PUENTES PEATONALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

EC-323-G PUENTES

2014-II

Trabajo:

AVANCE TRABAJO

ESCALONADO

GRUPO #4: ANALISIS Y DISEO DE

PUENTES PEATONALES

MISAICO SAIRITUPAC KEVIN 20081263A

LOBATON-ROSAS-GERSON BRUNO 20081164C

VILLANUEVA-ACEIJAS-GIANMARCO 20102030K

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

EC-323-G PUENTES Pgina 2

INDICE

1. CARGAS QUE ACTUAN EN PUENTES PEATONALES

2. COMBINACIONES DE CARGA, FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA

3. DEFLEXIONES

4. VIBRACIONES

5. AASHTO LRFD BRIDGE DESIGN SPECIFICATIONS EDICION 2010

6. PILARES



ANALISIS Y DISEO SISMICO DE PUENTES PEATONALES

1. CARGAS QUE ACTUAN EN LOS PUENTES PEATONALES

1.1 CARGAS PERMANENTES (DC)

1.1.1 PESO PROPIO

Se considera el peso propio de la estructura considerando una densidad de 25KN/m3 para el

concreto armado.

1.1.2 CARGAS MUERTAS

Las cargas muertas incluyen el peso del parapeto y el peso de las barandas de seguridad.

Los valores considerados son:

Peso del parapeto igual a 0.375KN/m

Peso de barandas igual a 1.00KN/m

Se considera un peso muerto total considerando dos parapetos y dos barandas igual a 2.75KN/m.

1.1.2 ACCIONES REOLOGICAS

Se considera las acciones debido a la retraccin y fluencia del concreto para el diseo de la

subestructura, considerndose un coeficiente para el acortamiento de fragua de 0.0003m/m y un

coeficiente para el flujo plstico de 0.0003m/m.

1.2 CARGAS VARIABLES (LL)

1.2.1 CARGA VIVA DE DISEO

El Artculo 3.1 del NCHRP 20-07, seala que los puentes para trfico peatonal se debern

disear para una sobrecarga de 90psf, equivalente a 4.50KN/m2.

El Artculo 3.6.1.6 del AASHTO LRFD, seala que los puentes utilizados solo para trfico

peatonal se debern disear para una sobrecarga de 4.10KN/m2.

Conservadoramente se ha considerado una carga de diseo de 5KN/m2 equivalente a 0.5t/m2.

1.2.2 VARIACIONES DE TEMPERATURA 6.2.2.

Para los clculos se asume una variacin trmica de +/- 30C

1.2.3 SISMO 6.2.3.

Los efectos ssmicos sern analizados de acuerdo a lo indicado en el Apartado 3.10.4

del AASHTO LRFD (2012). Se incluye a continuacin la figura con la definicin general

del espectro.



Los valores del espectro se definen de la siguiente manera:

Coeficientes de aceleracin

PGA: Coeficiente de aceleracin pico en terreno tipo D (Suelo)

Ss : Coeficiente de aceleracin espectral para un periodo de 0.20s

S1 : Coeficiente de aceleracin espectral para un periodo de 1.00s

Factores de sitio

Fpga : Factor de sitio para la aceleracin pico

Fa : Factor de sitio para la aceleracin de periodo 0.20s

Fv : Factor de sitio para la aceleracin de periodo 1.00s

Definicin de los puntos principales del espectro:



Periodos que definen la meseta del espectro:

Para valores intermedios de periodos las aceleraciones se definen de acuerdo a las

siguientes ecuaciones:

2. COMBINACIONES DE CARGA, FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA

La condicin de diseo bsica que debe cumplir cada una de las componentes de la

estructura es que su capacidad resistente no debe ser excedida por la solicitacin mayorada,

de acuerdo al estado lmite de anlisis.

La solicitacin mayorada es tomada como:



Segn: NCHRP 20-07 TASK 244

LRFD GUIDE SPECIFICATIONS FOR THE DESIGN OF PEDESTRIAN BRIDGES

Los tipos de puentes identificados en el artculo 1.1 se disearn para las combinaciones de

carga y factores de carga especificados en la Tabla AASHTO LRFD 3.4.1-1, con las siguientes

excepciones:

combinacin de carga de fatiga II no necesita ser considerada.

Cargas permanentes

DD = friccin negativa (downdrag)

DC = peso propio de los componentes estructurales y accesorios no estructurales

DW = peso propio de las superficies de rodamiento e instalaciones para servicios pblicos

EH = empuje horizontal del suelo



EL = tensiones residuales acumuladas resultantes del proceso constructivo, incluyendo las

fuerzas secundarias del postesado

ES = sobrecarga de suelo

EV = presin vertical del peso propio del suelo de relleno

Cargas transitorias

BR = fuerza de frenado de los vehculos

CE = fuerza centrfuga de los vehculos

CR = fluencia lenta

CT = fuerza de colisin de un vehculo

CV = fuerza de colisin de una embarcacin

EQ = sismo

FR = friccin

IC = carga de hielo

IM = incremento por carga vehicular dinmica

LL = sobrecarga vehicular

LS = sobrecarga viva

PL = sobrecarga peatonal

SE = asentamiento

SH = contraccin

TG = gradiente de temperatura

TU = temperatura uniforme

WA = carga hidrulica y presin del flujo de agua

WL = viento sobre la sobrecarga

WS = viento sobre la estructura

3-DEFLEXIONES

Las deflexiones deben ser investigadas en el estado lmite de servicio mediante el Servicio de

combinacin de carga que en la Tabla 3.4.1-1 de AASHTO LRFD. Para luces distintas de brazos

en voladizo, la deflexin del puente debido a la carga de peatones sin ponderar en vivo no

exceder de 1/500 de la longitud de tramo. La deflexin en los brazos en voladizo debido a la

carga en vivo de peatones no deber exceder de 1/300 de la longitud en voladizo. Deflexiones

horizontales bajo la carga del viento sin ponderar no debern exceder 1/500 de la longitud del

tramo.

4-VIBRACIONES

Las vibraciones debern ser investigadas como Servicio combinacin de carga del estado lmite

de servicio utilizando I en la Tabla 3.4.1-1 de AASHTO LRFD. La vibracin de la estructura no



deber causar molestias o preocupacin para los usuarios de un puente peatonal. A excepcin

de lo especificado en este documento, la frecuencia fundamental en un modo vertical del puente

peatonal sin carga viva ser superior a 3,0 hercios (Hz) para evitar el primer armnico. En la

direccin lateral, la frecuencia fundamental del puente peatonal ser mayor que 1,3 Hz. Si la

frecuencia fundamental no puede satisfacer estas limitaciones, o si el segundo armnico es una

preocupacin, se hizo una evaluacin del comportamiento dinmico. Esta evaluacin tendr en

cuenta:

Incluyendo los fenmenos de "lock-in"

En lugar de tal evaluacin en la direccin vertical del puente puede ser proporcionada de tal

manera que cualquiera de los siguientes criterios se satisface:

W = el peso de la estructura soportada, incluyendo slo la carga muerta (kip)

f = la frecuencia fundamental en la direccin vertical (Hz)



5. AASHTO LRFD BRIDGE DESIGN SPECIFICATIONS EDICION 2010

DISEO SISMICO EN PUENTES

3.10EARTHQUAKE EFFECTS: EQ

3.10.1General

Puentes debern ser diseados para tener una baja probabilidad de colapso, pero pueden sufrir

daos y la interrupcin significativa de servicio cuando sujetos a movimientos ssmicos que tienen

un siete por ciento de probabilidad de excedencia en 75 aos. Sustitucin parcial o completa

puede ser requerida. Los niveles ms altos de rendimiento se pueden utilizar con la autorizacin

de la Puente propietario. Cargas ssmicas se tendrn que ser los efectos de fuerzas horizontales

determinados de acuerdo con lo dispuesto en el artculo 4.7.4, sobre la base del coeficiente de

respuesta elstica, Csm, especificado en el artculo 3.10.4, y el peso equivalente de la

superestructura, y ajustados por el factor de modificacin de respuesta, R, se especifica en el

artculo 3.10.7.1

Lo dispuesto en el presente documento se aplicar a los puentes de construccin convencional.

