Norma de Diseño de Puentes del Perútransparencia.mtc.gob.pe/idm_docs/P_recientes/8044.pdf · 2016-03-31Norma de Diseño de Puentes del Perú

PROYECTO

TRANSPORTES Y COMUNICACIONES

Proyecto de actualizacin del Manual de Puentes que contiene las normas, guas y procedimientos para el diseo y clculo estructural de puentes. Incluye los estudios de ingeniera bsica y planos tipo.

El Ministerio de Transportes y Comunicaciones a travs de la Direccin General de Caminos y Ferrocarriles, pone a consideracin del pblico interesado el contenido del proyecto de actualizacin del Manual de Puentes, a fin de que remitan sus opiniones y sugerencias por escrito a la Direccin General de Caminos y Ferrocarriles, Jr. Zorritos 1203 Cercado de Lima, va fax al N 6157841 o va correo electrnico a [email protected] dentro del plazo de cuarenta y cinco (45) das hbiles, de acuerdo al formato siguiente:

MANUAL DE PUENTES

Ttulo, Numeral, Apndice Comentarios(*)

1

2

Comentarios Generales:

(*)Adjunte los documentos sustentatorios de sus comentarios de ser pertinente.

MANUAL DE PUENTES

Edicin, Enero 2016

Puente Bolognesi (Piura)

Puente Pizana (San Martin)

Manual de Puentes (Edicin Enero 2016)

Pgina I

INDICE GENERAL

I. ido

PRESENTACIN

INTRODUCCIN AL MANUAL DE PUENTES .................................................................... 1

I GLOSARIO DE TERMINOS .................................................................................... 2

II UNIDADES Y SMBOLOS ....................................................................................... 4

TITULO I DE LA INGENIERA BSICA ............................................................................... 5

1.1 ESTUDIOS TOPOGRFICOS .......................................................... 6

1.2 ESTUDIOS DE HIDROLOGIA E HIDRAULICA ...................................... 8

1.3 ESTUDIOS GEOLGICOS Y GEOTECNICOS .................................... 13

1.4 ESTUDIOS DE PELIGRO SSMICO .................................................. 16

1.5 ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL ............................................. 18

1.6 ESTUDIOS DE TRFICO .............................................................. 20

1.7 ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS ................................................... 21

1.8 ESTUDIOS DE TRAZO Y DISEO VIAL DE LOS ACCESOS ................... 22

1.9 ESTUDIOS DE ALTERNATIVAS A NIVEL DE ANTEPROYECTO .............. 23

1.10 CLASIFICACION DE PUENTES .................................................... 24

TITULO II DEL PROYECTO DE INGENIERA .................................................................... 30

2.1 ELEMENTOS DEL PROYECTO ...................................................... 31

2.2 PRESENTACIN DEL PROYECTO .................................................. 48

2.3 CONSIDERACIONES GENERALES DEL PROYECTO ........................... 50

2.4 CARGAS Y FACTORES DE CARGAS ............................................... 55

2.5 ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES .................................... 105

2.6 ANLISIS ESTRUCTURAL ............................................................................. 118

2.7 VERIFICACION DE SEGURIDAD .................................................. 185

2.8 CIMENTACIONES ..................................................................... 204

2.9 SUPERESTRUCTURAS ................................................................................... 297

2.10 REQUISITOS PARA APOYOS ....................................................................... 475

2.11 DISEO DE BARRERAS DE SONIDO ........................................................... 494

2.12 DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS ............................................................. 501


Pgina II

APENDICES ...................................................................................................................... 537

APENDICE A3 ..

METODOLOGA DE CONSTRUCCIN DE ESPECTROS DE DISEO (Mapas de

Isoaceleraciones Espectrales para el Per) ............................................................... 538

APENDICE B5 (Estructuras de Concreto)

PROCEDIMIENTO GENERAL PARA DISEO POR CORTE UTILIZANDO TABLAS ...

............................................................................................................................. 544

APENDICE A6 (Estructuras de Acero)

RESISTENCIA A LA FLEXION SECCIONES COMPUESTAS EN FLEXIN

NEGATIVA Y SECCIONES NO COMPUESTAS CON ALMAS COMPACTAS O NO

COMPACTAS ............................................................................................................. 549

APENDICE B6 (Estructuras de Acero)

REDISTRIBUCIN DE MOMENTOS A PARTIR DE LAS PILAS INTERIORES EN

SECCIONES DOBLE TE EN PUENTES CONTINUOS............................................. 557

APENDICE D6 (Estructuras de Acero)

CALCULOS FUNDAMENTALES PARA ELEMENTOS SOLICITADOS A FLEXIN ......

............................................................................................................................. 565

APENDICE A11

DISEO SISMICO DE ESTRIBOS Y ESTRUCTURAS DE CONTENCION

(Anlisis de Mononobe-Okabe) .................................................................................. 575

APENDICE P

APENDICE DE PUENTE PEATONAL

(LRFD GUIDE SPECIFICATIONS FOR DESIGN OR PEDESTRIAN BRIDGES 2009) ..

............................................................................................................................. 581

APENDICE R

APENDICE DE REFERENCIAS

(ASSHTO LRFD BRIGDE DESIGN SPECIFICATIONS 2010, 2012 y 2014) ....... Error!

Marcador no definido.


Pgina I

NDICE DETALLADO

II. Contenido

PRESENTACIN

INTRODUCCIN AL MANUAL DE PUENTES .................................................................... 1

I GLOSARIO DE TERMINOS .................................................................................... 2

II UNIDADES Y SMBOLOS ....................................................................................... 4

TITULO I DE LA INGENIERA BSICA ............................................................................... 5

1.1 ESTUDIOS TOPOGRFICOS .......................................................... 6

1.1.1 Objetivos y Alcances ................................................................... 6

1.1.2 Instrumentacin ......................................................................... 6

1.1.3 Documentacin ......................................................................... 7

1.2 ESTUDIOS DE HIDROLOGIA E HIDRAULICA ..................................... 8

1.2.1 Objetivos ................................................................................. 8

1.2.2 Alcances ................................................................................. 8

1.2.2a Estudios y Trabajos Previos ......................................................... 10

1.2.3 Consideraciones para el Diseo .................................................... 10

1.2.3a Clculos de la Socavacin ........................................................... 11

1.2.4 Interrelacin con los Estudios Geolgicos y Geotcnicos ...................... 11

1.2.5 Informacin de Apoyo ................................................................ 11

1.2.6 Documentacin Requerida .......................................................... 12

1.3 ESTUDIOS GEOLGICOS Y GEOTECNICOS .................................... 13

1.3.1 Estudios Geolgicos .................................................................. 13

1.3.1.1 Objetivos ............................................................................. 13

1.3.1.2 Alcance ............................................................................... 13

1.3.2 Estudios Geotcnicos ................................................................ 13

1.3.2.1 Objetivos ............................................................................. 13

1.3.2.2 Alcances ............................................................................. 13

1.3.2.3 Sondajes ............................................................................. 14

1.3.2.4 Ensayos de Campo ................................................................ 14


Pgina II

1.3.2.5 Ensayos de Laboratorio ........................................................... 14

1.3.3 Interrelacin con los Estudios Hidrolgicos ....................................... 15

1.3.4 Documentacin ........................................................................ 15

1.4 ESTUDIOS DE PELIGRO SSMICO.................................................. 16

1.4.1 Objetivos ................................................................................ 16

1.4.2 Requisitos Mnimos ................................................................... 16

1.4.3 Requerimiento de los Estudios ...................................................... 16

1.4.4 Alcances ................................................................................ 16

1.4.5 Mtodos de anlisis ................................................................... 17

1.4.6 Documentacin ........................................................................ 17

1.5 ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL ............................................. 18

1.5.1 Enfoque ................................................................................. 18

1.5.2 Objetivos y Alcances .................................................................. 18

1.5.3 Requerimiento de los Estudios ...................................................... 18

1.5.4 Mtodos de Anlisis .................................................................. 18

1.5.5 Informacin mnima que requieren los estudios de Impacto Ambiental en

Puentes ........................................................................................... 19

1.5.6 Documentacin ........................................................................ 19

1.6 ESTUDIOS DE TRFICO .............................................................. 20

1.6.1 Objetivos ................................................................................ 20

1.6.2 Metodologa ............................................................................ 20

1.6.3 Documentacin ........................................................................ 20

1.7 ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS ................................................... 21

