.2- Fuerzas determinadas de la formación de articulaciones plásticas en columnas , pitas V Pórticos - Las fuerzas provenientes de la formación de articulaciones plásticas en los extremos sup~ri?r O inferior, o en ambos. de la columna, deben calcularse una vez se haya realizado el diseño ~rehmmar de las columnas . Las fuerzas provenientes de la formación de articulaciones se utilizan en el lse.ño de la mayoría de los componentes Y. elementos, tal como lo prescriben tos Numerales A.3.5.13.3 a A.3:5.13.6. En algunos casos en que no se calculan las fuerzas provenientes de la formación de ~rt!cutaciones plásticas, se permite, alternativamente, la utilización de unas fuerzas conservadoras, uand~ se especifica de una manera explícita. Los procedimientos para calcular las fuerzas ~rove~lentes de la formación de articulaciones pl ásticas pa ra el caso de columnas solas, o de pórticos e vanas columnas, se dan a continua ción:

'llpreso en díctembre 9. /995 imprc.~o

en diciembre 9, /995

C 200-94- Pag.A.J -32

(a)

C 200-94 - Pag.A.3-33

Colur;mas y pilis solas - Las fuerzas deben calcularse para los dos ejes principales de la secctOn de la cdi.Jm na, o para la dirección de la menor inercia de la pila o del pórtico, así:

Paso 3 - Fuerzas axiales causadas por vuelco · Colocando la fuerza cortante del pórtico en la parte superior, a la altura del centro de masa de la superestructura sostenida por el pórtico, se determina el momento de vuelco que ocurre cuando se presentan las articulaciones plásticas y se determinan las fuerzas axiales sobre las columnas asociadas con el momento de vuelco.

Paso 1 - Det?rminación de las resistencias probables a flexión de la columna . Para el caso te concreto reforzado las resistencias probables a flexión de la columna se obtienen utili1ando un coeficiente de reducción de resistencia , ~. de 1.3. Para acero estructural se ut1hza 1.25 veces la resistencia nominal a fluencia de la sección. En ambos casosse utiliza la máxima fuerza axial elástica sobre la columna. calculada de acuerdo con el Numeral A.3.5.4.5. sumada a la fuerza axial proveniente de la carga mue1ta.

Paso 4 - Verificación de las resistencias probables a flexión- Uti lizando las fuerzas axiales obtenidas en el Paso 3, adicionadas en la fuerza axial proveniente de la carga muerta , se obtienen unas nuevas resistencia probables a momento. Con estas nue'('ls resistencias probables a momento se calculan las fuerzas cortantes en las columnas y en el pórtico. Si la fuerza cortante del pórtico varia en más de 10% de la calculada inicialmente. se utili~a la fuerza cortante del pórtico calculada por medio de las nuevas resist encias probables a momento y se repite el Paso 3 y los sigui entes.

Paso 2 - Cátulo de la fuerza cortante en la columna · 'utilizando las resistencias probables a flrxión de la columna. se calcula la fuerza cortante en la columna asociada con ellas. utilizando la longitud de columna entre articulaciones plásticas. Cuando la columna tiene ensanchamientos tales como capiteles o pedestales. la determinación de la fuerza cortmte debe hacerse en la parte inferior del capitel o en la parte superior del ped.estal y utili!:ando la longitud de columna apropiada. Si la cimentación de la columna esta a una ~rotundidad apreciable. debe considerarse la posibilidad de que la art1Culac1ón pliist1ca se forme inmediatamente por encima de la cimentación. ·

Las fuerzas en las columnas, en el plano del pórtico , asociadas con la formación de articulaciones plásticas, son las siguientes:

1.

Fuerzas axiales - La fuerza axia l proveniente de la carga muerta. más la fuerza axial determinada de la última iteración del Paso 3, tomada como positiva y negativa.