El propietario deber especificar y / o aprobar las disposiciones adecuadas para la construccin

no convencional. A menos que se especifique lo contrario por el propietario, estas disposiciones

no se aplicarn a las estructuras completamente enterradas. Efectos ssmicos para alcantarillas

de cajn y estructuras enterradas no necesitan ser considerados, excepto donde se cruzan fallas

activas. Se considerar la posibilidad de que los movimientos de licuefaccin del suelo y la

pendiente.

Interpretacin:

Los movimientos ssmicos de diseo y fuerzas que se especifican en estas disposiciones se

basan en una baja probabilidad de su ser superado durante la esperanza de vida normal de un

puente. Puentes que estn diseados y detallados de acuerdo con estas disposiciones pueden

sufrir daos, pero deben tener baja probabilidad de colapso debido a los temblores de tierra

ssmica inducida. Los principios utilizados para el desarrollo de estas especificaciones son:

Pequeo a moderado terremotos deben ser resistido dentro del rango elstico de los

componentes estructurales sin dao significativo;

Intensidades de movimiento de tierra y las fuerzas ssmicas realistas deben utilizarse en los

procedimientos de diseo; y

La exposicin a la agitacin de los grandes terremotos no debe causar el colapso de la totalidad

o parte del puente. Siempre que sea posible, los daos que no se produzca deben ser fcilmente

detectable y accesible para su inspeccin y reparacin.

Dueos Bridge pueden optar por exigir mayores niveles de rendimiento para puentes especiales.

Cargas ssmicas son dados por el producto del coeficiente de respuesta ssmica elstica Csm y

el peso equivalente de la superestructura. El peso equivalente es una funcin de la configuracin

real del peso y el puente y se incluye automticamente en mtodos tanto el monomodo y

multimodo de anlisis especificados en el artculo 4.7.4. Diseo y disposiciones que detallan para

puentes para minimizar su susceptibilidad a los daos causados por los terremotos estn

contenidas en las secciones 3, 4, 5, 6, 7, 10, y 11. Un diagrama de flujo que resume estas

disposiciones se presenta en el Apndice A3. Puentes convencionales incluyen aquellos con

placa, viga, viga cajn, o superestructuras entramados, y muelles de una o de varias columnas,

pilares de tipo pared, o subestructuras-pila doblada. Adems, los puentes convencionales se

basan en cimientos poco profundos o apilados, o ejes. Infraestructuras para puentes

convencionales tambin estn listados en la Tabla 3.10.7.1-1. Puentes no convencionales

incluyen puentes con superestructuras / cable-suspendido atirantados, puentes con torres de

celosa o muelles huecos para subestructuras y puentes de arco. Estas especificaciones se

consideran "fuerza-basado" en el que un puente est diseado para tener una resistencia



adecuada (capacidad) para resistir las fuerzas ssmicas (demandas). En los ltimos aos, ha

habido una tendencia a alejarse de "fuerza-base" los procedimientos a los que estn "basadas

desplazamiento", en el que un puente est diseado para tener capacidad de desplazamiento

adecuada para dar cabida a las demandas del terremoto. Se cree que los procedimientos

basados en desplazamiento para identificar de forma ms fiable los estados lmite que causan

dao que conduce al colapso, y en algunos casos producen diseos ms eficientes contra el

colapso. Se recomienda que la capacidad de desplazamiento de los puentes diseados de

acuerdo con estas especificaciones, se comprueba mediante un procedimiento basado en el

desplazamiento, en particular los puentes en las altas zonas ssmicas. Las Especificaciones Gua

AASHTO LRFD para Diseo Ssmico (AASHTO, 2009), son "basados en el desplazamiento."

3.10.2Seismic Hazard (RIESGO SISMICO)

La peligrosidad ssmica en un sitio de puente se caracteriza por el espectro de respuesta de

aceleracin para el sitio y los factores del sitio para la clase de sitio relevante. El espectro de

aceleracin se determinar utilizando el procedimiento general previsto en el artculo 3.10.2.1 o

el procedimiento especfico del sitio especificado en el Artculo 3.10.2.2. Un procedimiento de

Sitio Especfico se utiliza si existe cualquiera de las siguientes condiciones:

El sitio est ubicado dentro de las 6 millas. de una falla activa,

El sitio est clasificado como Sitio de clase F (Artculo 3.10.3.1),

Los terremotos de larga duracin que se espera en la regin,

La importancia del puente es tal que una menor probabilidad de excedencia (y por lo tanto un

perodo de retorno ms largo) debe ser considerado.

Si se utilizan historias de tiempo de aceleracin del suelo para caracterizar la amenaza ssmica

para el sitio, que se determinarn de conformidad con el artculo 4.7.4.3.4b.

3.10.2.1 Procedimiento General

El Procedimiento General utilizar el coeficiente de aceleracin pico del suelo (PGA) y el

corto y largo perodo de coeficientes de aceleracin espectral (SS y S1, respectivamente)

para el clculo del espectro tal como se especifica en el artculo 3.10.4. Los valores de la PGA,

SS y S1 se determinarn a partir de cualquiera de las figuras mapas de movimiento de tierra

3.10.2.1-1 a 3.10.2.1-21 segn proceda, o de un estado aprobados por el propietario. La

interpolacin lineal se puede utilizar para los sitios ubicados entre las curvas de nivel, o entre una

lnea de contorno y un mximo local o un mnimo. El efecto de la clase de sitio en la peligrosidad

ssmica ser el especificado en el artculo 3.10.3.

Interpretacin del 3.10.2.1

Los valores para los coeficientes de PGA, SS y S1 se expresan en porcentaje en las figuras

3.10.2.1-1 a 3.10.2.1-21. Los valores numricos se obtienen dividiendo los valores de contorno

por 100. Mximos y mnimos locales se dan dentro de la ms alta y la ms baja de contorno para

una regin en particular. Los coeficientes anteriores se basan en un modelo de riesgo uniforme

de la amenaza ssmica. La probabilidad de que un coeficiente no se superar en un lugar

determinado durante un perodo de 75 aos se estima en alrededor del 93 por ciento, es decir,

un siete por ciento de probabilidad de excedencia. El uso de un intervalo de 75 aos para

caracterizar esta probabilidad es una conveniencia arbitraria y no implica que todos los puentes

se cree que tienen una vida til de 75 aos. Puede ser demostrado que un evento con la

probabilidad de excedencia anterior tiene un periodo de retorno de alrededor de 1000 aos y se

llama el sismo de diseo. Terremotos mayores que la implcita por el anterior conjunto de

coeficientes tienen una probabilidad finita de ocurrencia en los Estados Unidos. Los valores para

el coeficiente de suelo (PGA) y los coeficientes espectrales (SS y S1) tambin estn disponibles

en el USGS 2007 Ssmica Parmetros de CD, que se incluye con este libro. Los coeficientes

estn dados por la longitud y latitud del sitio del puente, o por el cdigo postal para el sitio.



En lugar de utilizar los mapas nacionales de movimiento de tierra de las figuras 3.10.2.1-1 a

3.10.2.1-21, los valores de los coeficientes de la PGA, SS y S1 se pueden derivar a partir de

mapas de movimiento de tierra estatales aprobados. Para ser aceptable, el desarrollo de mapas

del estado debe cumplir con lo siguiente:

La definicin de diseo de movimientos de tierra debe ser el mismo que el descrito en los

artculos 3.10.1 y 3.10.2.