1.7.1 Objetivos ................................................................................ 21

1.7.2 Alcances ................................................................................ 21

1.7.3 Documentacin ........................................................................ 21

1.8 ESTUDIOS DE TRAZO Y DISEO VIAL DE LOS ACCESOS .................. 22

1.8.1 Objetivos ................................................................................ 22

1.8.2 Alcances ................................................................................ 22


Pgina III

1.8.3 Documentacin ........................................................................ 22

1.9 ESTUDIOS DE ALTERNATIVAS A NIVEL DE ANTEPROYECTO ............. 23

1.9.1 Objetivos ................................................................................ 23

1.9.2 Alcances ................................................................................ 23

1.9.3 Documentacin ........................................................................ 23

1.10 CLASIFICACION DE PUENTES ................................................... 24

A Segn la naturaleza de la va soportada ................................................ 24

B Segn el material ........................................................................... 24

C Segn el sistema estructural principal ................................................... 24

C.1 Los puentes tipo viga .................................................................... 24

C.2 Los puentes en arco ..................................................................... 24

C.3 Los puentes suspendidos ............................................................... 24

D Segn la forma de la geometra en planta .............................................. 24

E Segn su posicin respecto a la va considerada ..................................... 24

F Segn el tiempo de vida previsto ......................................................... 24

F.1 Puentes Definitivos ...................................................................... 24

F.2 Puentes Temporales .................................................................... 25

G Segn la Demanda de Trnsito y Clase de la Carretera ............................. 25

H Clasificacin de acuerdo a la Importancia Operativa ................................. 25

I Clasificacin para fines del Diseo Ssmico ............................................ 26

I.1 Puentes Esenciales ...................................................................... 26

I.2 Puentes Crticos .......................................................................... 26

I.3 Otros puentes ............................................................................. 26

J Segn el sistema de construccin ....................................................... 26

TITULO II DEL PROYECTO DE INGENIERA .................................................................... 30

2.1 ELEMENTOS DEL PROYECTO ...................................................... 31

2.1.1 Generalidades ......................................................................... 31

2.1.1.1 Informacin de la Ingeniera Bsica ............................................. 31

2.1.1.2 Elementos Bsicos del Proyecto. ................................................ 31


Pgina IV

2.1.2 Informacin de la Ingeniera Bsica ................................................ 31

2.1.3 Elementos Bsicos del Proyecto.................................................... 31

2.1.3.1 Definicin ............................................................................ 31

2.1.3.2 Normas Generales ................................................................. 32

2.1.3.3 Materiales ............................................................................ 32

2.1.3.3.1 Concreto ............................................................................. 32

2.1.3.3.2 Acero ................................................................................. 32

2.1.3.3.2.1 Acero Preesforzado ............................................................. 32

2.1.3.3.3 Elastmeros ......................................................................... 33

2.1.4 Geometra .............................................................................. 33

2.1.4.1 Generalidades....................................................................... 33

2.1.4.2 Geometra General y Proyecto Geomtrico .................................... 33

2.1.4.2.1 Desarrollo en perfil Longitudinal.................................................. 33

2.1.4.2.2 Desarrollo en Planta ............................................................... 33

2.1.4.3 Geometra de Detalles ............................................................. 34

2.1.4.3.1 Generalidades....................................................................... 34

2.1.4.3.2 Secciones Transversales del Tablero ........................................... 34

2.1.4.3.3 Glibos o Alturas Mnimas ........................................................ 36

2.1.4.3.3.1 Altura libre sobre el Nivel del agua de los ros .............................. 36

2.1.4.3.4 Dispositivos Bsicos de Proteccin.............................................. 36

2.1.4.3.4.1 Barreras de concreto ............................................................ 36

2.1.4.3.4.1.1 Superficies de Rodamiento ................................................... 37

2.1.4.3.4.2 Barandas .......................................................................... 37

2.1.4.3.4.2.1 Barandas de Trfico Vehicular ............................................... 37

2.1.4.3.4.2.1.1 Sistema de barandas ....................................................... 37

2.1.4.3.4.2.1.1.1 Requisitos Generales ..................................................... 37

2.1.4.3.4.2.1.1.2 Fuerza de Diseo para las Barandas para Trfico Vehicular ...... 38

2.1.4.3.4.2.1.2 Barandas de Aproximacin al Puente. ................................... 38

2.1.4.3.4.2.1.3 Tratamiento de los extremos .............................................. 38


Pgina V

2.1.4.3.4.2.2 Criterios para Seleccionar el Nivel de Ensayo ............................ 38

2.1.4.3.4.2.3 Diseo de las Barandas ...................................................... 40

2.1.4.3.4.2.3.1 Requisitos Generales ....................................................... 40

2.1.4.3.4.2.3.1.1 Aplicacin de Sistemas Previamente Ensayados .................... 40

2.1.4.3.4.2.3.1.2 Sistemas Nuevos .......................................................... 40

2.1.4.3.4.2.3.2 Altura del Parapeto o Baranda para Trfico Vehicular ................ 41

2.1.4.3.4.2.4 Barandas para Peatones ..................................................... 41

2.1.4.3.4.2.4.1 Geometria ..................................................................... 41

2.1.4.3.4.2.4.2 Sobrecargas de Diseo ..................................................... 42

2.1.4.3.4.2.5 Barandas para Ciclistas ....................................................... 43

2.1.4.3.4.2.5.1 Requisistos Generales ...................................................... 43

2.1.4.3.4.2.5.2 Geometra..................................................................... 43

2.1.4.3.4.2.5.3 Sobrecargas de Diseo. .................................................... 43

2.1.4.3.4.2.6 Barandas Combinadas. ....................................................... 44

2.1.4.3.4.2.6.1 Requisitos Generales. ...................................................... 44

2.1.4.3.4.2.6.2 Geometria ..................................................................... 44

2.1.4.3.4.2.6.3 Sobrecargas de Diseo ..................................................... 44

2.1.4.3.4.2.7 Sardineles y Veredas (Aceras) .............................................. 44

2.1.4.3.4.2.7.1 Requisitos Generales. ...................................................... 44

2.1.4.3.4.2.7.2 Veredas ....................................................................... 45

2.1.4.3.4.2.7.3 Tratamiento de los Extremos y Barandas Divisorias................... 45

2.1.4.3.5 Dispositivos Bsicos de Transicin y Contencin ............................. 45

2.1.4.3.5.1 Losas de Transicin ............................................................. 45

2.1.4.3.5.2 Estribos ............................................................................ 45

2.1.4.3.5.3 Cortinas ........................................................................... 46

2.1.4.3.5.4 Alas ................................................................................ 46

2.1.4.3.6 Juntas de Dilatacin ................................................................ 46

2.1.4.3.7 Principios Bsicos para el Drenaje .............................................. 46

2.1.4.3.7.1 Condiciones Geomtricas ...................................................... 46


Pgina VI

2.1.4.3.7.2 Elementos de Captacin........................................................ 46

2.1.4.3.7.3 Drenaje de las Partes Internas de la Estructura ............................ 46

2.1.4.3.7.4 Drenaje en Estribos ............................................................. 47

2.1.4.3.7.5 Goteras ............................................................................ 47

2.1.4.3.8 Pavimentacin ...................................................................... 47

2.1.4.3.9 Aparatos de Apoyo ................................................................. 47

2.1.5 Sealizacin ............................................................................ 47

2.2 PRESENTACIN DEL PROYECTO ................................................. 48

2.2.1 Memoria Descriptiva y Justificacin ................................................ 48

2.2.2 Memoria de Clculo ................................................................... 48

2.2.3 Planos ................................................................................... 48

2.2.4 Especificaciones Particulares ....................................................... 49

2.2.5 Metrados ................................................................................ 49

2.3 CONSIDERACIONES GENERALES DEL PROYECTO .......................... 50

2.3.1 Ojetivos del Proyecto ................................................................. 50

2.3.2 Filosofa de Diseo .................................................................... 50

2.3.2.1 Requisitos Generales .............................................................. 50

2.3.2.2 Estados Lmite ...................................................................... 50

2.3.2.2.1 Requisitos Generales .............................................................. 50

2.3.2.2.2 Estado Lmite de Servicio ......................................................... 51

2.3.2.2.3 Estados Lmite de Fatiga y Fractura ............................................. 51

2.3.2.2.4 Estado Lmite de Resistencia ..................................................... 51

2.3.2.2.5 Estado Lmite de Evento Extremo ............................................... 52

2.3.2.3 Ductilidad ............................................................................ 52

2.3.2.4 Redundancia ........................................................................ 53

2.3.2.5 Importancia Operativa ............................................................. 54

2.4 CARGAS Y FACTORES DE CARGAS .............................................. 55

2.4a Campo de Aplicacin ................................................................. 55

