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LIBRO: PRY. PROYECTO

TEMA: CAR. Carreteras

PARTE: 6. PROYECTO DE PUENTES Y ESTRUCTURAS

TTULO: 01. Proyectos de Nuevos Puentes y Estructuras Similares

CAPTULO: 008. Consideraciones para Puentes Especiales

A.

B.

CONTENIDO

Este Manual contiene el procedimiento para el anlisis y diseo de puentes especiales que realiza laSecretara con recursos propios o mediante un Contratista de Servicios.

DEFINICIN Y CLASIFICACIN

Los puentes especiales son puentes y estructuras afines cuya estructuracin es diferente a la comny que consiste en superestructuras de tramos libremente apoyados o continuos, colados en sitio oprefabricados, de concreto reforzado o presforzado y/o de vigas metlicas. Estos puentes seclasifican en:

B.1. PUENTES CONSTRUIDOS EN VOLADIZO

Puentes cuya superestructura est constituida por segmentos o dovelas prefabricados ocolados en sitio mediante cimbra mvil, que se colocan sucesivamente a partir de un elementode subestructura, formando un voladizo de longitud creciente, hasta encontrarse con el extremode otro voladizo que parte de un elemento de subestructura adyacente, o hasta apoyarse en un

estribo o en un apoyo provisional.

Estos puentes pueden ser en doble voladizo cuando se construyen a partir de una pila y elavance se realiza en forma simtrica respecto a ese elemento; o en voladizo sencillo cuando seconstruyen a partir de un estribo y se dispone de un elemento de anclaje o de un contrapesopara el equilibrio de momentos en torno a ese estribo.

Los puentes construidos por este procedimiento utilizan cables de presfuerzo longitudinalgeneralmente, en tanto que el uso de presfuerzo transversal puede ocurrir o no. El concreto queforma las dovelas puede ser de masa normal o aligerado.

B.2. PUENTES EMPUJADOS

Son aquellos cuya superestructura est formada por dovelas o segmentos, que se fabrican enel sitio o en un taller. Cada dovela se ensambla a la dovela anterior, en una plataformalocalizada por detrs del estribo de una margen o una ladera. Una vez que la nueva dovelaqueda unida a la anterior, el conjunto se empuja hacia delante para liberar el sitio que ocuparotra dovela ms. El empujado se realiza por etapas sucesivas hasta alcanzar el estribo en lamargen o ladera opuesta.

El empuje puede realizarse tambin desde ambas mrgenes, en tal caso los conjuntos dedovelas se encuentran en un punto intermedio de la longitud del puente.

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PRY. PROYECTOCAR. CARRETERAS MPRYCAR601008/04

B.2.1. Estructuras complementarias

B.2.1.1. Nariz de lanzamiento

La nariz de lanzamiento es una estructura metlica provisional que se sujeta a lapunta del conjunto de dovelas que ser empujada y que tiene por objeto reducir lalongitud de dicho conjunto que trabajar en voladizo durante el lanzamiento y anticiparla condicin de trabajo como tramo libremente apoyado. Se recomienda que la

longitud de la nariz est comprendida entre el 50 y 100% del claro mximo.

B.2.1.2. Patio de prefabricacin

Es aquel en que se construyen, deslizan, ensamblan y se empujan las dovelas osegmentos de la superestructura del puente y que generalmente se ubica por detrsdel estribo en que se iniciar el lanzamiento de la superestructura.

B.2.1.3. Apoyos provisionales

Elementos provisionales de subestructuras que se construyen con el objeto de reducirel claro en que trabaja la pila y que se ubican generalmente al centro del claro entredos pilas definitivas. Estos elementos se desligan, se retiran o se demuelen cuando

termina el empujado.B.2.1.4. Atirantamiento provisional

En algunos casos, en la parte frontal de la superestructura empujada, se coloca unsistema provisional de soporte consistente en una torre articulada en su base, en launin con el tablero de la que se anclan tirantes en abanico que soportan a lasdovelas frontales. Este sistema se desmantela y se retira al trmino del empujado.

B.2.1.5. Apoyos deslizantes provisionales

Dispositivos que se colocan sobre los cabezales de la superestructura, tantoprovisional como definitiva, sobre los cuales se desliza la nariz de lanzamiento y lasuperestructura. Para formar estos apoyos deslizantes se recomienda utilizar placas

de neopreno reforzadas recubiertas de tefln que deslizan sobre superficies de aceroinoxidable o de aleaciones de nquel y cromo.

Estos apoyos, entre los estribos y pilas definitivas, se retiran al trmino del empujado yse sustituyen por los apoyos definitivos.

B.2.1.6. Bases de apoyo provisionales

Son elementos prismticos, prefabricados, de concreto reforzado sobre los que secolocan los apoyos deslizantes provisionales.

B.2.1.7. Guas laterales

Dispositivos que se colocan en el rea de montaje y en las coronas de lasubestructura del puente con el objeto de evitar el desalineamiento de lasuperestructura durante el empujado. En la subestructura se podrn conservardespus para que restrinjan desplazamientos laterales de la superestructura poracciones de sismo o viento.

B.3. PUENTES ATIRANTADOS

Son aquellos en que el tablero de la superestructura es soportado por tirantes o cablesinclinados que se anclan a uno o varios mstiles o torres y que inducen una fuerza axial decompresin en la seccin transversal del tablero.

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B.3.1. Componentes estructurales

B.3.1.1. Mstil

Tambin conocido como torre o piln, es el elemento del puente en que se anclan lostirantes que soportan al tablero.

B.3.1.2. Tirantes

Elementos flexibles e inclinados que soportan al tablero y se conectan en diferentespuntos a lo largo del mismo as como en los extremos opuestos a diferentes puntos enla altura de los mstiles. Los tirantes normalmente estn constituidos por cablesformados por torones de acero de alta resistencia, empleados para presfuerzo. Laseccin transversal del tirante tiene diferentes configuraciones y consiste en un ductoen que se alojan los cables y que contiene un sistema de proteccin anticorrosivo.

B.3.1.3. Subestructura

La subestructura de los puentes atirantados est constituida generalmente porestribos y pilas. Las pilas principales se prolongan por encima del tablero unindosecon los mstiles. En algunos casos se construyen elementos provisionales de

subestructura para facilitar el montaje, los cuales se retiran cuando termina laconstruccin del puente.

B.3.1.4. Tablero

Es la porcin de superestructura formada por el sistema de piso que soporta lasuperficie de rodadura de las cargas mviles y que est integrado por losas, largueros,diafragmas o piezas de puente y elementos portantes que son soportados por lostirantes.

La seccin transversal del tablero puede ser cerrada, formada por un cajn de una ovarias celdas; o abierta, formada por una losa sobre vigas de alma llena mltiples.

En la fabricacin del tablero se pueden emplear elementos de concreto reforzado ypresforzado o elementos de acero estructural. Tambin se pueden utilizar seccionesmixtas formadas por acero y concreto, trabajando en colaboracin.