Mapas de movimiento de tierra deben basarse en un anlisis detallado demostrado que

conducir a una cuantificacin de movimiento del suelo, a escala regional, que es lo ms exacta

o ms an, como se consigue en los mapas nacionales. El anlisis debe incluir: la caracterizacin

de las fuentes ssmicas y movimiento del suelo que incorpora los conocimientos cientficos

actuales; incorporacin de incertidumbre en los modelos ssmicos de origen, los modelos de

movimiento de tierra, y los valores de los parmetros utilizados en el anlisis; y la documentacin

detallada del mapa del desarrollo.

Revisin detallada de pares debe llevarse a cabo cuando se considere apropiado por el

propietario. El proceso de revisin por pares debe incluir una o ms personas de la Encuesta

Geolgica de Estados Unidos que particip en el desarrollo de los mapas nacionales.



3.10.2.2Site Specific Procedure (Site Procedimiento Especfico)

Un procedimiento especfico del sitio para desarrollar el diseo respuesta espectros de

movimientos ssmicos se realizar cuando sea requerido por el artculo 3.10.2 y puede ser

realizado por cualquier sitio. El objetivo del anlisis probabilstico de movimiento de tierra de sitio

especfico debe ser el de generar un espectro de respuesta de aceleracin-peligro uniforme

considerando un siete por ciento de probabilidad de excedencia en 75 aos para los valores

espectrales en toda la gama perodo de inters. Este anlisis debe incluir el establecimiento de:

Las fuentes ssmicas que contribuyen;

Un terremoto de magnitud lmite superior para cada zona de origen;

Las relaciones de atenuacin La mediana de los valores espectrales de respuesta de

aceleracin y sus desviaciones estndar asociadas;

Una relacin de magnitud de recurrencia para cada zona de origen; y

Una relacin culpa-ruptura de longitud para cada fallo que contribuye.

Las incertidumbres en los valores de los parmetros de modelado y de origen debern ser

tomados en consideracin. Se requiere documentacin detallada de anlisis de movimiento de

tierra y deber ser revisado. Cuando los anlisis para determinar los efectos del sitio de respuesta

del suelo estn obligados por los Artculos 3.10.3.1 para los suelos del sitio de clase F, la

influencia de las condiciones locales del suelo se determinar sobre la base de las

investigaciones geotcnicas especficas del sitio y anlisis de respuesta de sitio dinmico. Para

los sitios ubicados dentro de las 6 millas de una superficie activa o un fallo de poca profundidad,

como se muestra en la USGS activo Falla Mapa, se considerarn estudios para cuantificar los

efectos a corto fallos en los movimientos de tierra para determinar si stos podran influir

significativamente en la respuesta puente. Un espectro determinista se puede utilizar en regiones

que tienen conocidas fallas activas si el espectro determinista es no menos de dos tercios del

espectro probabilstico en la regin de 0.5TF a 2TF del espectro donde TF es el periodo

fundamental puente. Cuando es apropiado el uso de un espectro determinista, el espectro ser:

La envolvente de una espectros caractersticos mediana calculada para terremotos mximo de

la magnitud de las fallas activas conocidas; o una espectros determinista se puede definir para

cada falla, y, en ausencia de un espectro de control claramente, se debe utilizar cada espectro.

Cuando los espectros de respuesta se determinaron a partir de un estudio especfico sitio-, los

espectros no deber ser inferior a las dos terceras partes de los espectros de respuesta

determina utilizando el procedimiento general del artculo 3.10.2.1 de la regin de 0.5TF a 2TF

del espectro donde TF es el puente perodo fundamental.

Interpretacin

La intencin en la realizacin de un estudio de movimiento de tierra probabilstica de sitio

especfico es el desarrollo de los movimientos de tierra que son ms precisos para las

condiciones ssmicas y sitios locales que se pueden determinar a partir de los mapas nacionales

de movimiento de tierra y el procedimiento del Artculo 3.10.2.1. En consecuencia, este tipo de

estudios deben ser integrales e incorporar las interpretaciones cientficas actuales a escala

regional. Debido a que hay normalmente alternativas cientficamente crebles para modelos y

valores de los parmetros utilizados para caracterizar las fuentes ssmicas y la atenuacin de

movimiento de tierra, es importante incorporar estas incertidumbres formalmente en un anlisis

probabilstico de sitio especfico. Ejemplos de estas incertidumbres incluyen localizacin de la

fuente ssmica, la extensin y la geometra; magnitud mxima terremoto; tasa de recurrencia



terremoto; y la relacin de atenuacin de movimiento de tierra. Cerca de culpa efectos sobre

espectros de respuesta horizontal incluyen:

Movimientos de tierra ms alto debido a la proximidad de la falla activa;

Efectos de directividad que aumentan los movimientos de tierra para perodos superiores a 0,5

s si la ruptura de la falla se propaga hacia el sitio; y efectos

Direccionalidad que aumentan los movimientos de tierra para perodos superiores a 0,5 s en la

direccin normal (perpendicular) a la huelga de la falla.

Si el fallo activo se incluye y adecuadamente modelada en el desarrollo de mapas nacionales de

movimiento de tierra, entonces el primer efecto anterior ya se incluye en los mapas nacionales

de movimiento de tierra. La segunda y tercera efectos no estn incluidos en los mapas

nacionales. Estos efectos son significativos slo para perodos de ms de 0,5 s y normalmente

seran evaluados slo para puentes esenciales o crticos a tener perodos naturales de vibracin

ms de 0,5 s. Otras discusiones de la segunda y tercera efectos estn contenidos en Somerville

(1997) y Somerville et al. (1997). El componente de falla normal de campo cercano (D



Interpretacin:

Los pasos que pueden seguirse para clasificar un sitio se dan en la Tabla C3.10.3.1-1.

Table 3.10.3.1-1Site Class Definitions

3.10.3.2Site Factors

Sitio Factores de FPGA, Fa y Fv especifican en las Tablas 3.10.3.2-1, 3.10.3.2-2, y 3.10.3.2-3 se

utilizarn en el perodo cero, rango de corto plazo, y el rango de largo plazo, respectivamente.

Estos factores se determinarn utilizando el los valores asignados de los coeficientes de la PGA,

SS, y S1 de las figuras 3.10.2.1-1 a 3.10.2.1-21 Clase del sitio indicado en el cuadro y 3.10.3.1-

1.



3.10.4Seismic Hazard Characterization (Riesgo Ssmico Caracterizacin)

3.10.4.1Design Response Spectrum(Diseo Espectro de Respuesta)

Se entender que el espectro de respuesta-diseo amortiguado y cinco por ciento como se

especifica en la figura 3.10.4.1-1. Este espectro se calcular utilizando los coeficientes asignados

de aceleracin mxima del terreno y los coeficientes de aceleracin espectral de las figuras

3.10.2.1-1 a 3.10.2.1-21, escalado por el cero, a corto y factores del sitio de periodo largo, FPGA,

Fa , y Fv, respectivamente.

Interpretacin:

La porcin a largo plazo del espectro de respuesta en la figura 3.10.4.1-1 es inversamente

proporcional al periodo, T. En la edicin anterior de estas Especificaciones, esta porcin del

espectro fue inversamente proporcional a T2 / 3. La consecuencia de este cambio es que las

aceleraciones espectrales en perodos superiores a 1,0 s son ms pequeos de lo especificado

anteriormente (para la misma aceleracin del suelo y el tipo de suelo), y mayor que la

especificada anteriormente por perodos de menos de 1,0 s (pero mayor que TS). Este cambio

es consistente con las caractersticas observadas de espectros de respuesta calculados a partir

de los movimientos del suelo registrados. Esta forma revisada se recomienda en publicaciones

recientes por NCHRP (2002, 2006), MCEER / ATV (2003), y la FHWA (2006). Para perodos

superiores a aproximadamente 3 s, se ha observado que en ciertos entornos ssmicos

desplazamientos espectrales tienden a un valor constante que implica que el espectro de

aceleracin se vuelve inversamente proporcional a T2 en estos perodos. Como consecuencia

de ello, el espectro en la Figura 3.10.4.1-1 (y la Ec. 3.10.4.2-5) puede dar resultados

conservadores para puentes largos perodo (mayor que aproximadamente 3 s).



