acerca de puentes, Exámenes de Dibujo técnico
antonio_ja
antonio_ja

acerca de puentes, Exámenes de Dibujo técnico

15 páginas
1Número de descargas
615Número de visitas
Descripción
viene un cuestionario acerca de puentes
20 Puntos
Puntos necesarios para descargar
este documento
Descarga el documento
Vista previa3 páginas / 15
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 15 páginas totales
Descarga el documento
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 15 páginas totales
Descarga el documento
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 15 páginas totales
Descarga el documento
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 15 páginas totales
Descarga el documento

2. Son superficiales cuando transmiten la carga al suelo por presión bajo su base sin rozamientos laterales de ningún tipo. Un cimiento es superficial cuando su anchura es igual o mayor que su profundidad. Engloban las zapatas en general y las losas de cimentación. Los distintos tipos de cimentación superficial dependen de las cargas que sobre ellas recaen; son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener éste suficiente capacidad portante o por tratarse deconstrucciones de importancia secundaria y relativamente livianas. En este tipo de cimentación, la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal. Y tenemos:

Cimentaciones ciclópeas o mampostería .- En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclópeo (hormigón) es sencillo y económico. El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus juntas. Este es un sistema que ha quedado prácticamente en desuso, se usaba en construcciones con cargas poco importantes. El hormigón ciclópeo se realiza añadiendo piedras más o menos grandes a medida que se va hormigonado para economizar material. Utilizando este sistema, se puede emplear piedra más pequeña que en los cimientos de mampostería hormigonada. La técnica del hormigón ciclópeo consiste en lanzar las piedras desde el punto más alto de la zanja sobre el hormigón en masa, que se depositará en el cimiento. Precauciones

-Tratar que las piedras no estén en contacto con la pared de la zanja. -Que las piedras no queden amontonadas. -Alternar en capas el hormigón y las piedras. -Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormigón.

Zapatas: Zapatas aislada.-Reciben cargas puntuales, ejemplo columnas. Las zapatas aisladas son un tipo de cimentación superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. El término zapata aislada se debe a que se usa para asentar un único pilar, de ahí el nombre de aislada. Es el tipo de zapata más simple, aunque cuando el momento flector en la base del pilar es excesivo no son adecuadas y en su lugar deben emplearse zapatas combinadas o zapatas corridas en las que se sienten más de un pilar.

Zapata Combinada.- Cuando se solapan dos o más zapatas. Una zapata combinada es un elemento que sirve de cimentación para dos o más pilares. En principio las zapatas aisladas sacan provecho de que diferentes pilares tienen diferentes momentos flectores. Si estos se combinan en un único elemento de cimentación, el resultado puede ser un elemento más estabilizado y sometido a un menor momento resultante.

Zapata Continua.- reciben cargas lineales de paredes. Las zapatas corridas se emplean para cimentar muros portantes, o hileras de pilares. Estructuralmente funcionan como viga flotante que recibe

cargas lineales o puntuales separadas. Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal.

Losa de Cimentación

En casos de altas cargas en relación al soporte del suelo, se utilizan de asiento común a toda la estructura. Una losa de cimentación es una placa flotante apoyada directamente sobre el terreno. Como losa está sometida principalmente a esfuerzos deflexión. El espesor de la losa será proporcional a los momentos flectores actuantes sobre la misma.

Cimentaciones profundas

Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentación para soportar las cargas aplicadas, o más exactamente en la fricción vertical entre la cimentación y el terreno. Por eso deben ser más profundas, para poder proveer sobre una gran área sobre la que distribuir un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga. Algunos métodos utilizados en cimentaciones profundas son:

Los Pilotes.- Son miembros estructurales hechos de madera, concreto y acero, que transmiten la carga de la superestructura a los estratos inferiores del suelo.

-Pilotes de fricción.

-Pilotes de Punta.

-Pilotes combinados.

Pilotes de Fricción: La carga de la superestructura es soportada por los esfuerzos cortantes generados a lo largo de la superficie lateral del pilote.

Pilotes de Punta a un estrato firme. Se usan para estructuras más pesadas cuando se requiere gran profundidad para soportar la carga.

3. Cuando se clasifican de acuerdo a sus materiales de construcción son

Puentes de madera

De mampostería

De concreto reforzado

De concreto pres forzado

De acero

Combinación de los anteriores

Puentes de madera: los puentes en madera tienen un significado fundamental en la evolución humana. El hombre al disponer un tronco sobre el río, probablemente imitando la propia naturaleza, logró inicialmente salvar distancias importantes pero no mayores que la propia longitud del tronco; surgió entonces la necesidad de vencer luces mayores, de hallar nuevas soluciones para atravesar no sólo ríos, sino crear pasos peatonales, y establecer vínculos culturales al mismo tiempo que desarrollaba tecnologías constructivas con la madera.