B.4. PUENTES EN ARCO

Estructura cuya directriz tiene una configuracin curva o poligonal. La carga muerta generaesfuerzos axiales con excentricidades nulas o pequeas respecto a la directriz en tanto que lacarga actuando en solo una parte del claro o las cargas accidentales generan esfuerzos axialescon excentricidades grandes respecto a la directriz y por lo tanto solicitaciones de flexin. Porsu forma, los puentes de arco pueden ser circulares, circulares compuestos, parablicos opoligonales.

B.4.1. Los arcos circulares se denominan de medio punto si comprenden una mediacircunferencia. Si abarcan un segmento de circunferencia de menor extensin sedenominan rebajados.

B.4.2. Los arcos circulares estn formados por varios segmentos de circunferencia de curvaturavariable, en los que el radio se incrementa de la clave hacia los arranques.

B.4.3. Por la posicin de la estructura curva con respecto a la rasante, los puentes de arcopueden ser depaso inferiorsi la rasante queda por debajo, depaso superiorsi la rasanteest por encima del arco y depaso intermediosi la rasante queda por encima del arco enlos apoyos y por debajo en el centro del claro.

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C.

D.

REFERENCIAS

Son referencias de este Manual, las Normas aplicables de los Ttulos 03. Diseo de Estructuras deConcreto, 04. Diseo de Estructuras de Acero y 05. Diseo de Proteccin contra la Corrosin, de laParte 6. Proyecto de Puentes y Estructuras,del Libro PRY. Proyecto, y las del Ttulo 02. Estructuras,de la Parte 1. Conceptos de Obra, del Libro CTR. Construccin, del Tema CAR. Carreteras, ascomo las normas para ductos de polietileno ASTM D1248 Standard Specification for PolyethylenePlastics Extrusion Materials For Wire and Cable, ASTM D3350 Standard Specification for

Polyethylene Plastics Pipe and Fittings Materials, ASTM F714 Standard Specification forPolyethylene (PE) Plastic Pipe (SDR-PR) Based on Outside Diameter y ASTM D2447 StandardSpecification for Polyethylene (PE) Plastic Pipe, Schedules 40 and 80, Based on Outside Diameter.

Adems, este Manual se complementa con las siguientes:

NORMAS DESIGNACIN

Ejecucin de Proyectos de Nuevos Puentes y Estructuras Similares ............... NPRYCAR601001

Cargas y Acciones ............................................................................................. NPRYCAR601003

Viento ................................................................................................................. NPRYCAR601004

Sismo ................................................................................................................. NPRYCAR601005

Combinaciones de Cargas ................................................................................. NPRYCAR601006Distribucin de Cargas ....................................................................................... NPRYCAR601007

Concreto Presforzado .. NPRYCAR603002

PUENTES CONSTRUIDOS EN VOLADIZO

D.1. CONSIDERACIONES PARA CLAROS Y REQUERIMIENTOS CONSTRUCTIVOSRELACIONADOS

D.1.1. Los puentes construidos por el sistema de dovelas en voladizo normalmente sonadecuados para claros comprendidos entre 60 y 200 m.

D.1.2. En puentes construidos por este sistema cuya configuracin final es una estructura de tresclaros, es recomendable que los claros laterales tengan una longitud del 65% del clarocentral para reducir la porcin de la estructura adyacente al estribo que se construye sobreobra falsa convencional.

D.1.3. Si las restricciones impuestas por las condiciones topogrficas impiden la aplicacin deesta recomendacin, se requiere colocar en el estribo dispositivos especiales de anclajepara tomar reacciones negativas o lastres que proporcionen contrapeso.

D.2. JUNTAS DE EXPANSIN, ARTICULACIONES Y CONTINUIDAD

La estructuracin de los puentes construidos en doble voladizo, provistos de una articulacin alcentro de los claros, que permite la transmisin de cortantes pero no la de momentos y losmovimientos por los cambios volumtricos debidos al flujo plstico del concreto y a la variacinde la temperatura, aunque es simple porque es estticamente determinada para las cargasmuertas y el presfuerzo, no es aconsejable porque la capacidad ltima de la estructura esmenor que la de un puente continuo, porque las articulaciones son de difcil instalacin yoperacin y porque las juntas causan problemas de mantenimiento.

A la estructura del nuevo puente se le proporciona continuidad en toda su longitud,introduciendo un presfuerzo de continuidad que cubre toda la longitud del puente. Lasestructuras de este tipo se podrn construir sin juntas de expansin intermedias de hasta 600 m

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de longitud, diseando las pilas para que sean capaces de tomar los desplazamientos inducidospor el flujo plstico y los cambios de temperatura.

Cuando el anlisis determina la necesidad de colocar juntas de expansin, stas se ubicarn enuno de los puntos de inflexin para los momentos por carga mvil, de uno de los claros de laestructura. En consecuencia, durante el proceso de construccin la junta ser bloqueadaprovisionalmente para liberarla una vez que se complete el claro y se obtenga la continuidad dela estructura.

D.3. FORMA Y DIMENSIONES

D.3.1. Forma

D.3.1.1. Seccin transversal

La seccin transversal ms adecuada para la construccin en voladizo es la seccincajn ya que por el mtodo constructivo la carga muerta produce esfuerzos decompresin en la parte inferior de la seccin que sern tomados por la losa inferior delcajn. Adems, el cajn tiene una alta eficiencia a flexin as como una gran rigideztorsional, lo que permite mayor flexibilidad para el diseo del presfuerzo longitudinal,mayor seguridad bajo las condiciones durante la etapa de construccin y mejor

distribucin transversal de la carga viva.

La seccin cajn ms eficiente es la de 2 almas y una sola celda. Sin embargo, secumplir que la relacin de peralte a ancho de alma (h/b), sea mayor o igual que 1/6.En puentes anchos, si esta relacin no se cumple, se recomienda utilizar cajones deceldas mltiples proveyndolos de almas interiores. Los voladizos laterales noexcedern de 2,4 metros y el ancho libre entre almas variar entre 4,5 y 7,5 m. Elpuente ancho puede tambin resolverse con 2 o ms cajones unidos por una losasuperior comn.

D.3.1.2. Seccin longitudinal

Para claros del orden de 60 m, la solucin ms conveniente es la superestructura de

peralte constante. En claros mayores, es ms conveniente el peralte variable, mximosobre las pilas y mnimo al centro de los claros. En un corte-elevacin longitudinal elintrads de la superestructura puede ser una curva circular o una parbola de tercergrado. Se emplea tambin la viga acartelada con peralte mximo sobre las pilas yconstante en un tramo central del claro, con variacin recta en tramos adyacentes alos apoyos. En este caso, se requiere un diafragma en las secciones en que cambia lainclinacin de la losa inferior.

