libro puentes

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CCP 200-94-ÍNDICE-Pag. A-30 CCP 200-94 Pág.A.1-1 A 13221 '¿- Muros con refuerzo de liras mél A 13 2 2 2 - Delermi nación del refuerzo A 13 2 2 2 1 - Muros con refuerzo metálico. A 13 2 2 2 2 - Muros retobados con geotextil A 13 2 2 3 - Verificación de la estabilidad del SECCIÓN A 13 3-PARÁMETROS DE DISEÑO A 13 3 1 - Parámetros de la fundación A 1332-Cuerpodeimuro A 1333 - Sobrecarga o terraplén . ... A 13 3 4 - Geotextil o del refuerzo metálico A 13341 - Resistencia a la tensión A 13 3 4 2 - Fricción sueto - refuerzo A 13343-Resistenciaalafluencia A 13 3 4 4 - Durabilidad A 13-3 A 13-3 A 13-3 .A 13.3 .A 13-3 ..A 13.3 - A 13-3 A 13-4 .A 13-4 . A13-4 ..A 13-4 . A 13-4 ..A 13-4 .. A 13-5 TITULO A DISEÑO CAPITULO A.1 REQUISITOS GENERALES SECCIÓN A.1.1 -OBJETO "objeto de estas especificaciones es proveer los requisitos mínimos para lograr un diseño seguro y funcional de puentes y demás estructuras viales. A 11.1 - Análisis y diseño - Cuando en estas especificaciones se den fórmulas empíricas, alternativamente se puede utilizar cualquier método de análisis que esté basado en teorías o en ensayos, que sean previamente aceptados por la Interventoría, A 1.1.2 - integridad estructura! El diseño y los detalles para puentes nuevos están dirigidos a lograr integridad estructural teniendo en cuenta lo siguiente: (a) Ej[jsQ_prgferencia| je estructuras continuas y redundantes gara dar una o más alternativas de comportamiento estructural. (b) Anchos dejrijembros.estriiciyrale5.y ap_oyQS que sean resistentes a daños ojnestabilídad. (c) Sistemas_de.pigteccióafixterna.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 cuaf todos los Países 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 convenientes 1 . SECCIÓN A.1.2 - LOCALIZACION DE PUENTES En general la Idealización de un puente está gobernada por el alineamiento de la vía. La localización del uente debe seleccionarse para que se ajuste a! obstáculo que debe salvarse. Los cruces sobre Tientes de agua deben ubicarse teniendo en cuenta los costos iniciales del puente y la minimización 'os 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 como ampliación de la vía. impreso en diciembre 14, 1995 impreso en diciembre 7, 1995

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CCP 200-94-ÍNDICE-Pag. A-30 CCP 200-94 Pág.A.1-1

A 1 3 2 2 1 '¿- Muros con refuerzo de liras mélA 13 2 2 2 - D ele rmi nación del refuerzoA 13 2 2 2 1 - Muros con refuerzo metálico.A 13 2 2 2 2 - Muros retobados con geotextilA 13 2 2 3 - Verificación de la estabilidad del

SECCIÓN A 13 3-PARÁMETROS DE DISEÑOA 13 3 1 - Parámetros de la fundaciónA 1332-CuerpodeimuroA 1333 - Sobrecarga o terraplén . ...A 13 3 4 - Geotextil o del refuerzo metálicoA 13341 - Resistencia a la tensiónA 13 3 4 2 - Fricción sueto - refuerzoA 13343-ResistenciaalafluenciaA 13 3 4 4 - Durabilidad

A 13-3A 13-3

A 13-3.A 13.3

.A 13-3

..A 13.3

- A 13-3A 13-4

.A 13-4. A13-4..A 13-4. A 13-4

..A 13-4.. A 13-5

TITULO ADISEÑO

CAPITULO A.1REQUISITOS GENERALES

SECCIÓN A.1.1 -OBJETO"objeto de estas especificaciones es proveer los requisitos mínimos para lograr un diseño seguro y

funcional de puentes y demás estructuras viales.

A 11.1 - Análisis y diseño - Cuando en estas especificaciones se den fórmulas empíricas,alternativamente se puede utilizar cualquier método de análisis que esté basado en teorías o enensayos, que sean previamente aceptados por la Interventoría,

A 1.1.2 - integridad estructura! • El diseño y los detalles para puentes nuevos están dirigidos a lograrintegridad estructural teniendo en cuenta lo siguiente:

(a) Ej[jsQ_prgferencia| je estructuras continuas y redundantes gara dar una o más alternativas decomportamiento estructural.

(b) Anchos dejrijembros.estriiciyrale5.y ap_oyQS que sean resistentes a daños ojnestabilídad.

(c) Sistemas_de.pigteccióafixterna.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 diseñosestructurales ha conducido al desarrollo de procedimientos de diseño basados en métodos estadísticosque 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 unenfoque más moderno y confiable, por lo cuaf todos los Países han ido cambiando sus normas a estametodología.

El Comité AIS-200, encargado de preparar el "Código Colombiano de Puentes" es conciente de estatendencia mundial y considera que en pocos años, esta filosofía de diseño terminará imponiéndose, porlo cual ha comenzado los estudios necesarios para preparar la Norma LRFD Colombiana. Mientras selogra este objetivo, ha estimado conveniente, permitir el uso del documento AASHTO-LRFD "BridgeDesign Specifications" advirtiendo que debe utilizarse en su totalidad y no tomar de él las partes másconvenientes1.

SECCIÓN A.1.2 - LOCALIZACION DE PUENTES

En general la Idealización de un puente está gobernada por el alineamiento de la vía. La localización deluente debe seleccionarse para que se ajuste a! obstáculo que debe salvarse. Los cruces sobre

Tientes de agua deben ubicarse teniendo en cuenta los costos iniciales del puente y la minimización'os 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 como ampliaciónde la vía.

impreso en diciembre 14, 1995 impreso en diciembre 7, 1995

CCP 200-94 Pág.A.1-2

SECCIÓN A.1.3 - ESTUDIOS BÁSICOS PARA PUENTES SOBRE VÍAS Y CANALES

A-1-3.1 - Generalidades • En la determinación preliminar de la ruta se deben tener en cuenta losponteaderos que por sus buenas características hayan sido seleccionados previamente, para minimizarlos costos de construcción, mantenimiento y reemplazo (reposición).En el caso de que el rio tenga meandros naturales, estos se deben estudiar y si se considera necesariose cambiará su curso, se canalizará y se harán las obras requeridas para reducir los problemas deerosión y prevenir la pérdida de la estructura.

Las cimentaciones de los puentes deben diseñarse teniendo en cuenta la socavación (ensanchamiento yprofundización del cauce) debida a causas naturales. En puentes sobre ríos de planicie se debeconsiderar la posibilidad de disminuir la altura de los terraplenes de aproximación para proveersecciones de desbordamiento que permita^! paso de crecientes inusuales sobre la vía como medidapara prevenir la pérdida de la estructura. Como alternativa se deben diseñar las estructuras de aliviorequeridas. Donde se requieran estructuras de alivio para mantener la distribución natural del flujo yreducir el represamiento, se debe lener especial cuidado en el dimensionamiento y tocalización de talesestructuras para prevenir erosiones indebidas o cambios en el curso del (echo principal.

A.1.3.2 - Los puentes deben diseñarse para e! paso del caudal de diseño de magnitud y frecuenciaconsecuente con el tipo y clase de vía - En la selección del tamaño del área hidráulica deben tenerse encuenta el nivel de aguas máximas, el paso de materiales de arrastre y la socavación. Cuando el caudalexceda el de diseño o cuando las avenidas e inundaciones puedan causar daños grandes a laspropiedades adyacentes o la pérdida de una estructura costosa, debe proveerse mayor área hidráulica,

A.1.3.3 - Donde sea necesario disminuir los efectos desfavorables del flujo, deben proveerse estructurasde alivio, espolones, deflectores de materiales de arrastre y obras de canalización. En las pilas yestribos expuestos a daños causados por la socavación deben proveerse obras de protección. Lostaludes de los terraplenes adyacentes a la estructura sujetas a erosión deben protegerseadecuadamente mediante enrocados, colchones flexibles, geoíextíles, bolsacretos, espolones u otroselementos apropiados.Los terraplenes adyacentes al ponteadero deben mantenerse limpios de maleza y arboles para preveniraltas velocidades del flujo y posible erosión. Las zonas de explotación de materiales no debenlocalizarse en áreas donde se incremente la velocidad y la posibilidad de erosión en el puente.

CCP 200-94 Pág.A 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 deflujo y los caudales máximos.

/b) Curva de Caudal.- Frecuencia para el sitio.

(C) Distribución del flujo y velocidades en el sitio para el caudal que va a ser considerado en el diseñode 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 puentey caudal seleccionados.

(b) Profundidad estimada de la socavación en las pilas y estribos de las estructuras propuestas.

(c) 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 laestructura propuesta,

SECCIÓN A.1.5 - LOCALIZACION, LONGITUD Y ÁREA HIDRÁULICA DE LASALCANTARILLAS

La localización, longitud y área hidráulica de las alcantarillas debe definirse de conformidad con el:umento "Cuide on the Hidraulic Design of Culverts" de AASHTO.

SECCIÓN A. 1.4 - ESTUDIOS HIDRÁULICOS

Los estudios hidráulicos de los ponteaderos'son requisito necesario en el diseño preliminar del puente; elinforme de tales estudios debe contener los siguientes Ítems;

A.1.4.1 - Información del sitio

(a) Mapas, perfiles del ponteadero, fotografías aéreas.

{b) Datos completos sobre puentes existentes, incluyendo fechas de construcción y comportamientoen crecientes anteriores.

(c) 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.

SECCIÓN A.1.6 - DRENAJE DE LA VIA

El drenaje transversal de la vía debe hacerse en la superficie de rodadura mediante bombeo y elma. garantizando la pendiente necesaria. El agua que fluye por las cunetas debe interceptarse

ara impedir que corra sobre el puente. Puentes cortos y de luces continuas, particularmente viaductosDnstruirse sin tubos de drenaje (desagües) y el agua de la calzada del puente pueda llevarseuctos abiertos o cerrados ubicados en los extremos del puente. El drenaje longitudinal de

largos debe hacerse por medio de tubos de drenaje (desagües) los cuales deben ser suficientesiero y tamaño para drenar adecuadamente las cunetas. Los conductos de drenaje donde sean, deben hacerse de materiales rígidos y resistentes a la corrosión y su dimensión no debe ser

10 cm. Deben proveerse sitios de limpieza. Los detalles del drenaje del tablero deben ser tales¡revengan cualquier descarga del agua de drenaje en parte de la estructura o sobre el tráfico quela por el paso inferior y para prevenir la erosión en la salida de! ducto. Los drenajes del tablero

conectarse con conductos que lleven el agua lluvia al nivel del terreno. Las partes colgantes delDiero en concreto deben tener "goteras"

impreso en diciembre 7, 1995 impreso en diciembre 7, 1995

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SECCIÓN A.1.7 - PERALTES

El peralte utilizado en puentes localizados en curvas horizontales o zonas de transición deberá cumplircon el diseño geométrico especificado en la vía. El peralte no debe ser mayor que el 10%.

SECCIÓN A.1.8 - SUPERFICIE DE RODADURA

Todos los puentes deben proveerse de una~capade rodadura adecuada., &ȣ<*,

SECCIÓN A.1.9 - ELEMENTOS ACCESORIOS DE UN PUENTE

Cuando se requiera la localización de elementos accesorios en el puente, tales como cables, postes,duelos eléctricos o telefónicos, tuberías de agua, gas, etc., se deben hacer las provisiones necesanas enel análisis y diseño que garanticen la estabilidad y seguridad del puente.

CCP 200-94 Pág.A.2-;*

CAPITULO A.2CARACTERÍSTICAS GENERALES DE DISEÑO

SECCIÓN A.2.1 -GENERALIDADES

& 2 1 1 - Ancho de calzada y andenes - El ancho de la calzada debe ser el ancho libre medido' ndicularmente a| eje longitudinal del puente entre la parte inferior de los sardineles. En caso de

ío se usen sardineles o sean escalonados, el ancho libre debe ser el ancho mínimo medido entreas 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 deexistir una cercha, viga o muro, parapeto adyacente al sardinel de la vía, el ancho debe medirse hasta elextremo del lado de circulación de estos miembros.

SECCIÓN A.2.2 - LUCES Y GÁLIBOS

A.2.2.1 - Navegables • El permiso para la construcción de puentes sobre ríos navegables debeobtenerse 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 men todo el ancho de la vía y debe preverse la posibilidad de repavimentación. En vías principales deáreas 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 requierapor seguridad. En todas las otras vías el gálibo debe ser de 4.50 m mínimo sobre el ancho de la vía ydebe preverse la posibilidad de repavimentación.

A.2.2.4 - Oíros - Las luces y gálibos de las canales, deben ajustarse en ancho, altura y localización a losrequisitos 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 einclinada de este, sobre la calzada. Las medidas horizontales de los sardineles se toman desde el puntomas bajo de la cara del sardinel, o, en el caso, de sardineles inclinados, desde el punto inferior de lacara mas baja. El ancho máximo de sardineles escalonados, si se usan, debe ser 22.5 cm.

Cuando de usen sardineles y cunetas en los accesos al puente, en un extremo o ambos extremos, laAltura del sardinel sobre el puente debe ser igual o mayor que la altura de los sardineles en los accesos.Cuando no haya sardineles en los accesos, la altura del sardinel del puente sobre la superficie de"odadura, no debe ser menor de 0.20 m y preferiblemente no mayor de 0.25 m.

^n donde se usen andenes para peatones en vías urbanas, estos deben separarse de la calzada detráfico del puente por medio de una baranda combinada.

impreso en diciembre 7, 1995impreso en diciembre 12. 1995

CCP 200-94 Pag.A.2-2

En los casos en donde se utilicen parapetos tipo New Jersey o se construya un sardinel sobre el puente,especialmente en áreas urbanas que tienen sardineles y cunetas antes de ios puentes, debenmantenerse a lo largo de todo el puente los mismos anchos entre sardineles de las vías de acceso.Cualquier baranda o parapeto que se instale sobre o cerca a la línea de! sardinel debe tener susextremos apropiadamente pendientados.

SECCIÓN 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 e)tránsito del tráfico vehicular, como se muestra en la figura A.2.3.

Gálibo horizontal

ALi

^ Cara de bordillo o baranda

"~~~— —

22 Sn,™.

1

§

*r

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m

Figura A.2.3Diagrama de gálibos para puentes

El ancho de la vía generalmente es igual al ancho de la calzada de tráfico, incluyendo las bermas.Cuando los accesos a las estructuras tienen sardineles, debe conservarse la misma sección a lo largo detoda ¡a estructura

A.2.3.2 - Gálibos - Deben usarse los indicados en A.2.3.

CCP 200-94 Pág.A.2-3

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

mínimo 18 m más pavimento

Borde del muro

9.0 m (mln)

Condición general

Borde del muro

/" Borde da la barrera Borde de la barrera

Berma laleral Be,ma |alera| 0 60 mm(mo

Condición limitada

Figura A.2.4Diagramas de gálibos para pasos elevados

mínimoLfS í' 0 T"* d6 '3S estructuras Para separación de niveles deben localizarse

n lej?dOSde °S °amleS de tráfÍCa En los sitios en <lüe no se Pueda cumplir con estearregí ' de la estruclura. "P° de la estructura, volumen y velocidad de diseño del tráfico

Protegiéndose me ^T' V0p°grafía' la pila ° muro Puede colocarse a menos de 9.0 metrossoportarse i Sí *' US° de barreras ° 9uardaruedas. Los guardaruedas u otros elementos deben* Pila o el 3o

endientemente con la cara de tráfico localizada por lo menos a 0.60 m desde la cara de

Suardarueda u otro elemento debe localizarse por lo menos 0.60 m por fuera de las bermas.

A.2.4 2 - Gá/'hsardineles < "J

Debe Proveerse un 9áNbo no menor de 4 30 m entre sardineles, o si no se usanodo el ancho que esta disponibles para el tráfico.

tíñeles • Los sardineles, si se usan, deben ser similares a los de las vías de acceso.

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CCP 200-94 Pág.A.2-5

CCP 200-94 Pág.A.2-4

SECCIÓN A.2.5 - DIMENSIONES LIBRES PARA TÚNELES - {ver figura A 2 5)

I

no menor des.u m

Gálibo hori2(inlal

bordilloBordillo o andén

o andén

0.45 m (min) 0 45 m (ruin)

A 9 fi - DIMENSIONES LIBRES PARA VÍAS ENTERRADASSECCIÓN A.¿-°

*, riñ calzada - Al ancho libre de calzada entre sardineles no debe ser menor que ela 2 6.1 " Anc ,

' rificado Para túneles.

libre entre muros • El ancho mínimo entre muros para vías enterradas de dos carriles de

sardineles - El ancho de los sardineles no debe ser menor de 45 cm y su altura debe ser igual

a '¿'especificada para puentes.

Figura A.2.5Diagrama de gálibos para túneles - dos vias de circulación

A.2.5.1 - Ancho de calzada • La dimensión libre horizontal debe ser el ancho libre y el gálibo la alturalibre para el (ráfico vehicular, como se muestra en la figura A.2.5.

A menos que se especifique algo diferente, los elementos de las estructuras deben construir»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 que los indicadosen la figura A 2.5 El ancho de la calzada debe incrementarse en 3.0 metros mínimo y preferíblemenll3.60 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 trádebe 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 sera la especificada para los puentes.