Las fuerzas asociadas con la formación de articulaciones plásticas en una columna sola son:

2. Momentos - Los momentos máximos probables calculados para la fuerza axial 1. Fuerzas lXiales - las fuerzas axiales máximas y mínimas, no reducidas, que se

máxima a compresión definida en 1., calculada con un ~ de 1.3 en concreto reforzado o 1.25 veces la resistencia nominal a la fluencia para acero estructural.

determina:l de acuerdo con el Numeral A.3.5.4.5 sumadas a la fuerza axial producida por la carga muerta.

3. Fuerza cortante - La fuerza cortante asociada con los momentos máximos probables calculados en 2., y de acuerdo con los requisitos dados en el Paso 2.

2. Momentas- Los que se calcuían en el Paso 1. 3. Fuerza cortante· La que se calcula en el Paso 2. (b)

A.3.5.13.3 -Fuerzas de diseño para columnas y vigas cabezal - Las fuerzas de diseño para las columnas y las vigas cabezal sobre pilotes, son las siguientes:

Pórticos con lils o más columnas - Las fuerzas en pórticos que tienen dos o más columnas deben calcularse tanto en el plano del pórtico y en la dirección perpendicular al m1smo. Las fuelléis en la dirección perpendicular al plano del pórtico, deben calcularse de la misma mane~ que para columnas solas, como se indicó en el ordinal (a) del presente Numeral. En el plano del pórtico l.¡s fuerzas deben calcularse como se indica a continuación: Paso 1 • Detf"rmine las resistencias probables a flexión de la columna • Para el caso de conmeto reforzado las resistencias probables a flexión de la columna se obtienen utililindo un coeficiente de reducción de resistencia, de 1.3. Para acero estructural se utiliza 1.25 veces la resistencia nominal a fluencia de la sección. En ambos casos !e utiliza la máxima fuerza axial elástica sobre la columna, calculada de acuerdo con lt Numeral A.3.5.4.5. sumada a la fuerza axial proveniente de la carga muerta.

+.

Paso 2 • Cálculo de la fuerza cortante del pórtico - Se calcula la fuerza cortante asociada con rada columna utilizando sus resistencias probables a flexión. Las fuerzas cortantes de tCiilas las columnas del pórtico se suman para obtener la fuerza cortante del pórtico. Si las mlumnas se apoyan sobre un muro de altura parcia l, la longitud efectiva de la columna se debe tomar desde la parte superior del muro . Para columnas con ensanchamierltls. ·capiteles y pedestales, deben seguirse los requisitos indicados en el Paso 2 del ordi1al (a) del presente Numeral. Para las vigas cabezales sobre pilotes, se ut11iza la longibd del pilote que se encuentra por encima del nivel hasta donde existe material de suelo o depósito de sedimentos.

unpresu en diciembre 9, 1995

(a)

Fuerzas axiales - Las fuerzas axiales máxima y mínima, pueden ser las fuerzas elásticas determinadas en el Numeral A.3.5.4 .5, sumadas a la fuerza axial proveniente de la carga muerta, o alternativamente los valores correspondientes a la formación de articulaciones plásticas en las columnas, como lo prescribe el Numeral A.3.5.13.2. En general los valores correspondientes a la formación de articulaciones plásticas serán menores y se recomienda que se utilicen estos valores menores.

(b)

Momentos - Los momentos de diseño modificados, determinados en el Numeral A.3.5. 13.1.

(e)

Fuerza cortante - Puede ser la fuerza elástica de diseño, determinada en el Numeral A.3 .5.13.1, utilizando un valor del coeficiente de modificación de respuesta, R, igual a la unidad (1.0) para la columna. o alternativamente, el valor derivado de la formación de articulaciones plásticas , determinado de acuerdo con el Numeral A.3.5.13 .2. En general el valor obtenido de la formación de articulaciones plásticas es sensiblemente menor, y se recomienda utilizar este valor.

