47 aashto lrf 2004 español

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1-i SECCIÓN 1 (SI) - INTRODUCCIÓN CONTENIDO 1.1 CAMPO DE APLICACIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES .............................................................. 1-1 1.2 DEFINICIONES ..................................................................................................................................... 1-2 1.3 FILOSOFÍA DE DISEÑO....................................................................................................................... 1-3 1.3.1 Requisitos Generales ..................................................................................................................... 1-3 1.3.2 Estados Límites ............................................................................................................................ 1-3 1.3.2.1 Requisitos Generales .............................................................................................................. 1-3 1.3.2.2 Estado Límite de Servicio ...................................................................................................... 1-4 1.3.2.3 Estado Límite de Fatiga y Fractura ........................................................................................ 1-5 1.3.2.4 Estado Límite de Resistencia ................................................................................................. 1-5 1.3.2.5 Estados Límites Correspondientes a Eventos Extremos ........................................................ 1-5 1.3.3 Ductilidad ...................................................................................................................................... 1-5 1.3.4 Redundancia .................................................................................................................................. 1-6 1.3.5 Importancia Operativa................................................................................................................... 1-7

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  • 1-i

    SECCIN 1 (SI) - INTRODUCCIN

    CONTENIDO 1.1 CAMPO DE APLICACIN DE LAS ESPECIFICACIONES .............................................................. 1-1

    1.2 DEFINICIONES ..................................................................................................................................... 1-2

    1.3 FILOSOFA DE DISEO....................................................................................................................... 1-3

    1.3.1 Requisitos Generales..................................................................................................................... 1-3

    1.3.2 Estados Lmites ............................................................................................................................ 1-3

    1.3.2.1 Requisitos Generales .............................................................................................................. 1-3

    1.3.2.2 Estado Lmite de Servicio ...................................................................................................... 1-4

    1.3.2.3 Estado Lmite de Fatiga y Fractura ........................................................................................ 1-5

    1.3.2.4 Estado Lmite de Resistencia ................................................................................................. 1-5

    1.3.2.5 Estados Lmites Correspondientes a Eventos Extremos ........................................................ 1-5

    1.3.3 Ductilidad...................................................................................................................................... 1-5

    1.3.4 Redundancia.................................................................................................................................. 1-6

    1.3.5 Importancia Operativa................................................................................................................... 1-7

  • 1-ii

  • 1-1

    SECCIN 1 (SI)

    INTRODUCCIN

    1.1 CAMPO DE APLICACIN DE LAS ESPECIFICACIONES

    La intencin de los requisitos de estas

    Especificaciones es que sean aplicados al diseo, evaluacin y rehabilitacin de puentes carreteros tanto fijos como mviles. Sin embargo, los aspectos mecnicos, elctricos y aspectos especiales relacionados con la seguridad de los vehculos y peatones no estn cubiertos. No se incluyen requisitos para puentes exclusivamente ferroviarios ni para puentes usados exclusivamente para el tendido de servicios pblicos. Los requisitos de estas Especificaciones se pueden aplicar a los puentes que no estn no totalmente cubiertos por este documento, cuidando de incluir criterios de diseo adicionales cuando sea necesario.

    No es la intencin de estas Especificaciones reemplazar la capacitacin y el criterio profesional del Diseador; slo establecen requisitos mnimos necesarios para velar por la seguridad pblica. El Propietario o el Diseador pueden requerir que la sofisticacin del diseo o la calidad de los materiales y la construccin sean ms elevadas que lo establecido por los requisitos mnimos. Se enfatizan los conceptos de seguridad por medio de la redundancia y ductilidad y de proteccin contra la socavacin y las colisiones. Los requisitos de diseo de estas Especificaciones emplean la metodologa del Diseo por Factores de Carga y Resistencia (LRFD). Los factores fueron desarrollados a partir de la teora de la confiabilidad en base al conocimiento estadstico actual de las cargas y el comportamiento de las estructuras.

    Se incluyen mtodos de anlisis adicionales, diferentes a los incluidos en Especificaciones anteriores, junto con las tcnicas de modelado inherentes a las mismas. Alentamos su empleo.

    La intencin del comentario no es proporcionar todos los antecedentes histricos posibles respecto del desarrollo de estas Especificaciones o Especificaciones anteriores, ni es su intencin proveer un resumen detallado de los estudios y datos experimentales revisados al formular estos requisitos. Sin embargo, incluimos referencias a algunos de los datos experimentales para aquellos que deseen estudiar los antecedentes en profundidad.

    El comentario dirige la atencin del lector a otros documentos que contienen sugerencias para materializar los requisitos y la intencin de estas Especificaciones. Sin embargo, dichos documentos y este comentario no forman parte de estas Especificaciones.

    Las especificaciones de construccin consistentes con

    C1.1

    Las vigas curvas no estn totalmente cubiertas por este documento; tampoco formaron parte de la base de datos de calibracin.

    En estas especificaciones con frecuencia se utiliza el trmino "ideal" para indicar una idealizacin de un fenmeno fsico, como por ejemplo en las frases "carga ideal" o "resistencia ideal". El uso de este trmino enfatiza la diferencia entre la "idea" o percepcin que tiene un Ingeniero sobre el mundo fsico dentro del contexto del diseo que est realizando y la realidad fsica en s misma.

    Los trminos "debe" o "deber" denotan requisitos necesarios para satisfacer estas Especificaciones.

    El trmino "debera" indica una fuerte preferencia por un criterio dado.

    El trmino "puede" indica un criterio que es utilizable, pero que tambin es posible utilizar otros criterios locales, adecuadamente documentados, verificados y aprobados, de manera consistente con el enfoque del Mtodo de Diseo por Factores de Carga y Resistencia para puentes.

  • 1-2 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    estas especificaciones de diseo se encuentran en las Especificaciones para la Construccin de Puentes mediante el Mtodo de Factores de Carga y Resistencia de AASHTO. A menos que se especifique lo contrario, las Especificaciones sobre Materiales mencionadas en el presente documento se refieren a las Especificaciones Normalizadas sobre Materiales Utilizados en Aplicaciones de Transporte y Mtodos de Muestreo y Ensayo de AASHTO. 1.2 DEFINICIONES Colapso Cambio significativo de la geometra del puente que hace que ste ya no sea apto para su uso. Diseo Dimensionamiento y detallado de los elementos y conexiones de un puente. Ductilidad Propiedad de un elemento o conexin que permite una respuesta inelstica. Elemento Elemento discreto o combinacin de elementos del puente que requiere una consideracin de diseo individual. Estado Lmite Condicin ms all de la cual el puente o elemento deja de satisfacer los requisitos para los cuales fue diseado. Estados Lmites correspondientes a Eventos Extremos Estados lmites relacionados con eventos tales como sismos, cargas de hielo y colisiones de vehculos o embarcaciones, con perodos de recurrencia mayores que el perodo de diseo del puente. Estados Lmites de Resistencia Estados lmites relacionados con la resistencia y la estabilidad. Estados Lmites de Servicio Estados lmites relacionados con las tensiones, deformaciones y fisuracin. Estructura con Mltiples Recorridos de Cargas Estructura capaz de soportar las cargas especificadas luego de la prdida de un elemento o conexin portante principal. Evaluacin Determinacin de la capacidad de carga de un puente existente. Factor de Carga Factor que considera fundamentalmente la variabilidad de las cargas, la falta de exactitud de los anlisis y la probabilidad de la ocurrencia simultnea de diferentes cargas, pero que tambin se relaciona con aspectos estadsticos de la resistencia a travs del proceso de calibracin. Factor de Modificacin de las Cargas Factor que considera la ductilidad, redundancia e importancia operativa del puente. Factor de Resistencia Factor que considera fundamentalmente la variabilidad de las propiedades de los materiales, las dimensiones estructurales y la calidad de la mano de obra junto con la incertidumbre en la prediccin de la resistencia, pero que tambin se relaciona con aspectos estadsticos de las cargas a travs del proceso de calibracin. Ingeniero Persona responsable por el diseo del puente. Modelo Idealizacin de una estructura a los fines del anlisis.

  • SECCIN 1 (SI) - INTRODUCCIN 1-3

    Perodo de Diseo Perodo de tiempo en el cual se basa el clculo estadstico de las cargas transitorias. Para estas Especificaciones el perodo de diseo es de 75 aos. Propietario Persona o agencia con jurisdiccin sobre el puente. Puente Cualquier estructura que tiene una abertura de no menos de 6100 mm y que forma parte de una carretera o est ubicada sobre o debajo de una carretera. Puente Fijo Puente con luz vehicular o navegacional fija. Puente Mvil Puente con luz vehicular o navegacional variable. Rehabilitacin Proceso mediante el cual se restablece o incrementa la resistencia del puente. Resistencia Nominal Resistencia de un elemento o conexin a las solicitaciones, segn lo indicado por las dimensiones especificadas en la documentacin tcnica y por las tensiones admisibles, deformaciones o resistencias especificadas de los materiales. Servicio Regular Condicin que excluye la presencia de vehculos que requieren permisos especiales, vientos superiores a los 90 km/h, y eventos extremos, incluida la socavacin. Solicitacin Deformacin, tensin o esfuerzo resultante (es decir, fuerza axial, esfuerzo de corte, momento torsor o flector) provocado por las cargas aplicadas, deformaciones impuestas o cambios volumtricos. Vida de Servicio Perodo de tiempo durante el cual se espera que el puente est en operacin. 1.3. FILOSOFA DE DISEO 1.3.1 Requisitos generales

    Los puentes se deben disear considerando los estados

    lmites especificados a fin de lograr los objetivos de construibilidad, seguridad y serviciabilidad, considerando debidamente los aspectos relacionados con la inspeccionabilidad, economa y esttica, segn lo especificado en el Artculo 2.5.

    Independientemente del tipo de anlisis utilizado, la Ecuacin 1.3.2.1-1 se deber satisfacer para todas las solicitaciones y combinaciones de de solicitaciones especificadas.

    C1.3.1

    En muchos casos la resistencia de los elementos y

    conexiones se determina en base a su comportamiento inelstico, an cuando las solicitaciones se determinan mediante anlisis elsticos. Esta falta de consistencia es habitual en la mayora de las especificaciones para puentes actuales, y se debe a la falta de un conocimiento cabal de las acciones estructurales inelsticas.