3.10.4.2Elastic Seismic Response Coefficient (Elstico Coeficiente de Respuesta

Ssmica)



3.10.5Operational Classification (Clasificacin Operacional)

A los efectos del Artculo 3.10, el propietario o los que tienen jurisdiccin debern clasificar el

puente en una de tres categoras operativas de la siguiente manera:

Puentes crticos,

Puentes esenciales, o

Otros puentes.

La base de la clasificacin incluir sociales / supervivencia y requisitos de seguridad / defensa.

En la clasificacin de un puente, se debe considerar a los posibles cambios futuros en las

condiciones y requisitos.

3.10.6Seismic Performance Zones (Seismic Performance Zones)

Cada puente deber ser asignado a una de las cuatro zonas ssmicas de acuerdo con la Tabla

3.10.6-1 utilizando el valor de SD1 dada por la ecuacin. 3.10.4.2-6.

|

3.10.7Response Modification Factors(Factores de Modificacin de Respuesta)

3.10.7.1General

Para aplicar los factores de modificacin de respuesta especificados en este documento, los

detalles estructurales debern cumplir las disposiciones de los artculos 5.10.2.2, 10/05/11, y

5.13.4.6. Excepto como se indica en este documento, los efectos de la fuerza de diseo ssmico

para subestructuras y las conexiones entre las partes de las estructuras, que se enumeran en la

Tabla 3.10.7.1-2, se determinarn dividiendo los efectos de fuerza resultantes de anlisis elstico

por el factor de modificacin de respuesta apropiada, R, como especificado en las Tablas

3.10.7.1-1 y 3.10.7.1-2, respectivamente. Como alternativa a la utilizacin de los factores R,

especificado en la Tabla 3.10.7.1-2 para las conexiones, articulaciones monolticas entre los

miembros estructurales y / o estructuras, tales como una conexin de columna a pie, pueden ser

diseados para transmitir el mximo efectos de fuerza que pueden ser desarrolladas por la

articulacin elstica de la columna o doblado varias columnas se conectan como se especifica

en el artculo 3.10.9.4.3. Si se utiliza un mtodo de historia de tiempo inelstica de anlisis, el

factor de modificacin de respuesta, R, se tomar como 1.0 para toda la subestructura y

conexiones.



3.10.7.2Aplicacin

Cargas ssmicas sern asumidas para actuar en cualquier direccin lateral. El R-factor apropiado

se utilizar para ambos ejes ortogonales de la subestructura.

Un tipo pared muelle de concreto puede ser analizado como una sola columna en la direccin

dbil si todas las disposiciones para las columnas, tal como se especifica en la seccin 5, estn

satisfechos.

3.10.8Combination of Seismic Force Effects(Combinacin de Efectos ssmicos Fuerza)

Los efectos de fuerza ssmicas elsticas en cada uno de los ejes principales de un componente

resultante de anlisis en las dos direcciones perpendiculares se combinarn para formar dos

casos de carga de la siguiente manera:

100 por ciento del valor absoluto de los efectos de la fuerza en una de las direcciones

perpendiculares combinadas con 30 por ciento del valor absoluto de los efectos de la fuerza en

la segunda direccin perpendicular, y

100 por ciento del valor absoluto de los efectos de la fuerza en el segundo direccin

perpendicular combina con 30 por ciento del valor absoluto de los efectos de la fuerza en la

primera direccin perpendicular.

Cuando las fuerzas de conexin de la fundacin y / o columna se determinan a partir de bisagra

de plstico de las columnas especificadas en el artculo 3.10.9.4.3, los efectos de fuerza

resultantes pueden ser determinadas sin tener en cuenta los casos de carga combinados

especificados en el presente documento. A los efectos de esta disposicin, "las fuerzas de

conexin columna" se tomarn como el esfuerzo cortante y momento, calculado sobre la base

de la articulacin de plstico. La carga axial se tomar como la que resulta de la combinacin de

carga apropiada con la carga axial, si los hay, asociados con articulacin plstica tomado como

EQ. Si un muelle est diseado como una columna como se especifica en el Artculo 3.10.7.2,

se tomar esta excepcin para solicitar la direccin dbil del muelle donde se utilizan efectos de

fuerza resultantes de articulacin de plstico; los casos de carga combinacin especificados

deben ser utilizados para la fuerte direccin del muelle.



3.10.9Calculation of Design Forces(Clculo de fuerzas de diseo)

3.10.9.1General

Para los puentes de tramo nico, independientemente de la zona ssmica, el efecto mnimo la

fuerza de conexin de diseo en la direccin restringida entre la superestructura y la

subestructura no deber ser menor que el producto del coeficiente de aceleracin, AS, se

especifica en la ecuacin. 3.10.4.2-2, y la carga permanente afluente. Longitudes mnimas de

apoyo a los rodamientos de expansin de puentes multirango debern cumplir ya sea con el

artculo 4.7.4.4 o STU, y amortiguadores sern siempre

3.10.9.2Seismic Zone 1

Para puentes en la zona 1, donde el coeficiente de aceleracin, AS, tal como se especifica en la

ecuacin. 3.10.4.2-2, es inferior a 0,05, la fuerza de conexin de diseo horizontal en las

direcciones restringidas no podr ser inferior a 0,15 veces la reaccin vertical debido a la carga

permanente tributaria y el afluente cargas vivas supone que existen durante un terremoto.

Para todos los dems sitios en la zona 1, la fuerza de conexin de diseo horizontal en las

direcciones restringidas no podr ser inferior a 0,25 veces la reaccin vertical debido a la carga

permanente tributaria y el afluente cargas vivas supone que existen durante un terremoto. Para

cada segmento ininterrumpido de una superestructura, la carga permanente afluente en la lnea

de los rodamientos fijos, que se utiliza para determinar la conexin de fuerza de diseo

longitudinal, ser la carga permanente total del segmento. Si cada soporte de cojinete un

segmento o tramo ininterrumpido simplemente apoyada est restringido en la direccin

transversal, la carga permanente afluente utilizado para determinar la fuerza de diseo conexin

deber ser la reaccin de carga permanente en ese cojinete. Cada cojinete de elastmero y su

conexin con la mampostera y placas de asiento debern estar diseados para resistir las

fuerzas horizontales de diseo ssmico de transmisin a travs del rodamiento. Para todos los

puentes en Zona Ssmica 1 y todos los puentes de luces nicas, estas fuerzas cortantes ssmicas

no debern ser inferior a la fuerza de conexin especificada en este documento.