Las relaciones recomendables de peralte a claro (h/L) son las siguientes:

Para superestructuras de peralte constante:

>> 201

18

1

30

1

15

1

aptimoL

h

Para superestructuras acarteladas (variacin del peralte en lnea recta:

>>

18

1

20

1

16

1ptimo

L

hi

>>

24

1

28

1

22

1ptimo

L

ho

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Para superestructuras con peralte de variacin circular o parablica:

>>

18

1

20

1

16

1ptimo

L

hi

50

1

30

1>>

L

ho

Donde:

h = Peralte, (m)

L = Longitud del claro, (m)

hi = Peralte sobre la pila, (m)

ho = Peralte al centro del claro, (m)

D.3.2. Dimensiones de la seccin transversal

D.3.2.1. Espesor del alma

a)

b)

El espesor del alma se establece de acuerdo con las siguientes consideraciones:

Resistencia adecuada a los esfuerzos cortantes producidos por la fuerzacortante y el momento torsionante mximos.

Colocacin y vibracin adecuada del concreto durante la construccin,particularmente en las zonas donde existen cables en ductos.

Distribucin adecuada de los esfuerzos de compresin producidos por elpresfuerzo que se aplica sobre los anclajes de los cables alojados en el alma.

Los espesores mnimos del alma son los siguientes:

20 cm cuando no existan ductos para cables de presfuerzo en el interior delalma.

25 cm cuando en el alma existan ductos para cables de presfuerzo de pequeodimetro, ya sea verticales o longitudinales.

30 cm cuando en el alma se alojen ductos para cables formados por 12 toronesde 1,25 cm () de dimetro.

35 cm cuando en el alma se alojen anclajes para cables formados por 12torones de 1,25 cm () de dimetro.

El espesor mnimo de la losa superior es de 15 cm para prevenir la falla porpenetracin bajo la carga de rueda; sin embargo, se recomienda que no sea menor de18 cm para tener facilidad en la colocacin de las parrillas de acero de refuerzo y delos ductos para cables de presfuerzo, as como para tener un recubrimiento adecuadode concreto sobre los ductos y el acero de refuerzo.

Por otra parte, en funcin del claro libre entre almas, se recomiendan los espesoresmnimos para la losa superior, como se indica en la Tabla 1 de este Manual.

Para claros mayores de 7,50 m, se recomienda una losa sobre rigidizadores o unalosa aligerada de mayor peralte.

Para la losa inferior se recomienda un espesor mnimo de 18 cm en las secciones delcentro del claro, a menos que en ella se alojen ductos para cables de presfuerzo,fuera del ancho de las almas, en cuyo caso se recomienda un espesor de 20 a 25 cmdependiendo del tamao de los ductos.

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TABLA 1.- Claro libre entre almas

Claro libre entre almasm

Espesor mnimocm

< 3,0 18

3,0 < 4,50 20

4,50 < 7,50 25

La losa inferior aumenta de espesor paulatinamente en las secciones prximas al ejede los apoyos, en funcin de los requerimientos de las fuerzas de compresingeneradas por la flexin longitudinal durante la construccin.

Las losas estarn provistas en cada tramo de por lo menos dos escotillas de 75x120cm para permitir el acceso de personal, materiales y equipos al interior del cajn. Lasescotillas de la losa superior slo se mantienen abiertas durante la construccin y secierran con colado de concreto al trmino de sta; las de la losa inferior podrn serpermanentes y provistas de tapas metlicas.

Las celdas de la seccin cajn se ventilan por medio de drenes o respiraderos aintervalos no mayores de 15 m para prevenir la concentracin de gaseseventualmente dainos para el personal de inspeccin y mantenimiento.

La losa inferior contar con drenes en toda su longitud, para el desalojo del agua.

D.4. DISTRIBUCIN TRANSVERSAL DE CARGAS

La distribucin de cargas de rueda sobre las almas de la seccin cajn se realiza de acuerdocon lo indicado en la Clusula H. de la Norma NPRYCAR601007, Distribucin de Cargas.

Para la determinacin de momentos transversales por carga viva en las losas superior e inferiory en las almas de la seccin cajn, el considerar en el anlisis la seccin como un marco rgido,da resultados suficientemente aproximados con fines de diseo estructural. Igual consideracinse aplicar para el anlisis transversal de secciones formadas por 2 o ms cajones con una losasuperior comn.

Tambin se puede realizar el anlisis de puentes en voladizo con un modelo tridimensional,tanto en sus etapas constructivas como en su configuracin final. El mtodo de anlisis y elcriterio de discretizacin en el modelo matemtico son responsabilidad del proyectista y serncongruentes con la complejidad de la estructura y el grado de detalle requerido para el diseode elementos particulares. En el modelo se incluirn dispositivos de apoyo, amortiguadores ycualquier aditamento que influya en el comportamiento estructural.

D.5. EFECTOS TRMICOS

Los efectos trmicos se calculan conforme a lo establecido en la Fraccin F.4. de la Norma

NPRYCAR601003, Cargas y Acciones, debiendo considerarse 2 efectos diferentes actuandosimultneamente:

La deformacin global de la estructura por efecto de la variacin de la temperatura ambiental

La deformacin de la estructura por efecto de las diferencias de temperatura en la altura delperalte (gradiente trmico)

El primer efecto puede reducirse si se evita una conexin rgida entre la superestructura y laspilas. La disminucin de rigidez puede lograrse evitando la continuidad entre superestructura ypila o reduciendo en la conexin la seccin transversal de la pila. En estos casos, durante la

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etapa de construccin se rigidaza la conexin mediante cables de presfuerzo verticalprovisionales que se retiran una vez que la estructura se vuelve continua al colar al centro delos claros dovelas de cierre.

El segundo efecto es importante en estructuras de seccin cajn en los grupos IV, V y VI de laTabla 1 de la Norma NPRYCAR601006, Combinaciones de Cargas. En el grupo V, que noincluye carga viva, los efectos del gradiente trmico se calculan de acuerdo con lo indicado enla Fraccin F.4. de la Norma NPRYCAR601003, Cargas y Acciones. En los grupos IV y VI

que incluyen los efectos de carga viva e impacto, los efectos del gradiente trmico puedenreducirse al 50%. En todos los grupos, para el clculo de los efectos del gradiente trmico setoma el mdulo elstico instantneo del concreto.