    1.3.2 Estados Lmites

    1.3.2.1 Requisitos Generales A menos que se especifique lo contrario, cada uno de los

    elementos y conexiones debe satisfacer la Ecuacin 1 para cada uno de los estados lmites. Para los estados lmites de servicio y correspondientes a eventos extremos los factores de resistencia se deben tomar igual a 1,0 excepto para

    C1.3.2.1

    La Ecuacin 1 constituye la base de la metodologa del Diseo por Factores de Carga y Resistencia (LRFD).

    La asignacin del factor de resistencia = 1,0 a todos los estados lmites diferentes al de resistencia es una medida

  • 1-4 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    bulones, a los cuales se aplican los requisitos del Artculo 6.5.5, y para columnas de hormign en Zonas Ssmicas 3 y 4, a las cuales se aplican los requisitos del Artculo 5.10.11.4.1b. Todos los estados lmites se deben considerar de igual importancia.

    i i iQ Rn = Rr (1.3.2.1-1)

    donde:

    Para cargas para las cuales un valor mximo de i es apropiado:

    0 95i D R I ,= (1.3.2.1-2)

    Para cargas para las cuales un valor mnimo de i es apropiado:

    1

    1 0 i D R I

    ,= (1.3.2.1-3)

    donde:

    i = factor de carga: multiplicador de base estadstica que se aplica a las solicitaciones

    = factor de resistencia: multiplicador de base estadstica

    que se aplica a la resistencia nominal, segn lo especificado en las Secciones 5, 6, 7, 8, 10, 11 y 12

    i = factor de modificacin de las cargas: factor

    relacionado con la ductilidad, redundancia e importancia operativa

    D = factor relacionado con la ductilidad, segn lo

    especificado en el Artculo 1.3.3

    R = factor relacionado con la redundancia, segn lo especificado en el Artculo 1.3.4

    I = factor relacionado con la importancia operativa segn

    lo especificado en el Artculo 1.3.5 Qi = solicitacin

    Rn = resistencia nominal Rr = resistencia mayorada: Rn

    transitoria; actualmente se estn desarrollando investigaciones sobre este tema.

    La ductilidad, la redundancia y la importancia operativa son aspectos significativos que afectan el margen de seguridad de los puentes. Mientras que las dos primeras se relacionan directamente con la resistencia fsica, la ltima tiene que ver con las consecuencias que implicara que el puente quede fuera de servicio. Por lo tanto, la agrupacin de estos tres aspectos del lado de la Ecuacin 1 correspondiente a las cargas es arbitrario. Sin embargo, constituye un primer esfuerzo hacia su codificacin. En ausencia de informacin ms precisa, cada efecto, a excepcin de la fatiga y la fractura, se estima como 5 por ciento y se acumulan geomtricamente, lo cual claramente constituye un enfoque subjetivo. Con el transcurso del tiempo se lograr una mejor cuantificacin de la ductilidad, redundancia e importancia operativa, su interaccin, y la sinergia de los sistemas, lo cual posiblemente llevar a la modificacin de la Ecuacin 1 y estos efectos podrn aparecer a cualquiera de los lados de la ecuacin o incluso a ambos lados. Actualmente el Proyecto NCHRP 12-36 est estudiando el tema de la redundancia.

    La influencia de sobre el ndice de confiabilidad, , se puede estimar observando su efecto sobre los mnimos valores de calculados en una base de datos de puentes de vigas compuestas. A los fines de su discusin, los datos sobre puentes de vigas compuestas usados para calibrar estas Especificaciones se modificaron multiplicando las cargas mayoradas totales por = 0,95; 1,0; 1,05 y 1,10. Se determin que los valores mnimos de resultantes para 95 combinaciones de longitud, separacin y tipo de construccin eran aproximadamente 3,0; 3,5; 3,8 y 4,0 respectivamente.

    Se puede obtener una representacin ms aproximada del efecto de los valores de considerando el porcentaje de datos normales aleatorios menores o iguales que el valor promedio ms , donde es un multiplicador y es la desviacin estndar de los datos. Si se toma = 3,0; 3,5; 3,8 y 4,0 el porcentaje de valores menores o iguales al valor promedio ms sera alrededor de 99,865 por ciento; 99,997 por ciento; 99,993 por ciento y 99,997 por ciento, respectivamente.

    1.3.2.2 Estado Lmite de Servicio

    El estado lmite de servicio se debe considerar como

    C1.3.2.2

    El estado lmite de servicio proporciona ciertos

  • SECCIN 1 (SI) - INTRODUCCIN 1-5

    restricciones impuestas a las tensiones, deformaciones y anchos de fisura bajo condiciones de servicio regular.

    requisitos basados en la experiencia que no siempre se pueden derivar exclusivamente a partir de consideraciones estadsticas o de resistencia.

    1.3.2.3 Estado Lmite de Fatiga y Fractura El estado lmite de fatiga se debe considerar como

    restricciones impuestas al rango de tensiones que se da como resultado de un nico camin de diseo ocurriendo el nmero anticipado de ciclos del rango de tensin.

    El estado lmite de fractura se debe considerar como un conjunto de requisitos sobre resistencia de materiales de las Especificaciones sobre Materiales de AASHTO.

    C1.3.2.3 La intencin del estado lmite de fatiga es limitar el

    crecimiento de las fisuras bajo cargas repetitivas, a fin de impedir la fractura durante el perodo de diseo del puente.

    1.3.2.4 Estado Lmite de Resistencia

    Se debe considerar el estado lmite de resistencia para garantizar que se provee resistencia y estabilidad, tanto local como global, para resistir las combinaciones de cargas estadsticamente significativas especificadas que se anticipa que el puente experimentar durante su perodo de diseo.

    C1.3.2.4

    Bajo el estado lmite de resistencia se pueden producir tensiones muy elevadas y daos estructurales, pero se espera que la integridad estructural global se mantenga.

    1.3.2.5 Estados Lmites correspondientes a Eventos Extremos

    Se debe considerar el estado lmite correspondiente a

    eventos extremos para garantizar la supervivencia estructural de un puente durante una inundacin o sismo significativo, o cuando es embestido por una embarcacin, un vehculo o un flujo de hielo, posiblemente en condiciones socavadas.

    C1.3.2.5

    Se considera que los estados lmites extremos son ocurrencias nicas cuyo perodo de recurrencia puede ser significativamente mayor que el perodo de diseo del puente.

    1.3.3 Ductilidad

    El sistema estructural de un puente se debe dimensionar y detallar de manera de asegurar el desarrollo de deformaciones inelsticas significativas y visibles en los estados lmites de resistencia y correspondientes a eventos extremos antes de la falla.

    Se puede asumir que los requisitos de ductilidad se satisfacen para una estructura de hormign en la cual la resistencia de una conexin es mayor o igual que 1,3 veces la mxima solicitacin impuesta a la conexin por la accin inelstica de los elementos adyacentes.

    Los dispositivos disipadores de energa se pueden aceptar como medios para proveer ductilidad.

    Para el estado lmite de resistencia:

    D 1,05 para elementos y conexiones no dctiles = 1,00 para diseos y detalles convencionales que

    cumplen con estas Especificaciones

    C1.3.3

    La respuesta de los elementos estructurales o conexiones ms all del lmite elstico se puede caracterizar ya sea por un comportamiento frgil o por un comportamiento dctil. El comportamiento frgil es indeseable debido a que implica la sbita prdida de la capacidad de carga inmediatamente despus de exceder el lmite elstico. El comportamiento dctil se caracteriza por deformaciones inelsticas significativas antes que ocurra una prdida significativa de la capacidad de carga. El comportamiento dctil advierte sobre la inminente ocurrencia de una falla estructural mediante grandes deformaciones inelsticas. Bajo cargas ssmicas repetitivas, se producen grandes ciclos invertidos de deformacin inelstica que disipan energa y tienen un efecto beneficioso para la supervivencia de la estructura.

    Si, mediante confinamiento u otras medidas, un elemento o conexin fabricado de materiales frgiles puede soportar deformaciones inelsticas sin prdida significativa de la capacidad de carga, este elemento se puede considerar

  • 1-6 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    0,95 para elementos y conexiones para los cuales se han especificado medidas adicionales para mejorar la ductilidad ms all de lo requerido por estas Especificaciones

    Para todos los dems estados lmites:

    D = 1,00

    dctil. Este comportamiento dctil se debe verificar mediante ensayos.

    A fin de lograr un comportamiento dctil adecuado el sistema debera tener un nmero suficiente de elementos dctiles y ya sea: Uniones y conexiones que tambin sean dctiles y

    puedan proveer disipacin de energa sin prdida de capacidad, o

    Uniones y conexiones que poseen suficiente resistencia

    en exceso para asegurar que la respuesta inelstica ocurrir en las ubicaciones diseadas para proporcionar una respuesta dctil, de absorcin de energa.

    Se deben evitar las caractersticas de respuesta

    estticamente dctiles pero dinmicamente no dctiles. Son ejemplos de este tipo de comportamiento las fallas por corte y adherencia en los elementos de hormign y la prdida de accin compuesta en los elementos solicitados a flexin.

    La experiencia indica que los elementos tpicos diseados de acuerdo con estos requisitos generalmente exhiben una ductilidad adecuada. Es necesario prestar particular atencin al detallado de las uniones y conexiones, como as tambin proveer mltiples recorridos para las cargas.

    El Propietario puede especificar un factor de ductilidad mnimo como garanta de que se obtendrn modos de falla dctiles. Este factor se puede definir como:

    u

    y

    = (C1.3.3-1)

    donde: u = deformacin en estado ltimo y = deformacin en el lmite elstico

    La ductilidad de los elementos o conexiones estructurales se puede establecer ya sea mediante ensayos a escala real o a gran escala o bien mediante modelos analticos basados en el comportamiento documentado de los materiales. La ductilidad de un sistema estructural se puede determinar integrando las deformaciones locales sobre la totalidad del sistema estructural.