3.10.9.3-Zona Ssmica 2

Estructuras en Zona Ssmica 2 se analizaron de acuerdo con los requisitos mnimos

especificados en los artculos 4.7.4.1 y 4.7.4.3. A excepcin de las fundaciones, las fuerzas

ssmicas de diseo para todos los componentes, incluyendo inclinaciones pilotes y muros de

contencin, se determinar dividiendo las fuerzas ssmicas elsticas, que se obtiene en el artculo

3.10.8, por el factor de modificacin de respuesta apropiada, R, se especifica en la Tabla 3.10.7.1

-1. Fuerzas ssmicas de diseo para las fundaciones, que no sean inclinaciones pilotes y muros

de contencin, se determina dividiendo las fuerzas ssmicas elsticas, obtenidos en el artculo

3.10.8, por medio del coeficiente de disipacin de, R, de la Tabla 3.10.7.1-1, para el componente

subestructura a la que est unido. El valor de R / 2 no se tomar como menos de 1.0. Cuando

una carga de grupo que no sea extrema Evento I, se especifica en la Tabla 3.4.1-1, gobierna el

diseo de columnas, la posibilidad de que las fuerzas ssmicas transferidos a las fundaciones

puede ser mayor que los calculados utilizando el procedimiento especificado anteriormente,

debido a la posible sobrerresistencia de las columnas, se considerar.

3.10.9.4Seismic Zones 3 and 4

3.10.9.4.1 General

Estructuras en Zonas Ssmicas 3 y 4 se analizaron de acuerdo con los requisitos mnimos

especificados en los artculos 4.7.4.1 y 4.7.4.3. Las fuerzas de diseo de cada componente se

tomarn como el menor de los determinados usando:



Las disposiciones del artculo 3.10.9.4.2; o lo dispuesto en el artculo 3.10.9.4.3, para todos

los componentes de una columna, la columna doblada y su fundacin y las conexiones.

3.10.9.4.2Modified Design Forces (Fuerzas diseo modificado)

Fuerzas diseo modificado se determinarn como se especifica en el Artculo 3.10.9.3, excepto

que para las fundaciones se tomar el factor R como 1.0.

3.10.9.4.3Inelastic Hinging Forces(Fuerzas de articulacin inelsticos)

3.10.9.4.3aGeneral

Dnde articulacin inelstica se invoca como base para el diseo ssmico, los efectos de la fuerza

resultante de articulacin de plstico en la parte superior y / o inferior de la columna se calcularn

despus de que el diseo preliminar de las columnas que se haya completado la utilizacin de

las fuerzas de diseo modificados se especifica en el artculo 3.10.9.4.2 como las cargas

ssmicas. Las fuerzas consecuentes que resulten de bisagra de plstico debern entonces ser

utilizados para la determinacin de las fuerzas de diseo para la mayora de los componentes

identificados en el presente documento. Se adoptarn las modalidades de clculo de estas

fuerzas emergentes para soportes de columna y de muelle individuales e inclinaciones con dos

o ms columnas como se especifica en los artculos siguientes. Bisagras inelsticos sern

determinadas para formar antes de cualquier otra falla debido al sobreesfuerzo o inestabilidad

en la estructura y / o en la fundacin. Bisagras inelsticos slo se permitirn en las localizaciones

de las columnas en el que puedan ser inspeccionados fcilmente y / o reparados. Resistencia a

la flexin inelstica de los componentes de la subestructura se determinar de conformidad con

las disposiciones de las Secciones 5 y 6. Carrocera y componentes de la subestructura y sus

conexiones con las columnas tambin se ha diseado para resistir una fuerza de corte lateral de

la columna determinada a partir de la resistencia a la flexin inelstica factorizada de la columna

usando los factores de resistencia especificado en este documento

Estas fuerzas de corte resultante, calculado sobre la base de la articulacin elstica, pueden

tomarse como las fuerzas ssmicas extremas que el puente es capaz de desarrollar.

3.10.9.4.3bSingle Columns and Piers(Columnas y Muelles individuales)

Efectos de la Fuerza sern determinados por los dos ejes principales de una columna y en la

direccin dbil de un muelle o doblados de la siguiente manera:

Paso 1

-Determinar la columna sobre resistencia resistencia momento. Utilice un factor de resistencia,

de 1,3 para las columnas de hormign armado y 1,25 para las columnas de acero estructural.

Tanto para los materiales, la carga axial aplicada en la columna se determinar utilizando

Extreme Evento Combinacin de carga que, con la carga mxima axial columna elstica de las

fuerzas ssmicas determinadas de conformidad con el artculo 3.10.8 tomado como EQ.

Paso 2

Usando la columna de la resistencia momento sobre resistencia, calcular la fuerza de corte

columna correspondiente. Para las columnas acampanadas, se llevar a cabo este clculo

usando las resistencias-resistencia en la parte superior e inferior de la llamarada en conjunto con

la altura de la columna correspondiente. Si la base de una columna est significativamente por

debajo del nivel del suelo, se debe considerar la posibilidad de la bisagra de plstico que forma

por encima de la base. Si esto puede ocurrir, la longitud de la columna entre las bisagras de

plstico se utiliza para calcular la fuerza de cizallamiento de la columna.



4.7DYNAMIC ANALYSIS (ANLISIS DINMICO)

4.7.1Basic Requirements of Structural Dynamics

4.7.1.1General

Para el anlisis del comportamiento dinmico de puentes, la rigidez, masa y caractersticas de

amortiguacin de los componentes estructurales se modelada.

El nmero mnimo de grados de libertad incluidas en el anlisis se basar en el nmero de

frecuencias naturales que se obtengan y la fiabilidad de las formas modales asumidos. El modelo

debe ser compatible con la precisin del mtodo de solucin. Los modelos dinmicos incluirn

aspectos pertinentes de la estructura y la excitacin. Los aspectos relevantes de la estructura

pueden incluir:

Distribucin de la masa,

La distribucin de la rigidez, y

Caractersticas de amortiguacin.

Los aspectos relevantes de la excitacin pueden incluir:

La frecuencia de la funcin de fuerza,

La duracin de la aplicacin, y

Sentido de aplicacin.

4.7.1.2-Distribucin de masas

El modelado de la masa se hace con el examen del grado de discretizacin en el modelo y los

movimientos esperados.

4.7.1.3-Rigidez

El puente se model para ser coherente con la libertad grados de elegido para representar los

modos y frecuencias naturales de vibracin. La rigidez de los elementos del modelo se define

para ser consistente con el puente que se est modelando.



4.7.1.4-Amortiguacin

Amortiguamiento viscoso equivalente puede ser usado para representar la disipacin de energa.

4.7.1.5Natural Frequencies (Frecuencias Naturales)

A los efectos del artculo 4.7.2, ya menos que se especifique lo contrario por el propietario, se

utilizarn los modos naturales no amortiguadas elsticas y frecuencias de vibracin. A los efectos

de los artculos 4.7.4 y 4.7.5, se considerarn todos los modos y frecuencias amortiguadas

pertinentes.

4.7.2Elastic Dynamic Responses (respuestas dinmicas elsticas)

4.7.2.1-Vehculo-inducido de la vibracin

Cuando se requiere un anlisis de la interaccin dinmica entre un puente y la carga viva, el

propietario deber especificar y / o aprobar rugosidad de la superficie, la velocidad y las

caractersticas dinmicas de los vehculos que se emplean para el anlisis. Impacto se deriva

como una relacin del efecto fuerza dinmica extrema en el sentido de la fuerza esttica

correspondiente.

En ningn caso, el incremento por carga dinmica utilizada en el diseo de ser inferior al 50 por

ciento del incremento por carga dinmica se especifica en la Tabla 3.6.2.1-1, excepto que no se

conceder ninguna reduccin de las articulaciones de la cubierta.

4.7.2.2Wind-Induced Vibration (Vibracin inducida por el viento)

4.7.2.2.1Wind Velocities (velocidad del viento)

Para estructuras crticas o esenciales, que se pueden esperar para ser sensibles a los efectos

del viento, la ubicacin y magnitud de los valores de presin y de succin extremas sern

establecidos por las pruebas de tnel de viento simulados.

4.7.2.2.2Dynamic Effects (efecto dinamico)

Estructuras de viento-sensibles se analizarn los efectos dinmicos, tales como sacudidas por

los vientos turbulentos o rfagas, e inestable interaccin viento-estructura, como el galope y el

aleteo. Estructuras esbeltas o torsin flexibles sern analizadas por pandeo lateral, empuje

excesivo, y la divergencia.