Para vías con tráfico pesado, se recomiendan anchos mayores a los mínimos indicados. Si el ancho*carril de tráfico excede 3 60 m el ancho de la calzada puede reducirse en 0.60 m de la calculada a pa^de la figura A.2.5.

impreso en diciembre 12, ¡995

impreso en diciembre 12. ¡995

CCP 200-94 - Pag.A.3-1

CAPITULO A.3CARGAS

SECCIÓN A.3.1. NOMENCLATURA

= flotación (A.3.12)B

= fuerza centrifuga como porcentaje de carga viva (A.3.4.5)

cf = fuerza centrífuga (A.3.12)

D = carga muerta (A.3.12)

0 = grado de la curva (A 3 4.5.1}

E = presión de tierras (A.3.12)

= 32.2 pies/seg1 = 9.8 m/seg1 (A.3.5.6)

1 = fracción de impacto (A.3.4.3)

K = constante para la presión de la corriente (A.3.9.1.1)

L = longitud cargada del puente (A.3.4.3.2)

L = longitud cargada del andén (A.3.4.8.1)

L = carga viva (A.3.12)

LF = fuerza longitudinal por carga viva (A.3.12)

P = carga viva en andenes (A.3.4.8.1)

P = presión por la corriente de agua (A.3.9.1.1)

R = radio de la curva (A.3.4.5.1)

R = acortamiento de la estructura (A.3.12)

- velocidad de diseño (A.3.4.5.1)

= retracción det fraguado (A.3.12)

= presión por flujo de la corriente (A.3.12)

= tempratura (A.3.12)

= separación variable entre ejes (figura A.3.4A)

= velocidad del agua (A.3.9.1.1)

W = ancho del andén (A.3.4.8.1)

impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94 - Pag.A.3-2CCP 200-94 - Pag.A.3-3

W = carga por viento sobre la estructura (A.3 12)

WL = carga por viento sobre carga viva (A.3.12)

p = coeficiente aplicado a las cargas actuantes para diseño. (A.3.12)

y = factorde carga (A.3.12)

pB = coeficiente de combinación de carga para flotación (A.3.12.1)

pe = coeficiente de combinación de carga para fuerza centrífuga (A.3.12.1)

PD = coeficiente de combinación de carga para carga muerta (A.3.12.1)

pE = coeficiente de combinación de carga para presión de tierras (A.3.12.1)

p[:Q = coeficiente de combinación de carga para sismo (A.3.12.1)

PI, = coeficiente de combinación de carga para carga viva (A.3.12.1)

pR = coeficiente de combinación de carga para acortamiento elástico, retracción de fraguado ytemperatura (A.3.12.1)

ps = coeficiente de combinación de carga para flujo de la corriente (A.3.12.1)

Pw = coeficiente de combinación de carga para viento (A.3,12.1)

= coeficiente de combinación de carga para viento sobre carga viva (A.3.12.1)Pwi

SECCIÓN A.3.2 GENERALIDADES

A.3.2.1 - Las estructuras para puentes deben diseñarse para que soporten las cargas y fuerzassiguientes:

• Carga Muerta.• Carga Viva.• Impacto o efecto dinámico de la carga viva.• Carga de viento.

Otras fuerzas, cuando exisien tales como:

Fuerza longitudinal de la carga viva, fuerza centrifuga, fuerzas térmicas, empuje de tierras, flotación,retracción del fraguado, acortamiento de la estructura, fuerzas de montaje, fuerza de la corriente delagua y fuerzas sísmicas.

Se deben tomar medidas para la transmisión de fuerzas entre la superestructura e infraestructura querepresenten el efecto de fricción en apoyos de expansión o de resistencia al corte en apoyoselastoméricos.

A.3.2.2 - Los miembros se deben dimensionar con referencia a los factores de carga y resistencií(diseño por cargas últimas).

Cuando se requiera presentar memorias de cálculo se debe indicar un diagrama de cargas¡cando por separado los diagramas de esfuerzos producidos por cada una de las diferentes

S3KU de carga.

. Cuando se requiera, por condiciones de diseño, una secuencia determinada en el vaciado dela debe indicarse claramente en los planos o en las especificaciones de construcción.concreto, **a

* * 2 5 - Las combinaciones de carga deben estar de acuerdo con el numeral A.3.12.

A 3 2 6 - Para puerttes sesgados, las fuerzas y cargas soportadas por el mismo a través del tablero yidas a conexiones articuladas y colgantes deben descomponerse en fuerzas verticales, laterales y

longitudinales, al ser consideradas en el diseño.

SECCIÓN A.3.3 - CARGA MUERTA

A 3.3-1 - Se considera carga muerta el peso de la totalidad de la estructura incluyendo la capa derodadura, andenes, barandas, tuberías, duelos, cables y cualquier otro elemento de servicio público.

A.3.3.2 - Si se prevén asentamientos diferenciales en la estructura, los esfuerzos producidos por esteconcepto también deben tenerse en cuenta en el diseño.

A.3.3.3 - Si una vez construido el puente se coloca una capa de rodadura o si se espera que esta secoloque en el futuro, debe considerarse un sobre-espesor adecuado al calcular la carga muerta.

A.3.3.4 - Donde no se espere desgaste del concreto, el tráfico puede circular directamente sobre laplaca de piso. Si se desea se puede colocar un sobre-espesor de 6 mm o más a la placa como capa derodadura.

A.3.3.S - Los siguientes pesos pueden usarse en la evaluación de la carga muerta.

Acero fundido o acero 7.850 kgf/m3

Fundición de hierro 7.200 kgf/m3

Aleación de aluminio 2.800 kgf/m3

Madera 800 kgf/m3

Concreto simple o reforzado 2.400 kgf/m3

Arena, grava, tierra o cascajo compactado 1.900 kgf/m3

Arena, grava o tierra suelta 1.600 kgf/m3

Macadam o grava compactada con cilindro 2.200 kgf/m3

Escoria 950 kgf/m3

Pavimento 2.400 kgf/m3

Manipostería de piedra * 2.700 kgf/m3

Rieles, pórtameles con sujetadores (m/linea) 3.200 kgf/m3

Placa de asfalto de 25 mm de espesor 45 kgf/m?

SECCIÓN A.3.4 - CARGA VIVA

La carga viva es el peso de las cargas móviles aplicadas de los vehículos y peatones.

A.3.4.1 - Carriles

'.3.4.1.1 - Se supone que el camión de diseño o la línea de carga equivalente ocupa un ancho de3.05 m.

impreso en diciembre 9, ¡995

impreso en diciembre 9. 1995

CCP 200-94-Pag.A.3-4

A.3.4.1.2 - Las cargas deben colocarse en un carril de diseño de 3.65 m de ancho, espaciados a travésde toda la calzada, la cual se mide entre bordillos.

A.3.4.1.3 - No deben considerarse fracciones de carril; sin embargo las calzadas con anchos entre6.10 m y 7.30 m se consideran de dos carriles, cada uno con un ancho igual a la mitad de la calzada.

A.3.4.1.4 - Tanto el número y las posiciones de los carriles sobre la calzada, como las posiciones de lascargas en cada uno de los carriles deben definirse de tal manera que se produzcan los máximosesfuerzos en el o en los miembros bajo consideración.

A.3.4.2 - Cargas de carreteras

A.3.4.2.1 - Camión estándar y linea de carga

A.3.4.2.1.1 - La carga viva para puentes de carreteras está conformada por camiones estándar o líneasde carga que son equivalentes a trenes de camiones.

A.3.4.2.1.2 - Cada línea de carga consiste de una carga uniforme por metro lineal de carril y una cargaconcentrada (o dos cargas concentradas en el caso de luces continuas - ver numeral A.3.4.6 3),colocadas de tal manera que produzcan los máximos esfuerzos. Se supone que, tanto la cargaconcentrada como la uniforme se distribuyen en un ancho de 3.05 m sobre una línea perpendicular alcarril. Para el cálculo de momentos y cortantes deben usarse diferentes cargas concentradas, como seindica en la figura A.3.4B. La carga concentrada más liviana debe usarse cuando se calculen esfuerzosde flexión y la más pesada cuando los esfuerzos a calcular son de cortante.

DC 40-95

C 32-95

D15 ton.

12 ton.

4.00 '8

15 ton.

12 ton.

10 ton.

8 ton.

V = espaciamiento variable entre 4.0 m y 9.0 m inclusive. El espaciamiento a usar es el queproduzca los máximos esfuerzos

Figura A.3.4ACamiones estándar

Clases de Carga - Hay dos clases de cargas de ca£.3.4.2.2 - ^ fl0 pof c¡ento de |a carga c 40-95. Si eventualrrC 32-95 e eqL,efta esta debe obtenerse proporcionalmente agrande o rn H

a ia |¡nea de carga correspondiente.

CCP 200-94 - Pag.A.3-15

-provenientes de un

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O -•£ -,111 Los puentes ubicados en las vías que forman pa

A.3.4.2.3- - Q5 dej 30 de diciernbre de ! 993 0 en |a -Idefinida en ia rey i-"-!a «^040-95.

i i 2 3 2 - Los puentes ubicados en las nuevas carreteras queNación31 de Vías deben diseñarse para la carga C 40-95. ')

a i A 2 3 3 - Los puentes ubicados en las carreteras no contempladas en los numerales M.O.-A 3 4 Vs'2 pueden diseñarse para la carga C 32-95.

A 3 4 2 3.4 - Los puentes urbanos ubicados en las vías no contemplados en los numerales A 3.4.2.3.1, yk34232 pueden diseñarse para la carga C 32-95. Aquellos que se construyan en vías que puedanllenar'a formar parte de la Red Nacional de Carreteras deben diseñarse para la carga C 40-95,

A 3 4 2 3.5 - En el caso de puentes urbanos, la autoridad ejecutiva de cada municipio definirá cuálesvías forman o pueden Negar a ser parte de la Red Nacional de Carreteras. Dicha autoridad podráutorizar el diseño de puentes con cargas menores, las cuales deben cumplir lo especificado en el

neral A.3.4.2.2, siempre y cuando no estén ubicados en vías que forman parte de la Red Nacional deCarreteras.

A.3.4.2.4 - Carga C 40 - La carga C 40 consiste en un camión de tres ejes o en la línea de cargacorrespondiente como se ilustra en las figuras'. La carga se designa con la letra C seguida por unnúmero que indica el peso total del vehículo en toneladas. La distancia variable entre los ejesposteriores tiene por objeto parecerse más a los camiones que se usan ahora. La distancia variable datambién una carga más apropiada para luces continuas donde los ejes con cargas más pesadas puedencolocarse sobre luces adyacentes de tal manera que produzcan momentos máximos negativos.

impreso en diciembre 9, ¡995impreso en diciembre 9, ¡995

CCP 200-94 - Pag.A.3-4 CCP 200-94 - Pag.A.3-5

A.3.4.1.2 - Las cargas deben colocarse en un carril de diseño de 3.65 m de ancho, espaciados a travésde toda la calzada, la cual se mide entre bordillos.

A.3.4.1.3 - No deben considerarse fracciones de carril; sin embargo las calzadas con anchos entre6.10 m y 7.30 m se consideran de dos carriles, cada uno con un ancho igual a la mitad de la calzada.

A.3.4,1.4 - Tanto el número y las posiciones de los carriles sobre la calzada, como las posiciones de lascargas en cada uno de los carriles deben definirse de tal manera que se produzcan los máximosesfuerzos en el o en los miembros bajo consideración.

A.3.4.2 - Cargas de carreteras

A.3.4.2.1 - Camión estándar y línea de carga

A.3.4.2.1.1 - La carga viva para puentes de carreteras está conformada por camiones estándar o lineasde carga que son equivalentes a trenes de camiones.

A.3.4.2.1.2 - Cada línea de carga consiste de una carga uniforme por metro lineal de carril y una cargaconcentrada (o dos cargas concentradas en el caso de luces continuas - ver numeral A.3.4.6.3),colocadas de tal manera que produzcan los máximos esfuerzos. Se supone que, tanto la cargaconcentrada como la uniforme se distribuyen en un ancho de 3.05 m sobre una linea perpendicular alcarril. Para el cálculo de momentos y cortantes deben usarse diferentes cargas concentradas, como seindica en la figura A.3.4B. La carga concentrada más liviana debe usarse cuando se calculen esfuerzosde flexión y la más pesada cuando los esfuerzos a calcular son de cortante.

DC 40-95

C 32-95

V 4.00

15 ton.

12 ton.

15 ton.

12 ton.

10 ton.

8 ton.

V = espaciamiento variable entre 4.0 m y 9.0 m inclusive. El espaciamiento a usar es el queproduzca los máximos esfuerzos

Figura A.3.4ACamiones estándar

2 . ciases de Carga - Hay dos clases de cargas de carretera: C 40-95 y C 32-95. La carga*'fé e"s el 80 por ciento de la carga C 40-95. Si eventualmente se desea carga de diseño más

más pequeña, esta debe obtenerse proporcionalmente a la carga deseada tanto para el camión9ra imo oara la línea de carga correspondiente.estandart'"1"" r

A 3.4.2.3 - Carga mínima

a 3 4 2 3 1 - Los Puentes ubicados en las vías que forman parte de la Red Nacional de Carreteras,definida en la ley No. 105 del 30 de diciembre de 1.993, o en la que la reemplace, deben diseñarse parala carga C 40-95.

A 3 4 2 3-2 - Los puentes ubicados en las nuevas carreteras que se construyan con recursos del Institutoidonál de Vías deben diseñarse para la carga C 40-95.

A 3 4 2 3 - 3 - Los puentes ubicados en las carreteras no contempladas en los numerales A.3.4.2.3.1, y1.2 pueden diseñarse para la carga C 32-95.

A 3.4.2.3.4 - Los puentes urbanos ubicados en las vías no contemplados en los numerales A.3.4-2.3.1, yA.3.4.2.3.2 pueden diseñarse para la carga C 32-95. Aquellos que se construyan en vías que puedanllegar a formar parte de la Red Nacional de Carreteras deben diseñarse para la carga C 40-95.

A.3.4.2.3.5 - En el caso de puentes urbanos, la autoridad ejecutiva de cada municipio definirá cuálesvías forman o pueden llegar a ser parte de la Red Nacional de Carreteras. Dicha autoridad podráautorizar el diseño de puentes con cargas menores, las cuales deben cumplir lo especificado en elnumeral A.3.4.2.2, siempre y cuando no estén ubicados en vías que forman parte de la Red Nacional deCarreteras.

A.3.4.2.4 - Carga C 40 - La carga C 40 consiste en un camión de tres ejes o en la linea de cargacorrespondiente como se ilustra en las figuras'. La carga se designa con ía letra C seguida por unnúmero que indica el peso total del vehículo en toneladas. La distancia variable entre los ejesposteriores tiene por objeto parecerse más a los camiones que se usan ahora. La distancia variable datambién una carga más apropiada para luces continuas donde los ejes con cargas más pesadas puedencolocarse sobre luces adyacentes de tal manera que produzcan momentos máximos negativos,

impreso en diciembre 9, 1995

A'3-** V A.3.4B

impreso en diciembre 9. 1995

CCP 200-94 -Pag.A.3-6 CCP 200-94 - Pag.A.3-7

^••^

§(¿\J^

J^ 1V f's?

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p

w(t/m)

LUZ

Momento: L < 28.0

28.0 £ L < 100

L>100Cortante: L<24.0

24.0<L<134

L£134

CARGA

CamiónL-28 P = 12.0t

200

Carril w = L14 t/m P-llOtCamión

L - 24 P = 16.0t

300

Carril » = 1.14 t/m p = I6.ot

C 40-95

? 5 - Carga C 32 - La carga C 32 consiste en un camión de tres ejes como se muestra en la figura'3'4 nuede observar que estas cargas corresponden al 80% del camión C 40.

.4A. £>e Hu

P

w(t/m)

LUZ

Momento: L < 28.0

28.0 < L < 100

L > 100Cortante: L < 24.0

24.0 £ L < 134

L&134

CARGA

Camión

Barril 2oo

Carril w = 0.9 12 t/m

8 P = 9.6t

P = 9.6 t

CamiónL-24 P = 12.8t

uarnl 300

Carril w = 0.912 t/m P = 12.8 1

C 32-95

1¿31 -Aplicación - La carga viva de los vehículos debe incrementarse para aquellos elementosH rtúrales indicados abajo en el grupo A, para tener en cuenta los efectos dinámicos, vibratorios y de

• a c t o Se permite que el impacto no se aplique a los elementos del grupo B.

. acto se incluye como una de las cargas transmitidas de .^..superestructura a la infraestructura perodebe aplicarse en las cargas transmitidas a cimientos o a las partes de pilas o columnas que están

enterradas.

A 3 4 3.1-1 - Grupo A - Elementos estructurales sobre los que se aplica el impacto.

M)Superestructura, incluyendo brazos de marcos rígidos.

(2) Pilas (con o sin apoyos de cualquier tipo) excluyendo tos cimientos y las partes enterradas.

(3) Las partes de los pilotes de concreto o acero que están por encima del terreno y que soportan lasuperestructura.

A.3.4.3.1.2 - Grupo B - Elementos estructurales sobre los que no se aplica el impacto.

(1) Estribos, muros de contención y pilotes, excepto lo especificado en el numeral A.3.4 3.1.1 (3)

(2) Esfuerzos en las cimentaciones y zapatas.

(3) Estructuras de madera.

(4) Cargas de los andenes.

(5) Alcantarillas y estructuras sobre lasque existe relleno de más de 1,0 m de altura.

A.3.4.3.2 - Fórmula de impacto

A.3.4.3.2.1 - El incremento permitido por efecto del impacto se expresa como un porcentaje del esfuerzode la carga viva y debe determinarse de acuerdo con la siguiente fórmula:

tf1 =

Figura A.3.4BCarga de carril

L + 40

en donde

1 = porcentaje de impacto (máximo 30%)

= longitud en metros, de la parte de la luz que está cargada para producir los esfuerzosmáximos en el elemento estructural.

•3.4.3.2.2 - Para uniformidad en la aplicación de la fórmula anterior, la longitud cargada, L, debe ser lasiguiente:

(a) Para los elementos de las calzadas: la luz de diseño.

impreso en diciembre 9, ¡995 impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94-Pag.A.3-8CCP 200-94 - Pag.A.3-9

(b)Para los elementos transversales, tales como vigas de piso: la longitud del elemento centro a centmde los apoyos.

(c)Para el cálculo de momentos debidos al camión: la longitud de la luz, o para voladizos ta distanciadesde el punto de evaluación hasla el eje más alejado.

(d)Para el cálculo del cortante debido al camión: la longitud de la parle cargada de la luz, desde el punto !

en consideración hasta el apoyo más lejano, excepto para voladizos en donde debe utilizarse unfactor de impacto de 30%.

(e) Para momentos positivos en luces continuas, la longitud de la luz bajo consideración.Para momentos negativos en luces continuas: la longitud promedio de dos luces consecutivascargadas.