    Los requisitos especiales aplicables a los dispositivos disipadores de energa se deben a las rigurosas demandas a las que estn sometidos estos elementos.

    1.3.4 Redundancia

    A menos que existan motivos justificados para evitarlas,

    C1.3.4 Para cada combinacin de cargas y estado lmite

  • SECCIN 1 (SI) - INTRODUCCIN 1-7

    se deben usar estructuras continuas y con mltiples recorridos de cargas.

    Los principales elementos y componentes cuya falla se anticipa provocar el colapso del puente se deben disear como elementos de falla crtica y el sistema estructural asociado como sistema no redundante. Alternativamente, los elementos de falla crtica traccionados se pueden disear como de fractura crtica.

    Los elementos y componentes cuya falla se anticipa no provocar el colapso del puente se deben disear como elementos de falla no crtica y el sistema estructural asociado como sistema redundante.

    Para el estado lmite de resistencia:

    R 1,05 para elementos no redundantes = 1,00 para niveles convencionales de redundancia 0,95 para niveles excepcionales de redundancia

    Para todos los dems estados lmites:

    R = 1,00

    considerado, la clasificacin del elemento segn su redundancia (redundante o no redundante) se debera basar en la contribucin del elemento a la seguridad del puente. Se han propuesto diversos sistemas de medicin de la redundancia (Frangopol y Nakib, 1991).

    1.3.5 Importancia Operativa

    Este artculo se debe aplicar exclusivamente a los estados lmites de resistencia y correspondientes a eventos extremos.

    El Propietario puede declarar que un puente o cualquier conexin o elemento del mismo es de importancia operativa.

    Para el estado lmite de resistencia: I 1,05 para puentes importantes = 1,00 para puentes tpicos 0,95 para puentes de relativamente poca importancia

    Para todos los dems estados lmites:

    I = 1,00

    C1.3.5

    Esta clasificacin se debera basar en requisitos sociales o de supervivencia y/o requisitos de seguridad o defensa. El comentario del Artculo 3.10.3 proporciona algunos lineamientos sobre cmo seleccionar las categoras de importancia y su relacin con el diseo sismorresistente. Esta informacin se puede generalizar para otras situaciones.

    En el Artculo 3.10.3 se especifican tres niveles de importancia respecto del diseo sismorresistente: "crtico", "esencial" y "otros". A los fines de este artculo, los puentes clasificados como "crticos" o "esenciales" de acuerdo con el Artculo 3.10.3 se deberan considerar de "importancia operativa".

  • 1-8

    REFERENCIAS

    AASHTO. 2003. Standard Specifications for Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing. 23 Edicin, American Association of Highway and Transportation Officials, Washington, DC. Frangopol, D.M. y R. Nakib. 1991. "Redundancy in Highway Bridges." Engineering Journal, American Institute of Steel Construction, Chicago, IL, Vol. 28, No. 1, pp. 45-50.

  • 2-i

    SECCIN 2 (SI) - DISEO GENERAL Y CARACTERSTICAS DE UBICACIN

    CONTENIDO 2.1 CAMPO DE APLICACIN ..................................................................................................................... 2-1

    2.2 DEFINICIONES ....................................................................................................................................... 2-1

    2.3 CARACTERSTICAS DE UBICACIN ................................................................................................. 2-3

    2.3.1 Ubicacin ........................................................................................................................................ 2-3

    2.3.1.1 Requisitos Generales ................................................................................................................ 2-3

    2.3.1.2 Cruces sobre Cursos de Agua y Zonas de Inundacin ............................................................. 2-3

    2.3.2 Disposicin del Predio del Puente .................................................................................................. 2-4

    2.3.2.1 Requisitos Generales ................................................................................................................ 2-4

    2.3.2.2 Seguridad del Trfico ............................................................................................................... 2-5

    2.3.2.2.1 Proteccin de las Estructuras ........................................................................................... 2-5

    2.3.2.2.2 Proteccin de los Usuarios ............................................................................................... 2-5

    2.3.2.2.3 Normas Geomtricas........................................................................................................ 2-6

    2.3.2.2.4 Superficies de Rodamiento .............................................................................................. 2-6

    2.3.2.2.5 Colisin de Embarcaciones .............................................................................................. 2-6

    2.3.3 Luces ............................................................................................................................................... 2-6

    2.3.3.1 Luces para la Navegacin ........................................................................................................ 2-6

    2.3.3.2 Luces Verticales para el Trnsito Vial ..................................................................................... 2-7

    2.3.3.3 Luces Horizontales para el Trnsito Vial ................................................................................. 2-7

    2.3.3.4 Cruces Ferroviarios .................................................................................................................. 2-7

    2.3.4 Ambiente......................................................................................................................................... 2-8

    2.4 INVESTIGACIN DE LAS FUNDACIONES........................................................................................ 2-8

    2.4.1 Requisitos Generales ...................................................................................................................... 2-8

    2.4.2 Estudios Topogrficos .................................................................................................................... 2-8

    2.5 OBJETIVOS DE DISEO........................................................................................................................ 2-8

    2.5.1 Seguridad ....................................................................................................................................... 2-8

    2.5.2 Serviciabilidad ................................................................................................................................ 2-9

    2.5.2.1 Durabilidad............................................................................................................................... 2-9

    2.5.2.1.1 Materiales ........................................................................................................................ 2-9

    2.5.2.1.2 Medidas de Autoproteccin ............................................................................................. 2-9

    2.5.2.2 Inspeccionabilidad.................................................................................................................... 2-10

    2.5.2.3 Mantenimiento ......................................................................................................................... 2-10

    2.5.2.4 Transitabilidad.......................................................................................................................... 2-10

    2.5.2.5 Instalaciones para Servicios Pblicos....................................................................................... 2-11

  • 2-ii

    2.5.2.6 Deformaciones.......................................................................................................................... 2-11

    2.5.2.6.1 Requisitos Generales ........................................................................................................ 2-11

    2.5.2.6.2 Criterios para la Deflexin ............................................................................................... 2-12

    2.5.2.6.3 Criterios Opcionales para Relaciones Longitud de Tramo-Profundidad.......................... 2-14

    2.5.2.7 Consideracin de Futuros Ensanchamientos ............................................................................ 2-15

    2.5.2.7.1 Vigas Exteriores en Puentes Multiviga ........................................................................... 2-15

    2.5.2.7.2 Subestructura ................................................................................................................... 2-15

    2.5.3 Construibilidad ............................................................................................................................... 2-15

    2.5.4 Economa......................................................................................................................................... 2-16

    2.5.4.1 Requisitos Generales ................................................................................................................ 2-16

    2.5.4.2 Planos Alternativos................................................................................................................... 2-16

    2.5.5 Esttica del Puente .......................................................................................................................... 2-17

    2.6 HIDROLOGA E HIDRULICA.............................................................................................................. 2-18

    2.6.1 Requisitos Generales ....................................................................................................................... 2-18

    2.6.2 Datos del Sitio de Emplazamiento ................................................................................................... 2-20

    2.6.3 Anlisis Hidrolgico ....................................................................................................................... 2-21

    2.6.4 Anlisis Hidrulico........................................................................................................................... 2-22

    2.6.4.1 Requisitos Generales ................................................................................................................ 2-22

    2.6.4.2 Estabilidad del Curso de Agua ................................................................................................. 2-22

    2.6.4.3 Curso de Agua debajo del Puente............................................................................................. 2-23

    2.6.4.4 Fundaciones del Puente ............................................................................................................ 2-23

    2.6.4.4.1 Requisitos Generales ....................................................................................................... 2-23

    2.6.4.4.2 Socavacin de Puentes ..................................................................................................... 2-24

    2.6.4.5 Accesos Carreteros ................................................................................................................... 2-26

    2.6.5 Ubicacin y Longitud de las Alcantarillas, rea del Curso de Agua ............................................. 2-27

    2.6.6 Drenaje de la Carretera.................................................................................................................... 2-27

    2.6.6.1 Requisitos Generales ................................................................................................................ 2-27

    2.6.6.2 Tormenta de Diseo ................................................................................................................. 2-28

    2.6.6.3 Tipo, Tamao y Nmero de Drenes ......................................................................................... 2-28

    2.6.6.4 Descarga de los Drenes del Tablero ......................................................................................... 2-28

    2.6.6.5 Drenaje de las Estructuras ........................................................................................................ 2-29

  • SECCIN 2 (SI)

    DISEO GENERAL Y CARACTERSTICAS DE UBICACIN

    2.1 CAMPO DE APLICACIN Se proporcionan requisitos mnimos sobre luces libres,

    proteccin ambiental, esttica, estudios geolgicos, economa, transitabilidad, durabilidad, construibilidad, inspeccionabilidad y mantenimiento. Se hace referencia a requisitos mnimos para seguridad del trfico.

    Se incluyen requisitos mnimos para las instalaciones de drenaje y medidas de autoproteccin contra el agua, el hielo y las sales transportadas por el agua.

    Reconociendo que numerosas fallas en puentes han sido provocadas por la socavacin, se analizan en detalle los aspectos hidrolgicos e hidrulicos.

    C2.1 La intencin de esta seccin es proporcionarle al

    Diseador informacin suficiente para determinar la configuracin y dimensiones globales de un puente.

    2.2 DEFINICIONES

    Abertura para un Curso de Agua Ancho o rea de la abertura de un puente en un nivel especificado, medido de manera normal a la direccin principal de flujo. Agradacin Crecimiento o elevacin general y progresiva del perfil longitudinal del lecho de un cauce como resultado de la deposicin de sedimentos. Ancho de Acera Espacio sin obstrucciones entre barreras o entre un cordn y una barrera, exclusivamente para uso peatonal. Canaleta de Goteo Depresin lineal en la parte inferior de los elementos para permitir que gotee el agua que fluye en la superficie. Cauce Estable Condicin que existe cuando una corriente de agua tiene una pendiente y una seccin transversal que permiten que su cauce transporte el agua y los sedimentos entregados desde la cuenca colectora sin degradacin, agradacin ni erosin significativa de las mrgenes. Cuenca Colectora rea confinada por divisorias de drenaje y que con frecuencia tiene solamente un punto de descarga; rea total de drenaje que contribuye escorrenta a un nico punto. Cuenca de Retencin Instalacin para el control de aguas pluviales que embalsa la escorrenta y la descarga temporalmente a travs de una estructura hidrulica de salida hacia un sistema de transporte aguas abajo. Curso de Agua Cualquier arroyo, ro, lago, laguna u ocano. Degradacin Descenso general y progresivo del perfil longitudinal del lecho de un cauce como resultado de la erosin a largo plazo. Descarga de Diseo Mximo flujo de agua que el puente puede acomodar sin superar las limitaciones de diseo adoptadas. Estructura para Correccin de un Cauce Cualquier obra construida en una corriente o colocada sobre, adyacente o en la proximidad de un curso de agua para desviar la corriente, inducir deposicin de sedimentos, inducir socavacin o alterar de alguna otra manera el flujo y los regmenes de los sedimentos del curso de agua.

