Puentes Moviles

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA INGENIERIA CIVIL DISEÑO ESTRUCTURAL

PUENTES MOVILES

PUENTES MOVILES

¿Qué son los puentes móviles?

PUENTES MOVILES

¿Cómo funcionan?

En general, los puentes son impulsados por motores eléctricos, ya sea de funcionamiento con tornos, engranajes, pistones o hidráulicos. Los puentes móviles en su totalidad pueden ser bastante largos, la longitud de la porción móvil está limitada por la ingeniería y las consideraciones de costo a escasos cientos de metros. Puente George Coleman, ubicado en los Estados Unidos, con una longitud total de 3750 metros, es el puente más largo con una sección móvil y el segundo más largo del mundo.

PUENTES MOVILES

¿Cómo funcionan? Estos son los tipos de puentes conocidos: Levadizo Principio

Basculante Principio

móviles

Puente Levadizo del castillo del Miden del siglo XIX

Tower Bride, en Londres, Reino Unido

PUENTES MOVILES

¿Cómo funcionan? Estos son los tipos de puentes móviles conocidos: Plegable Principio

Rodante Principio

Hörnbrücke en Kiel, Alemania

The Rolling Bridge., en Londres, Reino Unido

PUENTES MOVILES

¿Cómo funcionan?

Estos son los tipos de puentes conocidos:

móviles

De elevacion vertical o De Levante Principio

De Mesa Principio

Steel Bridge en Portland, Oregón, Estados Unidos.

The Rolling Bridge., en Londres, Reino Unido

PUENTES MOVILES

¿Cómo funcionan?

Estos son los tipos de puentes conocidos:

móviles

Retráctil Principio

Balanceador Principio

Calzada sobre rodillos del puente retráctil en Upsala.

El nuevo puente Pegaso en la actualidad

PUENTES MOVILES

¿Cómo funcionan?

Estos son los tipos de puentes conocidos:

móviles

Sumergible Principio

De Inclinación Principio

Sumergible En Canal de Corinto, Grecia

Puente Gateshead Millennium, Inglaterra

PUENTES MOVILES

¿Cómo funcionan?

Estos son los tipos de puentes móviles conocidos: Giratorio Principio

De Inclinación Principio

Puente Giratorio Destinado a Trenes

Puente Transbordador Nicolás Avellaneda, Buenos Aires, Argentina

PUENTES MOVILES ¿Qué consideraciones hay que tener en cuenta para elaborar un proyecto de Puente Móvil ?  Ubicación y elección del tipo de puente  Localización de la estructura o ubicación en cuanto a sitio, alineamiento, pendiente y rasante.  Tipo de puente que resulte más adecuado para el sitio escogi do, teniendo en cuenta su estética, economía, seguridad y funcionalidad  Forma geométrica y dimensiones, analizando sus accesos, superestructura, infraestructura,cauce de la corriente y fundaciones.  Obras complementarias tales como: barandas, drenaje de la calzada y de los accesos, protección de las márgenes y rectificación del cauce, si fuera necesario forestación de taludes eiluminación  En caso de obras especiales conviene recomendar sistemas constructivos, equipos, etapas deconstrucción y todo aquello que se considere necesario para la buena ejecución y

PUENTES MOVILES ¿Qué estudios se necesita realizar para elaborar un proyecto de Puente Móvil ?           

A. Estudio detallado de topografía y batimetría B. Diseño geométrico detallado del trazado C. Estudio detallado de hidrología, hidráulica y socavación D. Estudios geológicos y geotécnicos definitivos E. Diseño detallado del pavimento F. Estudio y diseño detallado del puente G. Estudio sísmico definitivo H. Estudio de viento definitivo I. Cantidades de obra y especificaciones de construcción J. Diseño de obras de protección K. Diseño de obras adicionales (aproximaciones, pasos inferiores, drenaje, escaleras y rampas, u otros)

TIPOS DE CARGAS EN PUENTES : 1.- Carga Permanente:

Las cargas permanentes incluyen:

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Carga muerta de elementos estructurales y elementos no estructurales unidos (DC). Carga muerta de superficie de revestimiento y accesorios (DW).