4.7.2.2.3Design Considerations

Deformaciones oscilatorios menores de viento que pueden llevar a niveles excesivos de estrs,

fatiga estructural, y los inconvenientes de usuario o molestias se pueden evitar. Tableros de

puentes, estancias de cables y cables de suspensin deben estar protegidos contra las

oscilaciones vrtice excesivo y viento-lluvia-inducidos. Cuando sea prctico, el empleo de

amortiguadores se considerar para controlar las respuestas dinmicas excesivas. Dnde

amortiguadores o modificacin de la forma no son prcticos, el sistema estructural deber ser

cambiado para lograr ese control.

4.7.3Inelastic Dynamic Responses (inelsticos respuestas dinmicas)

4.7.3.1 General

Durante un terremoto de gran magnitud o barco de colisin, la energa puede ser disipada por

uno o ms de los siguientes mecanismos:



Elstico y deformacin inelstica del objeto que pueden chocar con la estructura,

Deformacin inelstica de la estructura y sus anexos,

Desplazamiento permanente de las masas de la estructura y sus anexos, y

La deformacin inelstica de propsito especial disipadores de energa mecnica.

4.7.3.2Plastic Hinges and Yield Lines (Rtulas plsticas y el rendimiento Lneas)

Para el propsito del anlisis, la energa absorbida por la deformacin inelstica en un

componente estructural se puede suponer a concentrarse en las rotulas de plstico y lneas de

fluencia. La ubicacin de estas secciones puede ser establecida por aproximaciones sucesivas

para obtener una solucin lmite inferior para la energa absorbida. Por estas secciones, curvas

de histresis momento de rotacin se pueden determinar mediante el uso de modelos de material

analtico verificadas.

4.7.4Analysis for Earthquake Loads (Anlisis para cargas ssmicas)

4.7.4.1 General

Requisitos mnimos para el anlisis de los efectos ssmicos sern las especificadas en la Tabla

4.7.4.3.1-1. Para los mtodos de anlisis modal, se especifica en los artculos 4.7.4.3.2 y

4.7.4.3.3, el espectro de respuesta de diseo especificado en la figura 3.10.4.1-1 y ecuaciones.

3.10.4.2-1, 3.10.4.2-3, y 3.10.4.2.4 se utilizar. Puentes en una zona ssmica 1 no necesitan ser

analizados para cargas ssmicas, independientemente de su clasificacin operacional y la

geometra. Sin embargo, tal como se especifica en los artculos 4.7.4.4 y 3.10.9, se aplicarn los

requisitos mnimos.

4.7.4.2-Single-Span Bridges

Anlisis ssmico no se requiere para puentes de tramo nico, independientemente de la zona

ssmica. Las conexiones entre la superestructura del puente y los pilares estarn diseadas para

los requisitos mnimos de la fuerza como se especifica en el artculo 3.10.9. Requisitos mnimos

de longitud de apoyo debern ser satisfechos en cada pilar como se especifica en el Artculo

4.7.4.4.

4.7.4.3Multispan Bridges (Multispan Puentes)

4.7.4.3.1-Seleccin del Mtodo

Para estructuras multirango, los requisitos mnimos de anlisis sern los que se especifican en

la Tabla 4.7.4.3.1-1 en la que:

* = Sin anlisis ssmico requerido

UL = mtodo elstico carga uniforme

SM = mono modo mtodo elstico

MM = multimodal mtodo elstico

TH = mtodo de la historia de tiempo



Tabla 4.7.4.3.1-1-mnimo anlisis de los requisitos para los efectos ssmicos

Excepto como se especifica a continuacin, los puentes que cumplan los requisitos de la Tabla

4.7.4.3.1-2 pueden tomarse como puentes "regulares". Puentes que no satisfagan los requisitos

de la Tabla 4.7.4.3.1-2 se tomarn como puentes "irregulares".

Table 4.7.4.3.1-2Regular Bridge Requirements

Puentes curvos compuestos por mltiples simples lapsos sern considerados como "irregular" si

el ngulo subtendido en el plan es mayor de 20 grados. Tales puentes sern analizados por el

mtodo elstico multimodo o el mtodo de historia de tiempo. Un puente continuo-viga curva

puede ser analizada como si fuera recta, siempre que todos los siguientes requisitos se cumplen:

El puente es "regular" como se define en la Tabla 4.7.4.3.1-2, excepto que para un puente de

dos lapso la relacin mxima longitud de tramo de palmo a palmo no debe superar los 2;

El ngulo subtendido en el plan es no mayor de 90 grados; y Las longitudes de luz del puente

recto equivalente son iguales a las longitudes de arco de la puente curvo.

Si no se cumplen estos requisitos, entonces curvadas puentes viga continua deben analizarse

utilizando la geometra curvada real.



4.7.4.3.2-Single-Mode Mtodos de Anlisis

4.7.4.3.2a General

Cualquiera de los dos mtodos de modo nico de anlisis especificado en el presente documento

puede usarse en su caso.

4.7.4.3.2b-Single-Mode Mtodo espectral

El mtodo de un solo modo de anlisis espectral se basa en el modo fundamental de vibracin,

ya sea en la direccin longitudinal o transversal. Para los puentes regulares, los modos

fundamentales de vibracin en el plano horizontal coinciden con los ejes longitudinales y

transversales de la estructura del puente. Esta forma del modo se puede encontrar mediante la

aplicacin de una carga horizontal uniforme a la estructura y el clculo de la forma deformada

correspondiente. El periodo natural se puede calcular igualando las energas cintica y potencial

mximos asociados con la forma fundamental el modo. La amplitud de la forma desplazada se

puede encontrar a partir del coeficiente elstico ssmica respuesta, CSM, se especifica en el

Artculo 3.10.4.2, y el desplazamiento espectral correspondiente. Esta amplitud se utiliza para

determinar los efectos de fuerza.

4.7.4.3.2cUniform Load Method (Mtodo de carga uniforme)

El mtodo de carga uniforme se basar en el modo fundamental de vibracin, ya sea en la

direccin longitudinal o transversal de la estructura de base. El perodo de este modo de vibracin

se tomar como la de un solo oscilador masa-resorte equivalente. La rigidez de esta primavera

equivalente se calcular mediante el desplazamiento mximo que se produce cuando se aplica

una carga lateral uniforme arbitraria al puente. El coeficiente de elasticidad respuesta ssmica,

Csm, especificado en el artculo 3.10.4.2 se utilizar para calcular la carga ssmica uniforme

equivalente de la cual se encontraron efectos fuerza ssmica.

4.7.4.3.3-multimodo Mtodo espectral

El mtodo de anlisis espectral multimodo se utilizar para puentes en los que ocurre el

acoplamiento en ms de una de las tres direcciones de coordenadas dentro de cada modo de

vibracin. Como mnimo, se utilizar el anlisis dinmico lineal usando un modelo tridimensional

para representar la estructura.

El nmero de modos incluidos en el anlisis debe ser al menos tres veces el nmero de tramos

en el modelo. El espectro de respuesta ssmica de diseo como se especifica en el artculo 3.10.4

se utilizar para cada modo. Las fuerzas en los miembros y desplazamientos pueden estimarse

mediante la combinacin de las cantidades respectivas de respuesta (de momento, la fuerza,

desplazamiento o de desplazamiento relativo) de los modos individuales por el mtodo de

combinacin cuadrtica completa (CQC).