  • 2-2 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    Geomorfologa del Curso de Agua Estudio de un curso de agua y su zona de inundacin en relacin con su topografa, la configuracin general de su superficie y los cambios que ocurren debido a la erosin y a la acumulacin de arrastres erosivos. Hidrulica Ciencia que estudia el comportamiento y flujo de los lquidos, especialmente en tuberas y canales. Hidrologa Ciencia que estudia la ocurrencia, distribucin y circulacin del agua en la tierra, incluyendo las precipitaciones, escorrentas y aguas subterrneas. Imbornal Dispositivo para drenar agua a travs del tablero. Inundacin de Cien Aos Inundacin provocada por una tormenta y/o marea que tiene una probabilidad del 1 por ciento de ser igualada o superada en un ao dado. Inundacin de Control para Socavacin del Puente Inundacin de control para socavacin. Inundacin resultante de una tormenta, marea de tormenta y/o marea que tiene un caudal mayor que la inundacin de diseo para socavacin, pero en ningn caso una inundacin con un intervalo de recurrencia superior al perodo de 500 aos habitualmente usado. La inundacin de control para socavacin del puente se utiliza para investigar y evaluar las fundaciones de un puente a fin de determinar si stas pueden soportar dicho flujo y la socavacin asociada permaneciendo estable. Ver tambin superinundacin. Inundacin de Desbordamiento Caudal de inundacin que, si es superado, provoca que haya un flujo sobre una carretera o puente, sobre una divisoria de drenaje, o a travs de estructuras provistas para alivio de emergencia. La peor condicin de socavacin puede ser provocada por la inundacin de desbordamiento. Inundacin de Diseo para Socavacin del Puente Caudal de inundacin menor o igual que la inundacin de 100 aos de perodo de recurrencia que provoca la mxima socavacin en las fundaciones del puente. La carretera o el puente se pueden inundar en presencia del nivel de agua correspondiente a la inundacin de diseo para socavacin del puente. La peor condicin de socavacin puede ser provocada por la inundacin de desbordamiento, como resultado del potencial flujo a presin. Inundacin de Diseo para una Abertura para un Curso de Agua Descarga, volumen, nivel o altura de cresta de ola pico y la probabilidad de excedencia asociada que se seleccionan para el diseo de una carretera o puente sobre un curso de agua o zona de inundacin. Por definicin, la carretera o puente no se inundarn en presencia del nivel de agua correspondiente a la inundacin de diseo para una abertura para un curso de agua. Inundacin de Poblacin Mixta Caudales de inundacin originados por dos o ms factores causales, por ejemplo, una marea viva provocada por vientos de mar generados por un huracn o precipitaciones sobre un manto de nieve. Inundacin de Quinientos Aos Inundacin provocada por una tormenta y/o marea que tiene una probabilidad del 0,2 por ciento de ser igualada o superada en un ao dado. Luz libre Espacio horizontal o vertical sin obstrucciones. Marea Elevacin y descenso peridico del nivel de los ocanos que se produce como resultado de los efectos de la luna y el sol actuando sobre la tierra en rotacin. Marea Viva Marea de rango aumentado que se produce aproximadamente cada dos semanas, cuando hay luna llena o nueva. Peralte Inclinacin de la superficie de la calzada para contrarrestar parcialmente las fuerzas centrfugas que actan sobre los vehculos en las curvas horizontales.

  • SECCIN 2 (SI) - DISEO GENERAL Y CARACTERSTICAS DE UBICACIN 2-3

    Puente de Alivio Abertura en un terrapln en una zona de inundacin para permitir el pasaje del cauce mayor. Socavacin Generalizada o de Contraccin Socavacin de un cauce o zona de inundacin que no est localizada en una pila u otra obstruccin del flujo. En un cauce la socavacin generalizada/de contraccin habitualmente afecta la totalidad del ancho del cauce o la mayor parte del mismo, y tpicamente es provocada por una contraccin del flujo. Socavacin Localizada Socavacin de un cauce o zona de inundacin que est localizada en una pila, estribo u otra obstruccin del flujo. Superinundacin Cualquier inundacin o caudal de marea con un caudal mayor que el de la inundacin de cien aos pero no mayor que el de una inundacin de quinientos aos.

    Zona Libre rea relativamente plana, sin obstrucciones, ms all del borde de la calzada para la recuperacin de vehculos descarrilados. La calzada no incluye banquinas ni carriles auxiliares.

    2.3 CARACTERSTICAS DE UBICACIN 2.3.1 Ubicacin 2.3.1.1 Requisitos Generales

    La eleccin de la ubicacin de los puentes se deber

    justificar mediante el anlisis de alternativas, considerando aspectos econmicos, tcnicos, sociales y ambientales, como as tambin los costos de mantenimiento e inspeccin asociados con las estructuras y con la importancia relativa de los aspectos antes mencionados.

    Segn los riesgos involucrados, se deber cuidar de elegir ubicaciones favorables para los puentes, es decir, ubicaciones que:

    Se ajusten a las condiciones creadas por el obstculo

    a cruzar; Faciliten un diseo, construccin, operacin,

    inspeccin y mantenimiento prcticos y efectivos desde el punto de vista de los costos;

    Satisfagan los niveles de servicio y seguridad de

    trfico deseados; y Minimicen los impactos adversos de la carretera.

    2.3.1.2 Cruces sobre Cursos de Agua y Zonas de Inundacin

    Los cruces sobre cursos de agua se deben ubicar

    considerando los costos del capital inicial requerido para la construccin y la optimizacin de los costos totales, incluyendo las obras de correccin del cauce y las medidas de mantenimiento necesarias para reducir la erosin. Los estudios de las posibles ubicaciones alternativas del cruce

    C2.3.1.2 Las Reglamentaciones Federales y el captulo sobre

    Planificacin y Ubicacin de la publicacin AASHTO Model Drainage Manual contienen lineamientos detallados sobre procedimientos para evaluar la ubicacin de puentes y sus accesos en zonas de inundacin (ver Comentario sobre el Artculo 2.6.1). En las decisiones sobre la ubicacin de

  • 2-4 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    deben incluir la evaluacin de: Las caractersticas hidrolgicas e hidrulicas del

    curso de agua y su zona de inundacin, incluyendo la estabilidad del cauce, historial de inundaciones y, en cruces estuarinos, rangos y ciclos de las mareas;

    Los efectos del puente propuesto sobre los patrones

    de flujo de las inundaciones y el potencial de socavacin resultante en las fundaciones del puente;

    El potencial de crear nuevos riesgos de inundacin o

    aumentar los riesgos de inundacin existentes; y Los impactos ambientales sobre el curso de agua y su

    zona de inundacin. Los puentes y sus accesos en las zonas de inundacin se

    deberan ubicar y disear considerando las metas y objetivos del manejo de la zona de inundacin, incluyendo:

    Prevenir el uso y desarrollo no econmico, riesgoso o

    incompatible de las zonas de inundacin; Evitar invasiones transversales y longitudinales

    significativas, siempre que sea posible; Minimizar los impactos adversos de la carretera y

    mitigar los impactos inevitables, siempre que sea posible;

    Lograr consistencia con la intencin de las normas y

    los criterios del Programa Nacional de Seguro contra las Inundaciones, siempre que corresponda;

    Agradacin o degradacin a largo plazo; y Compromisos asumidos para obtener las

    correspondientes autorizaciones ambientales.

    un puente deberan participar Ingenieros familiarizados con esta publicacin y experimentados en la aplicacin de sus lineamientos y procedimientos. Generalmente resulta ms seguro y eficiente desde el punto de vista de los costos evitar problemas hidrulicos a travs de la seleccin de ubicaciones favorables antes que intentar minimizar los problemas en etapas posteriores del proyecto a travs de medidas de diseo.

    Siempre que sea posible, la experiencia recabada durante la construccin de otros puentes debera formar parte de la calibracin o verificacin de los modelos hidrulicos. La evaluacin del comportamiento de puentes existentes durante inundaciones ocurridas en el pasado generalmente resulta til para seleccionar el tipo, tamao y ubicacin de un nuevo puente.

    2.3.2 Disposicin del Predio del Puente

    2.3.2.1 Requisitos Generales La ubicacin y alineacin del puente se deberan

    seleccionar de manera de satisfacer los requisitos de trfico tanto sobre el puente como debajo del mismo. Se deberan considerar posibles variaciones futuras de la alineacin o el ancho del curso de agua, la carretera o las vas frreas cruzadas por el puente.

    Cuando corresponda, se debera considerar la futura adicin de instalaciones de trnsito masivo o el ensanchamiento del puente.

    C2.3.2.1 Aunque la ubicacin de la estructura de un puente sobre

    un curso de agua generalmente es determinada por otras consideraciones diferentes a la colisin de embarcaciones, siempre que sea posible y practicable se deberan considerar las siguientes preferencias:

    Ubicar el punte alejado de cualquier curva del canal

    de navegacin. La distancia al puente debera

  • SECCIN 2 (SI) - DISEO GENERAL Y CARACTERSTICAS DE UBICACIN 2-5

    permitir que las embarcaciones se puedan alinear antes de pasar debajo del puente, generalmente ocho veces la longitud de la embarcacin. Esta distancia se debera incrementar an ms si en el predio donde se construir el puente prevalecen las corrientes y vientos de gran velocidad.