D.6. DISEO POR FLEXIN LONGITUDINAL

D.6.1. Anchos efectivos de patn

Para el clculo de momentos flexionantes y fuerzas cortantes en el sentido longitudinal, seconsidera que a cada lado del alma de una superestructura de seccin cajn contribuye unancho de losa de longitud (ancho efectivo de patn) que se determina como sigue:Be

1515

11

3

=

B

Le

B

Le

B

Bepara

151 >=B

Le

B

Bepara

Donde:

Le = Claro efectivo en el caso de tramos libremente apoyados, (m)

En el caso de tramos continuos y en voladizo, es:Le

0,8 para momentos positivos en tramos extremos de claroL L

0,6 para momentos positivos en tramos intermedios de claroL L

0,2 ( para momentos negativos sobre un apoyo en que y son los

claros adyacentes que llegan a dicho apoyo

)21 LL + 1L 2L

1,5 L para tramos en voladizo (condicin de construccin) donde L es lalongitud libre del voladizo, desde el pao de la pila hasta el extremo de la ltimadovela

B = de la separacin libre entre almas adyacentes o longitud del voladizo lateral,medida desde el pao exterior de un alma externa, hasta la orilla libre, (m)

Para la determinacin de esfuerzos causados por las cargas concentradas del presfuerzose supone que el ancho efectivo de distribucin queda determinado por lneas a 30 con eleje longitudinal de los cables que parten de los bordes de las placas de anclaje. Cuandoesas lneas se interceptan entre s, se considera que todo el ancho de la seccintransversal resiste el efecto de la fuerza concentrada normal a dicha seccin.

D.6.2. Definicin de la trayectoria de los cables

El presfuerzo longitudinal en una superestructura construida en voladizo consiste en 2familias de tendones:

Presfuerzo del voladizo ubicado en la parte superior de la seccin cajn para resistir losmomentos generados durante la construccin.

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Presfuerzo de continuidad ubicado principalmente en la parte central de los claros y enla losa inferior del cajn y diseado para resistir los efectos de la carga muerta adicional(carpeta asfltica, banquetas, guarniciones, parapetos, entre otras), carga viva,gradiente trmico y elementos mecnicos por redistribucin de cargas y presfuerzodebido al flujo plstico del concreto.

La seleccin del dimetro de los cables de presfuerzo de voladizo se realiza tomando encuenta el proceso constructivo y la necesidad de que, en cada etapa, la ltima dovela

colocada quede adecuadamente unida a las dovelas precedentes y en el caso de loscables de continuidad se toma en cuenta la conveniencia de que las cargas de presfuerzose distribuyan sobre toda la seccin transversal.

Aun cuando los cables rectos facilitan el proceso de construccin, se preferirn los cablesinclinados para que la componente vertical del presfuerzo contribuya a resistir las fuerzascortantes producidas por las cargas externas. Los cables de voladizo se anclannormalmente en la cara libre de cada dovela, en el eje del alma. Si esto no es posible,pueden desviarse horizontalmente para anclarse en la cartela entre el patn superior y elalma o en un bloque colocado cerca de esta cartela, por el lado interior del alma.

Los cables de continuidad se anclarn en la losa superior del cajn o en un bloque al niveldel patn inferior, preferiblemente cerca de la cartela en la unin del alma a dicho patn.

Estos cables, por su gran longitud, generalmente requieren de acopladores que unentramos de cable. No se permitir que ms del 50% de los cables de continuidad se acoplenen la misma seccin. La separacin entre acopladores adyacentes no ser menor de lalongitud de la dovela o del doble de su peralte.

Las desviaciones de la trayectoria de los cables en los sentidos vertical u horizontalgeneran fuerzas radiales en el concreto circundante que sern valuadas por el proyectistapara proporcionar el refuerzo adecuado, as como prdidas por friccin de la tensinaplicada, que se tomarn en cuenta en el anlisis.

Los cables de continuidad colocados en la parte central de cajones de peralte variableinducen fuerzas cortantes desfavorables que se suman a las ocasionadas por las cargasexternas y que deben tomarse en cuenta en el diseo.

Es conveniente que los cables de continuidad se distribuyan en todo el ancho de la losainferior del cajn pero se revisar el espesor de esta losa para que resista el esfuerzo decompresin en el anclaje de estos cables; se podrn disear engrosamientos locales de lalosa inferior para tomar en cuenta este efecto.

En el caso de dovelas en que se aloje una junta de expansin, en el diseo del presfuerzolongitudinal se tendr en cuenta la capacidad de las mnsulas superior e inferior paratransferir la reaccin en el apoyo a media altura de la junta, incluyendo posibles fuerzas delevantamiento por reaccin negativa. Adems, durante la construccin se prever un selloprovisional de la junta, incluyendo una placa vertical de apoyo en la cara vertical de lamnsula inferior para la transferencia de compresiones. En el proyecto se detallar laforma de retirar el material de sello, la placa de apoyo vertical as como el procedimiento

para cortar el presfuerzo horizontal superior que cruce la junta.

D.6.3. Momentos positivos de flexin

El flujo plstico del concreto es la deformacin diferida de elementos sujetos a carga delarga duracin por la variacin del mdulo de elasticidad del material desde Ei, mduloelstico instantneo, hastaEf, mdulo elstico final, correspondiendo el primero a t = 0y elsegundo a t = , en la prctica aproximadamente 10 aos, donde tes el tiempo desde laaplicacin de la carga.

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Los valores de Ei y Ef varan con la edad del concreto a la cual se aplica la carga,midindose esta edad desde el colado del concreto. La relacin i fE E vara

aproximadamente en torno al intervalo 2,5 - 3; sin embargo, el proyectista definir estosvalores para cada proyecto especfico, indicando en planos su suposicin y especificandola verificacin de los mismos durante la construccin.

Las deformaciones de la estructura posteriores al cierre de los claros, como una estructura

hiperesttica, inducen la aparicin de un momento positivo en el centro del claro y ladisminucin de los momentos negativos sobre los apoyos.

El momento positivo se debe a:

La variacin de mdulo elstico

El efecto hiperesttico de los momentos secundarios inducidos por el presfuerzo decontinuidad

El efecto de la carga muerta adicional y de la carga viva actuando sobre el marco rgidocerrado

Los efectos trmicos

Desde un punto de vista prctico y conservador, se recomienda disear el presfuerzosuperior sin tomar en cuenta las reducciones por el momento positivo debido al flujoplstico y a los efectos trmicos y sobredisear las secciones del centro del claro sujetas aflexin positiva manteniendo en la fibra inferior un esfuerzo de compresin en operacin delorden de 0,10fc, para tomar en cuenta las incertidumbres en la magnitud del momentopositivo debido a flujo plstico. El concreto empleado en las dovelas de puentes envoladizo tendr una resistencia a compresin (fc) de por lo menos 29,4 MPa (300 kg/cm2).