Los elementos estructurales son los que son parte del sistema de resistencia. Los elementos no estructurales unidos se refieren a parapetos, barreras, señales, etc. La carga muerta de la superficie de revestimiento (DW) puede ser estimada tomando el peso unitario para un espesor de superficie.

2.- Cargas transitorias:

Las cargas que estudiaremos a continuación comprende las cargas del tráfico vehicular, del tráfico peatonal, de fluidos, de sismo, de hielo, de deformaciones y las causadas por colisiones.

Los efectos del tráfico vehicular comparados con los efectos del tráfico de camiones son despreciables. Debido a esto el diseño de cargas de AASHTO ha desarrollado modelos de tráficos de camiones que son muy variables, dinámicos, y pueden ser combinados con otras cargas de camiones.

Esos efectos incluyen fuerzas de impacto (efectos dinámicos), fuerzas de frenos, fuerzas centrífugas, y efectos de otros camiones simultáneos.

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Cargas de Peatones

La carga peatonal AASHTO es 3.6x10-3MPa, la cual es aplicada a los lados que integran el puente. En el

caso de puentes peatonales que permitan el tráfico de bicicletas, la carga viva será 5.0x10-3MPa.

Las barandas para peatones y/o bicicletas deben ser diseñadas para cargas 0.73 N/mm, transversal y verticalmente en cada elemento longitudinal en el sistema de barandas. Además, como se muestra en la figura 2.7, las barandas deben ser diseñadas para una fuerza concentrada de 890 N aplicada en cualquier lugar y en cualquier dirección.

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Fuerzas Debidas a Fluidos

Las fuerzas estructurales debidas al flujo de fluidos (agua o aire) son establecidas por la ecuación de Bernoulli en combinación con unos coeficientes de corrección. De la figura 2.8, “a” es el punto inicial y “b” es el punto estancado con velocidad igual a cero:

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De la ecuación de Bernoulli: ½ Va2 + Pa +gha = ½ Vb2 + Pb + ghb Asumiendo que a y b están a las misma altura y que la presión aguas arriba es cero, la

presión en b será: Pb = ½ Va2

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Fuerzas de Viento

La velocidad del viento varía con la altura y la rugosidad del terreno que recorre. La velocidad aumenta con la altura como se muestra en la figura 2.9. El parámetro Vg es la velocidad límite de efectos independientemente de cualquier superficie,d es el espesor de la capa y V10 es la velocidad referencial a 10m.

Para puentes a alturas menores a 10m se usará la velocidad V10 (a 10 m), para alturas mayores se usará la ecuación de AASHTO para el perfil de velocidad:

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Fuerzas Hidráulicas

El agua que rodea las subestructuras del puente crea fuerzas laterales que actúan directamente sobre la estructura, producto de esto escombros pueden acumularse debajo del puente. Para una = 1000 Kg/m3 en la ecuación deducida anteriormente: Donde la ecuación de AASHTO es: P = 5.14x10-4Cd *Va^2

Donde CD es el coeficiente de arrastre dado en la tabla 2.10 y V es la velocidad en m/s de diseño del agua. Si la subestructura está en ángulo con la corriente deben hacerse correcciones (ver especificaciones de AASHTO). Para escombros depositados en las subestructuras del puente, el área también debe corregirse (ver especificaciones de AASHTO).

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Cargas Sísmicas

Dependiendo del lugar de ubicación del puente, puede que los efectos sísmicos sean irrelevantes o puede que gobiernen el diseño del sistema de resistencia de cargas laterales. Las especificaciones de AASHTO están basadas en los siguientes principios:

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Sismos leves serán resistidos sin que los componentes salgan del rango elástico y sin sufrir daños importantes. Se usarán movimientos del suelo y fuerzas reales en el proceso de diseño. La exposición a prolongadas vibraciones no colapsará la estructura del puente, donde los posibles daños serán fácilmente detectables para inspeccionar y reparar.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO CIMENTACIONES: ZAPATAS: Generalidades: Las zapatas se deberían diseñar de manera que la presión debajo de la zapata sea tan uniforme como sea posible. La distribución de la presión del suelo deberá ser consistente. 3. Diseño en el estado límite 1. Capacidad de resistencia

de Carga y Estabilidad en el Estado Límite de Resistencia

• Capacidad de Carga • Limites de Excentricidad • Erosiòn superficial

2. Diseño en el Estado Limite de Servicio • Asentamientos • Movimientos horizontales • Estabilidad global • La socavación