    Cruzar el canal de navegacin con un ngulo

    aproximadamente recto y en forma simtrica con respecto al canal de navegacin.

    Proveer una distancia adecuada a partir de las zonas

    donde se produce congestin de embarcaciones, las zonas de maniobras para amarre u otros problemas de navegacin.

    Ubicar el puente donde el curso de agua sea poco

    profundo o angosto y las pilas del puente se puedan ubicar fuera del alcance de las embarcaciones.

    2.3.2.2 Seguridad del Trfico

    2.3.2.2.1 Proteccin de las Estructuras Se debe considerar el trnsito seguro de los vehculos

    sobre o debajo del puente. Se deberan minimizar los riesgos para los vehculos que se descarrilan dentro de la zona libre, colocando los obstculos a una distancia segura de los carriles de circulacin.

    Las columnas o muros para estructuras de separacin de rasantes se deberan ubicar de conformidad con el concepto de zona libre segn lo indicado en el Captulo 3 de la publicacin AASHTO Roadside Design Guide, 1996. En aquellos casos en los cuales no fuera posible satisfacer los requisitos de esta publicacin debido a limitaciones relacionadas con los costos de las estructuras, tipo de estructura, volumen y velocidad de diseo del trfico pasante, disposicin de los tramos, oblicuidad del cruce y caractersticas del terreno, la columna o el muro se deberan proteger usando un guardarriel u otros dispositivos tipo barrera. Si fuera posible, el guardarriel u otro dispositivo debera ser estructuralmente independiente y tener la cara que da hacia la carretera a una distancia de al menos 600 mm de la cara de la pila o estribo, a menos que se provea una barrera rgida.

    La cara del guardarriel u otro dispositivo debera estar a una distancia de al menos 600 mm de la lnea de la banquina normal.

    C2.3.2.2.1 La intencin de proveer barreras estructuralmente

    independientes es impedir la transmisin de solicitaciones desde la barrera a la estructura a proteger.

    2.3.2.2.2 Proteccin de los Usuarios Se deben proveer barandas a lo largo de los bordes de las

    estructuras conforme a los requisitos de la Seccin 13.

    C2.3.2.2.2

  • 2-6 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    Todas las estructuras de proteccin deben tener caractersticas superficiales y transiciones adecuadas para redirigir el trfico descarrilado de manera segura.

    En el caso de puentes mviles, se deben proveer seales de advertencia, semforos, campanas de alarma, portones, barreras y otros dispositivos de seguridad para la proteccin del trfico peatonal, ciclista y vehicular. stos se deben disear de manera que operen antes de la apertura del tramo mvil y permanezcan en operacin hasta que el tramo se haya cerrado completamente. Los dispositivos deben satisfacer los requisitos correspondientes para "Control del Trfico en Puentes Mviles" de la publicacin Manual on Uniform Traffic Control Devices for Streets and Highways o segn lo indicado en los planos.

    Si el Propietario as lo especifica, las aceras deben estar protegidas por medio de barreras.

    Las estructuras de proteccin incluyen aquellas que permiten una separacin segura y controlada del trfico en instalaciones multimodales que utilizan el mismo derecho de paso.

    Algunas condiciones especiales, tales como alineaciones

    curvas, visibilidad impedida, etc., pueden justificar la proteccin mediante barreras, an si las velocidades de diseo son bajas.

    2.3.2.2.3 Normas Geomtricas Se deben satisfacer los requisitos de la publicacin A

    Policy on Geometric Design of Highways and Streets de AASHTO; cualquier excepcin a la misma debe estar debidamente justificada y documentada. El ancho de las banquinas y la geometra de las barreras para proteccin del trfico deben satisfacer las especificaciones del Propietario.

    2.3.2.2.4 Superficies de Rodamiento Las superficies de rodamiento sobre un puente deben

    tener caractersticas antideslizantes, coronamiento, drenaje y peralte de acuerdo con el documento A Policy on Geometric Design of Highways and Streets o requisitos locales.

    2.3.2.2.5 Colisin de embarcaciones Las estructuras de los puentes deben estar protegidas

    contra la colisin de embarcaciones ya sea mediante sistemas de defensa o dolfines como se especifica en el Artculo 3.14.15, o bien se deben disear para soportar las solicitaciones provocadas por una colisin segn lo especificado en el Artculo 3.14.14.

    C2.3.2.2.5 En algunos puentes se puede eliminar la necesidad de

    construir dolfines o sistemas de defensa, ubicando criteriosamente las pilas del puente. Se pueden encontrar lineamientos sobre el uso de dolfines y sistemas de defensa en la publicacin AASHTO Highway Drainage Guidelines, Volumen 7 (Anlisis Hidrulicos para la Determinar la Ubicacin y el Diseo de Puentes); y en la publicacin AASHTO Guide Specification and Commentary for Vessel Collision Design of Highway Bridges.

    2.3.3 Luces 2.3.3.1 Luces para la Navegacin

    Los permisos necesarios para construir un puente sobre

    C2.3.3.1 Cuando se requieren permisos para construir un puente,

  • SECCIN 2 (SI) - DISEO GENERAL Y CARACTERSTICAS DE UBICACIN 2-7

    una va navegable se deben obtener de la Guardia Costera de los Estados Unidos de Amrica y/o de otras agencias competentes. Las luces para la navegacin, tanto las verticales como las horizontales, se deben establecer en cooperacin con la Guardia Costera.

    la coordinacin con la Guardia Costera se debe iniciar cuanto antes a fin de evaluar las necesidades de navegacin y los correspondientes requisitos de ubicacin y diseo para el puente.

    Los procedimientos para considerar los requisitos navegacionales para puentes, incluyendo la coordinacin con la Guardia Costera, se encuentran en el Cdigo de Reglamentaciones Federales, CFR 23, Parte 650, Subparte H, "Luces para la Navegacin", y 33 U.S.C. 401, 491, 511 y siguientes.

    2.3.3.2 Luces Verticales para el Trnsito Vial

    La luz vertical de las estructuras viales deben satisfacer

    la publicacin A Policy on Geometric Design of Highways and Streets de AASHTO para la Clasificacin Funcional de la Carretera; cualquier excepcin a la misma se debe justificar debidamente. Se deben investigar posibles reducciones de la luz vertical provocadas por el asentamiento de las estructuras. Si el asentamiento anticipado es mayor que 25 mm, este asentamiento se debe sumar a la luz especificada.

    La luz vertical hasta las seales areas y pasarelas peatonales debe ser 300 mm mayor que la luz hasta la estructura vial, y la luz vertical desde la calzada hasta el elemento inferior de las estructuras areas reticuladas no debera ser menor que 5300 mm.

    C2.3.3.2 La luz mnima especificada debera incluir 150 mm para

    posibles sobrecapas a colocar en el futuro. Si el Propietario no contempla la futura colocacin de sobrecapas este requisito se puede anular.

    Las seales areas, los puentes peatonales y las

    estructuras areas reticuladas requieren mayor luz debido a su menor resistencia al impacto.

    2.3.3.2 Luces Horizontales para el Trnsito Vial El ancho del puente no debe ser menor que el ancho de

    la seccin de la carretera de acceso, incluyendo las banquinas o cordones, las cunetas y las aceras.

    La luz horizontal debajo del puente debe satisfacer los requisitos del Artculo 2.3.2.2.1.

    No se debera ubicar ningn objeto sobre o debajo de un puente, a excepcin de una barrera, a menos de 1200 mm del borde de un carril de circulacin. La cara interna de la barrera no debera estar a menos de 600 mm de la cara del objeto o del borde de un carril de circulacin.

    C2.3.3.3 El ancho utilizable de las banquinas generalmente se

    debera tomar como el ancho pavimentado. La intencin de las distancias mnimas especificadas

    entre el borde de los carriles de circulacin y un objeto fijo es impedir la colisin contra vehculos ligeramente descarrilados y aquellos que transportan cargas anchas.

    2.3.3.4 Cruces Ferroviarios Las estructuras diseadas para cruzar sobre vas

    ferroviarias deben satisfacer las normas establecidas y habitualmente empleadas por la empresa ferroviaria afectada. Estas estructuras de cruce deben satisfacer las leyes federales, estatales, del condado y municipales aplicables.

    Las reglamentaciones, cdigos y normas deberan, como mnimo, satisfacer las especificaciones y normas de diseo de AREMA (American Railway Engineering and Manintenance of Way Association), AAR (Association of

    C2.3.3.4 Se llama la atencin del lector particularmente a los

    siguientes captulos del Manual for Railway Engineering (AREMA 2003):

    Captulo 7 Estructuras de madera, Captulo 8 Estructuras de Hormign y Fundaciones, Captulo 9 Cruces Carretero-Ferroviarios, Captulo 15 Estructuras de Acero, y Captulo 18 Luces Libres.

  • 2-8 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    American Railroads) y AASHTO.

    Los requisitos de las empresas ferroviarias afectadas y el Manual de AREMA se deberan utilizar para determinar:

    Luces libres, Cargas, Proteccin de pilas, Impermeabilizacin y Proteccin contra explosiones.

    2.3.4 Ambiente Se debe considerar el impacto de un puente y sus

    accesos sobre las comunidades locales, los sitios histricos, las tierras pantanosas y otras reas sensibles desde el punto de vista esttico, ambiental y ecolgico. Se debe garantizar el cumplimiento de las leyes estatales sobre el agua; las reglamentaciones federales y estatales referentes a la invasin de zonas de inundacin, peces y hbitat de vida silvestre; y los requisitos del Programa Nacional de Seguro contra las Inundaciones. Se deben considerar la geomorfologa del curso de agua, las consecuencias de la socavacin del lecho, la eliminacin de la vegetacin estabilizadora de los taludes y, cuando corresponda, los impactos sobre la dinmica de las mareas estuarinas.

    C2.3.4 La geomorfologa de un curso de agua, por ejemplo de

    un curso fluvial, es un estudio de la estructura y formacin de las caractersticas de la tierra que se dan como resultado de las fuerzas del agua. Para los propsitos de esta seccin, esto implica la evaluacin del potencial de agradacin, degradacin o migracin lateral del curso de agua.