D.6.4. Diseo por factores de carga

Normalmente el diseo de los puentes construidos en voladizo queda regido por lascondiciones de servicio. La revisin por el mtodo de factores de carga, en formaconservadora, se realiza con los elementos mecnicos de un anlisis elstico, suponiendo

que se conserva el sistema estructural. La capacidad ltima de la estructura queda definidapor la formacin de articulaciones plsticas al centro de los claros. En estructuras de clarosmltiples, la condicin de carga ms desfavorable es la de cargar en forma alternada losclaros con la carga viva factorizada, un claro s y otro no y as sucesivamente. En estascondiciones aparece primero una articulacin plstica al centro de los claros sin carga, pormomento negativo y la falla ocurre cuando aparece una segunda familia de articulacionesplsticas al centro de los claros cargados, por momento positivo. En la condicin de falla elmomento negativo sobre los apoyos se incrementa muy poco y en consecuencia:

D.6.4.1. No es necesario que el rea de la losa inferior equilibre la capacidad ltima de loscables de presfuerzo en las secciones sobre los apoyos. El espesor de esa losa quedaregido por condiciones de servicio.

D.6.4.2. El factor de seguridad global de la estructura depende de la capacidad ltima de lassecciones al centro del claro tanto para momento positivo como negativo. Lacapacidad a momento positivo la da el presfuerzo de continuidad en la losa inferior, elque como ya se indic, conviene sobredisear. La capacidad por momento negativo lada el presfuerzo horizontal en la losa superior que se traslapa con el presfuerzo de losvoladizos en el proceso de construccin. Este presfuerzo parece no ser necesario porcondiciones de servicio, pero es importante en la capacidad ltima de la estructura.

D.6.4.3. Los elementos mecnicos secundarios inducidos por el presfuerzo con un factor decarga igual a 1 se suman a los producidos por las cargas muerta y viva factorizadas.

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D.6.5. Previsiones para el incremento del presfuerzo

Tomando en cuenta la posibilidad de que en el futuro sea necesario incrementar elpresfuerzo en la superestructura de seccin cajn, en el proyecto se incluirn ductosadicionales tanto para momento positivo como negativo. stos se colocarn vacos, en unnmero del 10 % con respecto de los que se coloquen por requerimientos de las cargas.

La necesidad de incluir presfuerzo adicional surge de la ocurrencia de eventualidades no

previstas en el diseo como un mayor flujo plstico del concreto, un aumento en las cargasvivas de servicio o una ampliacin de la calzada.

Los ductos adicionales se ubicarn de preferencia en las cartelas de las esquinas internasen que se unen las almas a la losa superior e inferior y terminan en bloques de tamaoadecuado para alojar los futuros anclajes. Estos bloques, siempre del lado interior de lasceldas del cajn, estarn en posicin fcilmente accesible para que los trabajos deincremento del presfuerzo puedan realizarse en el interior del cajn, en condiciones deseguridad para los trabajadores y sin interrumpir el trnsito.

D.7. DISEO POR CORTANTE

D.7.1. Esfuerzo cortante tomado por el concreto

Aun cuando las Normas aplicables del Ttulo 03. Diseo de Estructuras de Concreto, de laParte 6. Proyecto de Puentes y Estructuras, del Libro PRY. Proyecto, consideran unesfuerzo cortante tomado por el concreto y recomiendan disear el refuerzo transversalpara tomar los cortantes remanentes, en el diseo de superestructuras de seccin cajndebe tomarse en cuenta que la capacidad del concreto para tomar cortantes se reduce porlos siguientes efectos:

La relacin de aspecto de las almas del cajn (peralte/ancho) es mayor que la usual enlas vigas probadas experimentalmente para definir la capacidad del concreto que figuraen las Normas arriba mencionadas.

Los cortantes producidos por la carga viva son de carcter dinmico, en tanto que lasNormas arriba citadas, se basan en pruebas estticas.

En consecuencia, se recomienda disear considerando que la capacidad del concreto paratomar esfuerzos de tensin diagonal es cero, pero tomando en cuenta los efectosfavorables para la determinacin de esa tensin diagonal que se indican ms adelante.

D.7.2. Diseo de elementos longitudinales por cortante

La revisin por cortante se har en las almas a la altura del centro de rea y en lasconexiones entre las almas y la losa superior (incluyendo los voladizos exteriores) y entrelas almas y la losa inferior.

D.7.2.1. El diseo consiste en:

Determinar el espesor de las almas Determinar la cuanta del refuerzo transversal

D.7.2.2. Los objetivos del diseo son:

En condiciones de servicio, impedir el agrietamiento para prevenir problemas decorrosin y de fatiga

En condiciones de falla, proveer un factor de seguridad adecuado, superior al deflexin

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D.7.2.3. Determinacin de la fuerza cortante de servicio

La determinacin de la fuerza cortante de servicio se efecta considerando lossiguientes aspectos:

Valuando la fuerza cortante por las cargas aplicadas sin factorizar

Reduciendo la componente vertical de los cables inclinados que cruzan la seccin

en consideracin Incrementando la componente vertical de los cables de continuidad en la losainferior de cajones de peralte variable

Reduciendo la componente vertical de la fuerza de compresin que la flexininduce en la losa inferior, en cajones de peralte variable

Para la determinacin del esfuerzo cortante por momento de torsin, ste se determina porel anlisis elstico bajo condiciones de carga excntrica (carga viva parcial sobre calzaday/o excentricidades de la carga muerta debidas a la curvatura en planta de lasuperestructura).

Los esfuerzos cortantes por fuerza cortante y por momento torsionante se calculan con losmtodos convencionales estticos y se suman si corresponden a la misma condicin de

carga.

Conocidos el esfuerzo cortante y el esfuerzo normal debidos a la flexin longitudinal y alefecto del presfuerzo longitudinal, se determinan los esfuerzos principales en los puntoscrticos, para compararlos con los admisibles de acuerdo con lo indicado en las Normasaplicables del Ttulo 03. Diseo de Estructuras de Concreto, de la Parte 6. Proyecto dePuentes y Estructuras, del Libro PRY. Proyecto, del Tema CAR. Carreteras. La totalidaddel esfuerzo principal de tensin se toma con estribos de acero de refuerzo, o de sernecesario con presfuerzo vertical, en cuyo caso, los esfuerzos principales en los puntoscrticos se harn tomando en cuenta la presencia de un esfuerzo de compresin vertical.

En el diseo de los cables verticales, se tomar en cuenta que, por su corta longitud, latensin efectiva en el cable se reduce considerablemente aun con pequeos

desplazamientos del anclaje en el momento de retirar los gatos.

En la revisin de las conexiones del alma a la losa superior entre vigas, al voladizo lateral ya la losa inferior, se tomar en cuenta que los cortantes verticales en el alma inducencortantes de igual magnitud en el sentido longitudinal a lo largo de las losas que sernresistidos por el concreto de esos elementos y por su acero de refuerzo y que en ocasionespueden requerir la introduccin de un presfuerzo transversal.

La revisin por el mtodo de los factores de carga se realiza con el procedimiento descritoen este Inciso pero calculando la fuerza cortante debida a las cargas aplicadas utilizandolos factores de la Norma NPRYCAR601006, Combinaciones de Cargas. La reduccinde fuerza cortante por la componente vertical del presfuerzo, en forma conservadora, sepuede valuar tomando un factor de carga igual a 1.