2.4.1 Clasificacin y Definicin ............................................................. 55


Pgina VII

2.4.1.1 Definicin de Cargas Permanentes ............................................. 55

2.4.1.2 Definicin de Cargas Variables .................................................. 55

2.4.1.3 Definicin de Cargas Excepcionales ............................................ 55

2.4.2 Determinacin De Cargas Permanentes .......................................... 55

2.4.2.1 Cargas Muertas: DC,DW, y EV .................................................. 55

2.4.2.2 Cargas de suelo: EH, ES, y DD .................................................. 56

2.4.2.3 Deformaciones Impuestas ........................................................ 57

2.4.3 Cargas Variables ...................................................................... 57

2.4.3.1 Cargas Durante la Construccin ................................................. 57

2.4.3.1.a Factores para las Cargas durante la Construccin ........................... 57

2.4.3.2 Cargas Vivas de Vehculos ....................................................... 57

2.4.3.2.1 Nmero de vas ..................................................................... 57

2.4.3.2.2 Diseo con Cargas Vivas de Vehculos ......................................... 58

2.4.3.2.2.1 Generalidades .................................................................... 58

2.4.3.2.2.2 Camin de Diseo ............................................................... 58

2.4.3.2.2.3 Tndem de Diseo .............................................................. 59

2.4.3.2.2.4 Sobrecarga Distribuida (Carga del Carril de Diseo) ...................... 59

2.4.3.2.2.5 rea de Contacto de los neumticos ......................................... 59

2.4.3.2.2.6 Presencia mltiple de sobrecargas ........................................... 59

2.4.3.2.3 Aplicacin de las Cargas Vivas Vehiculares ................................... 60

2.4.3.2.3.1 Generalidades .................................................................... 60

2.4.3.2.3.2 Carga para la Evaluacin Opcional de la Deflexin por Sobrecarga .... 61

2.4.3.2.3.3 Cargas de diseo para tableros, sistemas de tableros y losas superiores

de alcantarillas rectangulares .................................................................. 61

2.4.3.2.3.4 Carga para el voladizo del tablero ............................................ 62

2.4.3.2.4 Carga de Fatiga ..................................................................... 62

2.4.3.2.4.1 Magnitud y Configuracin ...................................................... 62

2.4.3.2.4.2 Frecuencia ........................................................................ 62

2.4.3.2.4.3 Distribucin de Cargas para Fatiga ........................................... 63


Pgina VIII

2.4.3.2.4.3.a Mtodos de anlisis Refinados .............................................. 63

2.4.3.2.4.3.a1 Requisitos Generales ........................................................ 63

2.4.3.2.4.3.b Mtodos Aproximados ........................................................ 64

2.4.3.3 Carga Dinmica Permitida: IM.................................................... 64


2.4.3.3.2 Componentes enterrados ......................................................... 64

2.4.3.3.3 Componentes de madera ......................................................... 65

2.4.3.4 Fuerzas Centrfugas ............................................................... 65

2.4.3.5 Fuerzas de Frenado: BR .......................................................... 65

2.4.3.6 Cargas sobre Veredas, Barandas y Sardineles ............................... 66

2.4.3.6.1 Cargas Peatonales sobre Veredas .............................................. 66

2.4.3.6.2 Fuerzas sobre sardineles ......................................................... 66

2.4.3.6.3 Fuerzas de Diseo para las Barandas para Trfico Vehicular .............. 66

2.4.3.6.3.1 Criterios para Seleccionar el Nivel de Ensayo .............................. 68

2.4.3.7 Cargas en Puentes Peatonales .................................................. 68

2.4.3.8 Empuje de Agua y Subpresiones ................................................ 68

2.4.3.8.1 Presin Hidrosttica ................................................................ 68

2.4.3.8.2 Subpresiones ........................................................................ 68

2.4.3.8.3 Presin de Flujo..................................................................... 68

2.4.3.8.3.1 En Direccin Longitudinal ...................................................... 68

2.4.3.8.3.2 En Direccin Lateral ............................................................. 69

2.4.3.8.3.3 Carga de Oleaje .................................................................. 70

2.4.3.8.3.3.1 Empuje Hidrodinmico ........................................................ 70

2.4.3.8.3.4 Cambio de las Fundaciones debido al Estado Lmite para Socavacin 70

2.4.3.9 Solicitaciones provocadas por Deformaciones Superpuestas: Tu, Tg, Sh,

Cr, Se,Ps ......................................................................................... 70

2.4.3.9.1 Requisitos generales ............................................................... 70

2.4.3.9.2 Rangos de Temperatura .......................................................... 70

2.4.3.9.3 Diseo de la Variacin Trmica .................................................. 71


Pgina IX

2.4.3.9.3.1 Gradiente de Temperatura ..................................................... 71

2.4.3.9.4 Contraccin diferencial (Shrinkage) ............................................. 71

2.4.3.9.5 Fluencia lenta (Creep) ............................................................. 71

2.4.3.9.6 Asentamiento ........................................................................ 72

2.4.3.9.7 Fuerzas Secundarias de Elementos Postensados: PS ...................... 72

2.4.3.9.8 Fuerzas Friccionales: FR .......................................................... 72

2.4.3.10 Cargas de Viento WL y WS ....................................................... 72

2.4.3.10.1 Presin Horizontal del Viento .................................................. 72

2.4.3.10.1.1 Generalidades ................................................................... 72

2.4.3.10.1.2 Presiones de Viento sobre Estructuras: WS ............................... 73

2.4.3.10.1.2.1 Generalidades ................................................................ 73

2.4.3.10.1.2.2 Cargas de las Superestructuras ........................................... 74

2.4.3.10.1.2.3 Fuerzas aplicadas directamente a la Subestructura .................... 75

2.4.3.10.1.3 Presiones del Viento sobre los Vehculos: WL ............................. 75

2.4.3.10.2 Presin Vertical del Viento ..................................................... 76

2.4.3.10.3 Inestabilidad Aeroelstica ...................................................... 76

2.4.3.10.3.1 Requisitos Generales .......................................................... 76

2.4.3.10.3.2 Fenmenos Aeroelsticos ..................................................... 76

2.4.3.10.3.3 Control de Respuestas Dinmicas ........................................... 76

2.4.3.10.3.4 Ensayos en Tnel de Viento .................................................. 77

2.4.3.11 Efectos de Sismo: EQ ............................................................. 77

2.4.3.11.1 Generalidades .................................................................... 77

2.4.3.11.2 Peligro Ssmico .................................................................. 78

2.4.3.11.2.0 Procedimiento General ........................................................ 78

2.4.3.11.2.1 Efectos de Sitio ................................................................. 78

2.4.3.11.2.1.1 Definiciones de Clases de Sitio ............................................ 78

2.4.3.11.2.1.2 Factores de Sitio .............................................................. 79

2.4.3.11.3 Caracterizacin del Peligro Ssmico .......................................... 81

2.4.3.11.3.1 Diseo del Espectro de Respuesta .......................................... 81


Pgina X

2.4.3.11.3.2 Coeficiente de Respuesta Ssmico Elstico ................................ 81

2.4.3.11.4 Categoras segn la Importancia del Puente ................................ 82

2.4.3.11.5 Zonas Ssmicas .................................................................. 82

2.4.3.11.6 Factores de Modificacin de Respuesta ..................................... 83

2.4.3.11.6.1 Generalidades ................................................................... 83

2.4.3.11.6.2 Aplicacin ........................................................................ 84

2.4.3.11.7 Combinacin de Solicitaciones Ssmicas .................................... 84

2.4.3.11.8 Calculo de Fuerzas de Diseo ................................................. 85

2.4.3.11.8.1 Generalidades ................................................................... 85

2.4.3.11.8.2 Zona Ssmica 1 ................................................................. 85

2.4.3.11.8.3 Zona Ssmica 2 ................................................................. 85

2.4.3.11.8.4 Zona Ssmica 3 y 4 ............................................................. 86

2.4.3.11.8.4.1 Generalidades ................................................................ 86

2.4.3.11.8.4.2 Fuerzas de Diseo Modificadas ........................................... 86

2.4.3.11.8.4.3 Fuerzas de Rotulacin Inelstica .......................................... 86

2.4.3.11.8.4.3a Generalidades ............................................................... 86

2.4.3.11.8.4.3b Columnas y Pilares Individuales.......................................... 87

2.4.3.11.8.4.3c Pilares con Dos o Ms Columnas ........................................ 88

2.4.3.11.8.4.3d Fuerzas de Diseo para Caballetes de Pilotes y Columnas ......... 89

2.4.3.11.8.4.3e Fuerzas de Diseo para Pilares .......................................... 89

2.4.3.11.8.4.3f Fuerzas de Diseo para Cimentaciones ................................. 89