Puentes de mampostería: Al igual que la madera, la piedra es un material natural que se obtiene directamente de la naturaleza y se utiliza sin ninguna transformación, únicamente es necesario darles forma. Aparte de la piedra, se ha utilizado también materiales como el ladrillo o el hormigón en masa. El ladrillo, para el constructor de puentes, es un pequeño sillar con el que se pueden hacer arcos de dovelas yuxtapuestas; por tanto la morfología de los puentes de ladrillo es la misma que la de los puentes de piedra. La construcción de los puentes de piedra es bastante simple, y en términos generales no plantea problemas distintos a los de cualquier obra coetánea de él; solamente la cimentación plantea problemas singulares, pero su dificultad es debida al río, no a su estructura.

Puentes de concreto reforzado: son de montaje rápido, ya que admiten en muchas ocasiones elementos prefabricados, son resistentes, permiten superar luces mayores que los puentes de piedra, aunque menores que los de hierro, y tienen unos gastos de mantenimiento muy escasos, ya que son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos Básicamente, las formas que adoptan los puentes son tres, que, por otra parte, están directamente relacionadas con los esfuerzos que soportan sus elementos constructivos.

Puentes de concreto pres forzado: El presfuerzo en una estructura es la aplicación de precargas de tal forma que mejore su comportamiento general. Esto da como resultado que los esfuerzos inducidos previamente se equilibren con los producidos por las cargas externas (Navarro, 2009).

Puentes de acero: El empleo del hierro significó una transformación radical en la construcción en general, y en los puentes en particular; sus posibilidades eran mucho mayores que las de los materiales conocidos hasta entonces, y por ello se produjo un desarrollo muy rápido de las estructuras metálicas, que pronto superaron en dimensiones a todas las construidas anteriormente. Hoy en día sigue siendo el material de las grandes obras, y en especial de los grandes puentes, si bien el hierro que se utiliza ahora no es el mismo que se utilizó en los orígenes, porque el material también ha evolucionado significativamente; hay diferencia considerable de características y de calidad entre los aceros actuales, y el hierro fundido que se utilizó en un principio.

4. Se usan para transmitir las cargas del puente al material de las capas profundas del suelo de cimentación, cuando las condiciones del terreno son aceptables.

Cuando comenzamos a realizar las excavaciones para la ejecución de una obra, podemos topar con diversas dificultades para encontrar el estrato resistente o firme donde queremos cimentar. En este proceso se nos presenta la necesidad de apoyar una carga aislada sobre un terreno no firme, o difícilmente accesible por métodos habituales.

Para solucionar estos tipos de dificultades usamos los pilotes. Se denomina pilote al elemento constructivo de cimentación profunda de tipo puntual utilizado en obras, que permite transmitir las cargas de la superestructura e infraestructura a través de estratos flojos e inconsistentes, hasta estratos más profundos con la capacidad de carga suficiente para soportarlas; o bien, para repartir estas en un suelo relativamente blando de tal manera que atraviesen lo suficiente para que permita soportar la estructura con seguridad.

Principio de funcionamiento

Los pilotes trasmiten al terreno las cargas que reciben de la estructura mediante una combinación de rozamiento lateral o resistencia por fuste y resistencia a la penetración o resistencia por punta. Ambas dependen de las características del pilote y del terreno, y la combinación idónea es el objeto del proyecto.

Cabe señalar que, como en todo trabajo relacionado con la ingeniería civil, existe cierto grado de incertidumbre en la capacidad final de un pilote. Es por esto que buena parte de la investigación que se viene desarrollando en este campo tiene que ver con métodos que permitan hacer un control de calidad a bajo costo del pilotaje antes de aplicar las cargas. El método más obvio aunque el más costoso es hacer una prueba de carga.

Clasificación según carga y dirección

Según su carga: Son miembros estructurales hechos de madera, concreto y acero, que transmiten la carga de la superestructura a los estratos inferiores del suelo.

-Pilotes de fricción: Cuando no se tiene una capa de roca o material duro a una profundidad razonable, los pilotes de carga de punta resultan muy largos y antieconómicos. Para este tipo de condición en el subsuelo, los pilotes se hincan en el material más blando a profundidades específicas. Éstos se denominan pilotes de fricción porque la mayor parte de la resistencia se deriva de la fricción superficial. Sin embargo, el término pilote de fricción no es muy apropiado, aunque se usa con frecuencia en la literatura técnica; en suelos arcillosos, la resistencia a la carga aplicada es también generada por adhesión.

La longitud de estos pilotes depende de la resistencia cortante del suelo, de la carga aplicada y del tamaño del pilote. Para determinar las longitudes necesarias, un ingeniero requiere de un buen entendimiento de la interacción suelo-pilote, de buen juicio y de experiencia. Los procedimientos teóricos para el cálculo de la capacidad de carga de pilotes se presentan después.