~: ·5 -13.4 ·Fuerzas de diseño para pilas • Las fuerzas de diseño de las pilas deben ser Jas fuerzas de d:.ño modificadas del Numeral A.3.5.13.1 , exceptuando el caso en que se diseña la pila en su lado Nu il, caso en el cual se trata como una columna y las fuerzas de diseño son las que se definen en el c;eral A.3.5.13.3 y ad emás se deben cumplir todos los requisitos propios de columna. dados en este 190 Pres · Cuando la pila se diseña en su lado débil como una columna. utilizando las fuerzas que se se d:ntan con las articulaciones plásticas, no hay necesidad de utilizar las combinaciones de carga que n en el Nurooral A .3. 5.4.5. 3

impreso en diciembre 9, /995

C 200-94 - Pag.A.3-35 C 200-94- Pag.A.J-34 ·ón -Los componentes Y elementos ara estribos Y muros de contenc• stribo deben diseñarse para p., _5_13.7que conectan la 3 .5.13 .1 . Los requisitos de 3 (~poyos, llave~ces de resistir las fuerzas espec•~c:~as que sean ca!tribos están dados en el Numeral A. . . . disello para .

A.3.5.1 3.5 - Fuerzas de diseño para conex iones - Las fuerzas de diseño de las conexiones son las que se determinan en el Numeral A.3.5.12.1 , excepto que para las conexiones a las columnas, y de las columnas a las zapatas o dados, en las cuales se deben utilizar las fuerzas especificadas más adelante en el ordinal (e) del presente Numeral. Las fuerzas adicionales de diseño de las conexiones son las siguientes:

(a)

Fuerzas longitudinales de conexión - Deben colocarse co nexiones que unan o amarren de una manera adecuada las secciones adyacentes de la superestructura en los apoyos y en las juntas de expansión. La conexión debe diseñarse para que sea capaz de resistir como mínimo una fuerza equivalente al producto del coeficiente de aceleración , A , por el peso del sector mas liviano de los dos que interconecta . Si la conexión está localizada en un lugar donde se puede presentar movimiento relativo entre las porciones de la superestructura al ocurrir el sismo, debe deja rse una holgura suficiente para permitir el movimiento, de tal manera que la restricción que se obtiene con la conexión solo actúe después de que se exceda el desplazamiento previsto. Cuando la conexión se realice donde hay columnas o pilas, la conexión debe hacerse con la columna o pila y no entre sectores adyacentes de la superestructura. Los amarres pueden consistir en anclajes, cables, amortiguadores, o mecanismos equivalentes. La fricción no debe considerase dentro de las fuerzas que cont ribuyen a conectar los elementos.

{b)

El ementos restrictivos verticales - En todos los apoyos y articulaciones donde los efectos verticales causados por la aceleración horizontal del sismo, están dentro del 50% y el 100% de la reacción de carga muerta, deben colocarse conexiones que impidan el levantamiento de la superestructura. La fuerza de levantamiento que debe resistir el elemento restrictivo ·debe ser, como mínimo, igual al10% de la reacción de carga muerta que se tendría al suponer que la luz está simplemente apoyada .

-

~uperes:~c~~~r~~:r~~ !.

Fue~a~o~:~t:,e~t~ j

A.3.6.1 - Diseño de la superestructura

Si la fuerza sísmica vertical. Q, producida por las aceleraciones sísmicas horizontales, se opone y excede el 100% de la reacción de carga muerta, DR. la fuerza vertical de levantamiento que debe resistir el elemento restrictivo debe ser, como mín imo, la mayor de l.2(QDR) o la fuerza especificada en el párrafo anterior.

(e)

Fuerzas de diseño de las conexiones de columnas y pilas - Las fuerzas de diseño recomendadas para las conexiones entre la superestructura y las columnas, las pilas, las vigas cabezales. las vigas de pórtico, y las columnas y las zapatas o dados, deben ser las fuerzas desarrolladas en los extremos de las columnas al presentarse articulaciones plásticas, tal como lo indica el Numeral A.3.5.13.2. Puede utilizarse la menor entre estas fuerzas y las prescritas en el Numeral A .3.5.13.1 . Debe tomarse en cuenta que estas fuerzas deben calcularse después de que se haya realizado el diseño total y que se hayan determinado las resistencias probables a momento.