2.4.3.11.8.5 Restrictivos Longitudinales .................................................... 89

2.4.3.11.8.6 Dispositivos de Amarre ........................................................ 90

2.4.4 Requisitos para Puentes Temporarios y Puentes Construidos por Etapas .. 90

2.4.4.1 Empuje del Suelo: EH, ES, LS y DD ............................................ 91


2.4.4.1.2 Compactacin ....................................................................... 91

2.4.4.1.3 Presencia de Agua ................................................................. 91

2.4.4.1.4 Efecto Ssmico ...................................................................... 92


Pgina XI

2.4.4.1.5 Empuje del Suelo: EH ............................................................. 92

2.4.4.1.5.1 Empuje Lateral del Suelo ....................................................... 92

2.4.4.1.5.2 Coeficiente de Empuje Lateral en Reposo, ko .............................. 93

2.4.4.1.5.3 Coeficiente de Empuje Lateral Activo, ko .................................... 93

2.4.4.1.5.4 Coeficiente de Empuje Lateral Pasivo, kp.................................... 95

2.4.5 Factores de Cargas y Combinaciones de Cargas ............................... 97

2.4.5.1 Alcance ............................................................................... 97

2.4.5.2 Cargas y Denominacin de las Cargas ......................................... 97

2.4.5.3 Factores de carga y combinaciones ............................................. 98

2.4.5.3.1 Factores de carga y combinaciones de carga ................................. 98

2.4.5.4 Factores de Carga para Cargas Constructivas .............................. 103

2.4.5.4.1 Evaluacin en el Estado Limite de Resistencia .............................. 103

2.4.5.4.2 Evaluacin de la deflexin en el Estado Limite de Servicio ............... 103

2.4.5.5 Factores de Carga para Fuerzas de Tesado y Postensado ............... 103

2.4.5.5.1 Fuerza de Tesado ................................................................ 103

2.4.5.5.2 Fuerza para las Zonas de Anclaje de Postensado .......................... 104

2.4.5.6 Factores de Carga para Tableros Ortotropicos. ............................. 104

2.5 ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES ................................... 105

2.5.1 Generalidades ....................................................................... 105

2.5.2 Acero de Refuerzo .................................................................. 105

2.5.2.1 Generalidades..................................................................... 105

2.5.2.1.1 Refuerzo sin Recubrir ............................................................ 105

2.5.2.2 Mdulo de Elasticidad ........................................................... 106

2.5.2.3 Aplicaciones Especiales ......................................................... 106

2.5.2.4 Acero para Preesforzado ........................................................ 106

2.5.2.4.1 Generalidades..................................................................... 106

2.5.2.4.2 Mdulo de Elasticidad ........................................................... 106

2.5.2.4.3 Dispositivo de Anclaje y Acoplamiento para Postensado .................. 107

2.5.2.4.4 Ductos para los tendones ....................................................... 107


Pgina XII

2.5.2.4.4.1 Generalidades .................................................................. 107

2.5.2.4.4.2 Tamao de los Ductos (vainas) ............................................. 108

2.5.2.4.4.3 Vainas en Bloques Desviadores ............................................ 108

2.5.3 Aceros para Estructuras Metlicas ............................................... 108

2.5.3.1 Aceros Estructurales ............................................................. 108

2.5.3.2 Pines, Rodillos y Balancines .................................................... 109

2.5.3.3 Pernos, Tuercas y Arandelas ................................................... 110

2.5.3.3.1 Pernos .............................................................................. 110

2.5.3.3.2 Tuercas ............................................................................. 110

2.5.3.3.2.1 Tuercas usadas con seguros estructurales ............................... 110

2.5.3.3.2.2 Tuercas usadas con pernos de anclaje .................................... 111

2.5.3.3.2.3 Arandelas ....................................................................... 111

2.5.3.4 Conectores de Corte tipo Perno (Studs) ...................................... 111

2.5.3.5 Metal de soldadura ............................................................... 111

2.5.3.6 Metal Fundido ..................................................................... 111

2.5.3.6.1 Acero fundido y Fierro Dctil .................................................... 111

2.5.3.6.2 Fundiciones Maleables .......................................................... 112

2.5.3.6.3 Hierro Fundido .................................................................... 112

2.5.3.7 Acero Inoxidable .................................................................. 112

2.5.3.8 Cables .............................................................................. 112

2.5.3.8.1 Alambre brillante .................................................................. 112

2.5.3.8.2 Alambre Galvanizado ............................................................ 112

2.5.3.8.3 Alambre con Recubrimiento Epoxi ............................................. 112

2.5.3.8.4 Cables para puentes ............................................................. 112

2.5.4 Concreto .............................................................................. 113

2.5.4.1 Clase de Concreto ................................................................ 113

2.5.4.2 Coeficiente de Expansin Trmica ............................................ 114

2.5.4.3 Acortamiento de Fragua y Fluencia Lenta .................................... 114

2.5.4.3.1 Requisitos Generales ............................................................ 114


Pgina XIII

2.5.4.3.1.1 Fluencia Lenta (Deformacin plstica) (Creep) ........................... 115

2.5.4.3.1.2 Contraccin (Shrinkage) ...................................................... 116

2.5.4.4 Mdulo de Elasticidad ........................................................... 116

2.5.4.5 Mdulo de Poisson ............................................................... 117

2.5.4.6 Mdulos de Ruptura .............................................................. 117

2.5.4.7 Resistencia a la Traccin ........................................................ 117

2.6 ANLISIS ESTRUCTURAL ................................................................................ 118

2.6.1 Generalidades ....................................................................... 118

2.6.2 Mtodos Aceptables de Anlisis Estructural .................................... 118

2.6.3 Modelos Matemticos .............................................................. 118

2.6.3a Generalidades ....................................................................... 118

2.6.3.1 Comportamiento Estructural del Material ..................................... 119

2.6.3.1.1 Comportamiento Elstico versus Comportamiento Inelstico ............. 119

2.6.3.1.2 Comportamiento Elstico ........................................................ 119

2.6.3.1.3 Comportamiento Inelstico ...................................................... 119

2.6.3.2 Geometra ......................................................................... 120

2.6.3.2.1 Teora de las pequeas deflexiones ........................................... 120

2.6.3.2.2 Teora de las Grandes Deflexiones ............................................ 121

2.6.3.2.2.1 Generalidades .................................................................. 121

2.6.3.2.3 Mtodos Aproximados ........................................................... 121

2.6.3.2.3a Generalidades .................................................................. 121

2.6.3.2.3b Magnificacin de momentos, elementos viga columna ............... 121

2.6.3.2.3c Magnificacin de Momentos Arcos ....................................... 123

2.6.3.2.4 Mtodos Refinados ............................................................... 124

2.6.3.3 Modelamiento de Condiciones de Borde ..................................... 124

2.6.3.4 Miembros Equivalentes .......................................................... 124

2.6.4 Anlisis Esttico ..................................................................... 124

2.6.4.1 Influencia de la Geometra en Planta ......................................... 124

2.6.4.1.1 Relacin de aspecto en Planta ................................................. 124


Pgina XIV

2.6.4.1.2 Estructuras de Planta Curva .................................................... 125

2.6.4.1.2.1 Generalidades .................................................................. 125

2.6.4.1.2.2 Superestructuras de una sola Viga Torsionalmente Rgida ............ 125

2.6.4.1.2.3 Puentes de vigas cajn de concreto. ....................................... 125

2.6.4.1.2.4 Superestructuras de vigas mltiples de acero ............................ 126

2.6.4.1.2.4a Generalidades ................................................................. 126

2.6.4.1.2.4b Vigas I .......................................................................... 126

2.6.4.1.2.4c Vigas Cajn cerrado y Vigas Tubulares ................................... 126

2.6.4.2 Mtodos Aproximados de Anlisis ............................................. 127

2.6.4.2.1 Tableros ............................................................................ 127

2.6.4.2.1.1 Generalidades .................................................................. 127

2.6.4.2.1.1a Anlisis Transversal .......................................................... 127

2.6.4.2.1.2 Aplicabilidad .................................................................... 128

2.6.4.2.1.3 Ancho Equivalente de Franjas Interiores .................................. 128

2.6.4.2.1.4 Ancho de las Franjas Equivalentes en los Bordes de las Losas ....... 130

2.6.4.2.1.4a Requisitos Generales ........................................................ 130

2.6.4.2.1.4b Bordes Longitudinales ....................................................... 130

2.6.4.2.1.4c Bordes Transversales ........................................................ 130