-Pilotes de Punta: transmiten cargas a través de agua o suelos blandos hasta estratos con suficiente capacidad portante, por medio del soporte en la punta del pilote.

Los pilotes de punta son los que transmiten la mayor parte de la carga a un estrato resistente por medio de su punta. Generalmente, se llama pilas a los elementos de más de 60 cm de diámetro colados en perforación previa.

Pilotes por punta son los que en aquellos terrenos en los que al existir, a cierta profundidad, un estrato claramente más resistente, las cargas del pilotaje se transmitirán fundamentalmente por punta. Se suele denominar pilotes “columna”.

Cimentación Rígida de Primer Orden.

El pilote trabaja por punta, clavado a gran profundidad.

Las puntas de los pilotes se clavan en terreno firme; de manera que se confía en el apoyo en ese estrato, aún si hubiere una pequeña descarga por rozamiento del fuste al atravesar estratos menos resistentes. Lo cual denota que las fuerzas de sustentación actúan sobre la punta del pilote, y en menor medida mediante el rozamiento de la superficie lateral del pilote.

Es el mejor apoyo y el más seguro, porque el pilote se apoya en un terreno de gran resistencia.

Cimentación Rígida de Segundo Orden.

Cuando el pilote se encuentra con un estrato resistente pero de poco espesor y otros inferiores menos firmes.

En este caso se debe profundizar hasta encontrar terreno firme de mayor espesor. El pilote transmite su carga al terreno por punta, pero también descarga gran parte de los esfuerzos de las capas de terreno que ha atravesado por rozamiento lateral. Si la punta del pilote perfora la primera capa firme, puede sufrir asientos diferenciales considerables. Como en los de primer orden, las fuerzas de sustentación actúan sobre la planta del pilote y por rozamiento con las caras laterales del mismo.

Los pilotes de punta son aquellos que funcionan principalmente como una columna que al soportar una carga sobre su extremo superior, desarrollan su capacidad de carga con apoyo directo sobre un estrato resistente, pudiendo desarrollarse una pequeña resistencia sobre la superficie del mismo.

-Pilotes combinados: Cuando son usados como complemento de otro tipo de pilotes (por ejemplo, premoldeado de concreto con anillo metálico), los denominados pilotes mixtos pueden resolver varios problemas de cimentaciones profundas, el tramo metálico tiene como finalidad permitir el "incado de una longitud significativa del pilote en suelos compactos arenosos o arcillas rígidas a duras, sin los inconvenientes del arrancamiento, o atravesar pedruscos y concreciones

Clasificación de acuerdo a su dirección

Pilotes verticales: Un pilote vertical cargado lateralmente se flexiona como una viga en voladizo parcialmente empotrada. Si las cargas son pequeñas, la resistencia del suelo es bastante elástica. Esto se puede representar aproximadamente, suponiendo que el suelo reacciona como una serie de resortes horizontales, cuya rigidez se puede expresar como un módulo de reacción k. La ecuación diferencial de la flexión de la viga se puede resolver para flechas y momentos, así como la presión del suelo, por aproximaciones sucesivas o por aproximación de elementos finitos. Tales soluciones se encuentran en forma gráfica dimensional para supuestas variaciones de k. Las curvas desarrolladas por Reese y Matlock, dan los valores de las flechas, momentos flexionantes y presiones del suelo para un pilote de rigidez constante y para un k aumentado linealmente con la profundidad: k = k'z. La mejor manera de determinar los valores de k o k' de la formación del suelo, es por un ensayo de carga de un pilote de tamaño natural.

Pilotes inclinados: Los pilotes inclinados al instalar un pilote con su eje longitudinal inclinado en un cierto ángulo respecto a la vertical, la componente horizontal de la capacidad axial de carga del pilote se puede aprovechar para resistir fuerzas horizontales (el vector de fuerza resistente axial tiene componentes horizontal y vertical). Si, por ejemplo, en la fundación de un muro de contención sobre pilotes, los pilotes verticales solos, no tiene capacidad para resistir la fuerza horizontal proveniente de los empujes de tierra sobre el muro, se puede considerar el uso de una o más filas de pilotes inclinados para trabajar en la forma descrita.

Son pilotes introducidos en el terreno con una cierta inclinación con respecto a la vertical, para proporcionar resistencia contra las fuerzas horizontales.

Pilotes Inclinados En Grupos

Los pilotes inclinados combinados con pilotes verticales son la disposición más efectiva para resistir fuerzas horizontales. Se ha comprobado que el anclaje de muelles y mamparos que combinan pilotes verticales en tracción e inclinados en compresión, como puede verse en la figura, es una solución ajustada y económica. Pilotes inclinados combinados con pilotes verticales se han utilizado para soportar muros de sostenimiento de tierras y estructura similares en las que se producen cargas horizontales. Un análisis racional de las cargas en los pilotes inclinados es imposible, porque el problema es estáticamente indeterminado en alto grado. Un método aproximado supone que los pilotes están articulados en la punta y en la cabeza.