A.3.4.3.2.3 - Para alcantarillas, según la altura del relleno el factor de impacto se evalúa así:

Altura del relleno (m)0 - 0 3 0

0 3 1 - 0 6 0

0 6 1 - 0 9 0091 ó más

Factor de Impacto (%)3020100

A.3.4.4 - Fuerzas longitudinales - Debe considerarse el efecto de una fuerza longitudinal equivaleral 5% de la carga viva en todos los carriles que tengan tráfico en la misma dirección. Todos los carriledeben incluirse para el caso de puentes que puédanlo n ve rtjrs_e_en jaue oles unidiigcciona les en el futuro. ¡La carga de diseño, sin impacto, debe ser la linea de carga más la carga concentrada especificada en elnumeral A.3.4.2, con la reducción para carriles múltiples tal como se especifica en el numeral A.3.4.7. acentro de gravedad {punto de aplicación) de la fuerza longitudinal debe localizarse 1.80 m sobre lacalzada y esta fuerza debe transmitirse a la infraestructura a través de la superestructura,

A.3.4.5 - Fuerzas centrifugas

A.3.4.5.1 - Las estructuras curvas deben diseñarse para una fuerza horizontal radial equivalente a unporcentaje de la carga viva, sin impacto, considerando todos los carriles llenos:

s2

C^0.79 — = <UHW452S2D

donde:

C

S

D

R

= la fuerza centrífuga como un porcentaje de la carga viva, sin impacto

= la velocidad de diseño en kilómetros por hora

= el grado de la curva

= el radio de la curva en metros

A.3.4.5.2 - Los efectos del peralte deben considerarse.

A.3.4.5.3 - La fuerza centrífuga debe aplicarse 1 80 m. sobre la superficie de la calzada, medidos desdeel centro de la calzada. La velocidad de diseño debe determinarse teniendo en cuenta el peralte. Loscarriles deben cargarse de acuerdo con las recomendaciones del numeral A.3.4.2 con un camió"1

estándar localizado para producir la carga máxima en cada uno de los carriles.

ruma no se deben tener en cuenta para el cálculo de la fuerza centrífuga.A 3.4.5.4 -Las lineas d

una placa de concreto reforzado o un tablero metálico se integren o conecten¿.3.4.5-5 - c 10 .e se puede asumir que la placa resiste en su plano el cortante resultanteelementos de sopo ^ ^fuerzas cen

a susde las

|g cgrga

A<3.4.6- Aplicación de la carga viva

rril unitario - Para calcular los esfuerzos, cada linea de carga de 3 05 metros o camiónconsiderarse como una unidad y no se deben usar fracciones del ancho de la línea de

lo's camiones.

Número y posición de las líneas de carga - El número y posición de las líneas de carga o«"deben especificarse de acuerdo con el numeral A.3.4.2 y cualquiera que sea el caso deben

tal forma que produzcan esfuerzos máximos sujetos a las reducciones especificadas en el

numeral A. 3.4. 7.

63 Líneas de carga en luces continuas - Para ta determinación del momento negativoo en el diseño de vigas continuas, la línea de carga mostrada en la figura A.3.4B debe

iearse adicionándole una segunda carga concentrada localizada en otra de las luces de tal forma> obtenga el efecto máximo. Para la determinación del momento positivo máximo, se debe usar

solamente una carga concentrada por carril, combinándola con cargas uniformes en tantas luces comosea necesario para producir el momento máximo.

A.3.4.6.4 - Cargas para esfuerzos máximos

A.3.4.6.4-1 - Tanto para luces simples como continuas, el tipo de carga usado, ya sea línea de carga ocamión, debe ser tal que produzca los esfuerzos máximos.

A.3.4.6.4.2 - Para luces continuas, la línea de carga puede ser continua o discontinua; solamente uncamión estándar tipo C 40 ó C 32 debe ser considerado por carril sobre la estructura.

A.3.4.7 - Reducción de intensidad de las cargas

A.3.4.7.1 - Cuando los esfuerzos máximos en cualquier miembro provienen de haber cargado unnúmero de carriles simultáneamente, los siguientes porcentajes de carga viva deben usarse teniendo encuenta la baja probabilidad de la coincidencia de cargas máximas:

Uno o dos carrilesTres carrilesCuatro carriles o más

Porcentaje1009075

A.3.4.7.2-- La reducción de la intensidad de ta carga para elementos transversales, tales como vigas depiso, debe determinarse de la misma forma que para el caso de cerchas principales o vigas, usando elnúmero de carriles a lo ancho de la calzada que deben cargarse para producir los esfuerzos máximos en'á viga de piso.

A.3.4.8 - Cargas para andenes y bordillos

A-3.4.8.1 - Cargas para andenes

A.3.4.8.1.1 - Pisos de andenes, correas y sus soportes inmediatos deben ser diseñados para una cargaviva de 400 kgf/m1. Vigas, cerchas, arcos y otros miembros deben diseñarse para las siguientes cargasv'vas en los andenes:

impreso en dititiinhre 9, I9V5 impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94- Pag. A.3-10

Luces entre O O y 7.50 metros de longitud

Luces entre 7.51 y 30 O metros de longitud

Luces de más de 30 O metros de acuerdo con la siguiente fórmula

400 kgf/m1

300 kgf/m2

L 15

en donde

P = carga viva, expresada en kgf/m1

L = longitud cargada del anden, en metros

W = ancfio del anden, en metros

A.3.4.8.1.2 - Cuando se calculen los esfuerzos en estructuras que soporten andenes en voladizo, debecargarse completamente el anden de un lado de la estructura si esta condición produce los esfuerzos

máximos.

A. 3.4.8. 1.3 - Los puentes peatonales o para bicicletas deben diseñarse para una carga viva de

400 kgf/m2.

A.3.4.8.1.4 - Cuando se espere que vehículos de mantenimiento puedan circular en puentes peatonales

o para bicicletas, se deben considerar dichas cargas

A.3.4.8.2 - Cargas para bordillos

A.3,4.8.2.1 - Los bordillos deben diseñarse para resistir una fuerza lateral de no menos de 750 kgf/m,aplicada en el extremo superior del bordillo, o a una altura de 25 cm arriba de la calzada si el bordillo

tiene más de 25 cm de alto.

A.3.4.8.2.2 - Cuando el anden, el bordillo y la baranda conformen un sistema integral, la carga sobre labaranda debe ser considerada y los esfuerzos en el bordillo calculados de acuerdo a esa carga.

SECCIÓN A.3.5 - CARGAS POR SISMO

A.3.5.1 - Generalidades - En los numerales siguientes se definen el propósito, el alcance, laclasificación 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 présenles requisitos de diseño y construcción es el deminimizar los daños causados en los puentes por los efectos de los sismos.

Los movimientos sísmicos de diseño están basados en una probabilidad de 10% de que sean excedidosen un lapso de 50 años, correspondiente a la vida útil promedio de un puente. Los puentes, y suscomponentes, que se diseñen y construyan de acuerdo con los presentes requisitos pueden sufrir dañodurante un sismo, pero tendrán una baja probabilidad de sufrir colapso debido a los movimientos

sísmicos del terreno.

CCP 200-94 -Pag.A.3-11

, un puente diseñado y construido de acuerdo con los presentes requisitos debe ser capaz de:

. Resistir temblores pequeños a moderados dentro del rango elástico de los componentesestructurales sin sufrir daño significativo.

2 soportar efectos sísmicos del mismo orden de magnitud de los prescritos paraedificaciones normales en el Código Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes.

3 Cuando se vean afectados por movimientos sísmicos extremadamente fuertes no debepresentar colapso del conjunto o de parte del puente. En donde sea posible el daño queocurra por causa de un sismo extremadamente fuerte debe ser detectable fácilmente yocurrir en lugares accesibles para su inspección y reparación.

c nresentes requisitos son aplicables en todo el territorio de la República de Colombia, por lo tanto seí irequisitos más estrictos en aquellas regiones del país donde se esperan sismos de mayor

intensidad.

Un puente indispensable debe ser capaz de operar durante y después de la ocurrencia de un sismofuerte.

A 3 5.1-2 - Alcance - Los presentes requisitos son aplicables al diseño y construcción de puentescarreteables nuevos, para que sean capaces de resistir el efecto de los sismos. Cubren el diseño depuentes convencionales de acero y de concreto reforzado y preesforzado, cuya luz no exceda 150metros.

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

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

A.3.5.1.3 - Clasificación por importancia - Los requisitos sísmicos que se deben emplear en el diseñoy construcción del puente son función de su importancia y del hecho de que éste sea indispensable parala recuperación con posterioridad a la ocurrencia del sismo. Se definen Ires grupos de importancia, asaber:

Grupo I - Puentes esenciales - Comprende todos aquellos puentes rurales y urbanospertenecientes a carreteras troncales. Incluye además los puentes de vías urbanas arterias yasean pertenecientes a ellas o que pasen por encima de ellas. Comprende además los puentesde acceso a obras de importancia tales como proyectos hidroeléctricos.

Grupo II - Puentes importantes - Cubre todos los puentes rurales de vías principales. Seincluyen dentro de este grupo aquellos puentes de vías secundarias que sean las únicas que denacceso a regiones de más de 50000 habitantes.

Grupo III - Otros puentes - Cubre los puentes que no estén comprendidos en e! grupo I ni en elgrupo II

impreso en tiictembre 9, 1995impreso en diciembre 9, 1995

ALCANCÉ TF LOS REQUISITOS(Pmíya'.n A 3 5 i 2;

DI SENO PRELIMINAR

DEFINA LOS MOVIMIENTOS SÍSMICOS DE DISEÑO(Articulo A 3 52}

DEFINA LA CLASIFICACIÓN POR IMPORTANCIA{Parágrafo A 3 5 ! 3) /

DEFINA LA CATEGORÍA DÉ COMPORTAMIENTO SÍSMICO. (Articulo A 3 5 3)

DEFINA EL COEFICIENTE DE MODIFICACIÓN DE RESPUESTA{Parágrafo A 3 5 3 3)

CATEGORÍA DECOMPORTAMIENTO

SÍSMICO A

CATEGORÍAS DECOMPORTAMIENTO

SÍSMICOS. C y D

PASA AL DIAGRAMA DEFLUJO SIGUIENTE

DETERMINE LASFUERZAS DE DISEÑO

(Articulo A 35 10)

DETERMINE LOSDESPLAZAMIENTOS DE

DISEÑO(Articulo A 3 5 9]

DETERMINE LAS FUERZAS ¥ DESPLAZAMIENTOSELÁSTICOS EN LOS COMPONENTES

(parágrafo A 3 5 1 4)

L~7oí¡E3ÍÑELAS FUERZAS LONGITUDINALES V TRANSVERSALES

(Parág ralo A 3 5 4 5)

DETERMINE LAS FUERZAS DE DISEÑO[Artículos A 3 5 1 2 y A 3 5 13)

DETERMINE LOS DESPLAZAMIENTOS DE DISEÑO(Artículo A 3 5 9)

DISEÑE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES(Capítulos A 7. A B y A 9)

DISEÑE LA FUNDACIÓN(Sección A 6 4)

DISEÑE LOS ESTRIBOS(Articulo A 5 4 3)

DISEÑE LOSAS DE APROXIMACIÓN SOLAMENTE EN CATEGORÍA C(Parágrafo A 5 4 3 4]

A.3.5.1.5 - Definiciones - Las definiciones siguientes corresponden a la Sección A.3.5 de este código:

Aceterograma - Descripción en el tiempo de las aceleraciones a que se ve sometido el terreno durantela ocurrencia de un sismo real.

Amortiguamiento- Pérdida de energía en un movimiento ondulatorio.

Amplificación de la onda sísmica - Aumento en la amplitud de las ondas sísmicas producido por supaso desde la roca hasta la superficie del terreno a través de los estratos de suelo.

Anáfisis dinámico - Procedimiento matemático por medio del cual se resuelven las ecuaciones deequilibrio dinámico con el fin de obtener las deformaciones y esfuerzos de la estructura al ser sometidaa una excitación que varia en el tiempo.

Análisis espectral- Tipo de análisis dinámico modal en el cual la respuesta dinámica máxima de cadamodo se obtiene utilizando la ordenada del espectro correspondiente al periodo de vibración del modo.

impreso en diciembre 9. ¡995 impreso en diciembre 9, ¡995

CCP 200-94-Pag.A.3-12

A 3 5.1-4 - Pasos a seguir en el anáiisis y diseñ° sismico

ALCANCE !" E 1 OS REQUISITOS(Paragiato A

DISEÑO PRELIMINAR

"DEFINA LOS MOVIMIENTOS SÍSMICOS DE DISEÑO

DEFINA LA CLASlFiCACION POR IMPORTANCIA(Parágrafo A 3 5 1 3 ) /

"DEFINA LA CATEGORÍA DE COMPORTAMIENTO SÍSMICO(Art icutoA353>

DEFINA EL COEFICIENTE DE MODIFICACIÓN DE RESPUESTA(Parágrafo A 3 5 3 3¡

DETERMÍNELOSDESPLAZAMIENTOS DE

DISEÑO(Articulo A 3 5 9)

impreso en diciembre 9. 1995

CCP 200-94-Pag.A.3-13

CATEGORÍAS DE COMPORTAMIENTO SÍSMICO B. C y D

DETERMINE EL PROCED<M¡EMTO DÉ ANÁLISIS(Articulo A 3 5 4)

DETERMINE LAS FUERZAS Y DESPLAZAMIENTOSELÁSTICOS EN LOS COMPONENTES

(Parágrafo A 3 5 4 Jj

COMBINE LAS FUERZAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES(Paráuraro A 3 5 4 5)

DETERMINE LAS FUERZAS DE DISEÑO(Artículos A 3 5 12 y A 3 5 13)

DETERMINE LOS DESPLAZAMIENTOS DE DISEÑO(Articulo A 3 5 3)

DISEÑE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES(Capítulos A 7, A 8 y A 9)

DISEÑE LA FUNDACIÓN(Sección A 6 4)

DISEÑE LOS ESTRIBOS(Artículo A 5 4 3)

DISEÑE LOSAS DE APROXIMACIÓN SOLAMENTE EN CATEGORÍA D(ParágrafoA5434)

REVISE LA ESTRUCTURA

A.3.5.1.5 - Definiciones - Las definiciones siguientes corresponden a la Sección A.3.5 de este código:

Acelerograma - Descripción en el tiempo de ¡as aceleraciones a que se ve sometido el terreno durantela ocurrencia de un sismo real.

Amortiguamiento - Pérdida de energía en un movimiento ondulatorio.

3/fficac/ón de la onda sísmica • Aumento en la amplitud de las ondas sísmicas producido por suo desde la roca hasta la superficie del terreno a través de los estratos de suelo.

is dinámico - Procedimiento matemático por medio del cual se resuelven las ecuaciones dea dinámico con el fin de obtener las deformaciones y esfuerzos de la estructura al ser sometida

ia excitación que varía en el tiempo.

;'s espectral- Tipo de análisis dinámico modal en el cual la respuesta dinámica máxima de cadao se obtiene utilizando la ordenada del espectro correspondiente al período de vibración del modo.

impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94-Pag.A.3-14CCP 200-94-Pag.A.3-15

Análisis modal - Procedimiento de análisis dinámico por medio del cual la respuesta dinámica cje ,estructura se obtiene como (a superposición de las respuestas de los diferentes modos, o formas, a»vibración.

Coeficiente de aceleración - A - Es ei parámetro que permite determinar el espectro de diseño.

Coeficiente de amortiguamiento crítico - Es, para un sistema elástico amortiguado de un grado Qe

libertad, el cociente entre la cantidad de amortiguamiento del sistema y el amortiguamiento mínimo qüjinhibe toda oscilación.

Coeficiente de modificación de respuesta, R - Coeficiente que se prescribe para cada sistertjestructural de resistencia sísmica, cuyo valor depende del tipo de sistema estructural y de Mcaracterísticas 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 sistema estructural del puente.

Espectro - Es la colección de valores máximos, ya sea de aceleración, velocidad o desplazamiento, qutienen los sistemas 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 tenicmovimientos paralelos al plano de ruptura.

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

Fuerzas sísmicas - Son los efectos inerciales causados por !a aceleración del sismo, expresados cor™fuerzas para ser utilizadas en el análisis y diseño de la estructura.

Grupo de importancia - Clasificación de los puentes según su importancia.

Ingeniero geotecnista - Es el ingeniero civil, bajo cuya responsabilidad se realizan los estudiosgeotécnicos o de suelos, por medio de los cuales se fijan los parámetros de diseño de la cimentación,los efectos de amplificación de la onda sísmica causados por el tipo y estratificación del suelosubyacente al puente.

Licuación - Respuesta de los suelos sometidos a vibraciones, en la cual éstos se comportan como uilfluido denso y no como una masa de suelo húmeda.

Modo de vibración - Es ei patrón fijo de respuesta dinámica de una estructura cuando ésta se vfljsometida a una vibración que tiene un período de vibración igual al correspondiente al mismo modo devibración.

Movimientos sísmicos de diseño - Es una caracterización de los movimientos del terreno que s*|espera que se produzca en el sitio donde se encuentra localizado el puente, a raíz de la ocurrencia densismo de diseño.

Perfil de suelo - Son los diferentes estratos de suelo subyacente bajo ef sitio del puente.

Período de vibración, T - Es e! lapso de tiempo que transcurre en un movimiento armónicaondulatorio, o vibratorio, para que éste se repita

Probabilidad - Es el número de casos que realmente ocurren, dividido por e! numero total de caso*posibles.

impreso t:n diciembre 9. 1995

vibraciones de la corteza terrestre inducidas por el paso de ondas sísmicas provenientes de unSismo - jonde han ocurrido movimientos súbitos de la corteza terrestre.

diseño - Es un sismo cuyos efectos en e! lugar de interés tienen una probabilidad de solo diezSismo de Pycedidos en un lapso de cincuenta años,por ciento ae.

de resistencia sísmica - Es aquella parte de la estructura que según el diseño aporta laría requerida para soportar los movimientos sísmicos de diseño.