4.7.4.3.4-Tiempo-Historia Mtodo

4.7.4.3.4a General

Cualquier mtodo de tiempo-historia paso a paso de anlisis utilizado para el anlisis, ya sea

elstica o inelstica debern cumplir los requisitos del artculo 4.7. La sensibilidad de la solucin

numrica para el tamao del paso de tiempo utilizado para el anlisis se determinar. Un estudio

de sensibilidad tambin se llevar a cabo para investigar los efectos de las variaciones en

supuestos propiedades de histresis del material. Las historias de tiempo de aceleracin de

entrada se utiliza para describir las cargas ssmicas sern seleccionados de conformidad con el

artculo 4.7.4.3.4b.



4.7.4.3.4b-Historias de tiempo de aceleracin

Tiempos marcados desarrollados debern tener caractersticas que son representativos medio

ambiente ssmico del sitio y las condiciones locales del sitio. Se utilizarn historias de tiempo

compatible Respuesta de espectro-como desarrollado a partir de los movimientos registrados

representativas. Las tcnicas analticas utilizadas para la coincidencia de espectro se

demostraron ser capaces de lograr series de tiempo seismologically realista que son similares a

las series de tiempo de los tiempos registrados iniciales seleccionados para la coincidencia de

espectro. Cuando se utilizan historias de tiempo registrados, sern escalados al nivel aproximado

del espectro de respuesta de diseo en la gama periodo de significacin. Cada vez la historia se

modific para ser respuesta espectro- compatible mediante el procedimiento de dominio de

tiempo. Al menos tres historias de tiempo compatible respuesta de espectro-se utilizarn para

cada componente de movimiento en la representacin del sismo de diseo (movimientos de tierra

que tiene el siete por ciento de probabilidad de excedencia en 75 aos). Los tres componentes

ortogonales (x, y, z) y de diseo de movimiento ser de entrada al mismo tiempo cuando se

realiza un anlisis tiempo-historia no lineal. Las acciones de diseo se tomarn como la

respuesta mxima calculada para los tres movimientos del terreno en cada direccin principal.

Si un mnimo de siete historias de tiempo se utilizan para cada componente del movimiento, las

acciones de diseo se pueden tomar como la respuesta media calculada para cada direccin

principal. Para los sitios de campo cercano (D



4.7.4.5 Requisitos de P-

El desplazamiento de cualquier columna o muelle en la direccin longitudinal o transversal

deber satisfacer:

Puentes sujetos a sismo movimiento del suelo pueden ser susceptibles a la inestabilidad debido

a los efectos P-. Fuerza inadecuada puede resultar en trinquete de desplazamientos

estructurales a valores ms grandes y ms grandes que causan la demanda de ductilidad

excesiva en rtulas plsticas en las columnas, grandes deformaciones residuales, y

posiblemente colapsar. El valor mximo de dado en el presente artculo se pretende limitar los

desplazamientos de tal manera que los efectos de P- no afectar significativamente la

respuesta del puente durante un terremoto.



6. PILARES

Los pilares son los apoyos intermedios de la superestructura del puente. Adems, tal como los

estribos, estas estructuras deben ser capaces de soportar el empuje de los rellenos, la presin

del agua, fuerzas de sismo y las fuerzas de viento. Estas cargas actan tanto en el sentido

longitudinal como en el transversal.



Las pilares de mampostera y concreto ciclpeo se usan para estructuras de poca altura en

terrenos resistentes. Mientras que los pilares de concreto armado y preesforzado son comunes

para alturas mayores.

Se puede decir que los pilares estn compuestos por:

Base.

Cuerpo o fuste.

Corona o remate.

Los pilares deben tener formas aerodinmicas en caso de encontrase sumergidos. En la figura

se muestran algunas formas de pilares sumergidos. De esta manera se evita la socavacin y la

formacin de vrtices. En caso de que la direccin del flujo sea incierta o pueda variar se

recomienda usar pilares circulares.



Al igual que los estribos, los pilares pueden cimentarse con cimentaciones superficiales opor

medio de pilotes o cilindros hincados.

Tambin, en la norma AASHTO (1994) LRFD Bridge Design Specification, requiere el uso del

mtodo LRFD en el diseo de pilares. Es decir, los pilares deben ser diseados para los estados

lmites ltimos (resistencia) y los estados lmites de serviciabilidad (deformaciones, fatiga,

grietas, deterioros).

Comnmente, los pilares se comportan como columnas sujetas a cargas axiales y a momentos

en las dos direcciones. Sin embargo, estas condiciones podran variar dependiendo de las

caractersticas particulares de cada proyecto.

Para las cimentaciones de los pilares se podr elegir entre el mtodo LRFD y el ASD. En el

diseo se podr seguir las mismas recomendaciones que se dieron para estribos, siempre y

cuando sean aplicables. Asimismo, los pilares deben cumplir con los criterios de estabilidad

mostrados anteriormente.

Para el anlisis de la presin del agua se deben considerar las hiptesis de nivel mximo y

mnimo de agua. De igual forma, se debe hacer el anlisis de cargas de viento sobre vehculos,

las superestructura y las subestructuras en los sentidos longitudinal y transversal.

Para el anlisis de la carga viva se deben analizar varias posibilidades de manera que se

obtengan los casos ms desfavorables, tanto en el sentido longitudinal como en el transversal.

6.4.2 Pre dimensionamiento

Para pilas de mampostera, la dimensin de la corona est determinada por la distancia entre las

vigas exteriores, los apoyos y la altura de las vigas. Usualmente, la corona sobresale 0.15m del

fuste con una pendiente de 1:10 a 1:20. En alturas pequeas la pila puede ser totalmente vertical.

Los pilares de concreto reforzado o preesforzado tienen formas ms variadas. Las ms comunes

son los pilares aporticadas y los pilares con viga en voladizo. Igualmente, las secciones ms

comunes son las rectangulares y las circulares. La viga cabezal de los pilares quedar determina

por la distancia de las vigas exteriores.

6.5 Requisitos de pilares tipo columnas y tipo muro

A continuacin presentamos los principales requerimientos para columnas. Las normas que aqu

se presentan han sido extradas del Manual de diseo de Puentes del MTC del Per.

Para mayores detalles revisar el reglamento.

6.5.1 Requisitos de columnas



Los apoyos verticales sern considerados como columnas si la relacin de altura libre a la mayor

dimensin en el plano no es menor que 2.5. Para una columna de seccin variable la dimensin

mxima en el plano ser la dimensin mnima de la columna. Caso contrario, los soportes sern

considerados como pilares tipo muro.

Tambin, se debe tener en cuenta que un mismo elemento puede ser diseado como pilar tipo

muro en su direccin ms fuerte y como columna en su direccin ms fuerte.

6.5.2 Refuerzo longitudinal

El rea de refuerzo longitudinal nos ser menor de 0.01, ni mayor de 0.06 veces el rea bruta de

la seccin Ag.

6.5.3 Resistencia a la flexin

La resistencia biaxial de las columnas no ser menor que la requerida por flexin. Como se

mostr en el captulo de cargas, en el anlisis de sismo se deben considerar dos casos de

combinaciones que resultan de las fuerzas de sismo en dos direcciones perpendiculares.

Los dos casos son expresados por AASHTO de la siguiente manera:

Caso 1: 1.0 FL + 0.3 FT

Caso 2: 0.3 FL + 1.0 FT

FL = Es la fuerza en la direccin Longitudinal del puente.

FT = Es la fuerza en la direccin Transversal al puente.

En el estado lmite de un evento extremo, los factores de resistencia () sern remplazados por

el valor de 0.50 cuando el evento extremo de carga axial para columna exceda 0.20fcAg.

6.5.4 Refuerzo transversal y de corte en columnas

Las siguientes disposiciones se aplican en las regiones extremas superior e inferior de las

columnas y pilares.

En las regiones extremas Vc ser 0.0 a menos que la fuerza axial de compresin exceda

0.10fcAg.