5. Infraestructura: aunque hablemos principalmente de la estructura sustentante, no debe olvidarse que los cimientos tienen que transmitir con seguridad las cargas, a veces enormes, hacia el suelo, y que muchas veces son precisamente estos cimientos, que alcanzan a menudo grandes profundidades, los que producen las mayores dificultades.

Es la que lleva las cargas al suelo de cimentación. Las construcciones de puentes descansan sobre el suelo a través de cimentaciones que transmiten al terreno los esfuerzos desarrollados por las cargas propias de la obra y las sobrecargas que estas han de soportar.

De esta definición se deduce que la cimentación de una obra d puentes es su parte más esencial, pues de una buena construcción depende el comportamiento del conjunto. Los macizos de cimientos deben construirse de tal forma que sean estables, es decir, que no sufran ni asentamientos ni deslizamientos bajo la acción de los esfuerzos que sufren.

Todos los terrenos, salvo los rocosos de excelente calidad, son compresibles, es decir, susceptibles de sufrir bajo la acción de las cargas que se les aplica, deformaciones apreciables. Estas deformaciones deben ser tales que durante la construcción de una obra, o al producirse la aplicación de las sobrecargas de servicio los asientos o desnivelaciones de apoyo que se produzcan no sean capaces de comprometer la estabilidad del puente.

Subestructura: la subestructura consta de todos los elementos requeridos para soportar la superestructura y la calzada. El diseño de la subestructura influye directamente en la configuración de la superestructura. Por ejemplo, la ubicación de los estribos determina la longitud total del

puente y el número de pilares controla el peralte de las vigas. Asimismo, la calidad de la subestructura controla el nivel de funcionamiento del puente.

Este diseño de la subestructura requiere mayores consideraciones debido está expuesta a varios tipos de cargas como de la superestructura, de agua, de relleno y del suelo de cimentación con sus respectivos tipos de falla como vuelco, deslizamiento o presión portante. Además, el diseño se complica de inesperadas condiciones geológicas, o complicadas geometrías de tableros con curvas horizontales o verticales.

Superestructura: es la parte del puente en donde actúa la carga móvil, y está constituida por:

Tablero: soporta directamente las cargas dinámicas (tráfico) y por medio de las armaduras transmite sus tensiones a estribos y pilas, que, a su vez, las hacen llegar a los cimentos, donde se disipan en la roca o en el terreno circundante. Sobre el tablero y para dar continuidad a la rasante de la vía viene la capa de rodadura. Los tableros van complementados por los bordillos que son el límite del ancho libre de calzada y su misión es la de evitar que los vehículos suban a las aceras que van destinadas al paso peatonal y finalmente al borde van los postes y pasamanos.

Vigas longitudinales y transversales: son los elementos que permiten salvar el vano, pudiendo tener una gran variedad de formas como con las vigas rectas, arcos, pórticos, reticulares, vigas etc.

Aceras y pasamanos: Cuando el propósito de la vía es para uso exclusivo de vehículos, se debe prever en el puente parapetos de hormigón, metal o madera o una combinación, de forma tal que garantice que el vehículo no salga del puente y asimismo sufra un daño mínimo, para lo que es aconsejable darle continuidad y buenos anclajes, cuidando la estética del puente.

En estos casos el reglamento AASHTO, recomienda tomar una fuerza horizontal total de 45 kN., la misma que puede ser fraccionada como se puede ver en la figura 4.8 donde se muestran algunos casos frecuentes.

Estos se disponen en pasarelas o puentes de ciudad donde las aceras y calzada coinciden con la sección de las calles. Sin embargo lo correcto es separar la calzada con los parapetos y barreras vehiculares detallados anteriormente y al borde de la acera los postes y pasamanos peatonales.

En los pasamanos peatonales se aplican simultáneamente cargas distribuidas iguales a 0.75 kN/m. en el sentido vertical y ± 0.75 kN/m. en el horizontal.

Capa de rodadura: Como su propio nombre indica la capa de rodadura es la última capa que se aplica, por donde debe circular el tráfico, en muchos casos existe una capa intermedia y en menos casos (autopistas e infraestructuras para un tráfico intenso) el firme estará formado por un capa base, otra de intermedia y la final de rodadura.

Otras instalaciones

6. Dentro de las obras más interesantes y que presentan un reto para el ingeniero civil está la de el trazo y elaboración de sistemas carreteros. Desde su diseño hasta su elaboración un camino presenta un sinnúmero de elementos estructurales, uno de los cuales son las obras de drenaje. Las obras de

drenaje son elementos estructurales que eliminan la inaccesibilidad de un camino, provocada por el agua o la humedad.