2.6.4.2.1.5 Distribucin de las Cargas de Rueda ....................................... 130

2.6.4.2.1.6 Clculo de Solicitaciones ..................................................... 131

2.6.4.2.1.7 Accin de Prtico de la Seccin Transversal ............................. 131

2.6.4.2.1.8 Solicitaciones debidas a la carga viva en Emparrillados con Vanos Total

y Parcialmente Llenos y para Tableros Emparrillados con Vanos no Llenos

Compuestos con Losas de Hormign Armado ............................................ 132

2.6.4.2.1.9 Anlisis Inelstico .............................................................. 133

2.6.4.2.2 Puentes Losa Viga ............................................................. 133

2.6.4.2.2.1 Aplicacin ....................................................................... 133

2.6.4.2.2.2 Mtodo del Factor de Distribucin para Momentos y Cortes ........... 139

2.6.4.2.2.2a Vigas Interiores con Tableros de Madera ................................. 139


Pgina XV

2.6.4.2.2.2b Vigas Interiores con Tableros de Concreto ............................... 140

2.6.4.2.2.2c Vigas Interiores con Tableros de Acero Corrugados .................... 141

2.6.4.2.2.2d Vigas Exteriores............................................................... 141

2.6.4.2.2.2e Puentes Esviajados .......................................................... 143

2.6.4.2.2.2f Momentos flectores y cortantes en vigas transversales de piso ....... 143

2.6.4.2.2.3 Mtodos del Factor de Distribucin para Corte ........................... 144

2.6.4.2.2.3a Vigas Interiores ............................................................... 144

2.6.4.2.2.3b Vigas Exteriores............................................................... 145

2.6.4.2.2.3c Puentes Esviajados .......................................................... 146

2.6.4.2.2.4 Puentes curvos de acero ..................................................... 147

2.6.4.2.2.5 Cargas Especiales Actuando Junto con Otro Tipo de Trfico .......... 147

2.6.4.2.3 Anchos de Faja Equivalentes para Puentes Tipo Losa .................... 148

2.6.4.2.4 Puentes reticulados y Puentes en Arco ....................................... 149

2.6.4.2.5 Valores del factor de longitud efectiva, K ..................................... 149

2.6.4.2.6 Ancho de Ala Efectivo ........................................................... 150

2.6.4.2.6.1 Generalidades .................................................................. 150

2.6.4.2.6.2 Vigas cajn de concreto segmntales y vigas cajn de una sola clula

llenadas en sitio................................................................................. 151

2.6.4.2.6.3 Superestructuras de Mltiples Celdas Llenadas en Sitio ................ 154

2.6.4.2.6.4 Tableros Ortotrpicos de Acero ............................................. 154

2.6.4.2.6.5 Vigas de Piso Transversales y Capiteles Integrales ..................... 156

2.6.5 Anlisis Dinmico ................................................................... 156

2.6.5.1 Requisitos Bsicos de la Dinmica Estructural .............................. 156


2.6.5.1.2 Distribucin de Masas ........................................................... 156

2.6.5.1.3 Rigidez ............................................................................. 157

2.6.5.1.4 Amortiguamiento .................................................................. 157

2.6.5.1.5 Frecuencias Naturales ........................................................... 157

2.6.5.2 Respuestas Dinmicas Elsticas .............................................. 157


Pgina XVI

2.6.5.2.1 Vibracin Inducida por los Vehculos .......................................... 157

2.6.5.2.2 Vibracin Inducida por el Viento ............................................... 157

2.6.5.2.2.1 Velocidades del Viento........................................................ 157

2.6.5.2.2.2 Efectos Dinmicos ............................................................. 157

2.6.5.2.2.3 Consideraciones de Diseo .................................................. 158

2.6.5.3 Respuestas Dinmicas Inelsticas ............................................ 158


2.6.5.3.2 Rtulas Plsticas y Lneas de Fluencia ....................................... 158

2.6.5.4 Cargas Ssmicas para el Anlisis .............................................. 158


2.6.5.4.2 Puentes de Un Solo Tramo ..................................................... 159

2.6.5.4.3 Puentes de Mltiples Tramos ................................................... 159

2.6.5.4.3.1 Seleccin del mtodo de anlisis ........................................... 159

2.6.5.4.3.2 Mtodos de Anlisis Unimodales ........................................... 160

2.6.5.4.3.2a Requisitos Generales ........................................................ 160

2.6.5.4.3.2b Mtodo Espectral Unimodal ................................................. 160

2.6.5.4.3.2c Mtodo de la Carga Uniforme .............................................. 162

2.6.5.4.3.3 Mtodo Espectral Multimodal ................................................ 163

2.6.5.4.3.4 Mtodo de Historia de Tiempo ............................................... 164

2.6.5.4.4 Requisitos Mnimos para longitudes de soportes ........................... 164

2.6.5.4.5 P- !Requisitos .................................................................... 166

2.6.5.4.6 Anlisis para Cargas de Colisin .............................................. 167

2.6.5.4.7 Anlisis de Efectos de Explosin .............................................. 167

2.6.5.5 Disposiciones para el diseo ssmico ......................................... 167

2.6.5.5.1 Generalidades..................................................................... 167

2.6.5.5.2 Zona Ssmica 1 ................................................................... 167

2.6.5.5.3 Zona Ssmica 2 ................................................................... 168

2.6.5.5.4 Zona Ssmica 3 y 4 ............................................................... 168

2.6.5.5.4.1 Requisitos para Columnas ................................................... 168


Pgina XVII

2.6.5.5.4.1a Refuerzo Longitudinal ........................................................ 168

2.6.5.5.4.1b Resistencia a la Flexin ..................................................... 168

2.6.5.5.4.1c Cortante en columna y refuerzo transversal .............................. 168

2.6.5.5.4.1d Armadura Transversal de Confinamiento para las Rtulas Plsticas 169

2.6.5.5.4.1e Separacin de la armadura transversal de confinamiento ............. 172

2.6.5.5.4.1f Empalmes ...................................................................... 172

2.6.5.5.4.2 Requisitos para Pilares Tipo Pared ......................................... 173

2.6.5.5.4.3 Conexiones de las columnas ................................................ 174

2.6.5.5.4.4 Juntas de Construccin en Pilares y Columnas .......................... 174

2.6.5.6 Longitud de Desarrollo y Empalmes del Acero de Refuerzo .............. 174


2.6.5.6.1.1 Requisitos Bsicos ............................................................ 174

2.6.5.6.1.2 Refuerzo para Flexin ........................................................ 174

2.6.5.6.1.2.1 Requisitos Generales ....................................................... 175

2.6.5.6.1.2.2 Refuerzo de Momento Positivo ............................................ 175

2.6.5.6.1.2.3 Refuerzo de Momento Negativo ........................................... 175

2.6.5.6.1.2.4 Uniones Resistentes al Momento ......................................... 176

2.6.5.6.2 Longitud de Desarrollo del Refuerzo (Anclaje) .............................. 176

2.6.5.6.2.1 Barras y Alambres Deformados en traccin ............................... 176

2.6.5.6.2.1.1 Longitud de Desarrollo en Traccin ....................................... 176

2.6.5.6.2.1.2 Factores!de!modificacin!que!aumenta!"d ............................... 177

2.6.5.6.2.1.3 Factores de Modificacin que!Disminuyen!"d ........................... 177

2.6.5.6.2.2 Barras deformadas en Compresin ......................................... 177

2.6.5.6.2.2.1 Longitud de desarrollo en compresin ................................... 177

2.6.5.6.2.2.2 Factores de Modificacin ................................................... 178

2.6.5.6.2.3 Paquete de Barras ............................................................. 178

2.6.5.6.2.4 Ganchos Estndar en Traccin ............................................. 178

2.6.5.6.2.4.1 Longitud de Desarrollo en Ganchos Bsicos ............................ 178

2.6.5.6.2.4.2 Factores de Modificacin ................................................... 179


Pgina XVIII

2.6.5.6.2.4.3 Estribos para barras terminadas en ganchos ........................... 180

2.6.5.6.3 Longitud de desarrollo - Acero de pretensar ................................. 180

2.6.5.6.3.1 Requisitos Generales ......................................................... 180

2.6.5.6.3.2 Cables Adheridos .............................................................. 180

2.6.5.6.3.3 Cables parcialmente Desadheridos ......................................... 182

2.6.5.6.4 Empalme de las barras de refuerzo ........................................... 182

2.6.5.6.4.1 Detalles .......................................................................... 182


2.6.5.6.4.2.1 Empalmes Solapados ....................................................... 182

2.6.5.6.4.2.2 Conexiones Mecnicas ..................................................... 183

2.6.5.6.4.2.3 Empalmes Soldados ........................................................ 183

2.6.5.6.4.3 Empalmes de refuerzos en traccin ........................................ 183

2.6.5.6.4.3.1 Empalmes Solapados Solicitados a Traccin ........................... 183

2.6.5.6.4.3.2 Conexiones Mecnicas o Empalmes Soldados Solicitados a Traccin ...

............................................................................... 184