A.3.5.1 3.6 - Fuerzas de diseño para la cimentación - Las fuerzas de diseño para los elementos de la cimentación, incluyendo zapatas, dados y pilotes, pueden ser las f uerzas determinadas de acuerdo con el Numeral A.3.5. 13.1 o las fuerzas en la parte inferior de las columnas, que se han obtenido de la formación de articulaciones plásticas en los extremos de las columnas, calculadas como lo indica el Numeral A.3 .5.13.2. En general los valores correspondientes a la formación de articulaciones plásticas son apreciablemente menores que las otras, y se recomienda el uso de las fuerzas menores. Cuando las columnas de un pórtico tienen una zapata común, debe utilizarse la distribución final de laS fuerzas en la base de las columnas tal como se determinan siguiendo el Paso 4 del ordinal (b) del Numeral A.3.5.13.2, para diseñar la zapata en la dirección del plano del pórtico. Esta distribución de fuerzas produce momentos y fuerzas cortantes bajas, debido a que unas columnas pueden estar en tensión y las otras en compresión , debido al momento de vuelco impuesto por el sismo, lo cual aumenta tos momentos y fuerzas cortantes en unas columnas y las reduce en las otras.

ara los grupos

n YV

b er aplicada horizontalmente a un . nto de la siguiente intensidad de e s A.3.6.1.1.1 -Una carga d~ v~~ongitudinal de la estructura: ángulo de 90 grados con e e) 370 kgf/m' 250 kgf/m' Para cerchas y arcos Para vigas 1 0 de barlovento Y de d 450 kgf/m en el Pan 2 - La carga total total no debe shersmyennoomr e~os de 450 kgf/m para vigas. A·3· 6·1 ·1· to para cerc a 225 kgf/m en el plano de sotaven 111 VI deben comprender las ll VI- Las cargas para los Gru~os Y 150 kgf/m aplicada con A.3.6.1.2 -Cargas para los grupos; re~ucidas at70% Y una carga adiCIO:Is~~re la calzada como una cargas usadas para tos Grupos 11 y longitudinal de la estructura Y a 1.80 f rzado o una losacero sea un ángulo de 90 grados con el e~e ·¡ cuando una placa de concreto r~ o taca resiste en su plano el carga sobfe una carga v1va m VI · rte se puede asumlf que a P s elementos de sopo • · ·¡ integrada o conectada a su . to sobre la carga viva mov1 · cortante resultante de las fuerzas de v¡en . t ctura a través de la fuerzas transmitidas a la mfraes ru de fuerzas de A 3 6 2 - Diseño de la infraestructura - Las . te a la infraestructura provementes s~~e;estructura y las fuerzas aplicadas directamen viento deben ser las siguientes:

A.3.6.1.1 -cargas p

la su perestructura A.3.6.2.1 -Fuenas provenientes d e structura a la ·t'd s por la supere t nsversates transml 1 a ·ndican en la A.3.6.2.1 .1 - Las fuerzas longitudinales Y ~~n del viento deben ser tal Y como sel~ dirección del infraestructura para varios ángulos _de dlre~~~e de ta perpendicular al eJe long¡tudi~al ra Las fuerzas siguiente tabla. El ángulo de inchnac•ón se m• 1 s mayores esfuerzos en la ¡nfraes ruc u dad del área 0 ·multaneamente en el centro de grave vient o se debe asumir de tal forma que e~ use longitudinales y transversales deben aplicarse SI

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expuesta de ta superestructura.

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C 200-94 . Pag.A.J-JG C 200-94 • Pag .A.3-37

Angulo d;e-1--;:~-:--..:::::.!-'T~ inclinación rados

F nas de votcamiento • El efecto de fuerzas que tiendan a volcar las estructuras deben ser A.3 ·6 ·;d-as ~:jo los Grupos 11 . 111, V y VI del numeral. A.3.12 asumiendo que la dirección del viento es calculndicular al eje longitudina l de la estructura . AdiCionalmente. una fu erza hac1a arnba debe aplicarse perpe a de barlovento a un cuarto del ancho de la estructura. Esta fuerza debe ser de 100 kgfi m• de en la dzon anden para las combinaciones de los Grupos 11 y V y de 30 kgf/m' pa ra las combinaciones de calza a Y los Grupos 111 YVI.