Dentro de los muchos factores que determinan la importancia de la obras de drenaje en un camino se puede mencionar que dichas obras son una de las herramientas y estructuras más importantes que influyen directamente en la duración del camino, carretera, autopista u otra vía terrestre de comunicación. El objetivo fundamental del drenaje superficial y subterráneo en los caminos es, en primer término, el destinado a captar y eliminar las aguas que corren sobre el terreno natural o que, de alguna u otra forma, llegan al mismo, principalmente las aguas pluviales y en segundo término dar salida rápida al agua que llegue al camino.

Existen numerosos factores que pueden afectar la duración de un camino. Algunos de estos factores son causados por el agua pluvial. Ya que los caminos son el medio de comunicación más común, es de gran importancia mantenerlos en las mejores condiciones posibles. Es por esta razón que deben evitar las siguientes situaciones:

* Que el agua escurra en grandes cantidades sobre el camino y por el mismo drenaje superficial y subterráneo, ya que a su paso puede destruir el pavimento originando la formación de socavaciones (baches).

* Que el agua que llega a las cunetas no se estanque provocando azolves que a su vez limitan el funcionamiento adecuado de dicha estructura para trabajar a toda su capacidad.

* Que la humedad que se infiltra por los poros de los suelos, ya que es uno de los principales agentes que propician la socavación en los terraplenes que conforman los pavimentos repercutiendo en las obras de drenaje superficial y subterráneo del camino.

Es por éstas razones que el mantenimiento del drenaje superficial y subterráneo y aun más su diseño y construcción es muy importante de tomarse en cuenta desde los inicios para así evitar gastos elevados a futuro durante el funcionamiento de una carretera.4

Como puede observarse, el prever un buen drenaje superficial y subterráneo representa uno de los factores más importantes en el proyecto de un camino y, por lo tanto debe cuidarse minuciosamente desde la localización misma, tratando de alojar siempre el camino sobre suelos estables, permanente y naturalmente drenados.

7. Conjunto de obras destinadas a la recolección de las aguas fluviales o deshielo, su canalización y evacuación a las cauces naturales, sistemas de alcantarillado o a la capa freática del terreno. Se divide en dos grupos

-Drenaje longitudinal: canaliza las aguas caídas sobre la plataforma y taludes de la explanación de forma paralela a la calzada, restituyéndolas a sus cauces naturales. Para ello se emplean elementos como las cunetas, caces, colectores, sumideros, arquetas y bajantes.

-Drenaje transversal: permite el paso del agua a través de los cauces naturales bloqueados por la infraestructura viaria, de forma que no se produzcan destrozos en esta última. Comprende pequeñas y grandes obras de paso, como puentes o viaductos.

8. Su misión es impedir el acceso del agua a capas superiores de la carretera-especialmente al firme-, por lo que debe controlar el nivel freático del terreno y los posibles acuíferos y corrientes

subterráneas existentes. Emplea diversos tipos de drenes subterráneos, arquetas y tuberías de desagüe.

Es práctica habitual combinar ambos sistemas para conseguir un total y eficiente evacuación de aguas, aunque en ocasiones -zonas muy secas o con suelos impermeables- solo es necesario emplear dispositivos de drenaje superficial.

Drenes de interceptación, colocados perpendicular o transversalmente a las líneas de corriente para recoger los flujos de agua libre.

– Drenes de evacuación, orientados según las líneas de pendiente para conducir el agua a los colectores y emisarios.

9.

10. El sistema de drenaje para ferrocarril, además de ser de sencilla y de rápida instalación, su mantenimiento es de bajo coste y solamente se debe realizarlo en la superficie

Por otro lado se evita el bombeo de agua en la Sub-Base, con lo cual no se produce el lavado de finos y tampoco se produce escorrentía. Además el entramado que constituye el sistema actúa como estabilizador, y todo ello contribuye a mantener una Sub-Base compacta.

11. Son elementos que soportan los extremos de un tramo simple o de una superestructura continua de tramos múltiples, que normalmente retienen o soportan el relleno del terraplén de acceso. Los estribos se proyectarán para resistir el empuje de, el peso propio del estribo y de la superestructura, la carga viva sobre cualquier parte de la superestructura o terraplén de acceso, las fuerzas por viento, la fuerza longitudinal cuando los apoyos son fijos y las fuerzas longitudinales debidas a la fricción o al esfuerzo cortante que se desarrollan en los apoyos. En el proyecto se debe analizar cualquier combinación de esas fuerzas que pueda producir la condición más desfavorable de carga.

Los estribos se proyectarán para que estén del lado de la seguridad en lo que respecta al volteamiento alrededor de la arista frontal en el desplante del cimiento, al deslizamiento sobre la base del mismo y al aplastamiento del material del desplante en el punto de máxima presión o para que no se sobrecarguen los pilotes.