D.7.3. Juntas entre dovelas

Las juntas entre dovelas prefabricadas se aseguran por los cables superiores delpresfuerzo en voladizo que cruzan inclinados y unen una dovela a la porcin precedente dela estructura. En forma provisional, antes del tensado de esos cables, se utilizan cablescortos que unen la dovela a la precedente con capacidad nicamente para la propia masade la dovela y del equipo de montaje.

En la cara de contacto se coloca una resina epxica con resistencia a esfuerzos cortantesy de compresin superiores al concreto de la dovela. La calidad de la junta depende del

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adecuado seguimiento a las recomendaciones del proveedor en cuanto a la mezcla yaplicacin de la resina epxica. Para prevenir deficiencias del epxico, se recomienda eluso de llaves de cortante mltiples en todo el peralte de las almas.

D.8. DISEO DE LA SECCIN TRANSVERSAL

El anlisis de la seccin transversal considera tanto la flexin longitudinal de las almas como laflexin transversal de un marco rgido constituido por la losa superior (incluyendo voladizos

laterales), la losa inferior y las almas. Este marco se supone apoyado sobre soportes rgidos enlos ejes de las almas, bajo la losa inferior. En el anlisis transversal se considera el efecto de lapropia masa, de la carga muerta adicional, de las instalaciones permanentes que serncolocadas preferentemente en el interior del cajn y de las cargas vivas. Para las cargas vivasse consideran los anchos de distribucin que se indican en la Norma NPRYCAR601007,Distribucin de Cargas.

Las secciones crticas son las de conexin entre almas y losas, la conexin del voladizo lateralal cajn central y la seccin al centro del claro de la losa superior e inferior. En esas seccionesse determinarn:

Los esfuerzos cortantes inducidos por la flexin longitudinal

Los momentos por flexin transversal del marco rgidoLa cuanta del acero de refuerzo ser la que resulte ms desfavorable de las siguientescombinaciones:

La cuanta correspondiente a los esfuerzos cortantes inducidos por la flexin longitudinal,ms 50% de la correspondiente a los momentos por flexin transversal del marco rgido

La cuanta correspondiente a los momentos por flexin transversal del marco rgido, ms50% de la correspondiente a los esfuerzos cortantes inducidos por la flexin longitudinal

0,7 veces la cuanta correspondiente a la suma de los esfuerzos cortantes inducidos por laflexin longitudinal y los momentos por flexin transversal del marco rgido

D.9. DIAFRAGMAS

En puentes construidos por el procedimiento de dovelas en voladizo, ya sean prefabricadas ocoladas en sitio, nicamente son necesarios los diafragmas sobre las pilas y sobre los estribos,ya que la seccin cajn tiene una rigidez suficiente para permitir una distribucin transversalsatisfactoria de las cargas vivas.

Los diafragmas estarn provistos en su parte inferior de puertas que permitan el paso dehombres, equipos y materiales durante la construccin as como durante la ejecucin detrabajos de inspeccin y mantenimiento. En el interior del cajn se colocan instalaciones dealumbrado elctrico para facilitar estas tareas.

En el diseo de los diafragmas se analizar la transmisin de la carga de las almas a los

dispositivos de apoyo. Si los ejes de los apoyos estn desfasados de los ejes de las almas, seinducen fuerzas cortantes y momentos flexionantes transversales que sern tomados por eldiafragma.

En superestructuras de peralte variable, en la dovela sobre pila se tienen secciones en quecambia la inclinacin de la losa inferior del cajn, en el sentido longitudinal del puente. Estoscambios inducen fuerzas de compresin inclinadas hacia arriba que sern resistidas por eldiafragma sobre pilas.

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Para el diseo de diafragmas extremos se tomarn en cuenta los efectos transmitidos por lajunta de dilatacin que se apoya sobre el diafragma de la superestructura y sobre el diafragmadel estribo.

En las articulaciones colocadas a la quinta parte del claro entre pilas o entre pila y estribo, secolocarn tambin diafragmas.

Los diafragmas extremos deben sobresalir por lo menos 15 cm de la orilla externa del apoyo

exterior. En el diseo de estos diafragmas se tomarn las providencias necesarias para permitirel cambio de dispositivos de apoyo de manera rpida y segura.

D.10. DETALLES DE DUCTOS

D.10.1. Ductos metlicos

Los ductos metlicos sern semirrgidos, galvanizados y corrugados. Para cables detorones y alambres, el espesor del ducto ser 0,455 mm (calibre 26) para dimetrosmenores a 6,5 cm; para ductos con 6,5 cm de dimetro o mayores, el espesor ser de 0,60mm (calibre 24) y para barras de presfuerzo el espesor no ser menor de 0,267 mm(calibre 31). Los tubos desviadores de acero tendrn un espesor mnimo de pared de 3mm. El tubo desviador se fabrica con una tolerancia en la curvatura de +2.

D.10.2. Ductos de polietileno

Estos ductos sern de polietileno de alta densidad (HDPE), conforme a una de lassiguientes especificaciones: ASTM D1248 Standard Specification for Polyethylene PlasticsExtrusion Materials For Wire and Cable, tipo III, categora S grado P33 o P34; ASTMD3350 Standard Specification for Polyethylene Plastics Pipe and Fittings Materials,clasificacin de cdula PE 345433 C; ASTM F714 Standard Specification for Polyethylene(PE) Plastic Pipe (SDR-PR) Based on Outside Diameter; o ASTM D 2447 StandardSpecification for Polyethylene (PE) Plastic Pipe, Schedules 40 and 80, Based on OutsideDiameter. Los espesores del material y otros requerimientos para ductos de polietilenocumplirn con lo siguiente:

D.10.2.1.Los ductos internos de polietileno sern corrugados y con un espesor mnimo dematerial de 1,3 mm.

D.10.2.2.Los ductos externos de polietileno sern de color negro, tubos lisos de HDPE con unespesor de pared mnima de 1/20 del dimetro exterior, y un mnimo de diseohidrosttico base (HDB) de 8,6 MPa (87,6 kg/cm2).

D.10.3. rea de ductos

D.10.3.1.Para tendones hechos de varios alambres, barras o torones, el rea del ducto ser almenos el doble del rea neta del acero de presfuerzo. La colocacin de cables por elmtodo del insertado directo requiere un rea de ducto de 2,5 veces el rea del acerode presfuerzo.

D.10.3.2.Para tendones hechos de un solo alambre, barra o torn, el dimetro interior del ductoser cuando menos de 6,4 mm mayor que el dimetro nominal del alambre, barra otorn.