Temblor, terremoto - Véase sismo

/ /dad de la onda de cortante - Es la velocidad con que se desplaza la onda sísmica de cortante

dentro de un suelo.

A.3.5-1.6 - Nomenclatura

A = Coeficiente de aceleración, expresado como fracción de la gravedad

= Coeficiente de modificación de respuesta

S,H = Máxima aceleración horizontal, expresada como una fracción de la aceleración de la

gravedad, a que se ve sometido un sistema de un grado de libertad con un período devibración Tm.

S = Coeficiente adimensional que representa las características del perfil de suelo

Tm = Período correspondiente al modo "m", en segundos.

A.3.5.2 - Movimientos sísmicos de diseño - Los movimientos sísmicos de diseño se definen deacuerdo con los numerales siguientes.

A.3.5.2.1 - Generalidades - Los movimientos sísmicos de diseño se definen en función de lalocalización geográfica del puente y se afectan por las características del suelo subyacente bajo el sitioleí puente. Esta definición se realiza por medio de un espectro suavizado de diseño. Los presentes

requisitos permiten la utilización de familias de acelerogramas de acuerdo con lo definido en el Numeral.6. Los movimientos sísmicos de diseño se definen como aquellos movimientos causados por un

sismo cuya probabilidad de ser excedidos es de 10% en un lapso de 50 años.

I - Zonificación sísmica del país - En ei mapa de la Figura A.3 5.1 se dan los valores delcíente de aceleración, A, que debe ser utilizado en la construcción del espectro de diseño para

ualquier sitio dentro del territorio nacional.

co en diciembre 9. 1995

CCP 200-94 -Pag.A.3-16 CCP 200-94 -Pag.A.3-17

efectos regionales - Para los puentes esenciales, correspondientes al grupo de importanciaA-3-5-' Atinarse la posibilidad de que existan características tectónicas tales como fallas activas enI, deí>e jaña ai lugar del puente y debe evaluarse su potencial de producir valores del coeficiente

mayores que los valores dados en la Figura A.3.5-1. Esta evaluación debe comprender

-5-80 79 -78 -77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 -70 -69 -68 -67 -6¿"

Mapa de Valores de AFigura A.3.5-1

A un estudio geológico con especial énfasis en la neotectónica regional en el cual seidentifiquen las fallas geológicas existentes en la zona.

2 Recopilación de la información sobre la sismicidad regional.

3 Una evaluación de la máxima aceleración horizontal esperada para los mismosparámetros probabilísimos empleados en la elaboración del mapa de la Figura A.3.5-1, osea 10% de probabilidad de excedencia en un lapso de 50 años. El cubrimiento por¡ncertidumbre en la determinación de la máxima aceleración horizontal esperada no debeser menor del 95%.

4. Opcionalmente, cuando una falla geológica definida como activa en el estudio deneotectónica, esté localizada a menos de un kilómetro del sitio de! puente, ésta puedeinvestigarse por medio de trincheras sísmicas con el fin de establecer los períodos derecurrencia de su actividad y este dato incorporarse en la determinación del valor de lamáxima aceleración horizontal esperada.

A.3.5.2.4 - Efectos de sitio - El suelo subyacente bajo el sitio del puente debe ser investigado paraefecíos de evaluar su potencial de amplificación de la onda sísmica. Para puentes de los grupos deimportancia II y III puede utilizarse el procedimiento del ordinal (a) del presente Numeral. Para lospuentes esenciales del grupo de importancia I debe utilizarse el procedimiento del ordinal (b) delpresente Numeral.

(a) Efectos de sitio en puentes de los grupos de importancia II y III - Con el fin de tomar en cuentalos efectos de sitio se definen los siguientes perfiles típicos de suelos estables:

Perfil de suelo tipo SL - Es un perfil que tiene una de las siguientes propiedades:

(a) está compuesto, hasta la superficie, por roca de cualquier característica, que tieneuna velocidad de la onda de cortante mayor o igual a 750 m/seg, o

(b) Perfiles que entre la roca y la superficie están conformados por suelos duros, odensos, con un espesor menor de 60 m, compuestos por depósitos estables dearenas, gravas o arcillas duras, con una velocidad de la onda de cortante mayor oigual a 400 m/seg.

Perfil de suelo tipo S2 - Es un perfil que tiene las siguientes propiedades:

(a) perfiles en donde entre la roca y la superficie existen más de 60 m de depósitosestables de suelos duros, o densos, compuestos por depósitos estables de arcillasduras o suelos no cohesivos, con una velocidad de la onda de cortante mayor oigual a 400 m/seg. o

(b) perfiles en donde entre la roca y la superficie existen menos de 60 m de depósitosestables de suelos de consistencia media compuestos por materiales con unavelocidad de la onda de cortante cuyo valor está entre 270 y 400 m/seg.

Perfil de suelo tipo Sj - Es un perfil en donde entre la roca y la superficie hay más de 20 m desuelo que contiene depósitos estables de arcillas cuya dureza varía entre mediana y blanda, con

impreso en diciembre 9, Í995 impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94 -Pag.A.3-18CCP 200-94 -Pag.A.3-19

una velocidad de la onda de corlante entre 150 y 270 m/seg y que dentro de ellos, en conjuntohay menos de 12 m de arcillas blandas.

Perfil de suelo tipo S4 - Es un perfil en donde, dentro de los depósitos existentes entre lala superficie hay más de 12 m de arcillas blandas, caracterizadas por una velocidad de lade cortante menor de 150 m/seg.

El coeficiente de sitio, S, según el tipo de perfil, es el dado en la Tabla A 3 5-1:

Tabla A.3.5-1'Coeficiente de Sitio

Tipo de Perfil de Suelo

Coeficiente de Sitio, S

S,

1 0

Sz

1 2

Sj

1 5

S,

2 0

El coeficiente de sitio debe aplicarse independientemente del tipo de fundación utilizada, ya seazapatas, pilas o pilotes. En aquellos sitios donde las propiedades del suelo no se conocen consuficiente detalle para poder determinar el tipo de perfil de suelo o donde el perfil no encajadentro de uno de los cuatro perfiles dados debe utilizarse el coeficiente de sitio, s,correspondiente al perfil de suelo tipo Sj

El potencial de licuación del suelo debe evaluarse para el sitio. Se permite evaluar estepotencial utilizando correlaciones con el ensayo de penetración estándar. En caso deencontrarse que el suelo es potencialmente licuable, deben tomarse medidas correctivas en elsitio para contrarrestar los efectos adversos de la licuación.

(b) Efectos de sitio en puentes esenciales del grupo de importancia I - Para los puentesesenciales correspondientes al grupo de importancia I, tal como se definen en el NumeralA 3.5.1.3, deben investigarse los siguientes factores:

1. Aspectos geométricos respecto a ¡a posición y espesores de la estratificación dominante yla profundidad de la roca base

2. Estudios de clasificación y consistencia de los suelos, identificando la presencia de suelosgranulares saturados y poco compactos con el fin de establecer la susceptibilidad a lalicuación.

3. Estudio del comportamiento del módulo dinámico de cortante y la capacidad deamortiguamiento histerético de muestras inalteradas representativas del subsuelo encuestión. Para esta determinación pueden utilizarse técnicas tales como ensayos triaxialescíclicos, estudios de muestras en columna resonante, métodos torsionales u otros queestén respaldados por resultados apropiados.

4. Análisis de la respuesta dinámica del subsuelo, empleando en principio la propagaciónondulatoria unidimensional pero soportada por los estudios geotécnicos anotados. Deestos estudios se debe deducir el espectro de amplificación local para mediante un análisiscualilativo razonable establecer un coeficiente de amplificación promedio apropiado,dominante en el subsuelo.

El valor del coeficiente de amplificación debe asimilarse al coeficiente de sitio, S. para cadaordenada espectral, pero su valor no puede ser menor de la unidad (1.0).

ctro de diseño - El espectro suavizado de diseño, expresado como fracción de la

A-3-5'2'!, Ida dado por la siguiente ecuación:nravedad esw ^gr

;.5A2.5 A (A.3-3)

Donde:

= Máxima aceleración horizontal, expresada como una fracción de la aceleración de laS"" gravedad, a que se ve sometido un sistema de un grado de libertad con un período de

vibración Tm.

= coeficiente de aceleración, expresado como fracción de la gravedadA

e = Coeficiente adimensional que representa las características del perfil de suelo

T = Período correspondiente al modo "m" en segundos.IB

Para perfiles de suelo Sj y S4 en zonas donde A ¿ 0.3o, el espectro está definido como:

1.2AS.2/3

< 2.0A (A.3-4)

Para perfiles de suelo 83 y S4, para modos de vibración diferentes del fundamental cuyo período devibración es menor de (1.30 segundos, el valor de Sam se puede obtener de:

S = (A.3-S)

Para estructuras en las cuales cualquier período de vibración Tm excede 4.0 segundos, el valor de Ssh

puede obtenerse de:

3AS AS

"m~ T43 T"(A.3-6)

Cuando se dispone de información más completa sobre el valor de la aceleración del terreno en roca ysobre la respuesta dinámica de los estratos de suelo subyacentes, puede emplearse un espectro dediseño desarrollado para el sitio, el cual debe cumplir los siguientes requisitos:

(a) Los movimientos sísmicos de diseño del terreno deben como mínimo tener unaprobabilidad máxima de 10% de ser excedidos en un lapso de 50 años.

(b) La forma espectral debe estar asociada a parámetros propios del lugar, los cuales comomínimo deben incluir características geológicas, tectónicas, sismológicas y de laspropiedades del suelo en el lugar. El espectro se debe desarrollar para un coeficiente deamortiguamiento crítico de 0.05 (5%) a menos que un valor diferente sea consistente conel comportamiento estructural anticipado y la intensidad del movimiento previsto.

(c) La componente vertical del movimiento puede definirse multiplicando las aceleracioneshorizontales correspondientes por un factor de 2/3, excepto cuando una falla definida porel estudio de neotectónica como activa está localizada a menos de 10 km del lugar delpuente, caso en el cual la componente vertical del movimiento debe tener !a mismaaceleración que la componente horizontal. Pueden utilizarse factores diferentes si estánapropiadamente respaldados por información propia del lugar específico.

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CCP 200-94-Pag.A.3-20CCP 200-94 - Pag.A.3-21

A.3.5.2.6 - Familias de acelerogramas - Cuando se empleen procedimientos de análisisen evaluaciones conlia el tiempo, obtenidas inlegrando paso a paso la ecuación de movimientoacelefogramas que se utilicen deben cumplir los siguientes requisitos:

(a) Deben utilizarse : ara efectos de diseño, (as respuestas ante un mínimo de tresacelerogramas diferentes, todos ellos representativos de los movimientos esperados aeiterreno pero que cumplan la mayor gama de frecuencias y amplificaciones posible.

(b) Los espectros !e respuesta de los acelerogramas empleados no pueden tenerindividualmente ordenadas especlrales. para cualquier período de vibración, menores que

el 60% de las ordenadas espectrales del movimiento esperado del terreno tal como seevaluó en el Numeral A 3.5.2 5.

(c) La envolvente de los espectros de respuesta de los acelefogramas empleados no debevariar, hacia arriba o hacia aba¡o, en más de un 25% con respecto a las ordenadasespectrales del mcvinuento esperado del terreno tal como se evaluó en el NumeralA 3.5.2 5.

A.3.5.3 - Categorías de comportamiento sismico • Todos los puentes deben asignarse a unacategoría de comportamiento sísmico de acuerdo con los siguientes requisitos

A.3.5.3.1 - Generalidades - Las categorías de comportamiento sísmico, las cuales van de A a D sedefinen con base en el coeficiente de aceleración, A, y el grupo de importancia a! que pertenezca. Losrequisitos mínimos de análisis y diseño están gobernados por la correspondiente categoría decomportamiento sísmico

A.3.5.3.2 • Definición de las categorías de comportamiento sísmico (CCS) - Las categorías decomportamiento sismico (ÍX'S) se definen de acuerdo con la Tabla A 3.5-2:

Tabla A.3.5-2Categorías de Comportamiento Sísmico (CCS)

Tabla A.3.5-3Coeficientes de Modificación de Respuesta

Coeficiente deAceleraciónA

A S 0 090 09 < A < 0 190 19 < A < 0 290 29 - A

Clasificación porImportancia

1

« S B

ccs-c< t S-CCCS-D

II

CCS-ACCS-Bcrs-cccs-c

111CCS-ACCS-BCCS Cccs-c

A.3.5.3.3 - Coeficientes de modificación de respuesta - Las fuerzas sísmicas de diseño para cadaelemento estructural individual y sus conexiones se determinan dividiendo las fuerzas elásticas por elcoeficiente de modificación de respuesta, R. apropiado. El coeficiente de modificación de respuesta, R,debe utilizarse en las dos direcciones horizontales ortogonales de la subeslructura. Los coeficientes demodificación de respuesta, R, están definidos en la Tabla A.3.5-3:

Subeítructura

Pila tipo muroViga cabezal de concreto reforzado sobre pilotes(a) Sobre pilotes verticales únicamente(b) Con uno o más pilotes inclinadosColumnas solasViga cabezal de acero o acero compuesto con concreto(a) Sobre pilotes verticales únicamenteib) Con uno o más pilotes inclinadosPórtico con dos o más columnas

R

2

323

535

da la pila siempre y cuando se cumplan lodos los requisitos sísmicos de columna, en esecaso pueda utilizarse el coeficiente R de columnas solas

ConcjloneiSuperestructura al estribo

.Juntas de expansión dentro de una luz de la superestructuraColumnas, pilas o viga cabezal sobre pilotes, al dado o lasuperestructuraColumnas o pilas a la fundación

R

0,8

oe

1 01.0

(Z) Para pueriles de las categorías de comportamiento sísmico C ¥ D se recomienda que lasconexiones se diseñen para las fuerzas máximas que puedan desarrollarse por plasiificaciónde la columna o las columnas del pótlico como se especifica en el Numeral A 3 5.13 Enmuchos casos estas fuerzas serán substancia I mente menores que las que se obtendríanutilizando un coeficiente R igual a 1.0

A.3.5.4 - Requisitos del análisis sismico • A continuación se dan los requisitos bajo los cuales debellevarse a cabo el análisis para determinar los efectos sísmicos sobre e! puente, sus componentes y sufundación.

A.3.5.4.1 - Generalidades - Los requisitos de la Sección A.3.5.4 definen el tipo de análisis que debeefectuarse así como las fuerzas sísmicas de diseño y los desplazamientos que eilas causan. En estaSección se definen las fuerzas sísmicas elásticas que deben utilizarse Los requisitos de diseño de loselementos estructurales y las fundaciones se definen dentro de los requisitos de cada uno de losmateriales estructurales y los de fundaciones.

A.3.5.4.2 - Regularidad e irregularidad - Para la definición del procedimiento de análisis sismico quedebe emplearse se requiere clasificar el puen!e como regular o irregular, de acuerdo con las definicionespresentadas a continuación:

(a) Puentes regulares - Cuando un puente no tiene cambios abruptos en su masa, rigidez ogeometría dentro de las luces y no tiene variaciones grandes de estos parámetros entreapoyos sucesivos, excluyendo los estribos, puede ser considerado como regular. Puentesrectos, o curvos que describan un sector de arco que no exceda 90°. y tiene apoyos, decolumna o de pórtico, cuya rigidez ante cargas horizontales no difiera en más de un 25%de la del apoyo que tenga menor rigidez, pueden considerarse como puentes regulares.

(b) Puentes irregulares - Son puentes que no satisfacen los requisitos de la definición depuentes regulares.

impreso en diciembre '), 19V5impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94 - Pag.A.3-22CCP 200-94 - Pag.A.3-23

A.3 5.4.3 - Procedimientos de análisis - Para efectos de la aplicación de los requisitos sísmicosdefinen cuatro procedimientos de análisis sísmico:

(a) Procedimiento de análisis sísmico simplificado (PAS-S) - Procedimiento que se u'iijpara puentes de una sola luz o para puentes de la Categoría de ComportamientoA (CCS-A), desciito en el Numeral A.3.5 5.

(b) Procedimiento de análisis sísmico 1 (PAS-1) - Método de respuesta espectral de Unsolo modo, descrito en el Numera! A 3 5.6

(c) Procedimiento de análisis sísmico 2 (PAS-2) - Método de respuesta espectral conlvarios modos, descrito en el Numeral A.3.5 7.

(d) Procedimiento de análisis sísmico 3 (PAS-3) - Método de respuesta integrando contra eltiempo las ecuaciones de movimiento y utilizando familias de acelerogramas, descrito eínel Numeral A.3.5 8

El procedimiento de análisis sísmico que debe emplearse en cada puente en particular depende delnúmero de luces, de su complejidad geométrica (regularidad o irregularidad) y de su clasificación dentro •de las categorías de comportamiento sísmico (CCS) Como mínimo debe emplearse el procedimiento deanálisis dado en la Tabla A.3.5-4. Puede emplearse un procedimiento más riguroso, de aceptacióngeneral, en vez del mínimo recomendado.

Tabla A.3.5^1Procedimiento mínimo de análisis sísmico (PAS)

Categoría deComportamientoSísmico (CCS)CCS-ACCS-BCCS-CCCS-D

Rúenles cíe una luz(Regulares eIrregulares]PAS-SPAS SPAS-Si'AS-S

Puentes Regularescon dos o mas luces

PAS-SPAS-1PAS-1PAS-1

Puentes Irregularescon dos o mas luces

PAS-SPAS-1PAS-2PAS-2

A.3.5.4.4 - Direcciones principales del análisis - En los puentes de las calegorias de comportamientosísmico B, C y D (CC'S-H, CCS-C y CC'S-I)), las fuerzas elásticas y lo's desplazamientos que ellas causandeben determinarse independientemente en dos direcciones horizontales ortogonales utilizando elprocedimiento de análisis sísmico (PAS) especificado en el Numeral A.3.5 4.3. Las dos direccioneshorizontales ortogonales, en general, corresponden a ia dirección longitudinal y transversal del puente,pero su elección está abierta al diseñador. La dirección longitudinal de un puente curvo puede ser lacuerda que conecta los dos estribos.