Estribo corto: es un estribo colocado cerca de la parte superior de un terraplén o talud, con una altura relativamente pequeña. Mientras que frecuentemente están soportados por pilotes hincados a través del terraplén o terreno natural, estos estribos también se pueden cimentar en rellenos de grava, en terraplén o en el terreno natural mismo.

Estribo de gran altura: es una estructura en cantiléver que se extiende desde la rasante del camino inferior hasta la del camino superior. Usualmente se coloca fuera del hombro del camino inferior.

12. En general, los estribos de gravedad son de mampostería o concreto simple, mientras que los estribos de voladizo y contrafuertes suelen ser de concreto reforzado o preesforzado. Los estribos de gravedad son más comunes para alturas de 4.0m, y los estribos de contrafuertes son más usados para alturas de 7.0 m a mayores.

Se pueden clasificar en:

-Estribos con aleros no paralelos al eje del camino

-estribos con aleros paralelos al eje del camino (estribos en “U”)

Ambos tipos de estribos, además de soportar las cargas producidas por los tramos extremos del puente, deben contrarrestar y soportar el empuje de tierras del terraplén.

-estribos sin aleros o enterrados

En un camino que va en corte, sin terraplenes, no son necesarios los aleros ya que no hay tierra que contener y entonces solo se prolonga el diafragma para contener la capa subrasante a la carpeta, en la que derramen, con falsos aleros u orejas de concreto reforzado.

-estribos de concreto ciclópeo

Se pueden hacer la misma clasificación que para los estribos de mampostería. Se construyen como su nombre lo indica, de concreto al que se le agregan piedras de tamaño regular para lograr volúmenes en masa del material.

13. Se puede hacer la misma clasificación para los estribos de mampostería. Se construyen como su nombre lo indica, de concreto al que se le agregan piedras de tamaño regular para lograr volúmenes en masa del material.

El concreto ciclópeo es una mezcla de concreto con cantos o bloques de roca dura. Generalmente, se utilizan mezclas de 60% de concreto y 40% de volumen de piedra. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que a mayor cantidad de piedra existe mayor posibilidad de agrietamiento del muro, por presencia de zonas de debilidad estructural interna. En ocasiones se recolocan refuerzos de varilla de acero dentro del concreto ciclópeo para mejorar su resistencia interna. El diseño de un muro de concreto ciclópeos muy similar al de los muros de concreto simple rígidos y masivos.

Procedimiento

Se procede a realizar el encofrado de acuerdo al diseño propuesto en los planos deconstrucción arquitectónicos y civiles. Se debe notar que el estribo de concreto ciclópeo tiene una fundación del mismo material, que se debe vaciar conjuntamente.

La base de la excavación que va a portar el elemento estructural, deberá estar nivelada y compactada, para lo cual se recomienda colocar una carpeta de concreto pobre de dosificación H-18 (180 kg cemento/m3) en proporciones 1:4 en cemento y arena corriente de construcción para optimizar la nivelación de las primeras capas. El proceso de vaciado añade a su ítem el costo de la madera en tablas y puntales rollizos para asegurar el sistema de encofrado, el cual se realizara desde el nivel de fundación.

Terreno de apoyo

Los muros de piedra y los muros de concreto ciclópeo requieren un terreno de apoyo firme y no susceptible a sufrir asentamientos por consolidación de las capas del suelo, esto es una condición indispensable

Se apoyan sobre suelos competentes para transmitir fuerzas de su cimentación al cuerpo del muro y de esta forma generar fuerzas de contención.

Ventajas:

Similares a los de concreto simple. Utilizan bloques o cantos de roca como material embebido, disminuyendo los volúmenes de concreto.

Los muros de contención de hormigón ciclópeo tienen una buena reaccionante esfuerzos de compresión que ejerce un empuje lateral sobre la superficie excavada,

Estas estructuras son muy económicas y están propuestas para bajas alturas que oscilan entre los 2,0 a 3,5 metros aproximadamente.

Desventajas

El concreto ciclópeo (cantos de roca y concreto) no puede soportar esfuerzos de flexión grandes.

sin embargo el desempeño del muro de contención a esfuerzos de pandeo por sub momentos de tracción ocasionados por curvas laterales, niveles freáticos, vertientes internas o bajos coeficientes de cohesión son bajos, por lo cual se debe incrementar el espesor del muro de contención para retener estas cargas.

Los muros en concreto ciclópeo actuarán como estructura de peso o gravedad con alturas máximas de cuatro (4) metros, pues estos muros NO pueden soportar esfuerzos de flexión.