Vi as

Fuerza

Fuerza longitudinal

o

k f/m'

15 30

o

318 230

45 60

117

200

245

83 Las fuerzas que se indican en la l abia A.3. 12 deben usarse para los Grupos 11 y V de

29 59 7S 93

SECCIÓN A.3.7- FUERZAS TERMICAS

d acuer o con el numeral

A.3.6.2.1.2. Para los Grupos 111 y VI 1 lmeal como una carga de viento sob . as cargas se deben reducirse al 70% y se debe anad· re una carga Viva m óvil tal como se . d. . . Ir una carga m 1ca en la S1gu1ente tabla: Angulo de inclinación Fuerza lateral Grados Fuerza longitudinal k flm

o

149 131

15 30

122 98 51

45 60

k flm

o 36 48 57

El rango de temperaturas debe ser en general asi:

Clima moderado, de

60 kQf/m

A.3.6.2.2 • Fuerzas aplicadas d. longitudinales que se d b . 'rectamente a la infraestructura L 160 km/hora deben ca l~ul:~ aplicar directamente a la infraestructura pa~a ~~a fuerzas transversales y Viento asumidas inclinadas e~:~;: un~ fuerza asumida del viento de 200 kgf/,;,el~~!a~del viento de d~recc,ones perpendiculares a la pec o a la Infraestructura, esta fuerza se deb~ de lrecc,ones del perpendicular a la elevación final sd e~evaciOnes final y _frontal de la infraestructura sc~;;poner en las ve en la elevación fina l y la compon!nte actuar sobre el area expuesta de la infraestru.ctura ~~Imponente

~u~~:~t:snt Y debe

aplicarse simultane~~e:~:en~~~~~~= 1a elevacdión frontal debe actuar sobre ~~~~~e~~ 1uerzas e v1ento de la supere enores son para los Gru 11 1 como se indica en el numeral A.J. ~os Y V Y pueden ser reducidas al 70% para los Gru~o~~:~~\, L~~

1

concreto.

Estructuras met álicas

18

La carga debe ser aplicada a una altura de 1 80 . · m sobre el n1ve1 de la calzada. A3.6.2.1.3 - Para los puentes comunes de v· utilizar las siguientes cargas en lugar de las ~gá~s Y placas que tengan luces máximo de 40 m se pueden W prec¡sas que se espec1f1caron anteriormente: {carga de viento sobre la estructura) sentido transversal sentido longitudinal 250 kgf/m• . Las dos fuerzas se d b 60 kgf/m• e en aplicar simultaneamente. WL (carga de viento sobre la carga viva) senlido transversal sentido longitudinal 150 kgf/m Las d os fuerzas se deben aplicar simultaneamente.

S deben tomar medidas para los esfuerzos o movimientos causados por variaciones de temperatura. s: deben fijar las temperaturas máxima y mí nima para el sitio de la construcción y deben ser calculadas ara una temperatura asumida para el momento de iniciación de la construcción. Particular atención se ~ebe presta r a la diferencia entre la tem peratura ambiente y la del interior de elementos masivos de

1

o• a 4B•c

Clima frio, de -5• a 4B•C Estructuras de Concreto Clima moderado Clima trio

Subida de temperatura

Caída de temperatura

17"C 19•c

22·c 2s·c

SECCION A.3.8 -LEVANTAMIENTO A.3.8.1 - Se deben tomar medidas para conectar adecuadamente la superestructura a la infraestructura. asegurando de esta forma que el levantamiento calculado en cualq uiera de los apoyos es resistido por a tensión haciendo participar una masa de mampostería igual a la fuerza más grande obtenida bajo una de las siguientes cond iciones: (a) 100% del levantamiento calculado causado por cualquiera de las cargas o en las cuales la carga viva más el impacto se incrementan por el 100%.

combinaciones de cargo

(b) 150% del levantamiento calculado para cargas de trabajo.