A.3.5.4.5 - Combinación de las fuerzas sísmicas en planta - La combinación de las fuerzas sísmicasen planta se utiliza para tener en cuenta el hecho de que existe incertidumbre acerca de la dirección deaplicación de los movimientos sísmicos y sobre la ocurrencia simultánea de movimientos en las dosdirecciones horizontales principales del puente. Las fuerzas sísmicas horizontales provenientes delanálisis en las dos direcciones principales, como lo establece el Numeral A.3.5.4.4, deben combinarsepara conformar dos casos de carga así:

Caso de carga I - Las fuerzas y momentos causados por el sismo en cada uno de los ejesprincipales de! elemento se obtienen sumando el 100% del valor absoluto de las fuerzassísmicas elásticas provenientes del análisis en la dirección longitudinal del puente con el 30%del valor absoluto de las fuerzas sísmicas elásticas provenientes del análisis en la direccióntransversal del puente. Se utilizan los valores absolutos dado que fas fuerzas sísmicas puedenser positivas o negativas

II Las fuerzas y momentos causados por el sismo en cada uno de los ejesCaso de *J9 elemento, se obtienen sumando el 100% del valor absoluto de las fuerzas

eticas provenientes del análisis en la dirección transversal del puente con el 30%o de las fuerzas sísmicas elásticas provenientes del análisis en la dirección

l°r aDSOPongitudinal del puente.

exceptúa"te (¡no de combinación las fuerzas que provienen de suponer articulaciones plásticas

di las Categorías de Comportamiento Sísmico C y D (CCS-C y CCS-

diseña como columna, de acuerdo con los requisitos del Numeral A. 3. 5. 13.4, no hayjr a cabo la combinación que prescribe la presente Sección para la dirección de la

necesidad c pgfa |g dirección de la mayor inercia de la pila debe llevarse a cabo lamenor inercia a*combinación presenta.

Procedimiento de análisis sísmico simplificado (PAS-S) - El procedimiento de análisis"simplificado consiste en determinar las fuerzas sjsmicas horizontales que transmite la

10 . clura a (os apoyos y estribos, tanto longitudinal como transversalmente, las cuales se obtienenindo la reacción "en el apoyo, o estribo, causada por las cargas mugflas por el coeficientedado en la Tabla A. 3. 5-5. En este caso las fuerzas sísmicas elásucis así obtenidas no se

i por el coeficiente de modificación de respuesta R para obtener las fuerzas de diseño.

Tabla A.3.5-5Coeficiente sísmico para el procedimiento de análisis simplificado (PA5-S)

Tipo de Puente

Una luz

Dos o más luces

Categoría deComportamiento

SísmicoCCS-ACCS-BCCS-CCCS-DCCS-A

Coeficiente Sísmico

A (&>y. af /<*4/ÜCtertts \

0.20

A.3.5.6 - Procedimiento de análisis sísmico 1 (PAS-1) - Método espectral del modo fundamental -El procedimiento de análisis sísmico espectral del modo fundamental está descrito en los siguientespasos que deben ser utilizados tanto en la dirección longitudinal como en la dirección transversal delpuente.

Paso 1 - Se calculan los desplazamientos horizontales estáticos u,(x) debidos a una fuerzahorizontal unitaria uniforme p0 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 estribos. La fuerza horizontal unitariauniforme p0 se aplica en toda la longitud deTpuente y tiene unidades de fuerza sobre unidad delongitud. Los desplazamientos estáticos u.(x) tienen unidades de longitud.

impreso cu eitfiembn- V, 1995 impreso en diciembre 9. 1995

CCP 200-94 - Pag.A.3-24

Superestructura sometida a una fuerza horizontal uniforme unitaria en el sentido transversalFigura A.3.5-2 (a)

u x )

"\^

Superestructura sometida a una fuerza horizontal uniforme unitaria en el sentido longitudinalFigura A.3.5-2 (b)

Paso 2 - Se calculan los coeficientes a, (i y T para cada una de las direcciones principales pormedio de las siguientes expresiones: .

= Ju s ( x )dx

= Jw(s)[u s(x)]2 iU

(A.3-7)

(A.3-8)

(A.3-9)

impresa en diciembre 9, 1995

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

es la carga muerta de la superestructura y la subestructura aferente en unidades deñor unidad de longitud, a tiene unidades de longitud al cuadrado, p tiene unidades de

d por fuerza y y tiene unidades de longitud por fuerza al cuadrado.

, , tener en cuenta el peso de los elementos estructurales y todas las cargas relevantes. corno vigas cabezales, estribos, columnas, zapatas, etc. Pueden incluirse otras cargas

es como la carga viva, pero en general no se incluye en el análisis sísmico, a menos que seile de puentes con una relación alta de carga viva a carga muerta como puede ser el caso deentes urt)anos localizados en zonas donde puede haber congestiones de tráfico frecuentes y

or lo tanto hay una alta probabilidad de que haya cargas vivas importantes cuando ocurra elsismo.

Paso 3 - Se calcula el periodo fundamental del puente en las dos direcciones principales pormedio de:

(A.3-10)

donde g es la aceleración de ta gravedad en unidades de longitud sobre tiempo al cuadrado.

Paso 4 - Se calcula, en ambas direcciones principales, una fuerza sísmica estática equivalentepor medio de la expresión:

(A.3-11)

donde S. es el valor de la ordenada espectral que se obtiene al reemplazar el periodofundamental de vibración calculado por medio de la ecuación A.3-10 en las ecuaciones A. 3-3 oA.3-4 según sea apropiado. L^_f ugrza__sísmjca__estática_eq u i valente _p,(x) corresponderá lasfuerzas inercjajes que el sismo de diseño Impone al puenteatray^sj!eTl|Tiodp fundarneptaT ytienen unidades de fuerza por unidad de lorigíTücT

Paso 5 - Se aplica la fuerza sísmica estática equivalente pt(x) al puente como muestra la figuraA.3.5-3, y por medio de un análisis estructural se obtienen las fuerzas en cada uno de loselementos y los desplazamientos correspondientes.

1 (-

£vdu (f- «^Í¡aa ' -fBV >in<-to y': .-• •

-5

¿f.J' CQ «¿I i/-t'c:L i L, f>tn -f '

impreso en diciembre 9, ¡995

CCP 200-94 - Pag.A.3-26 CCP 200-94 - Pag.A.3-27

Superestructura sometida a la fuerza horizontal estática equivalente en el sentido transversalFigura A.3.5-3 (a)

Superestructura sometida a la fuerza horizontal estática equivalente en el sentido longitudinalFigura A.3.5-3 (b)

impreso en du ¡embrn 9, ¡995

respuesta está compuesta por la contribución de un número plural de modos que contribuyen5rnaj sta total de la estructura. Debe emplearse un programa de computador que sea capaz de13 res? __AI¡C¡C dinámico espacial teniendo en cuenta los efeclos de acoplamiento en la respuesta

realiza e5tructura del puente. Los movimientos que el sismo impone a la estructura en sus apoyos en

de las direcciones horizontales principales (longitudinal y transversal) inducen fuerzas' en ios ejes principales de los elementos, debido al acoplamiento. En puentes curvos, los

. tos longitudinales deben orientarse en la dirección de la cuerda que une los dos estribos dellos movimientos transversales son perpendiculares a la cuerda. Las fuerzas producidas por los

Puen is en las direcciones transversal y longitudinal, deben combinarse tal como lo prescribe elfliovimiemuNumeral A.3.5-4.Ü

t «i 7 2 • Modelo matemático - El puente debe modelarse como un estructura tridimensional espacial'elementos, interconeclados en nodos, que describan de una manera realista la rigidez y la masa de

^estructura. Cada nodo debe tener seis grados de libertad, tres traslacionales y tres rotacionales. Laa de la estructura se puede suponer concentrada en los nodos con un mínimo de tres grados de

libertad traslacionales.

La masa debe incluir la de los elementos estructurales y otras cargas relevantes tales como vigascabezales, estribos, columnas, zapatas, etc. Se puede incluir otras cargas tales como la carga viva, pero

n general no se incluye en el análisis sísmico, a menos que se trate de puentes con una relación altade carga viva a carga muerta como puede ser el caso de puentes urbanos localizados en zonas dondepuede naber congestiones de tráfico frecuentes y por lo tanto hay una alia probabilidad de que hayacargas vivas importantes cuando ocurra e! sismo.

(A) Superestructura - La superestructura, como mínimo, debe modelarse como una serie deelementos estructurales de pórtico espacial, interconeclados en nodos localizados en los apoyos dela luz, e intermedios a distancias de un cuarto de la luz. Las discontinuidades generadas por lasjuntas y los estribos deben incluirse. Debe tenerse especial cuidado en incluir los efectos inercialesde la masa en los nodos de interconexión. El efecto de los elementos restrictivos de movimientossísmicos en las juntas de expansión y dilatación puede modelarse, de una manera aproximada,colocando uno o mas elementos línealmente elásticos con las propiedades de rigidez de loselementos restrictivos.

(B) Subestructura - Las columnas y pilas interiores del puente deben modelarse como elementos depórtico espacial. Las columnas altas y flexibles deben modelarse con nodos en sus exiremos einteriormente a distancias de un tercio de la longitud de la columna. Las columnas cortas cuyalongitud sea menor de un tercio de la luz de los vanos adyacentes no requieren nodos interiores. Elmodelo debe tener en cuenta la excentricidad de las columnas con respecto a la superestructura.Las condiciones de empotramiento parcial o tota! que impone la cimentación a las columnas, pilaso 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 calcularseutilizando métodos establecidos, para una condición de base fija, utilizando las masas y fas rigideces delsistema de resistencia sísmica del puente.

A.3.5.7.4 - Número mínimo de modos - El análisis de la respuesta debe incluir, como mínimo, elefecto 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 miembros - Los desplazamientos y las fuerzas en losmiembros 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 laSuma de los cuadrados (RCSC) Los desplazamientos y fuerzas en los miembros obtenidos utilizandoWte método en general son adecuados en los puentes cuyos períodos de vibración difierenpreciablemente entre modo y modo. En aquellos puentes cuyos períodos de vibración de modosconsecutivos difieren en menos de un 10% debe utilizarse métodos de combinación de los modos que

impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94 - Pag.A.3-28 CCP 200-94 - Pag.A.3-29

tomen en cuenta este hecho en la obtención de la respuesta total.

A.3.5.8 - Procedimiento de análisis sísmico 3 (PAS-3) - Método de respuesta contra el tiempo coi,familias de acelerogramas - El análisis sísmico realizado integrando paso a paso las ecuaciones demovimiento de la estructura debe cumplir los requisitos presentados en los Numerales siguientes:

A.3.5.8.1 - Generalidades - Los acelerogramas que se utilicen deben cumplir los requisitos del NumeralA 3,5.2.6. Debe realizarse un análisis con cada uno de los acelerogramas para cada una de |as

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 deacoplamiento en la respuesta total de la estructura del puente. Los movimientos que el sismo impone ala estructura en sus apoyos en cualquiera de las direcciones horizontales principales (longitudinal ytransversal) inducen fuerzas inerciales en los ejes principales de los elementos, debido al acoplamiento,En puentes curvos, los movimientos longitudinales deben orientarse en la dirección de la cuerda queune los dos estribos del puente, y los movimientos transversales son perpendiculares a la cuerda. Lasfuerzas producidas por los movimientos en las direcciones transversal y longitudinal, deben combinarsetal como lo prescribe el Numeral A.3.5.4.5.

A.3.5.8.2 - Modelo matemático - El modelo matemático del puente debe cumplir los requisitospresentados en el Numeral A.3.5,7.2 para el procedimiento de análisis sísmico 2 (PAS-2),

A.3.5.8.3 - Desplazamientos y fuerzas en los miembros - Los desplazamientos y las fuerzas en losmiembros se pueden determinar utilizando el máximo valor de los parámetros (desplazamientos,derivas, fuerzas, momentos, torsiones, etc.) producidos por la respuesta de los diferentesacelerogramas.

A.3.5.9 - Desplazamientos de diseño - En los apoyos libres para expansión y contracción de todas lasvigas deben 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 lacategoría de comportamiento sísmico A deben cumplir los siguientes requisitos; Los asientos de losapoyos que soporten el extremo libre de las vigas, como muestra la figura A,3.5-4, deben diseñarse paraque tengan una longitud de apoyo mínima N (en cm) medida normalmente a la cara del estribo o apoyointerior, calculada de acuerdo con la siguiente ecuación:

N = 20.3+ O.I67L +0.666 H (cm)(A.3-12)

donde:

Para estribos:

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

II= 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. H es cero para puentes de unasola luz.

Para columnas o pilas, o ambas:

H = Altura, en metros, para ser utilizada en la ecuación A.3-12, de las columnas o

impreso en diciembre 9,

pilas.

Altura promedio, en metros, para ser utilizada en la ecuación A.3-12, de las columnas o pilas" adyacentes a la junta

COLUMNA O PILA

JUNTA DENTRO DE LA LUZ

Dimensiones de los requisitos de longitud de apoyo mínimaFigura A.3.5-4

A.3.5.9.2 - Categoría de comportamiento sísmico B (CCS-B) - Se debe tomar como desplazamientode diseño el mayor valor de los desplazamientos obtenidos de acuerdo con los requisitos del NumeralA.3.5 4.4 o del Numeral A.3.5.9.1.

A.3.5.9.3 - Categorías de comportamiento sísmico C y D ((TS-C > CTS-D) - Se debe tomar comodesplazamiento de diseño el mayor valor de los desplazamientos obtenidos de acuerdo con losrequisitos del Numeral A 3 5 4 . 4 o del Numeral A.3.5.9.1, excepto que la ecuación A 3-12 debereemplazarse por la ecuación A.3-13, donde N, L y H tienen las mismas definiciones dadas en elNumeral A.3,5 9,1

N = 30.5 + 0.25 L t- I.IKI H (cm)

-z- cero para puentes de una sola luz.

(A.3-13)

Deben proveerse amarres horizontales en todas las juntas del puente, tal como lo prescribe el NumeralA3.5.13.5.

Deben evaluarse cuidadosamente los desplazamientos relativos entre diferentes segmentos del puente,obtenidos dei análisis Los desplazamientos relativos producidos por los efectos provenientes dediferentes causas no son fáciles de evaluar dentro de! análisis, no obstante debe tenerse en cuenta elefecto de lo siguiente:

(a) Desplazamientos lorsionales del tablero en apoyos sesgados

(b) Rotación o desplazamiento lateral de la cimentación.

(c) Desplazamientos fuera de fase de los diferentes segmentos del puente. Este aspecto esespecialmente importante en la determinación de los tamaños de los asientos en las juntasde expansión

impresa en diciembre 9, ¡995

üuo-94 -Pag.A.3-30

(d) Relaciones fuera de fase de los estribos, columnas o pilas inducidos por el hecho de nlos movimientos que impone el sismo pueden ser diferentes en los distintos apoyos debin"a que se trata de ondas sísmicas viajeras. c

A.3.5.10 - Fuerzas de diseño para puentes de una sola luz - Las conexiones entre la superes! rucíny ¡os estribos deben diseñarse longitudinal y transversamente para las fuerzas obtenidas g!procedimiento de análisis utilizado. Deben cumplirse las dimensiones mínimas de apoyo dadas en wNumeral A 3 5 9.

A.3.5.11 - Fuerzas de diseño para la categoría de comportamiento sísmico A (C'CS-4) - i_a.conexiones de la superestructura a la subestructura deben diseñarse para que sean capaces de resist,f

una fuerza sísmica horizontal igual a 0.20 veces la reacción de carga muerta en las direcciones en lascuales se restringe el movimiento horizontal

A.3.5.12 - Fuerzas de diseño para la categoría de comportamiento sísmico B (CCS-li) - En losNumerales siguientes se definen las fuerzas sísmicas de diseño para puentes de la categoría B decomportamiento sísmico.

A.3.5.12.1 - Fuerzas de diseño para elementos estructurales y sus conexiones - Las fuerzassísmicas definidas en el presente Numeral deben utilizarse en:

(a) La superestructura, sus juntas de expansión y tas conexiones entre la superestructura y lasubestructura que le da apoyo.

(b) La subestructura hasta la base de las pilas y columnas, pero sin incluir las zapatas, losdados y los pilotes.

(c) Los elementos que conectan la superestructura a los estribos.

Las fuerzas sísmicas de diseño para los elementos mencionados anteriormente deben obtenersedividiendo las fuerzas sísmicas elásticas obtenidas para el caso de carga I y el caso de carga II dadosen el Numeral A.3.5.4.5 por el coeficiente de modificación de respuesta, R, adecuado, de aquellosdados en el Numeral A 3 5.3.3. Las fuerzas sísmicas en los elementos, así modificadas, para los doscasos de carga, deben combinarse independientemente con las otras cargas lal como lo prescribe lasiguiente combinación para el grupo de carga Vil. Debe tomarse en cuenta que las fuerzas sísmicassufren inversiones en su signo y que la máxima fuerza sobre cada elemento debe calcularse utilizando:

donde.

D

B

SF

E

FQM

(A.j-14)Grupo de Ccfrga VI! - l.u(l) ^ B f SF i E

= carga muerta

= carga por flotación

= carga por flujo de la corriente de agua

= empuje de tierra

= fuerza sísmica elástica proveniente del caso de carga I o del caso de carga II del NumeralA 3.5 4,5, modificada dividiéndola por el valor apropiado de R

CCP 200-94 - Pag.A.3-31

, ios elementos de la estructura debe diseñarse para que sea capaz de resistir las fuerzasde cada combinación de carga de las dadas en la Sección A, 3. 13. La ecuación A. 3-14 debe

cambio del Grupo Vil de la Sección A. 3. 12 en cuyo caso los coeficientes y y p se tomanutilizarse a ^^ diseño de acero estructural por el método de esfuerzos de trabajo, puede utilizarsecorno la j ! 50% en |os esfuerzos admisibles y para diseño de concreto reforzado por el mismo

de 33.3%.

122 . Fuerzas de diseño para la cimentación - Las fuerzas de diseño en la cimentación,i endo las zapatas, dados y pilotes, deben ser las fuerzas sísmicas elásticas, obtenidas para el caso

¡Trama I y el caso de carga II dados en el Numeral A.3.5.4.5 multiplicados por el coeficiente dedificación de respuesta, R, adecuado, de aquellos dados en el Numeral A.3.5.3.3. Las fuerzas

"-árnicas así modificadas, para los dos casos de carga, deben combinarse independientemente con lass! car¿as tal como lo prescribe la siguiente combinación para el grupo de carga Vil.