2.6.5.6.4.4 Empalmes en Tirantes Traccionados ....................................... 184

2.6.5.6.4.5 Empalme en las barras solicitadas a compresin ........................ 184

2.6.5.6.4.5.1 Empalmes solapados solicitados a compresin ........................ 184

2.7 VERIFICACION DE SEGURIDAD .................................................. 185

2.7.1 Resistencia de los Materiales en los Estados Limites ......................... 185

2.7.1.1 Concreto y Armadura ............................................................ 185

2.7.1.1.1 Generalidades..................................................................... 185

2.7.1.1.2 Estado Lmite de Servicio ....................................................... 185

2.7.1.1.3 Estado Lmite de Fatiga ......................................................... 185

2.7.1.1.3.1 Generalidades .................................................................. 185

2.7.1.1.3.2 Barras de refuerzo ............................................................. 186

2.7.1.1.3.3 Cables de pre-esforzado ..................................................... 186

2.7.1.1.3.4 Empalmes soldados o mecnicos de los refuerzo ....................... 187

2.7.1.1.4 Estado Lmite de Resistencia ................................................... 187


Pgina XIX

2.7.1.1.4.1 Generalidades .................................................................. 187

2.7.1.1.4.2 Factores de resistencia ....................................................... 187

2.7.1.1.4.2a Construccin convencional .................................................. 187

2.7.1.1.4.2b Construccin por segmentos ............................................... 189

2.7.1.1.4.2c Requerimientos especiales para zonas ssmicas 2, 3 y 4.............. 189

2.7.1.1.4.3 Estabilidad ...................................................................... 189

2.7.1.1.5 Estados Lmites de Eventos Extremos ........................................ 190

2.7.2 Consideraciones de diseo ........................................................ 190

2.7.2.1 Generalidades..................................................................... 190

2.7.2.2 Efectos de las Deformaciones Impuestas .................................... 190

2.7.2.3 Modelo de Bielas y Tirantes .................................................... 190


2.7.2.3.2 Modelado de las Estructuras ................................................... 190

2.7.2.3.3 Dimensionamiento de las Bielas Comprimidas .............................. 192

2.7.2.3.3.1 Resistencia de una Biela no Armada ....................................... 192

2.7.2.3.3.2 rea Efectiva de la Seccin Transversal de una Biela .................. 192

2.7.2.3.3.3 Tensin de Compresin Limitante en una Biela .......................... 193

2.7.2.3.3.4 Biela Armada ................................................................... 193

2.7.2.3.4 Dimensionamiento de los Tirantes Traccionados ........................... 193

2.7.2.3.4.1 Resistencia de un Tirante .................................................... 193

2.7.2.3.4.2 Anclaje de un tirante .......................................................... 194

2.7.2.3.5 Dimensionamiento de las Zonas Nodales .................................... 194

2.7.2.3.6 Armadura para Limitar la Fisuracin .......................................... 194

2.7.2.4 Diseo para flexin y carga axial .............................................. 196

2.7.2.4.1 Hiptesis para los Estados Lmites de Servicio y Fatiga ................... 196

2.7.2.4.2 Hiptesis para los Estados Lmites de Resistencia y Evento Extremo .. 196


2.7.2.4.2.2 Distribucin Rectangular de los Esfuerzos ................................ 198

2.7.2.4.3 Miembros Solicitados a Flexin ................................................ 198


Pgina XX

2.7.2.4.3.1 Esfuerzo en el Acero de Pretensado en la Resistencia Nominal a la

Flexin .................................................................................... 198

2.7.2.4.3.1.1 Elementos con tendones adherentes ..................................... 198

2.7.2.4.3.1.2 Componentes con Tendones no Adherentes ........................... 199

2.7.2.4.3.1.3 Componentes con ambos, adherentes y no adherentes, tendones . 200

2.7.2.4.3.1.3a Anlisis detallado ........................................................... 200

2.7.2.4.3.1.3b Anlisis simplificado ........................................................ 201

2.7.2.4.3.2 Resistencia a la flexin ....................................................... 201

2.7.2.4.3.2.1 Resistencia a la flexin factorada ......................................... 201

2.7.2.4.3.2.2 Seccin con alas ............................................................. 201

2.7.2.4.3.2.3 Secciones Rectangulares .................................................. 202

2.7.2.4.3.2.4 Otras Secciones Transversales ........................................... 202

2.7.2.4.3.2.5 Enfoque Basado en la Compatibilidad de las Deformaciones ........ 202

2.8 CIMENTACIONES ..................................................................... 204

2.8.0 Alcance ............................................................................... 204

2.8.0.1 Propiedades del Suelo y Rocas ................................................ 204

2.8.0.2 Informacin Necesaria ........................................................... 204

2.8.0.3 Exploracin del Subsuelo ....................................................... 205

2.8.1 Zapatas (Spread Footing: Cimiento extendido) ................................ 207

2.8.1.1 Consideraciones Generales .................................................... 207

2.8.1.1.1 Aplicacin .......................................................................... 207

2.8.1.1.2 Presiones de contacto ........................................................... 208

2.8.1.1.3 Cimentaciones no rectangulares ............................................... 208

2.8.1.1.4 Nivel de cimentacin ............................................................. 208

2.8.1.1.5 Consideracin del nivel fretico ................................................ 208

2.8.1.1.6 Fuerzas de levantamiento ....................................................... 209

2.8.1.1.7 Anclaje de zapatas inclinadas .................................................. 209

2.8.1.1.8 Cercana a estructuras existentes ............................................. 209

2.8.1.1.9 Propiedades del suelo y de la roca ............................................ 209


Pgina XXI

2.8.1.1.10 Dimensiones efectivas de cimentacin ..................................... 209

2.8.1.1.11 Distribucin de esfuerzos de apoyo ........................................ 210

2.8.1.1.12 Capacidad de Carga y Estabilidad en el Estado Lmite de Resistencia ...

.................................................................................... 211

2.8.1.1.12.1 Requisitos Generales ........................................................ 211

2.8.1.1.12.2 Capacidad de Carga ......................................................... 211

2.8.1.1.12.3 Limites de Excentricidad ..................................................... 213

2.8.1.1.12.4 Erosin Subsuperficial ....................................................... 213

2.8.1.1.12.5 Resistencia Pasiva ........................................................... 214

2.8.1.1.12.6 Deslizamiento ................................................................. 214

2.8.1.2 Diseo en el Estado Limite de Servicio ....................................... 216

2.8.1.2.1 Generalidades..................................................................... 216

2.8.1.2.2 Movimientos Tolerables ......................................................... 216

2.8.1.2.3 Cargas .............................................................................. 218

2.8.1.2.4 Anlisis de los Asentamientos .................................................. 218

2.8.1.2.4.1 Generalidades .................................................................. 218

2.8.1.2.4.2 Asentamientos de las Zapatas en Suelos no Cohesivos ................ 219

2.8.1.2.4.3 Asentamientos de las Zapatas en Suelos Cohesivos .................... 222

2.8.1.2.5 Estabilidad Global ................................................................ 226

2.8.1.2.6 Capacidad resistente en el Estado Limite de Servicio ...................... 226

2.8.1.2.6.1 Valores Presuntos para la Capacidad Resistente ........................ 226

2.8.1.3 Diseo en el Estado Limite de Resistencia................................... 227

2.8.1.3.1 Capacidad de Carga de los suelos ............................................ 227

2.8.1.3.1.1 Generalidades .................................................................. 227

2.8.1.3.1.2 Estimacin Terica ............................................................ 228

2.8.1.3.1.2a Formulacin Bsica .......................................................... 228

2.8.1.3.1.2b Punzonamiento ............................................................... 232

2.8.1.3.1.2c Consideraciones para Zapatas apoyadas en Taludes. ................. 232


Pgina XXII

2.8.1.3.1.2d Consideraciones para cuando haya dos estratos de terreno-

Profundidad critica ............................................................................. 235

2.8.1.3.1.2e Sistema de dos estratos de suelo, en condicin de carga no drenada

235

2.8.1.3.1.2f Sistema de dos estratos de suelo, en condicin de carga drenada ... 237

2.8.1.3.1.3 Procedimientos Semiempiricos .............................................. 238

2.8.1.3A Cimentaciones con zapatas .................................................... 239

2.8.1.3A.1 Generalidades .................................................................. 239