~.3.8.2 ~ Los pernos de anclaj e sometidos a tensión u otros elementos de la estructura esforzados boja as cond1c1ones mencionadas deben ser disenados al 50% del esfuerzo permisible básico.

SECCION A.3.9 - FUERZAS DE LA CORRIENTE, MATERIAL DE ARRASTR[ Y CONDICIONES DE SEDIMENTOS

~o~as

las Pilas y otras partes de las estructuras que estan sometidas a la fuerza del flujo de n¡¡un, de arrastre , o sedimentos deben ser diseñadas para resistir los esfuerzos máx1mos cnu~ll!lo•, poar ednal lchas fuerzas.

impreso en diciembre 9. ¡ IJ9.5

'"'!'''\u,, ;/11 '' mht,

V /'JfJ'

C 200-94 - Pag.A.3-39 C 200-94 - Pag.A.3-38

A.3.9.1 -Fuerza debida a la comente sobre la s pilas A.3.9 .1 .1 -Presión de la corriente A.3. 9.1.1.1 - El efecto del flujo de agua sobre las pilas y la acumulación de sedimentos. asumiendo una distribución parabólica de segundo grado para la velocidad y de ésta forma una distribución triangular de la presión, debe calcularse de acuerdo con la siguiente fórmula:

cctON A.3.11 •

P.,,

presión promedio de la corriente, expresada en kgf/m 2

V.,.,

velocidad promedio del agua en m/seg, calculada dividiendo la rata de flujo por el área

K

una constante, siendo 1.4 para todas las pilas sometidas a la acumulación de sedimentos y con bordes cuadrados, 0.7 para pilas circulares y 0.5 para pilas con bordes angulares donde el ángulo es 30 grados o menos

A.3.9.1 .2 - Componentes de la Presión - Cuando la dirección del flujo de agua no es normal a la superficie expuesta, o cuando existe erosión o cambios en el cauce, los efectos de las componentes de la presión deben ser investigados.

- para pórticos rígidos solo

. NACIONES DE CARGA SECCION A-3.12 • COMBI . ntan vañas combinaciones de

, ,.,_

para los que

. . . d a para dtseño con Los grupos de combinaciones e carg Grupo(N) = y{~oD + h(L+ 1) + flcCF + flEE +fin

=

N

tá estructura

~rgas y fu~~a~e esta se cimenta se debe

~~e!~~~~~~d~:s¿:~~e~rte_de :;~ee~~r~~~~eys:a~u~~~~~~~e~o~r:itio~n particular.

<'·:l7 lJ!haliZar para todaS las combtnaCtOn

·

, factor de carga estan dados por.

}

~ (R +S+ T) + ~ EQEQ

B+fl SF+flwW+flwLWL+flt.LF+ s

R

número de grupo factor de carga. ver tabla A.3.12.1

y

A.3.9.1.3- Sedimentos acumulados contra la pila· Cuando se prevea una cantidad significativa de sedimentos contra la pila, los efectos de ésta acumulación deben ser considerados en el diseño de las luces del puente y de sus componentes. Las dimensiones generales de la acumulación de sedimento deben reflejar la localización de las pilas, las condiciones locales y la cantidad conocida de sedimento aguas arriba. Cuando se prevea que el área de flujo disminuirá significativamente por la acumulación de sedimentos, se deben investigar los inc;rementos en la altura del agua, las velocidades y presiones del flujo y los posibles incrementos en las profundidades.