Grupo de Carga VI! = l.o(D + B + SF + E + EQF) (A.3-15)

donde:

FOF = fuerza sísmica elástica proveniente de! caso de carga I o del caso de carga II del NumeralA.3.5.4.5, modificada dividiéndola por la mitad del valor apropiadojie-R para la subestructura(columna o pila), a la cual esté unida. En el caso de vigas cabezal sobre pilotes, se debeutilizare! valor total de R.

Todo componente de la cimentación debe diseñarse para que sea capaz de resistir las fuerzas queresulten de cada una de las combinaciones de carga prescritas en la Sección A.3-12.

A.3.5.12.3 - Fuerzas de diseño para estribos y muros de contención - Los elementos (apoyos yllaves de corlante) que conecten la superestructura al estribo deben diseñarse para las fuerzasprescritas en el Numeral A.3.5.11. Los requisitos de diseño para los estribos están dados en la SecciónA.5.5.

A.3.5.13 - Fuerzas de diseño para las categorías de comportamiento sísmico C Y D (CCS-C y CCS-fí) - En los numerales A,3.5.13.1 y A.3.5,13.2 se definen dos juegos de fuerzas de diseño, las cualesdeben utilizarse en los puentes clasificados en las categorías de comportamiento sísmico C y D (CCS-Cy CCS-D). Las fuerzas de diseño para los diferentes componentes y elementos se definen en losNumerales 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 enlos Numerales A.3.5.12.1 y A.3.5.12.2, con la excepción de que en la determinación de las fuerzas en lacimentación, Numeral A.3.5.12.2, se debe utilizar un valor de R igual a la unidad (1.0). En las columnasdebe determinarse una fuerza axial máxima y mínima, tomando la fuerza axial proveniente del sismo,como positiva y como negativa, respectivamente.

•3,5.13.2 - Fuerzas determinadas de la formación de articulaciones plásticas en columnas, pilasV pórticos - Las fuerzas provenientes de la formación de articulaciones plásticas en los extremossuperior o inferior, o en ambos, de la columna, deben calcularse una vez se haya realizado el diseñopreliminar de las columnas. Las fuerzas provenientes de la formación de articulaciones se utilizan en eldiseño de la mayoría de los componentes y elementos, tal como lo prescriben los Numerales A.3.5.13.33 A.3.5.13.6. En algunos casos en que no se calculan las fuerzas provenientes de la formación de

culaciones plásticas, se permite, alternativamente, la utilización de unas fuerzas conservadoras,:uando se especifica de una manera explícita. Los procedimientos para calcular las fuerzasprovenientes de la formación de articulaciones plásticas para el caso de columnas solas, o de pórticose varias columnas, se dan a continuación:

impreso en diciembre 9, ¡<)95

impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94 - Pag.A.3-32CCP 200-94 - Pag.A.3-33

(a) Columnas y pilas solas - Las fuerzas deben calcularse para los dos ejes principales ]sección de la columna, o para la dirección de la menor inercia de la pila o del pórtico, as¡. 1

Paso 1 - Determinación de las resistencias probables a fíexión de la columnaPara el caso de concreto reforzado las resistencias probables a flexión de la columna SBobtienen utilizando un coeficiente de reducción de resistencia, f de 1.3. Para aceroestruclural se utiliza 1.25 veces la resistencia nominal a fluencia de la sección, g.ambos casos se utiliza la máxima fuerza axial elástica sobre la columna, calculada a»acuerdo con el Numeral A.3.5.4.5, sumada a la fuerza axial proveniente de la camamuerta.

Paso 2 • Cálculo de la fuerza cortante en la columna - Utilizando las resistenciasprobables a flexión de la columna, se calcula la fuerza cortante en la columna asociadacon ellas, utilizando la longitud de columna entre articulaciones plásticas. Cuando |acolumna tiene ensanchamientos tales como capiteles o pedestales, la determinación dela fuerza cortante debe hacerse en la parte inferior del capitel o en la parte superior delpedestal y utilizando la longitud de columna apropiada. Si la cimentación de la columnaestá a una profundidad apreciable, debe considerarse la posibilidad de que laarticulación plástica se forme inmediatamente por encima de la cimentación.

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

1. Fuerzas axiales - las fuerzas axiales máximas y mínimas, no reducidas, que sedeterminan de acuerdo con el Numeral A.3.5.4.5 sumadas a la fuerza axialproducida por la carga muerta.

2. Momentos - Los que se calculan en el Paso 1.

3. Fuerza cortante - La que se calcula en el Paso 2.

(b) Pórticos con dos o más columnas • Las fuerzas en pórticos que tienen dos o máscolumnas deben calcularse tanto en el plano del pórtico y en la dirección perpendicular almismo. Las fuerzas en la dirección perpendicular al plano del pórtico, deben calcularse dela misma manera que para columnas solas, como se indicó en el ordinal (a) del presenteNumeral. En el plano del pórtico l-as fuerzas deben calcularse como se indica acontinuación:

Paso 1 • Determine las resistencias probables a flexión de la columna - Para elcaso de concreto reforzado las resistencias probables a flexión de la columna seobtienen utilizando un coeficiente de reducción de resistencia, +, de 1.3. Para aceroestructural se utiliza 1.25 veces la resistencia nominal a fluencia de la sección. Enambos casos se utiliza la máxima fuerza axial elástica sobre la columna, calculada deacuerdo con le Numeral A.3.5.4.5. sumada a la fuerza axial proveniente de la cargamuerta

Paso 2 - Cálculo de la fuerza cortante del pórtico - Se calcula la fuerza cortanteasociada con cada columna utilizando sus resistencias probables a flexión. Las fuerzascortantes de todas las columnas del pórtico se suman para obtener ta fuerza cortante delpórtico Si las columnas se apoyan sobre un muro de altura parcial, la longitud efectivade la columna se debe tomar desde la parte superior del muro. Para columnas conensanchamientos, capiteles y pedestales, deben seguirse los requisitos indicados en elPaso 2 del ordinal (a) del presente Numeral Para las vigas cabezales sobre pilotes, seutiliza la longitud del pilote que se encuentra por encima del nivel hasta donde existematerial de suelo o depósito de sedimentos.

paso 3 - Fuerzas axiales causadas por vuelco - Colocando la fuerza cortante delpórtico en la parte superior, a la altura del centro de masa de la superestructurasostenida por el pórtico, se determina el momento de vuelco que ocurre cuando sepresentan las articulaciones plásticas y se determinan las fuerzas axiales sobre lascolumnas asociadas con el momento de vuelco.

Paso 4 • Verificación de las resistencias probables a flexión • Utilizando las fuerzasaxiales obtenidas en el Paso 3, adicionadas en la fuerza axial proveniente de la cargamuerta, se obtienen unas nuevas resistencia probables a momento. Con estas nuevasresistencias probables a momento se calculan las fuerzas cortantes en las columnas yen el pórtico. Si la fuerza cortante del pórtico varía en más de 10% de la calculada¡nicialmente, se utiliza la fuerza cortante del pórtico calculada por medio de las nuevasresistencias probables a momento y se repite el Paso 3 y los siguientes.

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

1. Fuerzas axiales - La fuerza axial proveniente de la carga muerta, más la fuerzaaxial determinada de la última iteración del Paso 3, tomada como positiva ynegativa

2. Momentos - Los momentos máximos probables calculados para la fuerza axialmáxima a compresión definida en 1., calculada con un $ de 1.3 en concretoreforzado o 1.25 veces la resistencia nominal a la fluencia para acero estructural.

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

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

(a) Fuerzas axiales - Las fuerzas axiales máxima y mínima, pueden ser las fuerzas elásticasdeterminadas en el Numeral A.3.5.4.5, sumadas a la fuerza axial proveniente de la cargamuerta, o alternativamente los valores correspondientes a la formación de articulacionesplásticas en las columnas, como lo prescribe el Numeral A.3.5.13.2. En general los valorescorrespondientes a la formación de articulaciones plásticas serán menores y serecomienda que se utilicen estos valores menores.

(b) Momentos - Los momentos de diseño modificados, determinados en el NumeralA.3.5.13.1.

(c) Fuerza cortante - Puede ser la fuerza elástica de diseño, determinada en el NumeralA.3.5.13.1, utilizando un valor de! coeficiente de modificación de respuesta, R, igual a launidad (1.0) para la columna, o alternativamente, el valor derivado de la formación dearticulaciones plásticas, determinado de acuerdo con el Numeral A.3.5.13.2 En general elvalor obtenido de la formación de articulaciones plásticas es sensiblemente menor, y serecomienda utilizar este valor.

.5.13.4 - Fuerzas de diseño para pilas - Las fuerzas de diseño de las pilas deben ser las fuerzas deseño modificadas del Numeral A.3.5.13.1, exceptuando el caso en que se diseña la pila en su lado

>il, caso en el cual se traía como una columna y fas fuerzas de diseño son las que se definen en elumerai A.3.5.13.3 y además se deben cumplir todos los requisitos propios de columna, dados en este°aigo. Cuando la pila se diseña en su lado débil como una columna, utilizando las fuerzas que seAsentan con las articulaciones plásticas, no hay necesidad de utilizar ias combinaciones de carga que

Se dan en el Numeral A.3.5.4.5.

impreso en diciembre 9, 1995 impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94 - Pag.A.3-34 CCP 200-94 - Pag.A.3-35

A.3.5.13.5 - Fuerzas de diseño para conexiones - Las fuerzas de diseño de las conexiones son |aque se determinan en el Numeral A.3.5.12.1, excepto que para las conexiones a las columnas, y de |2columnas a las zapatas o dados, en las cuales se deben utilizar las fuerzas especificadas más adela™»en el ordinal (c) del presente Numeral. Las fuerzas adicionales de diseño de las conexiones son la.]siguientes:

(a) Fuerzas longitudinales de conexión • Deben colocarse conexiones que unan o amarrende una manera adecuada las secciones adyacentes de la superestructura en los apoyos v ien las juntas de expansión. La conexión debe diseñarse para que sea capaz de resistircomo mínimo una fuerza equivalente al producto del coeficiente de aceleración. A, pora'peso del sector mas liviano de los dos que interconecta. Si la conexión está localizada enun lugar donde se puede presentar movimiento relativo entre las porciones de 1*1superestructura al ocurrir el sismo, debe dejarse una holgura suficiente para permitir dimovimiento, de tal manera que la restricción que se obtiene con la conexión solo actúadespués de que se exceda el desplazamiento previsto. Cuando la conexión se realicedonde hay columnas o pilas, la conexión debe hacerse con la columna o pila y no entresectores adyacentes de la superestructura. Los amarres pueden consistir en anclajes Icables, amortiguadores, o mecanismos equivalentes. La fricción no debe considerasedentro de las fuerzas que contribuyen a conectar los elementos.

(b) Elementos restrictivos verticales - En todos los apoyos y articulaciones donde losefectos verticales causados por la aceleración horizontal de! sismo, están dentro del 50% y ]el 100% de la reacción de carga muerta, deben colocarse conexiones que impidan el1

levantamiento de la superestructura. La fuerza de levantamiento que debe resistir elelemento restrictivo debe ser, como mínimo, igual al 10% de la reacción de carga muertaque se tendría al suponer que la luz está simplemente apoyada.

Si la fuerza sísmica vertical, Q, producida por las aceleraciones sísmicas horizontales, se oponey excede el 100% de la reacción de carga muerta, DR, ía fuerza vertical de levantamiento quedebe resistir el elemento restrictivo debe ser, como minimo, la mayor de I,2(QDR) o la fuerzaespecificada en el párrafo anterior.

(c) Fuerzas de diseño de las conexiones de columnas y pilas - Las fuerzas de diseñorecomendadas para las conexiones en!re la superestructura y las columnas, las pilas, lasvigas cabezales, las vigas de pórtico, y las columnas y las zapatas o dados, deben ser lasfuerzas desarrolladas en los exiremos de las columnas al presentarse articulacionesplásticas, tal como lo indica el Numeral A 3.5.13.2. Puede utilizarse la menor entre estasfuerzas y las prescritas en el Numeral A.3.5.13.1. Debe tomarse en cuenta que estasfuerzas deben calcularse después de que se haya realizado el diseño total y que se hayandeterminado las resistencias probables a momento.

A.3.5.13.6 - Fuerzas de diseño para la cimentación - Las fuerzas de diseño para los elementos de lacimentación, incluyendo zapaias, dados y pilotes, pueden ser las fuerzas determinadas de acuerdo conel Numeral A.3.5 13.1 o las fuerzas en la parte inferior de las columnas, que se han obtenido de laformación de articulaciones plásticas en los extremos de las columnas, calculadas como lo indica elNumeral A.3.5.13.2. En general los valores correspondientes a la formación de articulaciones plásticasson apreciablemenle 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 lasfuerzas en la base de las columnas tal como se determinan siguiendo el Paso 4 del ordinal (b) delNumeral A.3 5.13 2, para diseñar la zapata en la dirección del piano del pórtico. Esta distribución defuerzas produce momentos y fuerzas cortantes bajas, debido a que unas columnas pueden estar entensión y las otras en compresión, debido al momento de vuelco impuesto por el sismo, lo cual aumentalos momentos y fuerzas cortantes en unas columnas y las reduce en las otras.

.

Fuerzas de diseño para estribos y muros de contención - Los componentes y elementosA.3-5'13'?,áves de cortante, e!c) que conectan la superestructura con un estribo deben diseñarse paraApoyos. gces je resistir las fuerzas especificadas en el Numeral A.3.5.13.1. Los requisitos deque sea" estr¡bos están dados en el Numera! A 5.4.3.diseño pa|d

SECCIÓN A.3.6 - CARGAS DE VIENTO

as je v¡ento deben consistir en cargas móviles uniformemente distribuidas aplicadas al áreaL3S %ta de la estructura. El área expuesta debe ser la suma de las áreas de todos los elementos,eXP" (j0 e| s¡stema de piso y las barandas, tal como se vean en un alzado a 90° con el eje longitudinal C4s^>

la estructura. Las fuerzas y cargas que se especifican a continuación son para una velocidad de f's^-.f^lo de 160 km/hora. Para los Grupos de carga II y V, pero no para los Grupos III y VI, las cargas " "2

"' rfpn ser reducidas o incrementadas de acuerdo a la relación entre la velocidad de diseño del viento LJTr-uadrado y la velocidad base del viento al cuadrado, siempre y cuando la velocidad máxima probable8 ieda ser determinada con una precisión razonable, o si el terreno posee características que hacen queP cambios sean seguros y recomendables. Si se hace un cambio en la velocidad de diseño del viento,la nueva velocidad de diseño se debe indicar en los planos.

A.3.6.1 - Diseño de la superestructura

A.3.6.1.1 - Cargas para los grupos 11 y V

A.3.6.1.1.1 - Una carga de viento de la siguiente intensidad debe ser aplicada horizontalmente a unángulo de 90 grados con el eje longitudinal de la estructura:

Para cerchas y arcos 370 kgf/m1

Para vigas , . 250 kgf/m1

(¿vo Ib/pu i ^¿y c«vci<ívA.3.6.1.1.2 - La carga total total no debe ser menor de 450 kgf/m en el plano de barlovento y de225 kgf/m en el plano de sotavento para cerchas y no menos de 450 kgf/m para vigas-

A.3.6.1.2 - Cargas para los grupos 111 y VI - Las cargas para los Grupos III y VI deben comprender lascargas usadas para los Grupos II y V reducidas al 70% y una carga adicional de 150 kgf/m aplicada conun ángulo de 90 grados con el eje longitudinal de la estructura y a 1.80 m sobre la calzada como unacarga sobre una carga viva móvil. Cuando una placa de concreto reforzado o una losacero seaintegrada o conectada a sus elementos de soporte, se puede asumir que la placa resiste en su plano elcortante resultante de las fuerzas de viento sobre la carga viva móvil.

A.3.6.2 - Diseño de la infraestructura - Las fuerzas transmitidas a la infraestructura a través de lasuperestructura y las fuerzas aplicadas directamente a la infraestructura provenientes de fuerzas deviento deben ser las siguientes:

A.3.6.2.1 - Fuerzas provenientes de la superestructura

A-3.6.2.1.1 - Las fuerzas longitudinales y transversales transmitidas por la superestructura a lainfraestructura para varios ángulos de dirección del viento deben ser tal y como se indican en lasiguiente tabla. El ángulo de inclinación se mide de la perpendicular al eje longitudinal y la dirección delviento se debe asumir de tal forma que cause los mayores esfuerzos en la infraestructura. Las fuerzaslongitudinales y transversales deben aplicarse simultáneamente en el centro de gravedad del áreaApuesta de la superestructura.

impreso en diciembre 9, 1995 impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94 - Pag.A.3-36 CCP 200-94 - Pag.A.3-37

Ángulo deinclinación

grados015304560

Fuerzalateralkgf/m2

367342

230117

Fuerzalongitudinal

kgf/m1

059

200245

VítFuerzalateralkgf/m*

245215

16183

asFuerza

longitudinalkgf/m1

029597893

Las fuerzas que se indican en la tabla deben usarse para los Grupos II y V de acuerdo con el numera!A.3.12.

A.3.6.2.1.2 - Para los Grupos III y VI. las cargas se deben reducirse al 70% y se debe añadir una caf¡wllineal como una carga de viento sobre una carga viva móvil lal como se índica en la siguiente tabla:

Ángulo de inclinaciónGrados

015304560

Fuerza lateralkgf/m

149131

9851

Fuerza longitudinalkgf/m

018364857

La carga debe ser aplicada a una altura de 1.80 m sobre el nivel de la calzada.

A.3.6.2.1.3 - Para los puentes comunes de vigas y placas que tengan luces máximo de 40 m se puedenutilizar las siguientes cargas en lugar de las más precisas que se especificaron anteriormente:

W

WL

(carga de viento sobre la estructura)sentido transversalsentido longitudinal

Las dos fuerzas se deben aplicar simultáneamente,

(carga de viento sobre la carga viva)sentido transversalsentido longitudinal

Las dos fuerzas se deben aplicar simultáneamente.