    2.4 INVESTIGACIN DE LAS FUNDACIONES 2.4.1 Requisitos Generales

    Se debe llevar a cabo un estudio subsuperficial que

    incluya perforaciones y ensayos del suelo de acuerdo con los requisitos del Artculo 10.4 a fin de obtener informacin pertinente y suficiente para el diseo de las unidades de la subestructura. En los estudios econmicos y estticos realizados para determinar la ubicacin y el tipo de puente se deberan considerar el tipo y el costo de las fundaciones.

    2.4.2 Estudios Topogrficos Se debe establecer la topografa actual del sitio de

    emplazamiento del puente mediante mapas de curvas de nivel y fotografas. Estos estudios deben incluir los antecedentes del predio en trminos de los movimientos de masas de suelo, erosin de suelos y rocas y serpenteo de los cursos de agua.

    2.5 OBJETIVOS DE DISEO 2.5.1 Seguridad

    La responsabilidad primaria del Ingeniero ser velar por

    la seguridad pblica.

    C2.5.1 En estas Especificaciones se incluyen requisitos

    mnimos para asegurar la seguridad estructural de los puentes en cuanto medios de transporte. La filosofa para

  • SECCIN 2 (SI) - DISEO GENERAL Y CARACTERSTICAS DE UBICACIN 2-9

    lograr un nivel de seguridad estructural adecuado se define en el Artculo 1.3.

    2.5.2 Serviciabilidad 2.5.2.1 Durabilidad

    2.5.2.1.1 Materiales La documentacin tcnica debe exigir materiales de

    calidad y la aplicacin de estrictas normas de fabricacin y montaje.

    El acero estructural debe ser de tipo autoprotector, o bien tener sistemas de recubrimiento de larga duracin o proteccin catdica.

    Las barras de armadura y cables de pretensado de los elementos de hormign que se anticipa estarn expuestos a sales transportadas por el aire o por el agua deben estar protegidos mediante una combinacin adecuada de resina epoxi y/o recubrimiento galvanizado, recubrimiento de hormign, densidad o composicin qumica del hormign, incluyendo incorporacin de aire y una pintura no porosa sobre la superficie del hormign o proteccin catdica.

    Los ductos que contienen cables de pretensado deben ser llenados con mortero o protegidos contra la corrosin de alguna otra manera.

    Los accesorios y sujetadores usados en las construcciones de madera deben ser de acero inoxidable, hierro maleable, aluminio o acero galvanizado, recubiertos de cadmio o con algn otro recubrimiento. Los elementos de madera se deben tratar con conservantes.

    Los productos de aluminio se deben aislar elctricamente de los elementos de acero y hormign.

    Se deben proteger los materiales susceptibles a los daos provocados por la radiacin solar y/o la contaminacin del aire.

    Se debe tomar en consideracin la durabilidad de los materiales en contacto directo con el suelo y/o el agua.

    C2.5.2.1.1 La intencin de este artculo es reconocer la importancia

    de la corrosin y el deterioro de los materiales estructurales para el comportamiento a largo plazo de un puente. El Artculo 5.12 contiene otros requisitos referidos a la durabilidad.

    Aparte del deterioro del propio tablero de hormign, el problema de mantenimiento ms frecuente en los puentes es la desintegracin de los extremos de las vigas, apoyos, pedestales, pilas y estribos provocada por la filtracin de las sales transportadas por el agua a travs de las uniones del tablero. La experiencia parece indicar que un tablero estructuralmente continuo proporciona la mejor proteccin posible a los elementos ubicados debajo del mismo. Se deberan tomar en cuenta las potenciales consecuencias de utilizar sales anticongelantes en estructuras con tableros de acero no hormigonados y tableros de madera no pretensados.

    Estas Especificaciones permiten utilizar tableros discontinuos si no hay un uso importante de sales anticongelantes. Se ha descubierto que las juntas de alivio transversales aserradas en los tableros de hormign colado in situ no tienen ningn valor prctico si hay accin compuesta. Por motivos de continuidad estructural y en ausencia de juntas de expansin, generalmente el uso de tableros continuos, independientemente de la ubicacin, ser favorable desde el punto de vista econmico.

    Las vigas longitudinales transformadas en simplemente apoyadas por medio de juntas deslizantes, con o sin orificios ranurados para bulones, tienden a "inmobilizarse" debido a la acumulacin de los productos de la corrosin y generan problemas de mantenimiento. Gracias a la disponibilidad generalizada de las computadoras, el anlisis de un tablero continuo ya no constituye un problema.

    La experiencia indica que, desde el punto de vista de la durabilidad, todas las juntas se deberan considerar sujetas a algn grado de movimiento y filtraciones.

    2.5.2.1.2 Medidas de Autoproteccin Se deben proveer canaletas de goteo continuas a lo largo

    de la cara inferior de los tableros de hormign a una distancia no mayor que 250 mm a partir de los bordes de las fascias. Si el tablero est interrumpido por una junta sellada, todas las superficies de las pilas y estribos, a excepcin de

    C2.5.2.1.2 Con frecuencia se ha observado acumulacin de agua en

    los asientos de los estribos, probablemente como consecuencia de las tolerancias constructivas y/o la inclinacin de los mismos. La intencin de la pendiente de 15 por ciento especificada en combinacin con las juntas

  • 2-10 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    los asientos, deben tener una pendiente mnima hacia sus bordes de 5 por ciento. Si se trata de juntas abiertas esta pendiente mnima se debe aumentar a 15 por ciento. En el caso de las juntas abiertas los apoyos deben estar protegidos contra el contacto con las sales y detritos.

    Las superficies de rodamiento se deben interrumpir en las juntas del tablero y se debe proveer una transicin suave hacia el dispositivo que forma la junta del tablero.

    Los encofrados de acero se deben proteger contra la corrosin de acuerdo con las especificaciones del Propietario.

    abiertas es permitir que las lluvias eliminen las sales y detritos.

    Antiguamente en muchos puentes de menor tamao no

    se provea ningn dispositivo de expansin en la "unin fija", y la superficie de rodamiento simplemente se continuaba sobre la unin para lograr una superficie continua. Debido a que el centro de rotacin de la superestructura siempre est debajo de la superficie, la "unin fija" en realidad se mueve por los efectos de las cargas y los efectos ambientales, provocando fisuras, filtraciones y la desintegracin de la superficie de rodamiento.

    2.5.2.2 Inspeccionabilidad

    Cuando no sea posible emplear otros medios de

    inspeccin se debern proveer escaleras para inspeccin, pasarelas, bocas de acceso cubiertas y, en caso de ser necesario, instalaciones para su iluminacin.

    Siempre que sea factible se debe proveer acceso para permitir inspecciones manuales o visuales del interior de los elementos celulares y de las reas de interfase donde se pueden producir movimientos relativos, incluyendo un espacio libre superior adecuado en las secciones encajonadas.

    C2.5.2.2 El documento Guide Specifications for Design and

    Construction of Segmental Concrete Bridges exige escotillas de acceso de un tamao mnimo de 750 mm x 1200 mm, aberturas de mayor tamao en los diafragmas interiores, y ventilacin mediante drenes o venteos protegidos con rejillas a intervalos no mayores de 15.000 mm. Estas recomendaciones se deberan utilizar para los puentes diseados conforme con estas Especificaciones.

    2.5.2.3 Mantenimiento Se deben evitar los sistemas estructurales de difcil

    mantenimiento. Si las condiciones climticas y/o el trfico determinan que podra ser necesario reemplazar el tablero del puente antes del final de la vida de servicio requerida, la documentacin tcnica debe indicar cules sern las provisiones para el reemplazo del tablero, o bien se debe proveer resistencia estructural adicional.

    Las reas alrededor de los asientos y debajo de las juntas del tablero se deberan disear de manera de facilitar el tesado, limpieza, reparacin y reemplazo de los rodamientos y juntas.

    Los puntos de tesado deben estar indicados en los planos, y la estructura se debe disear para las fuerzas de tesado especificadas en el Artculo 3.4.3. Se deben evitar las cavidades y rincones inaccesibles. Se deben evitar o asegurar las cavidades que podran inducir a las personas o animales a habitarlas.

    C2.5.2.3 Se debe tener en cuenta la continuidad del trfico

    durante las operaciones de reemplazo, ya sea realizando los reemplazos por etapas correspondientes a anchos parciales o bien utilizando una estructura paralela adyacente.

    Las medidas para aumentar la durabilidad de los tableros de hormign y madera incluyen revestir con resina epoxi las barras de armadura, los ductos de postesado y los cables de pretensado del tablero. Para proteger el acero negro en el hormign del tablero se pueden incorporar aditivos de microslice y/o nitrito de calcio, se pueden utilizar membranas impermeabilizantes y se pueden colocar sobrecapas.

    2.5.2.4 Transitabilidad El tablero del puente se debe disear de manera que

    permita el movimiento suave del trfico. En los caminos

  • SECCIN 2 (SI) - DISEO GENERAL Y CARACTERSTICAS DE UBICACIN 2-11

    pavimentados se debera disponer una losa estructural de transicin entre el acceso y el estribo del puente. En los planos o en las especificaciones o requisitos especiales se deben indicar las tolerancias constructivas con respecto al perfil del tablero terminado.

    El nmero de juntas del tablero no debe ser mayor que el mnimo nmero que resulte prctico. En los tableros de hormign expuestos al trfico los bordes de las juntas se deberan proteger contra la abrasin y las descantilladuras. Los planos de las juntas prefabricadas deben especificar que todos los elementos que componen la junta deben ser montados como una unidad.

    Si se utilizan tableros de hormign sin una sobrecapa inicial, se debera considerar la adicin de un espesor adicional de 10 mm que permita corregir el perfil del tablero por pulido y compensar la prdida de espesor producida por la abrasin.

    2.5.2.5 Instalaciones para Servicios Pblicos

    Cuando resulte necesario se debern tomar recaudos para

    soportar y permitir el mantenimiento de las caeras, cables y dems componentes de los servicios pblicos.