'·~ m~~dmct;~:r,~:;~~~u:~::~~s ~igas, pen la placa superior, o en

¡\,3ed.11.s2er considerado para la redu<;_':.on al caso en consideracion. pu e · ·nfenor de acu""u · de lBS placas supenor e 1 ' • • cia horizontal desde el extremo supenor de do el tráfico puede estar dentro de un: ~~~t~~a presión de sobrecarga igual a 0.70 m A-3.11.3. cu~n 1 a la mitad de su altura , se debe a a 1 la estructura agua relleno. . ·va cuando se diseñe una placa de en 'd obrecarga por carga VI ¡3.11.4- No se debe const ae~ra~a en el extremo del puente. concreto reforzado que esté P y t . 1de relleno por intermedio de roca . deben proveer drenajes para el ma ena A-3.11.5 -Todos los dtsei'los . o drenajes perforados . ' . triturada, tubos o _gravtlla de drenaJe,

La presión máxima de la corriente, Pm•• , debe ser igual a dos veces el promedio de la presión de ta corriente, P.,,, calculada mediante ·ta ecuación anterior. La presión de la corriente debe tener una distribución trianguíar con P..., localizada en el borde superior de la elevación de agua y una presión igual a cero en el fondo. A.3.9.1.1.2- La fuerza de la corriente se debe calcular como el producto de la presión de ta corriente, teniendo en cuenta su distribución, y el área expuesta de la pila. En casos para los que el borde superior de la elevación de agua este por encima de la viga, la carga sobre la superestructura d ebida al flujo debe ser investigada. La presión sobre la superestructura debida al flujo puede tomarse como P.,., y con una distribución uniforme.

.

.

sionadas para resistir la prestón SE contención de rellenos deben ser dtmen eral A.5.7 o en la sección A.13, A 3.11.1 • LaS est~~tur~!~k.~: o por otras expresiones da~a~ee~e~l ~~~ada para una presión menor a • a par la rorrnu a'óne·· sin embargo, ninguna e3structura e dad • 480 kgf/m d contenCI •Mu~n ~uído de masa equivalente a . or la resión de tierras Qatera9 la de

donde:

PRESION DE TIERRAS

coeficiente de carga, ver tabla A.3.12.1 D

=

L

= carga viva

carga muerta

:::

impacto

SECCION A.3.10- FLOTACION

1:

= empuje de tierras

La flotación se debe considerar cuando puede afectar el diseño de la infraestructura, incluyendo la pila, o la superestructura.

B

= flotación

W

fuerza del viento sobre la estructura

WL

=

fuerza del viento sobre la carga viva

CF

=

fue~a centrífuga . · bre 9' 1995 impre.w en d tctem

t111p11:.10 en dtcwmiJre 9, 1995

C 200-94 - PagA C 200-94- Pag .A.3-40

R

=

acortamiento de la estructura

S

retracción del fraguado

T

temperatura

EQ

sismo

SF

CAPITULO A.4 SUPERESTRUCTURA SECCJON A.4.0- NOMENCLATURA ==

L

= ancho del puente (m)

presión por flujo de la corriente b

Para diseñar elementos estructurales Y f und acJones · Tabla A.3.12.1 se deben utilizar los faclores beta Y gama dados en la Cuando se diseñen estructuras de grandes luces los las condiciones generales Y deberán incrementa~ ~alo_res de beta Y gama especificados representan las condiciones de servicio o los materiales d se el_l_ngenJero considera que las cargas de diseño especificaciones. e cons rucciOn serán diferentes a los determinados por la~

LUZ del puente (m), longitud para puentes curvos

Espaciamiento entre vigás (m) , l_uz de diseño (m)

S

= Ancho de distribución para cargas concentradas (m)

E

t

Momento flector por metro de losa (t-m) Distancia desde la carga hasta el punto de soporte (m)

X TABLA A.3.12-1

R

Ta bla de coeficientes COLUMNA No.

1

GRLII'O

1

1

1.3

lA

1.3

18

1.3

11

1.3

111

1.3

IV

1.3

V

1.25

V!

1.25

VIl

1.0

VIII

1.3

IX

X

l

1 3

4

S

7

6

9

10

11

1l

p

lt+S+

EÓ

Esviaje - Angula entre el eje del apoyo y la perpendicular al eje del puente

])

L+ l

ct'

E

\V

WL

LF

1.67 2.2

1

Pr;

B 1

SF

~n ~o

1

o

o

o

o

Bo

o o

1

o o

o o

o

o

o

PD Po Po

t

1

1

1

o

o

1

1

liD•

o

1.2

f3o 13o

1.3

1

1 .67

[31) Po

o

o

o

PE

1

t

o o

PE PE

t

1

t

o o o

1

1

0.3

1

1

o

1

1

o

o

o

1

~E

o o o o o o

1

1

1

o

o

1

1

1

0.3

1

1

1

o o

o

PE PE PE·

1

1

o

o_

o

o

1.