250 kgf/m2

60 kgf/m2

150 kgf/m60 kgf/m

A.3.6.2.2 - Fuerzas aplicadas directamente a la infraestructura - Las fuerzas transversales ,longitudinales que se deben aplicar directamente a la infraestructura para una velocidad del viento de160 km/hora deben calcularse para una fuerza asumida del viento de 200 kgf/m*. Para direcciones delviento asumidas inclinadas con respecto a la infraestructura, esla fuerza se debe descomponer en lasdirecciones perpendiculares a las elevaciones final y frontal de la infraestructura. La componenteperpendicular a la elevación final debe actuar sobre el área expuesta de la infraestructura tal como seve en la elevación final y la componente perpendicular a la elevación frontal debe actuar sobre las áreasexpuestas y debe aplicarse simultáneamente con las fuerzas de viento de la superestructura. Lasfuerzas anteriores son para los Grupos II y V y pueden ser reducidas al 70% para los Grupos MI y VI talcomo se indica en el numeral A.3.12.

gs de volcamiento • El efecto de fuerzas que tiendan a volcar las estructuras deben sere -0 |OS Grupos II, III, V y VI del numeral A.3.12 asumiendo que la dirección del viento esar al eje longitudinal de la estructura. Adicionalmente, una fuerza hacia arriba debe aplicarse

barlovento a un cuarto del ancho de la estructura. Esta fuerza debe ser de 100 kgf/m* depara las combinaciones de los Grupos II y V y de 30 kgf/m7 para las combinaciones de

A.3.7 - FUERZAS TÉRMICAS

tomar medidas para los esfuerzos o movimientos causados por variaciones de temperatura,en fijar las temperaturas máxima y mínima para el sitio de la construcción y deben ser calculadas

na temperatura asumida para el momento de iniciación de la construcción Particular atención se«restar a la diferencia entre la temperatura ambiente y la del interior de elementos masivos de

concreto.

El rango de temperaturas debe ser en general asi:

Estructuras metálicas

Cl¡ma moderado, de 0° a 483C

Clima frío, de -5° a 48CC

Estructuras deConcreto

Clima moderadoClima frió

Subida de temperatura

17°C19°C

Caída de temperatura

22°C25"C

SECCIÓN 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 cualquiera de los apoyos es resistido pormiembros a tensión haciendo participar una masa de mamposteha igual a la fuerza más grandeobtenida bajo una de las siguientes condiciones:

(a) 100% del levantamiento calculado causado por cualquiera de las cargas oen las cuales la carga viva mase! impacto se incrementan por el 100%.

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

combinaciones de carga

A.3.8.2 - Los pernos de anclaje sometidos a tensión u otros elementos de la estructura esforzados bajo!as condiciones mencionadas deben ser diseñados al 50% de! esfuerzo permisible básico.

SECCIÓN A.3.9 - FUERZAS DE LA CORRIENTE, MATERIAL DE ARRASTRE YCONDICIONES DE SEDIMENTOS

Todas las pilas y otras partes de las estructuras que están sometidas a la fuerza del flujo de agua,Raterial de arrastre, o sedimentos deben ser diseñadas para resistir los esfuerzos máximos causadosPor dichas fuerzas.

impreso en diciembre 9, 1995 impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94 - Pag.A.3-38

A.3.9.1 - Fuerza debida a la corriente sobre las 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, asumiendodistribución parabólica de segundo grado para la velocidad y de ésta forma una distribución triangular u8

la presión, debe calcularse de acuerdo con la siguiente fórmula: e

donde:

Pa,B = presión promedio de la corriente, expresada en kgf/m1

v.Y( = 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 dondeel ángulo es 30 grados o menos

La presión máxima de la corriente, Pmi,, debe ser igual a dos veces el promedio de la presión de lacorriente, Pa,g, calculada mediante la ecuación anterior. La presión de la corriente debe tener unadistribución triangular con Pmil, localizada en el borde superior de la elevación de agua y una presiónigual 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 la corriente,teniendo en cuenta su distribución, y el área expuesta de la pila. En casos para los que el bordesuperior de la elevación de agua este por encima de la viga, la carga sobre la superestructura debida alflujo debe ser investigada. La presión sobre la superestructura debida al flujo puede tomarse como Pmi,y con una distribución uniforme.

A.3.9.1.2 - Componentes de la Presión - Cuando la dirección del flujo de agua no es normal a lasuperficie expuesta, o cuando existe erosión o cambios en el cauce, los efectos de las componentes dela presión deben ser investigados.

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

SECCIÓN A.3.10 - FLOTACIÓN

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

CCP 200-94 - Pag.A.3-39

A.3.11 - PRESIÓN DE TIERRAS

las estructuras para contención de rellenos deben ser dimenstonadas para resistir la presión• |3 formula de Rankine o por otras expresiones dadas en el numeral A.5.7 o en la Sección A.13,

dada ^de Contención'; sin embargo, ninguna estructura debe ser diseñada para una presión menor a"MüfOS

fluitj0 de masa equivalente a 480 kgf/m3.l¡j(je iii

tt 2 . para pórticos rígidos sofo la mitad del momento causado por ta presión de tierras (lateral)A--- ' considerado para la reducción del momento positivo en las vigas, en la plPuevcaS superior e inferior, de acuerdo al caso en consideración.

placa superior, o en

* 311 3 - Cuando el tráfico puede estar dentro de una distancia horizontal desde et extremo superior de¡T estructura ual a la mitatl de su a"ura' se debe añadir una presión de sobrecarga igual a 0.70 m derelleno-

A.3.11-*- No se debe considerar sobrecarga por carga viva cuando se diseñe una placa de acceso enconcreto reforzado que esté apoyada en el extremo del puente.

A.3.11-5 - Todos los diseños deben proveer drenajes para el material de relleno por intermedio de rocatriturada, tubos o gravilla de drenaje, o drenajes perforados .

SECCIÓN A.3.12 - COMBINACIONES DE CARGA

Los siguientes grupos representan varias combinaciones de cargas y fuerzas para los que la estructurapuede ser solicitada. Cada parte de una estructura y la fundación sobre la que esta se cimenta se debeanalizar para todas las combinaciones de carga que sean aplicables al sitio en particular.

Los grupos de combinaciones de carga para diseño con factor de carga están dados por

número de grupo

factor de carga, ver tabla A.3.12.1

coeficiente de carga, ver tabla A.3.12.1

caiga muerta

carga viva

impacto

empuje de tierras

flotación

fuerza del viento sobre la estmctura

fuerza del viento sobre la carga viva

fuerza centrifuga

impreso en diciembre 9, 1995

impreso en diciembre 9, 1995

CCP 200-94 - Pag.A.3-40 CCP 200-94 - Pag.A.4-1

R = acortamiento de la estructura

S - retracción del fraguado

T = temperatura

EQ = sismo

SF = presión por flujo de la corriente

Para diseñar elementos esúucturales y fundaciones se deben utilizar los factores beta y gamala Tatta A.3.12 1

Cuando se diseñen estructuras de grandes luces, los valores de beta y gama especificados representanlas condiciones generales y deberán incrementarse si el ingeniero considera que las cargas de disertolas condiciones de servicio o tos materiales de construcción serán diferentes a los determinados por lasespecificaciones,

TABLA A-3.12-1Tabla de coeficientes

COLUMMA r*o.

GRUPO

<

1

IA

IB

H

III

IV

V

VI

Vil

IXA

tT

13

1.3

1.3

1.3

1.3

1.3

1 25

1.25

1 0

1 3

1 2

13

2

D

Pfi

J*D

HDPfiPj>V>vPDPEIVPDI*Di

3

L+l

1.67

2.2

0

0

1

1

0

1

0

10

1 67

4 s 6 1 •FACTOR p

CF1

0

1

0

11

0

10

10

0

E

P§0

PjPEPEhPjPtPE*

PjPEPE

B1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

SF1

0

1111111110

\v0

0

0

10.3

0

10.3

0

0

10

9

WL0

0

0

0

10

0

10

0

0

0

10 | 11 | 11

LF0

0

0

0

10

0

10

0

0

0

R+S+*0

0

0

0

0

1110

0

0

0

Í EQ0

0

0

0

0

0

0

0

Y0

0

0

_ _ . ,. -B-- ..-.-,.W.TO uo jj.ii>. L.UJÍKJU u t<xnDm3Ciot! o* Cttga vivasobre andén y la carga viva oe Iralico más impacto rige <ri diseño; sin embaigo, la capacidad do la cocción no debíK«C menor que la lequenda pata caiga vita de tráfico pesado solamente, con un (ador igual a 1 67Se pueda utilizar 1 O en v«i de 1.67 para diseño de placas de piso con combinación de cargas detenta» en USección A 4.3

1.3 para presión blwal de (ierras sobre muros de contención y marcos rígidos, sin incluir alcarrtoriH»figidn

0.5 para pies™ lateral da (letras paia rnomenlos postín» en maro» rígidos, ver Sección A 3 111.0 para presión vertical íe tierras0.76 cuando se estudia ntementos con mínima carga axial y mánrno momento o máxima «BCerMncid iJp*i diseño de columna»

t.O cuando se estudian císmenlos con máxima carga anal y mínimo momento para diserto de columnas1.0 para eternentos a Renórt o Oaccuin1.0 pan afcjnlarillat rígidas15 para alcantarillas falibles

Para ot grupo X de cargas (alcantarillas) el tactor 0, se debe aplicar para cargas horüoolales y verticales

+ véase numerales A.3 5.12 1»A.35.122

CAPITULO A.4SUPERESTRUCTURA

SECCION A.4.0-NOMENCLATURA

Luz del puente (m), longitud para puentes curvos

- ancho del puente (m)

= Espaciamiento entre vigas (m), luz de diseño (m)

_ Ancho de distribución para cargas concentradas (m)

= Momento flector por metro de losa (t-m)

= Distancia desde la carga hasta el punto de soporte (m)

= radio al eje en un puente curvo (m)

P = Carga de una rueda (t ó Kg)

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

SECCIÓN A.4.1 - ALCANCE

La superestructura o tablero es la parte del puente que recibe directamente la carga viva. Su posiciónrelativa con respecto a la subestructura es variable, pudiendo ser superior, intermedia o inferior.

Lns recomendaciones dadas en este capitulo son aplicables a puentes regulares en planta, con unesviaje máximo de 20°, rectos, o curvos con un radio mayor de 2LVb.

Puentes que no cumplan las condiciones anotadas se deben diseñar usando métodos más refinados queconsideren las rigideces tanto en sentido longitudinal como transversal. Ejemplos de estos métodos son:elementos finitos, placas ortotrópicas, láminas plegadas, parrillas, etc.

Se llama "Carga de Ruedas" a una línea de cargas concentradas de magnitud igual a la mitad de lacarga de camión, y con su misma distribución. El objeto del método simplificado consiste en determinarel llamado "Factor de Rueda", que indica el número de cargas de rueda que se consideran asignadas auna viga o tabique.

En aras de mejorar la precisión de los resultados y como transición a las normas LRFD se recomiendautilizar las expresiones para determinar el factor de rueda contenidas en el Draft de las GuideSpecifications for Distribution of loads for Highway Bridges AASHTO 1994 (borrador de lasespecificaciones para la distribución de cargas en puentes), en vez de las fórmulas simplificadas de laultima edición de las normas AASHTO (Ed. 15 de 1992), adoptadas provisionalmente en la norma"-olombiana".

ara la aplicación del método simplificado se clasifican los tableros en seis tipos, según su sección, laual caracteriza las propiedades de distribución transversal de la carga-.

(a) De losa maciza(b) De losa y vigas longitudinales

impreso en diciembre 9, ¡995 impreso en diciembre 7, 1995

CCP 200-92 - Pag.A.4-2CCP 200-94 - Pag.A.4-3

(c) Celulares(d) De vigas adosadas(e) De estructura lateral(f) De parrilla metálica

SECCIÓN A.4.2 - TABLEROS DE LOSA

A.4.2.1 - Generalidades • En esta sección se dan las normas para e! diseño simplificado de famacizas de concreto, tanto cuando ellas constituyen la totalidad de la superestructura (ponlones) co»cuando sólo Hacen parte de ella, { puentes de losa y vigas o puentes de estructura lateral). Las l !aligeradas, cuando las dimensiones de ios vacíos (alto y ancho) no sean mayores que el 60% (jH¿espesor, pueden diseñarse de acuerdo con esta sección. De lo contrario deben seguirse urecomendaciones para puentes celulares.

Alternativamente, las losas se pueden diseñar por métodos más exactos que consideren las carga»!aplicadas en el área de contacto de la llanta y que tengan en cuenta las condiciones reales de apoyadla losa.

En losas diseñadas por el método simplificado, en los puntos donde la continuidad de la losa seinterrumpa (extremos del puente y juntas intermedias), los bordes deben soportarse por elementos!adecuados, que deben ser diseñados para resistir los momentos y cortantes producidos por las cargas Ide rueda que puedan afectarlos.

A.4.2. 1.1 - Luz de diseño - En luces simples la luz de diseño S es la distancia entre centros de soportes Isin exceder la luz libre más el espesor de la losa.

En luces continuas sobre más de dos soportes:

(a) Para losas monolíticas con vigas o muros sin cartelas, S es la luz libre

(b) Para losas sobre vigas metálicas: S es la distancia entre los bordes de las aletas más talmitad del ancho de las mismas.

(c) Para losas sobre vigas de concreto prefabricadas: Si las aletas son gruesas (más de 1/4del ancho, S es el definido en (a)). Si las aletas son delgadas (menos de 1/4 del ancho),*]es el definido en (b).

A.4.2. 1.2 - Distancia de la carga de ruedas al borde de la losa - Para el diseño de las losas la líneade ruedas debe colocarse a 0.30 m de la cara del guarda rueda o del andén. Si éstos no existen, »|debe colocar a 0.30 m de la baranda.

A.4.2.2 - Losas apoyadas en dos bordes opuestos:

A.4.2. 2.1 - Losas con refuerzo principal perpendicular al tráfico - (Luces entre 0.60 y 7.30 m)

A.4.2.2.1.1 - Momentos flectores - Los momentos por metro de ancho, sin impacto, debidos a cargaviva para luces simples, se determinan de acuerdo con la siguiente fórmula:

MP(S 4 0.6)

9.8

te adherencia - Las losas diseñadas para momento flector de acuerdo con elA.4-2.2-1-2 ^°fse consideran satisfactorias para cortante y adherencia.

ra' a fuerzo de distribución - Para garantizar la distribución de las cargas concentradas, seA 4.2.2-1-3 itudinalmente, en la cara inferior de la losa, un porcentaje del refuerzo requerido paradebe colocar |g sigu¡ente fon71u|a:

momento posm

porcentaje = - máximo67%

En losas continuas sobre tres o más soportes se debe aplicar un factor de continuidad de 0-8 amomentos, tanto positivos como negativos, calculados de acuerdo con la fórmula anterior.

e\ de refuerzo especificada se debe usar en la franja media de la luz de la losa y por lo menosLa & i cantidad debe colocarse en los cuartos exteriores de dicha luz.un 50% "e

4222- Losas con refuerzo principal paralelo al tráfico.

J 9 2 2 1 - Momentos flectores - Para cargas de ruedas se debe tomar un ancho de distribución,J/Í20 + O.MS) sin exceder de 2. 0 m. i as nargas ri» »¡a ** distribuyen sobre un ancho igual a 2E.

Para luces simples, el máximo momento flector por metro de ancho sin impacto para el camión C40-95> puede calcular con suficiente aproximación por las siguientes fórmulas:

Para luces hasta de 15 m ................................................................................................ M = 1.4S

para luces de 15 a 30 m ................................................................................. M = 1.55(1.38-6.0)

Los momentos para luces continuas se determinan por un análisis adecuado usando las cargas decamión o de vía apropiadas.

A.4.2.2.2.2 - Cortante y adherencia - Las losas diseñadas para momento flector de acuerdo con elnumeral anterior se consideran satisfactorias para cortante y adherencia.

A.4.2.2.2.3 - Vigas de borde longitudinales - Todas las losas que tengan el refuerzo principal paraleloal tráfico deben tener vigas de borde. Esta viga puede consistir en una sección de losa con refuerzoadicional o una viga más profunda que puede reemplazar el guarda rueda o estar integrada con elandén.

Para luces simples, la viga de borde debe diseñarse para resistir un momento de carga vivaM = o.i OPS .

ra luces continuas, el momento se puede reducir en un 20% a no ser que un análisis más detalladoPermita una reducción mayor.

1.2.4 - Refuerzo de distribución - Para garantizar la distribución lateral de las cargasentradas, se debe colocar transversa I mente, en la cara inferior de la losa, un porcentaje del

uerzo requerido para momento positivo dado por la siguiente fórmula:

Porcentaje = -¿L, máximo 50%Vs

- Losas soportadas en los cuatro lados - Para losas soportadas en los cuatro bordes yadas en ambas direcciones, la proporción de carga tomada por la luz corta de la losa está dada

)r 'as siguientes ecuaciones:

impresa en diciembre 7, 1995impreso en diciembre 7, 1995

CCP 200-92 - Pag.A.4-4 CCP 200-94 - Pag.A.4-5

Para carga uniformemente distribuida

Para cargas concentradas en el centro

en donde:

p = proporción de carga tomada por la luz corta;

a = longitud de la luz corta de la losa

b = longitud de la luz larga de la losa

Cuando la longitud de la losa exceda 1.5 veces su ancho, la carga total debe ser tomada por el refuerzotransversal

Los momentos se deben calcular, en forma independiente, con la proporción de carga tomada en cadadirección teniendo en cuenta si esa dirección es paralela o perpendicular al tráfico. El ancho dedistribución para cargas concentradas, E se determina, en cada dirección, en la misma forma que paralosas apoyadas en dos bordes opuestos. Los momentos obtenidos se debe usar para diseñar la franjacentral de las luces correspondientes El refuerzo en los cuartos exteriores de ambas luces se puedereducir en 50%. Para diseñar las vigas de soporte se debe tener en cuenta el hecho de que la cargatransmitida por la losa no es uniformemente distribuida a lo largo de las vigas.