La regin extrema para columnas ser la mayor longitud de:

La mxima dimensin de la seccin transversal de la columna.

1/6 de la altura de la columna.

450 mm

La regin extrema para pilares ser tomado como:

La regin extrema superior ser tomado como lo especificado para columnas.

La regin extrema inferior ser desde 3 veces el dimetro del pilar debajo del punto calculado

de momento mximo a un dimetro del pilar, pero no menor de 450mm, encima de la lnea de

tierra.

El espaciamiento no exceder ya sea los 100 mm o un cuarto de la dimensin mnima del

elemento.

6.5.5 Requerimientos para pilares tipo muro

Las disposiciones que se presentan a continuacin sern aplicadas en la direccin ms rgida

del pilar. Si el pilar no es diseado como columna en la direccin ms dbil, entonces las

limitaciones de resistencia factorada al corte sern aplicables.

El porcentaje de refuerzo mnimo, tanto horizontal h, como vertical v en cualquier pilar no ser

menor de 0.0025. El porcentaje de refuerzo vertical no ser menor que el porcentaje de refuerzo

horizontal.



El espaciamiento mximo tanto horizontal como vertical no exceder 450 mm. El refuerzo

requerido por corte ser continuo y se distribuir uniformemente. La resistencia factorada al corte,

Vr en la columna ser tomado como el menor de:

Vr = 0.66 (f'c) ^0.5*bd

Vr = Vn

Donde:

Vn = (0.165 (f'c) ^0.5 + h fy)bd

Capas de refuerzo horizontal y vertical debern colocarse en cada cara del pilar.

El refuerzo transversal puede ser de estribos simples o sobrepuestos.

6.5.6 Espaciamiento del refuerzo transversal de confinamiento.

El refuerzo transversal para confinamiento deber ser:

En la parte superior e inferior de la columna en una longitud no menor:

La mayor dimensin de la columna.

Un sexto de la altura libre de la columna.

450 mm.

Extendida en las conexiones inferior y superior.

Provista dentro de los pilares en una longitud que se extienda 3 veces la mxima dimensin de

la seccin transversal o 450 mm, por encima de la lnea de tierra.

Espaciadas no ms de un cuarto de la dimensin mnima del elemento, 6 veces el dimetro del

refuerzo longitudinal 150 mm centro a centro.

6.6 Requerimientos para cimentaciones

A continuacin presentamos los principales requerimientos para cimentaciones. Las normas que

aqu se presentan han sido extradas del Manual de diseo de Puentes del MTC del Per. Para

mayores detalles revisar este reglamento.

6.6.1 Cimentaciones superficiales

Las zapatas sern diseadas para mantener las presiones mximas del suelo y/o roca menores

a las presiones admisibles.

Las zapatas que soportan columnas o pilares no rectangulares sern diseadas con la hiptesis

que las columnas o pilares actan como elementos cuadrados de rea equivalente para la

ubicacin de secciones crticas de momento, corte y anclaje del refuerzo.

Las zapatas sern empotradas a una profundidad suficiente para proporcionar la seguridad

adecuada de acuerdo al tipo de suelo y la proteccin contra la socavacin y los efectos de las

heladas.

Las cimentaciones sern diseadas considerando el nivel fretico mayor esperado,

evalundose su influencia en los suelos.

En casos de levantamiento ser evaluada su resistencia estructural y su resistencia al

levantamiento.

Para el anlisis de estabilidad y asentamientos de cimentaciones se utilizarn las propiedades

del suelo y/o roca calculadas a partir de ensayos de campo y/o laboratorio. Valores referenciales

podrn ser empleados solamente en el estado lmite de servicio.

El rea total de refuerzo no ser menor que 0.5% del rea neta del elemento cimentado, dado

un mnimo de 4 barras.



6.6.2 Cimentaciones profundas

6.6.2.1 Pilotes hincados

La profundidad del hincado ser determinada en base a la resistencia del pilote a las cargas

verticales y laterales, as como a los desplazamientos esperados tanto del pilote como del suelo.

A menos que se llegue al rechazo, la profundidad mnima ser:

En suelos cohesivos rgidos y granulares compactos: 3m.

En suelos cohesivos blandos y granulares sueltos: 6m.

Los pilotes inclinados sern colocados a una profundidad no menor que un tercio de su

longitud libre, excepto en casos de rechazo.

En casos de suelos blandos o sueltos sobre estratos firmes o duros, el pilotaje deber

penetrar el estrato firme para limitar el movimiento del pilote y proporcionar una capacidad

portante adecuada.

El pilote deber ser diseado para capacidad portante, resistencia estructural y soportar

asentamientos y desplazamientos laterales tolerables. En el anlisis de pilotes se tendr en

cuenta:

Diferencia de resistencia de un pilote simple y un grupo de pilotes.

Capacidad del estrato para soportar la carga del grupo de pilotes.

Efectos del hincado del pilote sobre estructuras adyacentes.

Efectos de socavacin.

Transmisin de fuerzas como friccin negativa y carga debida al asentamiento.

Cargas debidas al asentamiento del terreno:

En arcillas, limos y suelos orgnicos.

En rellenos colocados recientemente en la superficie.

Cuando el nivel fretico ha sido deprimido.

Los espaciamiento entre centros de pilotes no sern menores de 0.75m 2.5 veces el dimetro

o lado del pilote.

La distancia ms cercana del pilote al lado de la zapata ser mayor de 0.225m.

Los pilotes debern estar 0.30m dentro de la zapata, luego de haber removido todo el material

daado del hincado.

Si la unin del pilote con la zapata es mediante barras o torones el pilote debe estar por lo

menos 0.15m dentro de la zapata. En caso de vigas de concreto armado usados como cabezales

soportados por pilotes, el recubrimiento lateral de los pilotes ser mayor de 0.15m. ms un

recubrimiento adicional parar considerar desalinamientos laterales del pilote. Adems los pilotes

quedarn 0.15m dentro del cabezal.

Pilotes inclinados deben ser evitados en caso de preverse cargas por asentamiento del terreno,

as como en las zonas ssmicas 3 y 4.

La seccin trasversal de pilotes de concreto armado y pretensado no sern menores de 900

cm2 cuando no estn expuestos aguas marinas o agresivas. En caso contrario no sern menores

de 1420 cm2.

El acero de refuerzo longitudinal consistir en 4 barras como mnimo, espaciadas

uniformemente a lo largo del pilote. El rea del refuerzo no ser menor de 1.5 % del rea

transversal del pilote.

En casos de pilotes utilizados como parte de una subestructura tipo prtico o donde se previera

una fuerte socavacin que puede exponer una parte del pilote, se considerar en el anlisis de

un posible comportamiento como columna.



6.6.2.1 Pilotes llenados in situ

Pueden ser de dimetro uniforme o variable o puede ser de base acampanada si son llenados

en hoyos perforados o pozos.

El rea de la seccin superior del pilote no ser menor de 645 cm2 y en la seccin inferior no

ser menor de 323 cm2. Para extensiones sobre el nivel superior del pilote, el tamao mnimo

ser como el especificado para pilotes hincados prefabricados de concreto armado.

El rea de refuerzo longitudinal no ser menor de 0.8% del rea total de la seccin transversal.

El refuerzo transversal ser proporcionado con espirales de un rea no menor de 23mm2 a un

espaciamiento de 15 cm. El acero de refuerzo ser prolongado 3 m. bajo el nivel donde el suelo

proporciona adecuada restriccin lateral.

Sern considerados pilotes de pequeo dimetro los pilotes no mayores de 0.20 m.

Para la verificacin de la carga a compresin en los casos de pilotes de pequeo dimetro en

estratos de suelo blando, deber considerarse el efecto de pandeo.

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PUENTES PEATONALES