14. Una pila es un apoyo intermedio que soporta tramos adyacentes de la superestructura con todas las cargas inherentes a dicha condición. Desde que se inició en México la construcción de carreteras se empleó este tipo de pilas, con coronas de concreto simple o reforzado, por economía y facilidad de construcción usaron inclusive en puentes con armaduras hasta de 60m de claro.

Es el concreto simple en cuya masa se ha colocado conjuntamente con piedras desplazada, y que no contienen armaduras Es aquel que esta complementado con piedras desplazados de tamaño máximo de 10 ” cubriendo hasta el 30% como máximo del volumen total.

Las piedras grandes o de base, deben ser introducidas previa selección y lavado, con el requisito indispensable de que cada piedra en su ubicación definitiva, debe estar totalmente rodeada de concreto simple.

El concreto ciclópeo no se considera concreto estructural. La piedra será limpia, durable, libre de fracturas y no meteorizada, ni sucia.

Las piedras deben quedar perfectamente acomodadas dentro de la masa de concreto y colocadas en ésta con cuidado.

Ninguna piedra puede quedar pegada al suelo o al encofrado, ni a otra piedra.

El concreto debe vibrarse por métodos manuales al mismo tiempo que se agregan las piedras para obtener una masa uniforme y homogénea.

15. Al igual que los estribos de mampostería o de concreto ciclópeo pueden tener aleros no paralelos al eje del camino, paralelos y falsos aleros o enterrados. La diferencia es que mientras los primeros trabajan por gravedad, los segundos lo hacen por flexión.

Elementos que soportan carga lateral debido a la presión que ejerce el relleno sobre el muro, además sirven para soportar carga vertical y transferir las cargas al terreno.

Los estribos de concreto armado se usan cuando las Alturas están entre 4 y 10 metros.

Cuando el terreno No es de buena resistencia.

Cuando sea más económico que el estribo de gravedad.

También se usa cuando la presencia de agregados es escaso y el transporte es caro.

El estribo soporta además presiones laterales ejercidas por el relleno. Por lo tanto el estribo reacciona con una fuerza en sentido opuesto, la que es igual a su peso, más el del relleno multiplicado por un coeficiente de fricción; por lo tanto, un estribo estará en estado de equilibrio cuando la presión lateral ejercida por el relleno sea igual a la fuerza de fricción, lo cual constituye un peligro inminente de deslizamiento. Para evitar este deslizamiento, el reglamento AASHTO, considera un factor de seguridad en condiciones normales de 1.50.

El empuje ejercido por el relleno genera un momento, que tiende a voltear el estribo, por otro lado el peso del estribo sumado al peso del relleno, generan un momento estabilizador que impiden el volteo del estribo; por lo tanto, un estribo estará en estado de equilibrio cuando el momento ejercido por la fuerza del relleno sea igual al momento estabilizador, lo cual constituye un peligro inminente de Volteo. Para evitar el volteo, el reglamento AASHTO, considera un factor de seguridad en condiciones normales de 2.00.

Por lo Tanto, antes de empezar el diseño de los estribos se deberá determinar su estabilidad (por deslizamiento y volteo).

Además se debe verificar que las presiones transmitidas al terreno no sobrepasen la capacidad de soporte del suelo.

16. Desde el inicio de la construcción de carreteras en México, se han empleado las subestructuras de este tipo, pero solamente como apoyos intermedios, su uso como caballete extremo se inició en el año de 1596 aproximadamente, pero en este caso se agregó al cabezal el diafragma y la prolongación de este en falsos aleros.

La cimentación de los caballetes puede ser por medio de zapatas, directamente sobre el terreno o apoyado en pilotes o cilindros que le proporcionen una cimentación profunda.

17. Se dice lo mismo que para los caballetes extremos con excepción de lo que se refiere a los falsos aleros.

18.

19. Se llama puente hiperestático a una estructura tal, que analizada en el sentido longitudinal, no calcularse las solicitaciones en las diferentes secciones, con las ecuaciones que provee la estática. Para resolver este problema será necesario plantear “n” ecuaciones de compatibilidad de deformaciones.

En una estructura hiperestaticidad se puede dar de la siguiente manera:

1. Por continuidad del tablero por encima de las pilas, pudiendo estar el tablero ligado o no a las pilas.

2. Por continuidad o liga del tablero con las pilas.

3. Por continuidad del tablero entre si al pasar por las pilas y también con las pilas.

Se pueden distinguir los siguientes tipos:

a. Puentes de losas, trabes o cajón continuo

b. Puentes empujados

c. Puentes en doble voladizo

d. Puentes atirantados

Puentes en losas, trabes o cajón continuo.

El tratamiento que se hace a continuación es independiente del tipo de sección transversal que se elija por lo que esta puede ser de losa aligerada o no, trabes o sección cajo, indistintamente.

De esta manera, se plantean todas las alternativas posibles que se pueden presentar. La opción que se elegirá será la de menor costo.