1

1

1

1

o

o

o o o

o o

o

o o

Pr:

o o o

~ tJC~fico

PE PE

carga de una rueda (t ó Kg)

8

FACTOR p

o

radio al eje en un puente curvo (m)

1

1

1

o

o

o

o

o o

• Se puede u¡ar 1.25 en vez de .67 en el disetlo de vig;s eXIcriorcs do ¡ s.obl'o andén y la carga viVa de más impacto rige el d' n . . P so, cuando la comb.nación de carga vrva SUr menor que la requerida para carga viva dO tráfiCO pe d ISO SIO embargo , la capacidad de la &eeei6n no debe Se puedo utilizar 1.0 en vez de 1 67 para di i\ d ~a o so am_ente, con un factor igual a 1.$7. Secct6n A.4.2. se o e p acas de p¡so con combinación de cargas descritas en la

r

SECCION A.4.1 - ALCANCE La superestructura o tablero es la parte de l puente que recibe directamente la carga viva. Su posición relativa con respecto a la subestructura es variable, pudiendo ser superior, intermedia o inferior. Las recomendaciones dadas en este capitulo son aplicables a puentes regulares en planta, con un esviaje máximo de 20', rectos, o curvos con un radio mayor de 2L'/b. Puentes que no cumplan las condiciones anotadas se deben diseñar usando métodos más refinados que consideren las rigideces tanto en sentido longitudinal como transversaL Ejemplos de estos métodos son: elementos finitos, placas ortotrópicas, lámi nas plegadas, parrillas. etc. Se llama 'Carga de Ruedas" a una linea de cargas con centradas de magnitud igual a la mitad de la carga de camión, y con su misma distribución . El objeto del método simplificado consiste en determinar ellla~ado "Factor de Rueda", que indica el número de cargas de rueda que se consideran asignadas a una v1ga o tabique.

1.3 para presión lateral de. r1erras s obre rnuros de conlonc•ón y marcos rlgidos. sin inchrir atcantarillas rigidas 0.5 para presión lateral de tiefras para mom 1 .. 1.0 para presión vertical de liorras en o~ posdrvos en marcos rigidos. ver Sección A.3.11

0.75 cuando secolumnas estudie~ elementos con rnínim 8 . Y maX!mo . . para diseño de carga alual momento o mtlxima excentricidad

Po Po

1.0 coando se estudian elementos con milxi . . . 1.0 para elementos liil nexión o tracción ma carga axial y mm•mo momento para disct\o de columnas

Po 1.0 para alcantarillas rígidas Po 1.5 para alcantarillas nexibles · ,._.,,gas. h onzon . 1a!C:4 •-- y vef11cakK. . •Para el grupo X de cargas (alc.anlariHas) el factor Pr. se debe aplicar para ....

• véa&e numerales A.3.5 12. 1 y A3.5•12.2

'E~ aras de mejorar la precisión de los resultados y como transición a las normas LRFD se recomienda ulihzar las expresiones para delerminar el factor de rueda contenidas en el Draft de las Guide Spec1f1cations for Distribution of loads for Highway Bridges AASHTO 1994 (borrador de las ~~pec1fica_ciones para la distribución de cargas en puentes) , en vez de las fórmulas simplificadas de la lima ed1C16n de las normas AASHTO (Ed . 15 de 1992), adoptadas provisionalmente en la norma Colomb1ana". ~ar~ l_a aplicación del método simplificado se clasifican los tableros en seis tipos, según su sección, (a) (b)

""JII'~SII en d1c1emhre 9. / 99.5

la

ua caracteriza tas propiedades de distribución transversal de la carga: De losa maciza De lósa y viga5 longitudinales

impreso en díc1embre 7, !995