D.10.4. Radio mnimo de curvatura

Se recomienda que los ductos de los tendones se instalen con un radio mnimo decurvatura de 6,0 m. En ductos con fuerte curvatura, hasta un mnimo de 3,0 m, seproporcionar refuerzo de confinamiento para unir el ducto al concreto. Las curvaturas deductos con radios menores a 3,0 m sern aprobadas por la Secretara con base en el

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anlisis de datos de pruebas. El radio mnimo para ductos corrugados de polietileno serde 9,0 m a menos que la Secretara apruebe curvaturas con radios menores basndose enel anlisis de datos de pruebas. El refuerzo de confinamiento se proporciona para resistiruna fuerza radialFrcalculada con la siguiente expresin:

R

PFr=

Donde:P = Fuerza en el cable, (kN)

R = Radio de curvatura, (m)

Fr = Fuerza radial, (kN/m)

El refuerzo por confinamiento se proporciona para un esfuerzo de trabajo de 0,6fy, donde elesfuerzo de fluencia,fy, no excede de 412 MPa (4 200 kg/cm). La separacin del refuerzode confinamiento no ser mayor de 30 cm, pero en ductos con radios menores de 4,5 m seutilizar un espaciamiento menor.

D.10.5. Soportes de ductos

D.10.5.1. Ductos internos

Los ductos internos se soportan rgidamente con amarres al acero de refuerzo de lasiguiente manera:

a)

b)

c)

d)

En tendones transversales en losas, dentro de ductos metlicos, soportes a cada60cm. Torones precolocados en ductos metlicos a cada 120 cm.

En tendones transversales en losas, dentro de ductos de polietileno, soportes acada 60 cm. Torones precolocados en ductos de polietileno, a cada 120 cm.

En tendones longitudinales en losa o en alma dentro de ductos metlicos, soportesa cada 120 cm.

En tendones longitudinales en losa o en alma dentro de ductos de polietileno,soportes a cada 60 cm.

D.10.5.2. Ductos externos

Los ductos externos tendrn una longitud mxima entre soportes de 7,5 m, a menosque se realice un anlisis de vibracin.

D.10.6. Dimetro de ductos, espaciamientos libres y detalles

El dimetro mximo de ductos internos no exceder de 0,4 veces el espesor del alma.

Donde dos tendones curvos corran paralelos de manera que uno exterior se apoye en elinterior, es recomendable mantener entre ellos una separacin libre mnima igual aldimetro de un ducto. Si esto no es posible, se colocar refuerzo entre los ductos pararestringir totalmente el tendn exterior por si ste es tensado antes de que el interior hayasido tensado e inyectado. En el caso de que tendones longitudinales se crucen entre s, sedejar un espacio libre de por lo menos 0,5 veces el dimetro del ducto pero no menos de5cm. Esta restriccin no se aplica a ductos transversales que se cruzan con ductoslongitudinales en ngulo recto.

No se colocarn tendones curvos rodeando vrtices entrantes o huecos; si esto esinevitable, los tendones estarn provistos de un buen anclaje de refuerzo que los restrinja

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totalmente. En ningn caso la distancia entre el vrtice o hueco y el pao del ducto sermenor de 1,5 veces el dimetro de dicho ducto.

D.10.7. Ductos en patines

Los ductos en la losa superior se ubican entre las parrillas inferior y superior del refuerzotransversal y longitudinal de la losa. Los ductos en patines superiores de dovelas de peraltevariable estarn provistos de un refuerzo nominal de confinamiento alrededor del ducto encada extremo del segmento. Este refuerzo no ser menor que dos hileras de varillas de1,27 cm (No. 4) de dimetro en forma de U a ambos lados del ducto con dimensinvertical igual al espesor de la losa menos los recubrimientos inferior y superior.

Cuando en el patn superior o inferior se tienen numerosos ductos longitudinales otransversales espaciados a una corta separacin, las parrillas de acero de refuerzo seamarrarn entre s con varillas verticales en forma de U de 1,27 cm (No. 4) de dimetro auna separacin no mayor de 45 cm o 1,5 veces el espesor de la losa, donde rige el menor,en ambas direcciones.

D.11. REVISIN DE CONDICIONES DE SERVICIO DURANTE LA CONSTRUCCIN

D.11.1. Cargas

En el proyecto ejecutivo de los puentes en voladizo se indicarn las cargas mximaspermitidas en la construccin as como el procedimiento constructivo considerado en elanlisis y diseo. Adems de las propias masas consideradas, se incluirn las masas delos equipos y dispositivos de montaje as como los requerimientos de soporte temporal. Seindicar cules son las fuerzas permisibles que pueden aplicarse a la estructura con finesde correccin de alineamiento. En el anlisis se tomarn en cuenta los cambios del sistemaestructural durante la construccin por colocacin, cambio o retiro de soportes temporales,as como los efectos de fuerzas residuales, deformaciones u otros inducidos por el procesoconstructivo. En las etapas de construccin se considerarn las cargas indicadas en laTabla 2 de este Manual.

D.11.2. Combinaciones de cargas para el mtodo de cargas de trabajo

La distribucin y aplicacin de las cargas individuales de construccin para cada etapa dela misma, se efectuarn de tal forma que produzcan los efectos ms desfavorables. En laTabla 2 de este Manual se muestran las combinaciones probables ms desfavorables, peroen caso de que se implante un sistema particular de construccin que implique condicionesde construccin ms desfavorables, stas sern tomadas en consideracin. Los esfuerzosgenerados en el proceso constructivo, segn las combinaciones de la Tabla 3 de esteManual, sern revisados para las cargas de servicio. El esfuerzo mximo admisible decompresin en la etapa de construccin ser de 0,5fc.Los esfuerzos admisibles de tensinse incluyen en dicha Tabla.

D.11.3. Combinaciones de cargas para el mtodo de factores de carga

No es necesario revisar por el mtodo de factores de carga las combinaciones de la Tabla3 de este Manual. nicamente se revisarn las siguientes condiciones de resistencia:

Para fuerzas y momentos mximos:

( ) ( )ACEDIFCM 23,11,1 +++

Para fuerzas mnimas y momentos correspondientes:

ACECM 2++

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Donde CM, CE, DIF y2A, se describen en la Tabla 2 de este Manual.

D.11.4. Factores de reduccin de resistencia

En el clculo de las resistencias nominales, en condiciones de construccin de lasestructuras construidas en voladizo, se utilizarn los factores de resistencia () que seincluyen en la Tabla 4 de este Manual, en lugar de los indicados en las Normas aplicablesdel Ttulo 03. Diseo de Estructuras de Concreto, de la Parte 6. Proyecto de Puentes yEstructuras, del Libro PRY. Proyecto, del Tema CAR. Carreteras.

TABLA 2.- Tipos de cargas y acciones de diseo

CMCarga muerta de la superestructura, incluyendo la masa propia del cajn, diafragmas, bloques deanclaje, entre otras similares.

DIF

Carga diferencial, aplicable nicamente a superestructuras construidas en doble voladizobalanceada. Esta carga acta solamente en uno de los voladizos y es igual al 2% de la cargamuerta en ese voladizo.