Estas soluciones se pueden estudiar para su construcción sobre obra falsa, en el caso de que la barranca no sea profunda y no se trate de atravesar un rio, o con cimbra auto portante soportada en preparaciones que se dejan en las pilas y los estribos

Puentes empujados o lanzados

Consiste en un puente que se construye sobre los accesos, a uno o ambos lados, por tramos sucesivos y después se empuja a su posición definitiva. Por las características del método, esto solo es posible en dos casos: cuando el trazo geométrico en planta es recto o circular.

Las ventajas de este sistema es la fabricación en un área al nivel del suelo, una producción en serie, independencia de los agentes atmosféricos y la del colado en el sitio, el cual da un monolitismo a estas obras. Con este procedimiento se anula la obra falsa y se reduce la cimbra al mínimo, misma que se reutiliza un sinnúmero de veces.

La sección de estos puentes suele ser de cajón y el colado de cada tramo se suele dividir en dos etapas:

1. Colado de la losa inferior y arranque de las almas.

2. Colado de las almas y losa superior, previa colocación de la cimbra exterior e interior.

Como puede verse, esta obra tiene las ventajas del colado monolítico, el tablero avanzado totalmente acabado, se tiene la ventaja de la prefabricación que se construye en banco, que es el área de fabricación y se evitan las juntas de dilatación, ya que se va colando contra la sección anterior.

Según el tiempo y el costo del equipo se puede construir y lanzar desde uno o dos extremos.

En algunos casos, por ser de un lado recto en planta, y curvo en el otro: o dos curvas de radios diferentes, es necesario construir desde ambas márgenes.

Puentes de doble voladizo

El proceso de construcción por doble voladizo consiste en realizar la superestructura de un puente a partir de una o de varias pilas, construyendo dovelas de 3 a 5 metros de longitud. La construcción debe avanzar simétricamente para conservar el equilibrio de la pila.

El cableado de presfuerzo se lleva a cabo de manera que se puedan detener algunos cables en cada dovela. Al tensar estos cables, las dovelas se “conectan” con las anteriores convirtiéndose a su vez en auto portantes.

De esta manera, cada sector está constituido por dos ménsulas que parten de una pila a la cual están empotrados de forma permanente o provisional durante la construcción.

Existen dos procedimientos de construcción ampliamente utilizados:

1. El primero consiste en colar en sitio las diferentes dovelas empleando un carro móvil del cual se suspende la cimbra.

2. El segundo consiste en utilizar dovelas prefabricadas uniéndolas con presfuerzo, realizando la junta con un pegamento de resina epoxica.

La construcción de puentes por el método de voladizos sucesivos, sin andamiaje actualmente es una solución clásica.

Para suspender la cimbra y soportar el peso de los colados se utiliza un carro que se fija a la parte resistente de la ménsula y cuyas características generales se muestran esquemáticamente.

Puentes atirantados

Las secciones de los puentes en doble voladizo, para claros mayores de 200 metros, construidas tal como se ha mencionado hasta aquí, punto de vista económico, no es adecuado.

Para disminuir las secciones se requiere de más apoyos y esto se resuelve de la siguiente manera:

1. Sobre los principales, se construyen mástiles.

2. A partir de los mástiles se anclan tirantes que van hacia cada lado y dan sustento al tablero en diferentes puntos.

Los tirantes están formados por cables de presfuerzo y estos están sometidos a variaciones de tensión del orden de 20kg/cm2, debido a la acción del viento y al efecto de las cargas móviles. Por esta razón y para que puedan resistirse adecuadamente 2x10.6 ciclos de tensión máxima se limita a 0.4rg (rg= resistencia a la rotura) que sirve para limitar la fragilidad ante la corrosión y también mejora el comportamiento frente a los fenómenos cíclicos.

Se ha considerado que los tirantes pueden ser cambiados, para mantenimiento de los mismos, de uno a la vez; y eso está previsto tanto a nivel de la sustentación provisional del tablero, como del detallado de la zona de anclaje del mismo.

En principio, y sin entrar en detalle, la construcción tiene las mismas características de un puente doble voladizo, en cuando a carros móviles y colado de dovelas. A cada dos o tres dovelas se instala un tirante y se tensa el mismo. Se vuelve a repetir el ciclo hasta hacerlo continuo y tensar los cables de continuidad.

Tirantes: un aspecto fundamental de los tirantes es que en la práctica, estos no son rectos sino que forman una catenaria. Esta catenaria es función cubica de la tensión aplicada en el mismo. Por esta razón el comportamiento de los tirantes no es lineal y el análisis de estas estructuras debe tener en cuenta este efecto.

Los tirantes se proyectan para que compensen las cargas verticales de peso propio, así el tablero tiene flexiones mínimas que se resuelven con un peralte pequeño.

No hay comentarios
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 15 páginas totales
Descarga el documento