A.4.2.4 - Losas en voladizo

A.4.2.4.1 - Cargas de camión - La distribución de cargas que se da a continuación incluye el efecto detas ruedas sobre elementos paralelos. No se debe tener en cuenta el efecto de soporte proporcionadopor cualquier borde a lo largo del extremo del voladizo.

Caso A

Refuerzo perpendicular al tráfico. Cada rueda en el elemento perpendicular al tráfico debedistribuirse sobre un ancho E = 0.8X +1.1

Caso B

Refuerzo paralelo al tráfico. Cada rueda en el elemento paralelo al tráfico debe distribuirsesobre un ancho E = 0.35X +1.0, sin exceder 2.0 m.

El momento por metro de losa esM = (P/E)X

A.4.2.4.2 - Cargas de baranda - La carga de cada poste debe distribuirse en un ancho E = 0.8X + l.lcuando no hay parapeto, o E = (t.8X+i.5 cuando si lo hay, donde x es igual a la distancia en metrosdesde el centro del poste al punto de investigación. Las cargas de baranda y de rueda no se debenaplicar simultáneamente.

A.4,2.5 - Cargas en andenes y losas medianeras • Para el diseño de andenes (losas y miembros desoporte), se debe colocar una carga de rueda sobre el andén a 0.30 m de la baranda. Para diseño porcargas de servicio se permite un sobreesfuerzo de 50% para la combinación de carga muerta, viva y deimpacto. Para diseño por factores de carga se debe usar un factor beta = 1 en lugar de 1.67. Las cargasde rueda no se deben aplicar en andenes protegidos por barreras de tráfico.

están

medianeras, o de separación,' n i v e l de la calzada no se deber

más alias que la calzada, se permiten sobreesfuerzos de 50%. Sideben permitir tales sobreesfuerzos.

Cortante y adherencia - Las losas de andenes y medianeros deben diseñarse para cortante ynue el refuerzo cumpla con los requisitos de adherencia del capítulo A. 7.q^

A.4.3 - TABLEROS DE LOSA Y VIGAS

, a 1 - Generalidades - En esta sección se dan las normas para el diseño de superestructuras de losa• as lonaitudinales usando factores de rueda simplificados.

.»2 - Diafragmas o arrastramiento interior - En los extremos de las luces deben colocarseH'flfraflrnas para transmitir las cargas laterales a la subestructura. En luces mayores de 15 m se debeAlocar url diafragma en el punto de momento máximo positivo para uniformizar las deformaciones de. vigas y para impedir la distorsión de la sección del puente. Los diafragmas pueden suprimirse si pormedio de análisis o ensayos se demuestra que son innecesarios, pero debe verificarse que la losa puedasoportar las deformaciones diferenciales causadas por la diferente deflexión de vigas adyacentes.

Con el fin de permitir una deformación mas libre en puentes con esviaje se desaconseja el uso dediafragmas a no ser que análisis o ensayos indiquen lo contrario.

A.4.3.3 - Cortante - Para calcular el corlante en los extremos de las vigas, la distribución lateral de lascargas de ruedas debe ser la que resulte de suponer la losa actuando como viga simple entre las vigasportantes. Para otras posiciones de la carga en la luz, la distribución lateral de las cargas para cortantese determina en la misma forma que para momento. No debe hacerse distribución de las cargasconcentradas a lo largo del eje de la viga.

A.4,3.4 - Momentos fiectores - Para la determinación de los momentos flectores en las vigas, no sehace ninguna distribución longitudinal de las cargas de rueda. La distribución transversal de las mismasse debe hacer de acuerdo con los siguientes numerales,

A.4.3.4.1 - Vigas interiores - Los momentos flectores debidos a carga viva para cada viga interior sedeterminan aplicando a cada una de ellas la Carga_de_Ruedas multiplicada por los Factores de Rueda(F.R.) de la siguiente tabla, donde S es la distancia prome'dia entre vigas:

ti

tf*f6(y

Clase de piso

Concreto sobre vigas

de acero en I o deconcreto preesforzadoConcreto sobre vigas

en T de concretoParrillas de acero conespesormenor de 10 cm /-de 10 cm o más — — "'Placas de acero co-rrugado espesor mí-nimo de 5 cm

Puentes de unaV í o •' oalMria t - f,^

F.R

S/2.1

S/2.0

S/1.4-*• S/1.8

S/1.7

S

S3.0

<2.0

£1.8

Puentes de dos o más6fll¿<lJ4S V* . ( i

F.R.

S/1.7

S/1.8

S/1.2S/1.5

S/1.4

S

£4.0

Í3.0

53.2

Cuan_dp_ S exceda los valores anotados para cada uno de los casos^el Factor de Rueda se DeterminaAponiendo~QüéTa"lbs'a lictQa cómo viga símpleT apoyada entrejas vigas longitudinales.

impreso en diciembre 7, 1995 impreso en diciembre 7, 1995

CCP 200-92 - Pag.A.4-6

A.4.3.4.2 -Vigas exteriores - La carga muerta soportada por las vigas exteriores es igual al peso

losa que carga directamente sobre ella. El peso de guardaruedas, barandas, carpeta asfáltica yd^ 1 'elementos colocados después de que la losa haya fraguado, puede repartirse por igual entre tod^5

vigas de la calzada. asla;

Los momentos debidos a carga viva se debe calcular con un factor de rueda obtenido suponiendo 0

losa actúa como viga simple, apoyada entre las vigas longitudinales, exceplo en el caso de una iosconcreto gue_esté soDQfjad_a_Bor 4 o más vigas de acero. En este caso el factor de rueda es igual a t ^cuando S sea menor o igual a 1.8 m, ó igual a s/(l.2+0.25S) cuando S esté entre 1.8 y 4.3 m. • •

Cuando la combinación de carga viva de andén con carga viva de tráfico más impacto control»diseño de las vigas exteriores, se puede usar un factor beta de 1.25 en lugar de 1.67 o permrti ^sobreesfuerzos de 25%, según el método de diseño que se emplee.

En ningún caso, una viga exterior puede tener una capacidad de carga menor que la de una vininterior.

La capacidad de carga combinada de todas las vigas de un tramo no debe ser menor que la requeridapara soportar la totalidad de las cargas muerta y viva que actúan en ese tramo.

SECCIÓN A.4.4 - TABLEROS CELULARES

Este tipo de superestructura está caracterizado por secciones huecas cerradas formadas por la losasuperior, tabiques verticales {o inclinados) y la losa de fondo. También puede incluirse en esta categoríalas losas aligeradas con vacíos longitudinales mayores que los permitidos en el numeral A.4,2.1.

Los tableros celulares se comportan como un solo elemento y, en general, salvo los casos especialesque se detallan más adelante, deben diseñarse por métodos que incluyan la superposición de los efectosde torsión, de flexión longitudinal y transversal y, también los posibles efectos de distorsión de lasección.

El comportamiento como una unidad debe garantizarse por medio de la colocación de refuerzosuficiente para atender los flujos de cortante y cizalladura para evitar la formación de grietas en laconexión alma-aleta. Garantizado este comportamiento el refuerzo positivo y negativo puede repartirseuniformemente en la losa inferior y superior respectivamente.

En los siguientes casos especiales se permite un tratamiento simplificado, del cual quedanexpresamente excluidos los tableros celulares con uno o dos celdas y las estructuras de gran relaciónancho a luz en donde no puede garantizarse que la sección se deforme sin distorsión.

A.4.4.1 - Tableros de tres o más celdas - Este tipo de superestructura puede tratarse como si fuera delosa y vigas, siempre y cuando las paredes sean suficientemente gruesas y se coloquen diafragmas oarriostramlento interior de tal forma que se excluya la distorsión de la sección.

Se deben usar los siguientes factores de rueda:

Para tabiques interiores en puentes de una calzada:

F = S/2.4 cuando S es menor de 3.60 m

Para tabiques interiores en puentes de dos o más calzadas:

F = S/2.1 cuando S es menor de 4.9 m

CCP 200-94 - Pag.A.4-7

ut, los valores anotados, el Factor de Rueda se determina suponiendo que la losa actúacuando S exíjí"g apoyada entre los tabiques longitudinales.corno viga si

tabiques exteriores el factor de rueda debe ser W./2.1, donde W. es el ancho de la zonapara los' cual debe tomarse como la distancia entre el borde de la losa y el punto medio entre loscxiefi°r' Ia djmensión de la losa en voladizo por fuera de un tabique exterior, preferiblemente debe serlábil"65 -T,- m¡tad del espaciamiento entre tabiques.

La cargaviva de andén no debe considerarse en este lipo de superestructura.

á 9 . Tableros celulares unidos por una losa común (Spread Box Girders) • Para este tipo de1 'stnjctura se deben usar los siguientes factores de rueda:

Viga tubular interior:

F = N

en donde:

N = número de calzadas de tráfico

NB = Número de vigas (4íNB<iO)

= Espaciamiento de las vigas en metros (2.0íS<3.35)

L = Longitud de la luz en metros

k : 0.23W-N, (0.10NL -0.26)-0.20NB -0.12

W = Valor numérico del ancho del puente entre guarda ruedas en metros

Viga tubular exterior: El factor de rueda se obtiene suponiendo que la losa actúa como viga simple (deluz S) apoyada entre vigas adyacentes. El Factor de rueda no debe ser menor que 2N,yNB.

SECCIÓN A.4.5 PUENTES DE VIGAS ADOSADAS

En este tipo de puente no hay losa estructural y las cargas se transmiten directamente a las vigas. Seconstruye con vigas prefabricadas de concreto reforzado o preesforzado que se colocan juntas, una al'adode la otra. La interacción entre las vigas se desarrolla por medio de llaves continuas longitudinalesde cortante y por medio de pernos laterales que pueden o no, ser pretensados.

El factor de rueda para cada viga se determina como

en donde:

= Ancho del elemento prefabricado

' = (1.75-0.15NL) + 0.21N,,(1-0.2C)2 cuando Cs 5

impreso en diciembre 7, 1995impreco en diciembre 7, ¡995

CCP 200-92 - Pag.A.4-8 CCP 200-94 - Pag.A.4-9

D=(1.75-0.15N, ) Cuando C> 5

NI. = Numero de calzadas de tráfico

C = K(W/L) en la cual:

W = Ancho total del puente medido perpendicular a las vigas

= Longitud de la luz medida paralela a las vigas. Para vigas con diafragmas fundidos en ei $¡|¡se debe usar la longitud entre diafragmas.

jen donde;

I = Momento de inercia

J = Constante de torsión de Saint Venant

u - Relación de Poisson para las vigas

Para diseño preliminar puede usarse los siguientes valores de K:

Vigas macizas rectangulares ................................................................................................. 0.7

Vigas rectangulares con vacíos ............................................................................................. 0.8

Vigas con sección en cajón .................................................................................................... 1.0

Vigas en Canal ...................................................................................................................... 2.2

SECCIÓN A.4.6 PUENTES DE ESTRUCTURA LATERAL

En este tipo de puentes, las cargas del tablero se llevan a estructuras laterales (vigas profundas, arcos,cerchas, etc.), usualmente por medio de vigas transversales sobre las cuales se apoya la losa, ya seadirectamente, o por intermedio de vigas longitudinales, o formando parrilla.

Las estructuras laterales se diseñan para las reacciones máximas de las vigas transversales teniendo encuenta que los máximos no se presentan simultáneamente en éstas. Si es del caso, el diseño puedehacerse con factores de rueda obtenidos considerando todo el tablero como viga simple apoyada entrelas estructuras laterales, con las cargas de camión o de vía colocadas en la posición transversal másdesfavorable dentro de cada calzada.

A.4.6.1 - Sin vigas longitudinales • Cuando no hay vigas longitudinales y la losa se apoyadirectamente en las vigas transversales, éstas deben diseñarse para las cargas determinadas d*acuerdo con la siguiente tabla donde S es el espaciamiento de las vigas transversales en metros.

Clase de piso

Concreto

Parrillas de acero con espesormenor de 10 cmParrillas de acero con espesormayor de 10 cmPlaca de acero corrugada conespesor mínimo de 5 cm

Factor de rueda

S/1.8

S/1.4

S/1.8

S/1.7

vor que el denominador, la carga en la viga es la que resulte de considerar la losa como viga•' S í apoyada en las vigas transversales.

enerse en cuenta que para el diseño de vigas transversales la Carga de Ruedas no es la misma/¡gas longitudinales, sino que debe tomarse como una línea de carga formada por los ejes

de los camiones, uno en cada calzada, y colocados tranversalmente en la posición más

desfavorable.

A 4 6 2 - Con vigas longitudinales - Cuando existan vigas longitudinales que se apoyan en lassversales, aquellas deben diseñarse como se especifica en la sección A.4.3 y las transversales se

>ben diseñar para soportar las reacciones máximas de las longitudinales. La carga viva sobre las vigasisversales no debe ser menor que la línea de carga especificada en el numeral A.4.6.1.

SECCIÓN A.4.7 EMPARRILLADOS METÁLICOS

A.4.7.1 - Generalidades - Los emparrillados metálicos están formados por elementos principales que seapoyan en las vigas portantes y por elementos secundarios que llevan las cargas a los elementosprincipales. El refuerzo para los elementos secundarios consiste en barras o perfiles soldados a loselementos principales.

Los emparrillados se deben diseñar como continuos, pero pueden usarse los momentoscorrespondientes a luces simples, reduciéndolos en un 20% cuando los elementos sean continuos sobretres o más apoyos.

A.4.7.2 - Parrillas llenas con concreto - La distribución de cargas y los momentos flectores son losmismos especificados para losas de concreto y se debe cumplir, además, con lo referente a:

Vigas longitudinales de bordeBordes transversales no soportadosLongitud de luces

La resistencia de la sección compuesta de acero y concreto se determina por medio del método del*rea transformada". Los esfuerzos permisibles son los especificados en el capítulo de estructuras

metálicas.

.7.3 - Parrillas abiertas - La carga correspondiente a una rueda se debe distribuir.Perpendicularmente a los elementos principales, sobre un ancho igual a 3.5 cm por tonelada de carga de

• más dos veces la distancia centro a centro de los elementos principales. La porción de cargaDignada a cada elemento principal se debe aplicar uniformemente sobre una longitud igual al ancho deur*a llanta trasera (50 cm).

J resistencia de la sección se determina por el método del momento de inercia con los esfuerzosPermisibles especificados en el capítulo de estructuras metálicas.

impreso en diciembre 7, 1995 impreso en diciembre 7, ¡995

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Los bordes de parrillas abiertas deben soportarse adecuadamente por medio de elemlongitudinales o transversales. %

Para investigar la fatiga debe usarse el mínimo de ciclos de máximo esfuerzo.

SECCIÓN A.4.8 ÁREA DE CONTACTO DE LAS LLANTAS"V 4

El área de contacto de una llanta se asume como un rectángulo con una relacción largo a ancho ae i2.5 y un área, en centímetros cuadrados, igual a P/7; siendo P la carga de la llanta en Kilogramos 'largo medido en la dirección del tráfico. El área efectiva de aplicación de la carga sobre la superfinmedia de la losa, puede determinarse, a partir del área de contacto, aplicando un ángulo de dispersade 45°. *

SECCIÓN A.4.9 LOSAS DE APROXIMACIÓN

Para minimizar los efectos del asentamiento de los terraplenes en los extremos del puente, se puedenutilizar losas de aproximación con una longitud de 3 a 5 m apoyadas en los estribos y en el suelo. £¡diseño se debe hacer de acuerdo con las recomendaciones del numeral A.4.2.2.2 y colocando una vigade borde convenientemente reforzada en el extremo apoyado en el suelo.

Cuando se utilice una losa de aproximación, no es necesario considerar la sobrecarga debida a cargaviva en el diseño de los estribos.

CCP 200-94 - Pag.A.5-1

CAPITULO A.5SUBESTRUCTURA Y MUROS DE CONTENCIÓN

SECC.ON A.5-0-NOMENCLATURA

«eficiente de aceleración para el sitio del puenteA

K*

K,

-prClON A.5-1 - ALCANCE, DEFINICIONES - La subestructura es la parte del puente que, camas de la superestructura y las transmite a las fundaciones. Se considera que los estribos y

uros de contención son parte de la subestructura Los arcos, cerchas u otros elementoslinales se consideran parte de la superestructura. El diseño de muros y estribos en tierra armada

¿Tratará en el capitulo A.13.

A.5.1.1- Tipos

A51.1.1 - Columnas Aisladas - Las dimensiones longitudinal y transversal son del mismo orden demagnitud (max. 1:2). La estabilidad en ambos sentidos depende exclusivamente del empotramiento enla fundación.

A.5.1-1.2 - Pilas - la dimensión transversal es mucho mayor que la longitudinal. La estabilidad en ambossentidos depende del empotramiento en la fundación.

A.5.1.1.3 - Pórticos - Están conformados por columnas unidas por vigas en la parte superior. Si lasubestructura es continua con la superestructura, el conjunto debe considerarse como un pórtico.

A.5.1.1.4 - Pórtico de pilotes (Pile Bent) - Los pilotes que sirven de fundación sobresalen del suelo yunidos por una viga transversal, reciben la superestructura.

SECCIÓN A.5.2 - MODELOS ESTRUCTURALES

Debe tenerse en cuenta que fa superestructura, la subestructura y fas fundaciones forman un conjuntoestructural que debe analizarse como un todo, principalmente para cargas sísmicas. Para los puentescubiertos por estas especificaciones es suficiente usar modelos de pórticos planos. En puentes en los

ales la superestructura no tiene continuidad con la subestructura, debe prestarse especial atención aldiseño de los vínculos entre ambas partes y para el análisis sísmico debe introducirse en el modeloestructural, elementos que representen adecuadamente estas uniones.

SECCIÓN A.5.3 - CARGAS

•? subestructura se debe diseñar para soportar la carga muerta, las cargas vivas que actúan sobre lais fuerzas de viento que actúan tanto sobre la subestructura como sobre la superestructura,las

as debidas al flujo de la corriente y al paso de sedimentos. Se debe tener en cuenta, además, losos de retracción, flujo plástico y cambios de temperatura, lo mismo que los efectos producidos por

untamientos diferenciales de las fundaciones.

impreso en diciembre 7, 1995

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