    2.5.2.6 Deformaciones

    2.6.2.6.1 Requisitos Generales Los puentes se deberan disear de manera de evitar los

    efectos estructurales o psicolgicos indeseados que provocan las deformaciones. A pesar de que, salvo en el caso de los tableros de placas orttropas, las limitaciones referidas a deflexiones y profundidad son optativas, cualquier desviacin importante de las prcticas relacionadas con la esbeltez y las deflexiones que en el pasado resultaron exitosas debera provocar la revisin del diseo para determinar que el puente se comportar satisfactoriamente.

    Si se emplean anlisis dinmicos stos deben cumplir con los principios y requisitos del Artculo 4.7

    C2.5.2.6.1 En las losas de hormign y puentes metlicos las

    deformaciones bajo niveles de carga de servicio pueden provocar el deterioro de las superficies de rodamiento y fisuracin localizada que podra afectar la serviciabilidad y durabilidad, an cuando sean autolimitantes y no representen una fuente potencial de colapso.

    Desde 1905 se ha intentado evitar estos efectos limitando las relaciones profundidad-longitud de tramo de las cerchas y vigas, y con este objetivo en la dcada de 1930 se establecieron lmites de deflexin bajo sobrecargas vivas. En un estudio sobre las limitaciones a la deflexin de los puentes (ASCE 1958) un comit de ASCE descubri que estos enfoques tradicionales presentaban numerosos inconvenientes y observaron, por ejemplo, lo siguiente:

    El relevamiento limitado realizado por el Comit no hall evidencia de daos estructurales severos que pudieran ser atribuidos a una deflexin excesiva. Los pocos ejemplos de conexiones en vigas longitudinales o pisos de hormign fisurados probablemente se podran corregir de manera ms eficiente modificando el diseo que imponiendo limitaciones ms estrictas a las deflexiones. Por otra parte, tanto el estudio histrico como los resultados del relevamiento indican claramente que

  • 2-12 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    la reaccin psicolgica desfavorable frente a la deflexin de un puente es probablemente la fuente de preocupacin ms frecuente e importante relacionada con la flexibilidad de los puentes. Sin embargo, an no se ha podido definir cules son las caractersticas de vibracin de los puentes que los peatones y pasajeros de vehculos consideran objetables.

    Desde la publicacin de este estudio no se han realizado

    estudios detallados sobre la respuesta humana al movimiento. Actualmente existe consenso acerca de que el principal factor que afecta la sensibilidad humana en los puentes es la aceleracin, y no la deflexin, la velocidad, ni la tasa de variacin de la aceleracin, pero esto an constituye un problema subjetivo de difcil resolucin. Por lo tanto, an no existen lineamientos sencillos y definitivos sobre los lmites para la deflexin esttica tolerable ni para el movimiento dinmico. Entre las especificaciones actuales, el documento Ontario Highway Bridge Design Code (1991) contiene los requisitos ms exhaustivos en relacin con las vibraciones que pueden tolerar los seres humanos.

    2.5.2.6.2 Criterios para la Deflexin Los criterios de esta seccin se deben considerar

    optativos, a excepcin de los siguientes: Los requisitos para tableros orttropos se deben

    considerar obligatorios. Los requisitos del Artculo 12.14.5.9 para estructuras

    de hormign armado prefabricado que tienen tres lado se deben considerar obligatorios.

    Los tableros metlicos reticulados y otros tableros

    livianos metlicos y de hormign deben satisfacer los requisitos de serviciabilidad del Artculo 9.5.2.

    Para la aplicacin de estos criterios la carga del vehculo

    debe incluir el incremento por carga dinmica. Si un Propietario decide invocar el control de las

    deflexiones se pueden aplicar los siguientes principios: Al investigar la mxima deflexin absoluta, todos los

    C2.5.2.6.2 Estos requisitos permiten usar las prcticas tradicionales

    para el control de las deflexiones, pero no las alientan. En el pasado se permita que los diseadores excedieran estos lmites a su propia discrecin. A menudo las flechas calculadas para las estructuras han resultado difciles de verificar en obra en razn de las numerosas fuentes de rigidez no contempladas en los clculos. A pesar de esto, muchos propietarios y diseadores se sienten cmodos con los anteriores requisitos para limitar la rigidez global de los puentes. Su deseo de contar con algunos lineamientos sobre este tema, expresado con frecuencia durante el desarrollo de estas Especificaciones, ha dado por resultado la retencin de criterios opcionales, excepto para el caso de los tableros orttropos para los cuales los requisitos son obligatorios. Los criterios para la deflexin tambin son obligatorios para los tableros livianos construidos de metal y hormign, como por ejemplo los tableros reticulados sin rellenar que trabajan de forma compuesta con losas de hormign armado, como se indica en el Artculo 9.5.2.

    En Wright y Walker (1971) se pueden encontrar lineamientos adicionales sobre la deflexin de puentes de acero.

    En los Captulos 7, 8 y 9 de Ritter (1990) se discuten ms detalladamente algunas consideraciones y recomendaciones adicionales sobre la deflexin de los elementos de los puentes de madera.

    En el caso de puentes multiviga, esto equivale a decir

  • SECCIN 2 (SI) - DISEO GENERAL Y CARACTERSTICAS DE UBICACIN 2-13

    carriles de diseo deberan estar cargados, y se debera asumir que todos los elementos portantes se deforman igualmente;

    Para el diseo compuesto, el diseo de la seccin

    transversal debera incluir la totalidad del ancho de la carretera y las porciones estructuralmente continuas de las barandas, aceras y barreras divisorias;

    Al investigar los mximos desplazamientos relativos,

    el nmero y posicin de los carriles cargados se deberan seleccionar de manera que se produzca el peor efecto diferencial;

    Se debera utilizar la porcin correspondiente a la

    sobrecarga viva de la Combinacin de Cargas de Servicio I de la Tabla 3.4.1-1, incluyendo el incremento por carga dinmica, IM;

    La sobrecarga viva se debe tomar del Artculo

    3.6.1.3.2; Se deberan aplicar los requisitos del Artculo

    3.6.1.1.2; y Para puentes oblicuos se puede usar una seccin

    transversal recta, y para puentes curvos y puentes curvos oblicuos se puede usar una seccin transversal radial.

    En ausencia de otros criterios, para las construcciones de

    acero, aluminio y/u hormign se pueden considerar los siguientes lmites de deflexin:

    Carga vehicular, general.................... Longitud/800, Cargas vehiculares y/o peatonales..... Longitud/1000, Carga vehicular sobre voladizos....... Longitud/300, y Cargas vehiculares y/o peatonales sobre voladizos .. ............................................................ Longitud/375 Para las vigas de acero de seccin doble T, y para las

    vigas de acero tipo cajn y tubulares, se deben aplicar los requisitos de los Artculos 6.10.4.2 y 6.11.4, respectivamente, referentes al control de las deflexiones permanentes por medio del control de las tensiones en las alas.

    En ausencia de otros criterios, para las construcciones de madera se pueden considerar los siguientes lmites de deflexin:

    que el factor de distribucin de la deflexin es igual al nmero de carriles dividido por el nmero de vigas.

  • 2-14 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    Cargas vehiculares y/o peatonales.........Longitud/425, y

    Carga vehicular sobre tablones y paneles de madera

    (mxima deflexin relativa entre bordes adyacentes) ................................................... 2,5 mm Para los tableros de placas orttropas se debern aplicar

    los siguientes requisitos: Carga vehicular sobre placa del tablero ..Longitud/300 Carga vehicular sobre los nervios de un tablero

    orttropo metlico ........................... Longitud/1000, y Carga vehicular sobre los nervios de tableros

    orttropos metlicos (mxima deflexin relativa entre nervios adyacentes) ........................................ 2,5 mm

    Desde un punto de vista estructural, las grandes deflexiones de los elementos de madera provocan que los sujetadores se aflojen y que los materiales frgiles, tales como el pavimento asfltico, se fisuren y rompan. Adems, los elementos que se comban por debajo del plano horizontal presentan una apariencia pobre y pueden hacer que el pblico perciba el puente como inadecuado desde el punto de vista estructural. Las deflexiones provocadas por las cargas vehiculares mviles tambin pueden producir movimientos verticales y vibraciones molestas para los conductores y alarmantes para los peatones (Ritter, 1990).

    Las deformaciones excesivas pueden provocar el deterioro prematuro de la superficie de rodamiento y afectar el comportamiento de los sujetadores, pero an no se han establecido lmites para este ltimo punto.

    La intencin del criterio de la deflexin relativa es proteger la superficie de desgaste de la desadherencia y fracturas que provocara la excesiva flexin del tablero. La restriccin sobre el desplazamiento relativo de los nervios podr ser revisada o anulada una vez que haya ms datos disponibles que permitan formular requisitos adecuados en funcin del espesor y las propiedades fsicas de la superficie de rodamiento utilizada.

    2.5.2.6.3 Criterios Opcionales para Relaciones Longitud

    de Tramo-Profundidad Si un Propietario decide invocar controles sobre las

    relaciones longitud-profundidad, en ausencia de otros criterios se pueden considerar los lmites indicados en la Tabla 1, donde S es la longitud de la losa y L es la longitud de tramo, ambas en mm. Si se utiliza la Tabla 1, a menos que se especifique lo contrario los lmites indicados en la misma se deben aplicar a la profundidad total.

    C2.5.2.6.3 La Tabla 1 contiene las profundidades mnimas

    utilizadas tradicionalmente para superestructuras de profundidad constante que tambin aparecan en ediciones anteriores de las Especificaciones Normalizadas para Puentes Carreteros de AASHTO, aunque con algunas modificaciones.

  • SECCIN 2 (SI) - DISEO GENERAL Y CARACTERSTICAS DE UBICACIN 2-15

    Tabla 2.5.2.6.3-1 Profundidades mnimas utilizadas tradicionalmente para superestructuras de profundidad constante.

    Superestructura

    Profundidad mnima (incluyendo el tablero) Si se utilizan elementos de profundidad variable, estos valores se pueden ajustar para considerar los cambios de rigidez relativa de las secciones de momento positivo y negativo.