2.8.1.3A.2 Cargas y Reacciones ......................................................... 239

2.8.1.3A.3 Factores de Resistencia ...................................................... 239

2.8.1.3A.4 Momentos en las zapatas .................................................... 239

2.8.1.3A.5 Distribucin del refuerzo de momento ...................................... 240

2.8.1.3A.6 Corte en Losas y Zapatas .................................................... 240

2.8.1.3A.6.1 Secciones Crticas para Corte.............................................. 240

2.8.1.3A.6.2 Comportamiento en Una Direccin ........................................ 241

2.8.1.3A.6.3 Comportamiento en Dos Direcciones ..................................... 242

2.8.1.3A.6.4 Zapatas sobre Pilotes o Pilares Excavados. ............................. 243

2.8.1.3A.7 Anclaje del refuerzo ........................................................... 243

2.8.1.3A.8 Transferencia de fuerzas en la base de la columna ..................... 243

2.8.1.3A.9 Cimentaciones con pedestales .............................................. 244

2.8.1.3A.9.1 Dimensionamiento ........................................................... 244

2.8.1.3A.9.2 Esfuerzos. ..................................................................... 244

2.8.1.4 Apoyo (Aplastamiento) .......................................................... 244

2.8.1.4.1 Elementos Traccionados ........................................................ 245

2.8.1.4.1.1 Resistencia a la Traccin Factorada ....................................... 245

2.8.1.4.1.2 Resistencia a la Combinacin de Traccin y Flexin .................... 245

2.8.1.5 Transferencia!de!Corte!en!las!Interfaces#Corte!por!Friccin ............. 245


2.8.1.5.2 Calculo de las Fuerzas de Corte Factoradas para el Interface, , para

Puentes vigas/ losa ............................................................................ 248


Pgina XXIII

2.8.1.5.3 lFactores de Cohesin y Friccin .............................................. 248

2.8.1.5.4 rea Mnima de Armadura para Corte en el Interface ...................... 249

2.8.1.5.5 Resistencia Nominal al Corte en Vigas Cajn Segmentadas ............. 250

2.8.2 Cimentaciones Profundas con Pilotes ........................................... 251

2.8.2.1 Pilotes Hincados .................................................................. 251

2.8.2.1.1 Generalidades..................................................................... 251

2.8.2.1.1.1 Uso ............................................................................... 251

2.8.2.1.1.2 Separacin, Luces Libres y Longitud Embebida de los Pilotes ........ 251

2.8.2.1.1.3 Profundidad de los Pilotes.................................................... 251

2.8.2.1.1.4 Batera de Pilotes .............................................................. 252

2.8.2.1.1.5 Requisitos para Diseo de Pilotes .......................................... 252

2.8.2.1.1.6 Determinacin de Cargas en Pilotes ....................................... 252

2.8.2.1.1.6.1 Generalidades ................................................................ 252

2.8.2.1.1.6.2 Downdrag (friccion superficial negativa) ................................. 253

2.8.2.1.1.6.2.1 Downdrag (evaluacin) ................................................... 253

2.8.2.1.1.6.3 Levantamiento debido a los suelos expansivos......................... 254

2.8.2.1.1.6.4 Estructuras cercanas ........................................................ 255

2.8.2.1.1.6.5 Diseo en el Estado Limite de Servicio .................................. 255

2.8.2.1.1.6.5.1 Generalidades .............................................................. 255

2.8.2.1.1.6.5.2 Movimientos Tolerables .................................................. 255

2.8.2.1.1.6.5.3 Asentamientos ............................................................. 255

2.8.2.1.1.6.5.3.1 Analogia de la Zapata Equivalente ................................... 255

2.8.2.1.1.6.5.3.2 Grupo de pilotes en suelos cohesivos ............................... 257

2.8.2.1.1.6.5.4 Movimiento Horizontal en Fundacin de Pilotes ...................... 258

2.8.2.1.1.6.5.5 Asentamiento debido a la Friccion Negativa .......................... 259

2.8.2.1.1.6.5.6 Compresin Lateral ....................................................... 259

2.8.2.1.1.6.6 Diseo en el Estado Limite de Resistencia .............................. 259

2.8.2.1.1.6.6.1 Generalidades .............................................................. 259

2.8.2.1.1.6.6.2 Frmula Dinmica ......................................................... 260


Pgina XXIV

2.8.2.1.1.6.6.3 Anlisis Esttico ........................................................... 261

2.8.2.1.1.6.6.3a Generalidades ............................................................ 261

2.8.2.1.1.6.6.3b Mtodo!$ .................................................................. 263

2.8.2.1.1.6.6.3c Metodo!% ................................................................... 264

2.8.2.1.1.6.6.3d Metodo!& ................................................................... 265

2.8.2.1.1.6.6.3e Resitencia de Punta en Suelos Cohesivos .......................... 266

2.8.2.1.1.6.7 Resistencia de Grupo de Pilotes en Compresin ....................... 266

2.8.2.1.1.6.8 Resistencia Contra el Levantamiento de Pilotes Individuales ........ 268

2.8.2.1.1.6.9 Resistencia Contra el Levantamiento de Grupo de Pilotes ........... 269

2.8.2.1.1.6.10 Efecto del Asentamiento del Terreno y Cargas de Friccin Negativa ..

................................................................................ 271

2.8.2.1.1.6.11 Nivel Fretico y Sub-presiones ........................................... 271

2.8.2.1.1.6.12 Proteccin contra el Deterioro ............................................ 271

2.8.2.1.2 Pilotes de Concreto Armado .................................................... 271

2.8.2.1.2.1 Generalidades .................................................................. 271

2.8.2.1.2.1a Pandeo y Estabilidad Lateral de los Pilotes .............................. 272

2.8.2.1.2.2 Empalmes ....................................................................... 272

2.8.2.1.2.3 Pilotes prefabricados de Concreto armado ................................ 272

2.8.2.1.2.3.1 Dimensiones de los Pilotes ................................................. 273

2.8.2.1.2.3.2 Armadura ...................................................................... 273

2.8.2.1.2.4 Pilotes Prefabricados de Concreto Pretensado ........................... 273

2.8.2.1.2.4.1 Dimensiones de los Pilotes ................................................. 273

2.8.2.1.2.4.2 Calidad del concreto ......................................................... 273

2.8.2.1.2.4.3 Armadura ...................................................................... 274

2.8.2.1.2.5 Pilotes Colados en Sitio ...................................................... 274

2.8.2.1.2.5.1 Dimensiones de los pilotes ................................................. 275

2.8.2.1.2.5.2 Armadura ...................................................................... 275

2.8.2.1.2.6 Requisitos Ssmicos ........................................................... 275

2.8.2.1.2.6.1 Zona Ssmica 1 ............................................................... 275


Pgina XXV

2.8.2.1.2.6.2 Zona Ssmica 2 ............................................................... 275

2.8.2.1.2.6.2a Requisitos Generales ...................................................... 275

2.8.2.1.2.6.2b Pilotes Colados In Situ .................................................... 276

2.8.2.1.2.6.2c Pilotes Prefabricados de Concreto Armado ............................ 276

2.8.2.1.2.6.2d Pilotes Prefabricados de Concreto Pretensado ....................... 276

2.8.2.1.2.6.3 Zonas Ssmicas 3 y 4 ....................................................... 276


2.8.2.1.2.6.3b Longitud de Confinamiento ............................................... 276

2.8.2.1.2.6.3c Cuanta Volumtrica para Confinamiento .............................. 277

2.8.2.1.2.6.3d Pilotes colados In Situ ..................................................... 277

2.8.2.1.2.6.3e Pilotes Prefabricados ...................................................... 277

2.8.2.1.2.7 Pilotes Inyectados de Pequeo Dimetro ................................. 277

2.8.2.1.2.7.1 Dimensiones .................................................................. 277

2.8.2.1.2.7.2 Calidad del concreto ......................................................... 277

2.8.2.1.2.7.3 Pruebas de carga ............................................................ 277

2.8.2.1.2.7.4 Efecto de Pandeo ............................................................ 277

2.8.2.1.3 Pilotes Metlicos .................................................................. 277

2.8.2.1.3.1 Pilotes con seccin en H ..................................................... 277

2.8.2.1.3.1.1 Espesores ..................................................................... 278

2.8.2.1.3.1.2 Empalmes ..................................................................... 278

2.8.2.1.3.1.3 Cabezales ..................................................................... 278

2.8.2.1.3.1.4 Adicin de puntas de acero ................................................ 278

2.8.2.1.3.2 Pilotes con seccin tubular ................................................... 278

2.8.2.1.3.2.1 Espesores ..................................................................... 278

2.8.2.1.3.2.2 Empalmes ..................................................................... 278

2.8.2.1.3.2.3 Hincado ........................................................................ 278

2.8.2.1.3.2.4 Comportamiento como columna ........................................... 278

2.8.2.1.4 Pilotes excavados (Drilled Shafts) ............................................. 278

2.8.2.1.4.1 Disposiciones Generales ..................................................... 278


Pgina XXVI

2.8.2.1.4.1.1 Alcances ....................................................................... 279

2.8.2.1.4.1.2 Espaciamiento de los Pilotes, Distancia libre y Longitud Embebida de

los Pilotes .................................................................................. 279