Cargas: La capacidad de carga se deberá determinar en base a la altura más elevada que se anticipa alcanzará el nivel freático en la ubicación de la zapata. La capacidad de carga nominal se debería estimar en base a los parámetros del suelo utilizando teorías reconocidas de la mecánica de suelos

SUPERESTRUCTURA: Estados Límites-combinaciones de carga

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El Diseño por Factores de Carga y Resistencia (LRFD) requiere satisfacer la siguiente ecuación: ΣηγiQi <= φRn = Rr

Para cargas para las cuales un valor máximo de γi es apropiado: η = ηD ηR ηI >=0.95 Para cargas para las cuales un valor mínimo de γi es apropiado: η = 1/( ηd ηr ηi )≤ 1.0

siendo: γi = factor de carga φ = factor de resistencia ηD = factor relacionado con la ductilidad ηI = factor relacionado con la importancia operativa Rn = resistencia nominal

η = factor de modificación de las cargas ηR = factor relacionado con la redundancia

Qi = solicitación Rr = resistencia mayorada = φRn

Ductilidad Ductilidad: El sistema estructural de un puente se debe dimensionar y detallar de manera de asegurar el desarrollo de deformaciones inelásticas significativas y visibles en los estados límites de resistencia y correspondientes a eventos extremos antes de la falla. Para el estado límite de resistencia:

 nD >=1.05 para elementos y conexiones no dúctiles  = 1.00 para diseños y detalles convencionales  >= 0.95 para elementos y conexiones para los cuales 

se han especificado medidas adicionales para mejorar la ductilidad más allá de lo requerido por las Especificaciones. Para todos los demás estados límites: nD = 1.00

Redundancia A menos que existan motivos justificados para evitarlas se deben usar estructuras continuas y con múltiples recorridos de cargas. Los principales elementos y componentes cuya falla se anticipa provocará el colapso del puente se deben diseñar como elementos de falla crítica y el sistema estructural asociado como sistema no redundante. Los elementos y componentes cuya falla se anticipa no provocará el colapso del puente se deben diseñar como elementos de falla no crítica y el sistema estructural asociado como sistema redundante. Para el estado límite de resistencia:

  

 nR >=1.05 para elementos no redundantes  = 1.00 para niveles convencionales de redundancia  >= 0.95 para niveles excepcionales de redundancia  Para todos los demás estados límites: nR = 1.00

 Estado Límite de Resistencia  Requisitos Generales

En el estado límite de resistencia se deberán considerar la resistencia y la estabilidad. La resistencia de diseño será el producto de la resistencia nominal determinada por el factor de resistencia según lo especificado en el Artículo 5.5.4.2. Los factores de reducción de resistencia variaran ya sea construcción convencional o por segmentos.  Estabilidad La estructura en su conjunto y sus componentes se deberán diseñar para resistir deslizamiento, vuelco, levantamiento y pandeo. En el análisis y diseño se deberán considerar los efectos de la excentricidad de las cargas. Se deberá investigar el pandeo de los elementos prefabricados durante su manipuleo, transporte y montaje.  Estado Límite Correspondiente a Evento Extremo La estructura en su conjunto y sus componentes se deberán dimensionar para resistir el colapso provocado por eventos extremos, especificados en la Tabla 3.4.1-1, según corresponda de acuerdo con su ubicación y uso.



 Requisitos Generales Los componentes y conexiones se deberán diseñar para resistir las combinaciones de cargas especificadas en la Sección 3 en todas las etapas de la vida de la estructura, incluyendo las correspondientes a la etapa constructiva.

 Efectos de las Deformaciones Impuestas

Se deberán investigar los efectos de las deformaciones impuestas debido a la contracción, cambios de temperatura, fluencia lenta, pretensado y movimiento de los apoyos.

GRACIAS POR SU ATENCION