    Material Tipo Tramos simples Tramos continuos

    Losas con armadura principal paralela al trfico

    1,2( + 3000)30

    S + 300030

    S 165 mm

    Vigas T 0,070 L 0,065 L

    Vigas cajn 0,060 L 0,055 L

    Hormign Armado

    Vigas de estructuras peatonales 0,035 L 0,033 L

    Losas 0,030 L 165 mm 0,027 L 165 mm

    Vigas cajn coladas in situ 0,045 L 0,040 L

    Vigas doble T prefabricadas 0,045 L 0,040 L

    Vigas de estructuras peatonales 0,033 L 0,030 L

    Hormign Pretensado

    Vigas cajn adyacentes 0,030 L 0,025 L

    Profundidad total de una viga doble T compuesta 0,040 L 0,032 L

    Profundidad de la porcin de seccin doble T de una viga doble T compuesta

    0,033 L 0,027 L Acero

    Cerchas 0,100 L 0,100 L

    2.5.2.7 Consideracin de Futuros Ensanchamientos 2.5.2.7.1 Vigas Exteriores en Puentes Multiviga A menos que un futuro ensanchamiento sea virtualmente

    inconcebible, la capacidad de carga de las vigas exteriores no debe ser menor que la capacidad de carga de una viga interior.

    C2.5.2.7.1 Este requisito se aplica a cualquier elemento longitudinal

    sometido a flexin, tradicionalmente considerados como largueros, vigas o vigas maestras.

    2.5.2.7.2 Subestructura Si se anticipa un futuro ensanchamiento, se debera

    considerar disear la subestructura para la condicin ensanchada.

    2.5.3 Construibilidad Los puentes se deberan disear de manera tal que su

    fabricacin y ereccin se puedan realizar sin dificultades ni esfuerzos indebidos y que las tensiones residuales incorporadas durante la construccin estn dentro de lmites

    C2.5.3 Un ejemplo de una secuencia constructiva particular

    sera el caso en el cual el Diseador requiere que una viga de acero sea soportada mientras se cuela el hormign del tablero para que la viga y el tablero acten de forma

  • 2-16 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    tolerables. Si el Diseador ha supuesto una secuencia constructiva

    particular a fin de inducir ciertas tensiones bajo carga permanente, dicha secuencia debe estar definida en la documentacin tcnica.

    Si hay restricciones al mtodo constructivo, o si es probable que consideraciones ambientales u otras causas impongan restricciones al mtodo constructivo, la documentacin tcnica deber llamar la atencin a dichas restricciones.

    Si la complejidad del puente es tal que no sera razonable esperar que un contratista experimentado pronostique y estime un mtodo constructivo adecuado al preparar la oferta econmica para la licitacin del proyecto, la documentacin tcnica debe indicar al menos un mtodo constructivo factible.

    Si el diseo requiere algn incremento de resistencia y/o arriostramiento o soportes temporarios, esta necesidad debe estar indicada en la documentacin tcnica.

    Se deben evitar detalles que requieran soldadura en reas restringidas o colocacin de hormign a travs de zonas con congestin de armaduras.

    Se deben considerar las condiciones climticas e hidrulicas que pudieran afectar la construccin del puente.

    compuesta tanto para la carga permanente como para la sobrecarga.

    Un ejemplo de un puente complejo sera un puente

    atirantado para el cual existen limitaciones en cuanto a lo que puede se transportar sobre el mismo durante su construccin, especialmente en trminos de equipos constructivos. Si estas limitaciones no son evidentes para un contratista experimentado, el contratista se puede ver obligado a realizar un anlisis de costos ms complejo que lo necesario. Dadas las habituales restricciones de tiempo y presupuesto que existen al momento de preparar una oferta econmica para una licitacin, es posible que el contratista no lo halle factible.

    Este artculo no requiere que el Diseador eduque al contratista acerca de cmo construir un puente: se asume que el contratista tendr la experiencia y capacitacin necesarias. Tampoco pretende impedir que un contratista utilice innovaciones para lograr una ventaja sobre sus competidores.

    A igualdad de los dems factores, generalmente se prefieren los diseos autoportantes o que utilizan sistemas de encofrado o estructuras provisorias normalizadas antes que aquellos que requieren sistemas de encofrado nicos o complejos.

    Las estructuras provisorias dentro de la zona libre deberan estar adecuadamente protegidas contra el trfico.

    2.5.4 Economa

    2.5.4.1 Requisitos Generales Los tipos estructurales, longitudes de tramo y materiales

    se deben seleccionar considerando debidamente el costo proyectado. Se debe considerar el costo de gastos futuros durante la vida de servicio proyectada para el puente. Tambin se deben considerar factores regionales tales como las restricciones relacionadas con la disponibilidad de materiales, fabricacin, ubicacin, transporte y ereccin.

    C2.5.4.1 Si hay informacin disponible sobre las tendencias de la

    fluctuacin de los costos de mano de obra y materiales, se deberan proyectar los efectos de estas tendencias al momento en el cual se anticipa la construccin del puente.

    La comparacin de los costos de las diferentes alternativas estructurales se debera basar en consideraciones a largo plazo, incluyendo costos de inspeccin, mantenimiento, reparacin y/o reemplazo. La alternativa de menor costo inicial no necesariamente coincide con la de menor costo total.

    2.5.4.2 Planos Alternativos

    Si los estudios econmicos no permiten determinar una

    eleccin clara, el Propietario puede requerir la preparacin y

  • SECCIN 2 (SI) - DISEO GENERAL Y CARACTERSTICAS DE UBICACIN 2-17

    cotizacin de documentacin tcnica alternativa. Los planos de diseo alternativos deben tener el mismo valor de seguridad, serviciabilidad y esttica.

    Siempre que sea posible se deberan evitar los puentes mviles sobre vas navegables. Si se propone un puente mvil, las comparaciones econmicas deberan incluir al menos una alternativa de puente fijo.

    2.5.5 Esttica del Puente

    Los puentes deberan complementar sus alrededores, ser

    de formas elegantes y presentar un aspecto de resistencia adecuada.

    Los Ingenieros deberan tratar de lograr una apariencia

    ms agradable mejorando las formas y las relaciones entre los propios elementos estructurales. Se debera evitar la aplicacin de adornos u ornamentos extraordinarios y no estructurales.

    Se deberan considerar los siguientes lineamientos: Durante la etapa correspondiente a la seleccin del

    sitio de emplazamiento y ubicacin se deberan estudiar diseos alternativos sin pilas o con pocas pilas, y estos estudios se deberan refinar durante la etapa de diseo preliminar.

    La forma de las pilas debera ser consistente con la

    superestructura en cuanto a su forma y detalles. Se deberan evitar cambios abruptos en la geometra

    de los elementos y el tipo estructural. Si es imposible evitar la interfase de diferentes tipos estructurales, se debera procurar una transicin estticamente suave entre un tipo y otro.

    No se deberan descuidar los detalles, tales como las

    bajadas del drenaje del tablero. Si consideraciones econmicas o funcionales

    determinan el uso de una estructura de cruce, el sistema estructural se debera seleccionar de manera de lograr una impresin visual de amplitud y orden.

    C2.5.5 Con frecuencia se puede mejorar significativamente la

    apariencia de un puente con un costo despreciable, introduciendo pequeos cambios en la forma o posicin de los elementos estructurales. Sin embargo, los puentes importantes suelen justificar un aumento del costo para lograr una mejor apariencia, considerando que el puente probablemente formar parte del paisaje por setenta y cinco aos o ms.

    El anlisis exhaustivo de la esttica de los puentes excede el alcance de estas Especificaciones. Los Ingenieros pueden consultar documentos tales como Bridge Aesthetics Around the World (1991), publicado por el Transportation Research Board, donde encontrarn ms informacin sobre este tema.

    Las estructuras modernas ms admiradas son aquellas que para su buena apariencia confan en las formas de los propios elementos estructurales:

    La forma de los elementos responde a su funcin

    estructural. Son gruesos si las tensiones a las cuales estn sometidos son elevadas, mientras que son ms esbeltos si las tensiones son menores.

    La funcin de cada elemento y la manera en que cada

    elemento lleva a cabo su funcin son aparentes. Los elementos son esbeltos y estn bien separados,

    manteniendo visuales a travs de la estructura. El puente se visualiza como una unidad; todos los

    elementos son consistentes con dicha unidad y contribuyen a la misma. Por ejemplo, todos los elementos deberan pertenecer a la misma familia de formas geomtricas, tal como formas con bordes redondeados.

    El puente satisface su funcin con un mnimo de

    material y una cantidad mnima de elementos. El tamao de cada elemento y su proporcin con los

    dems estn claramente relacionados con el concepto estructural global y con la funcin que le corresponde a cada elemento, y

  • 2-18 ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEO DE PUENTES POR EL MTODO LRFD

    Siempre que sea posible se debe evitar usar el puente

    como apoyo de los sistemas de sealizacin e iluminacin.

    Los rigidizadores transversales, a excepcin de

    aquellos ubicados en los puntos de apoyo, no deberan ser visibles en elevacin.

    Para salvar barrancos profundos se deberan preferir

    las estructuras tipo arco.

    El puente en su globalidad tiene una relacin clara y

    lgica con sus alrededores. Se han propuesto diferentes procedimientos para integrar

    el concepto esttico dentro del proceso de diseo (Gottemoeller 1991).

    Debido a que los principales elementos estructurales de un puente son los de mayor tamao y los que saltan a la vista en primer trmino, stos determinan la apariencia del puente. Por lo tanto los Ingenieros deberan intentar lograr una excelente apariencia de los componentes de un puente segn el siguiente orden de importancia:

    Alineacin horizontal y vertical y ubicacin en

    relacin con el ambiente; Tipo de superestructura, es decir, en arco, puente de

    viga compuesta, etc.; Ubicacin de las pilas; Ubicacin y altura de los estribos; Geometra de la superestructura; Geometra de las pilas; Geometra de los estribos; Detalles de parapetos y barandas; Colores y texturas de las superficies; y Ornamentacin. El Diseador debera determinar la probable ubicacin

    de la mayora de las personas que vern el puente, luego utilizar esta informacin como gua para juzgar la importancia de los diferentes elementos desde el punto de vista de la apariencia de la estructura.

    Para analizar la esttica de las estructuras se pueden usar perspectivas preparada