2.8.2.1.4.1.3 Diametro del Pilote y ampliacin de su Base ............................ 279

2.8.2.1.4.1.4 Pilotes Perforados Inclinados (batera de Pilotes) ...................... 280

2.8.2.1.4.1.5 Resistencia de los Pilotes Excavados .................................... 280

2.8.2.1.4.1.6 Determinacin de Cargas que actan sobre los Pilotes ............... 282

2.8.2.1.4.1.6.1 Disposiciones Generales ................................................. 282

2.8.2.1.4.1.6.2 Downdrag (friccin superficial negativa) ............................... 282

2.8.2.1.4.1.6.3 Levantamiento (uplift) ..................................................... 282

2.8.2.1.4.1.7 Diseo en el Estado Limite de Servicio .................................. 283

2.8.2.1.4.1.7.1 Movimientos Tolerables .................................................. 283

2.8.2.1.4.1.7.2 Asentamientos ............................................................. 283

2.8.2.1.4.1.7.2.1 Disposiciones Generales ............................................... 283

2.8.2.1.4.1.7.2.2 Asentamiento de un solo pilote excavado ........................... 283

2.8.2.1.4.1.7.2.3 Asentamiento en Geo Materiales Intermedios (IGMs) ............ 286

2.8.2.1.4.1.7.2.4 Asentamiento de grupo de pilotes .................................... 286

2.8.2.1.4.1.7.3 Movimientos horizontales de pilotes y grupo de pilotes ............. 286

2.8.2.1.4.1.7.4 Asentamiento debido a la friccin negativa ........................... 286

2.8.2.1.4.1.7.5 Compresin Lateral ....................................................... 286

2.8.2.1.4.1.8 Diseo en el Estado Limite de Resistencia .............................. 286

2.8.2.1.4.1.8.1 Disposiciones Generales ................................................. 286

2.8.2.1.4.1.8.2 Efectos del agua Subterranea y de la Flotacin ...................... 287

2.8.2.1.4.1.8.3 Socavacin ................................................................. 287

2.8.2.1.4.1.8.4 Friccin Negativa .......................................................... 287

2.8.2.1.4.1.8.5 Resistencia Nominal a la Comprexin Axial de pilotes excavados

individuales ................................................................................ 287

2.8.2.1.4.1.8.5.1 Estimacin de la Resistencia de Pilotes Excavados en Suelos

Cohesivos ............................................................................. 288

2.8.2.1.4.1.8.5.1a General .................................................................. 288


Pgina XXVII

2.8.2.1.4.1.8.5.1b Resistencia Friccional (lateral) ....................................... 288

2.8.2.1.4.1.8.5.1c Resistencia de Punta de pilotes en suelos cohesivos ........... 289

2.8.2.1.4.1.8.5.2 Estimacin de la Resistencia de Pilotes Excavados en Suelos No

Cohesivos ............................................................................. 289

2.8.2.1.4.1.8.5.2a Generalidades .......................................................... 289

2.8.2.1.4.1.8.5.2b Resistencia Lateral (Friccional) ...................................... 290

2.8.2.1.4.1.8.5.2c Resistencia de Punta de pilotes en suelos no cohesivos ....... 291

2.8.2.1.4.1.8.5.3 Pilotes en suelos resistentes que estn encima de suelos dbiles y

compresibles. ............................................................................. 291

2.8.2.1.4.1.8.5.4 Estimacin de la Resistencia de los pilotes excavados en roca . 291

2.8.2.1.4.1.8.5.4a Generalidades .......................................................... 291

2.8.2.1.4.1.8.5.4b Resistencia Lateral (Friccional) ...................................... 292

2.8.2.1.4.1.8.5.4c Resistencia de Punta de pilotes excavados en roca ............. 292

2.8.2.1.4.1.8.5.4d Combinacin de Resistencia lateral (friccional) y de Punta, Pilote

Excavado ............................................................................ 293

2.8.2.1.4.1.8.6 Resistencia de Grupo de Pilotes ........................................ 293

2.8.2.1.4.1.8.6.1 Generalidades ........................................................... 293

2.8.2.1.4.1.8.6.2 En Suelos Cohesivos ................................................... 293

2.8.2.1.4.1.8.6.3 En Suelos no Cohesivos ............................................... 294

2.8.2.1.4.1.8.6.4 Grupo de Pilotes en suelos resistentes que estn encima de suelos

dbiles y compresibles ........................................................................ 294

2.8.2.1.4.1.8.7 Resistencia al Levantamiento ........................................... 294

2.8.2.1.4.1.8.7.1 Generalidades ........................................................... 295

2.8.2.1.4.1.8.7.2 Resistencia contra el Levantamiento de un Pilote excavado

Individual ............................................................................. 295

2.8.2.1.4.1.8.7.3 Resistencia contra el Levantamiento de un grupo de Pilotes

excavados ............................................................................. 296

2.9 SUPERESTRUCTURAS ..................................................................................... 297

2.9.1 Superestructuras de Concreto .................................................... 297

2.9.1.1 Generalidades..................................................................... 297

2.9.1.2 Consideraciones Generales .................................................... 297


Pgina XXVIII

2.9.1.3. Diseo de Superestructuras Tipo losa y vigas ............................... 297

2.9.1.3.2 Desarrollo de Secciones Tpicas ............................................... 297

2.9.1.3.2.1 Vigas ............................................................................. 297


2.9.1.3.2.3 Vigas Prefabricadas ........................................................... 297

2.9.1.3.2.3.1 Condiciones Anteriores a la Puesta en Servicio ........................ 297

2.9.1.3.2.3.2 Dimensiones Extremas ..................................................... 297

2.9.1.3.2.3.3 Dispositivos de Izado ........................................................ 298

2.9.1.3.2.3.4 Diseo de los Detalles ...................................................... 298

2.9.1.3.2.3.5 Resistencia del Hormign .................................................. 298

2.9.1.3.2.4 Vigas Prefabricadas Empalmadas .......................................... 298

2.9.1.3.2.4.1 Generalidades ................................................................ 298

2.9.1.3.2.4.2 Juntas de Construccin entre Segmentos. .............................. 298


2.9.1.3.2.4.2b Detalles de Juntas de Cierre ............................................. 299

2.9.1.3.2.4.2c Detalles de juntas Match-Cast............................................ 299

2.9.1.4 Vigas!Tipo!Cajn!y!Vigas!Te!vaciados!in!situ .............................. 300

2.9.1.4.1 Espesores de las alas y del alma .............................................. 300

2.9.1.4.1a Ala o losa Superior ............................................................ 300

2.9.1.4.1b Ala o Losa Inferior ............................................................. 300

2.9.1.4.1c Almas ............................................................................ 301

2.9.1.4.2 Peralte .............................................................................. 301

2.9.1.4.3 Refuerzo ........................................................................... 301

2.9.1.4.3a Refuerzo de la Losa del Tablero en Vigas T y Vigas Cajn

Hormigonadas!in!situ......................................................................... 301

2.9.1.4.3b Refuerzo!de!la!Losa!inferior!de!Vigas!Cajn!Hormigonadas!in!situ . 301

2.9.1.4.4 Limites para las Armaduras ..................................................... 302

2.9.1.4.4.1 Armadura Mxima ............................................................. 302

2.9.1.4.4.2 Refuerzo Mnimo ............................................................... 302


Pgina XXIX

2.9.1.4.4.3 Control de la Fisuracin mediante Distribucin de la Armadura ....... 303

2.9.1.4.4.4 Redistribucin de Momentos ................................................. 304

2.9.1.4.4.5 Deformaciones ................................................................. 305

2.9.1.4.4.5.1 Requisitos Generales ....................................................... 305

2.9.1.4.4.5.1a Disposiciones ............................................................... 305

2.9.1.4.4.5.1b Criterio por deflexon ....................................................... 305

2.9.1.4.4.5.1c Criterios Opcionales para Relaciones Longitud de Tramo-profundidad .

.......................................................................... 307

2.9.1.4.4.5.1d Cons

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