CMA

Carga muerta adicional. Normalmente no existe durante la construccin. Corresponde a la masade carpeta asfltica, banquetas, guarniciones, parapetos, entre otros similares, que se colocanuna vez cerrado el marco longitudinal pero que en caso contrario si se adelanta su construccin alcierre deben incluirse en el anlisis en la etapa de construccin.

CVC

Carga viva de construccin debida a los equipos ligeros y al personal operario y a materiales detrabajo. Se toma como 4 905 Pa (500 kg/m2) sobre el rea de la losa superior del cajn. Cuandose construye por el sistema de doble voladizo se toma de 4 905 Pa (500 kg/m 2) en un voladizo yde 2452,5 Pa (250 kg/m2) en el otro.

CE

Carga de los equipos de construccin que incluye cimbra deslizante, armaduras, estructuras ydispositivos auxiliares. En el caso de dovelas prefabricadas, esta carga incluye adems la cargamxima aplicada a la estructura durante el izaje.

IE Impacto de los equipos de construccin. Es un porcentaje de CEque depende del tipo de equipo.

ELCarga normal a la seccin transversal de la superestructura aplicada por el equipo deconstruccin.

U

Fuerza debida al desequilibrio de dovelas que se aplica en puentes construidos en doble voladizoy que corresponde a condiciones eventuales que produzcan un desequilibrio entre las dovelas auno y otro lado de la pila por demoras en la secuencia de construccin o por cualquier otroimprevisto.

VE Viento sobre la estructura de acuerdo con lo indicado en la Norma NPRYCAR601004, Viento.

VCEViento sobre los equipos de construccin, de la misma intensidad unitaria determinada para VEyactuando sobre la superficie expuesta de los equipos.

VV

Viento ascendente sobre el voladizo. Fuerza vertical igual a 49 Pa (5 kg/m2) aplicada sobre el readel intrads del cajn en voladizo. En puentes construidos por el sistema del doble voladizo estacarga se aplica en uno solo de los voladizos. La intensidad puede ser mayor, a juicio de laSecretara si lo justifica la configuracin de la superestructura y las condiciones del sitio.

A

Masa esttica de un segmento precolado que se maniobra y que puede desconectarse de la

superestructura por razn accidental.

IA Impacto debido a la desconexin accidental de un elemento de masaA.IAes igual al 100% deA.

FP Efectos del flujo plstico del concreto.

C Efectos de contraccin de fraguado.

TEfectos de temperatura debidos a la variacin de la temperatura ambiental y al gradiente

trmico (GT).

( T )

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TABLA 3.- Factores de carga y esfuerzos admisibles de tensin para combinaciones de cargas enetapas de construccin

Factores de carga

Carga muerta Carga vivaCarga de

vientoOtras cargas

Esfuerzos de tensinadmisibles

MPa

Com

binacinde

carga

CM DIF U CVC CE IE EL VE VV VCE FP C T GTEH

EV

ES

WA

Excluyen-

do otrascargas

Incluyen-

do otrascargas

Nota

A 1,0 1,0 0,0 1,0 1,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 1,0 1,0 GT 1,0 1,0 0,5 cf 0,6 cf

B 1,0 0,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 1,0 1,0 GT 1,0 1,0 0,5 cf 0,6 cf

C 1,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7 0,7 0,0 1,0 1,0 1,0 GT 1,0 1,0 0,5 cf 0,6 cf

D 1,0 1,0 0,0 1,0 1,0 0,0 0,0 0,7 1,0 0,7 1,0 1,0 1,0 GT 1,0 1,0 0,5 cf 0,6 cf [1]

E 1,0 0,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,0 0,3 0,0 0,3 1,0 1,0 1,0 GT 1,0 1,0 0,5 cf 0,6 cf [2]

F 1,0 0,0 0,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,3 0,0 0,3 1,0 1,0 1,0 GT 1,0 1,0 0,5 cf 0,6 cf [3]

Notas:

[1] Equipo no utilizado[2] Izaje normal[3] Movimiento de equipo

Donde:

CM,DIF, U, CVC, CE,IE,EL, VE, VV, VCE,FP, C, T, GT se describen en la Tabla 2 de este Manual

EV = Factor de componente vertical del empuje de tierrasEH = Factor de componente horizontal del empuje de tierrasES = Factor de empuje de tierra debido a la sobrecargaGT = Factor de carga para gradiente trmicoWA = Factor de carga para agua

fc = Resistencia a compresin de por lo menos 29,4 MPa (300 kg/cm2)

TABLA 4.- Factores de reduccin de resistencia para construccin en dovelas

Factores de reduccin de resistencia:Por flexin

f

Por cortante

v

Por efecto de junta

jConcreto de masa normal

Tendones adheridos completamenteJunta tipo A [1] 0,95 0,90 ---Tendones no adheridos o parcialmente adheridosJunta tipo A [1]

Junta tipo B [2]0,900,85

0,850,85

---0,75

Concreto ligeroTendones adheridos completamenteJunta tipo A [1] 0,90 0,70 ---Tendones no adheridos o parcialmente adheridosJunta tipo A [1]

Junta tipo B [2]0,850,80

0,650,65

---0,60

[1] Las juntas tipo A son las que existen entre dovelas coladas en sitio o entre dovelas prefabricadascon resina epxica en la superficie de contacto.

[2] Las juntas tipo B son las que se tienen entre dovelas prefabricadas con superficie de contactoseca, en que la conexin provisional se realiza por barras provisionales de presfuerzo horizontal opor llaves de cortante.

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D.12. CONTROL GEOMTRICO

En el diseo de puentes construidos por dovelas en voladizo, se debe incluir el clculo de lasflechas para las diversas etapas de construccin y de los perfiles correspondientes a laestructura deformada en la etapa final, antes del cierre, con el objeto de proporcionar lascontraflechas adecuadas en la planta de prefabricacin si se emplean dovelas prefabricadas olos ajustes necesarios en las cimbras mviles si se emplean dovelas coladas en sitio.

Cuando la estructura es un voladizo estticamente determinado, las flechas se deben a:

La masa propia del cajn La masa de los equipos de construccin y de las cimbras mviles El presfuerzo de los cables para el voladizo

Despus del cierre, una vez que se establece la continuidad, la estructura se vuelveestticamente indeterminada y tiene deformaciones adicionales debidas a:

Presfuerzo de continuidad Retiro de equipos de construccin y cimbras mviles Retiro de apoyos provisionales y transferencia de carga a las pilas Colocacin de carga muerta adicional

Posteriormente, en el largo plazo, la superestructura se deforma como consecuencia del flujoplstico y de las prdidas en el presfuerzo.

La contraflecha compensar estos tres tipos de deformacin:

La del voladizo en la etapa de construccin La de la superestructura continua en el corto plazo La de la superestructura continua en el largo plazo

Las deformaciones de la superestructura que continan en el corto y en el largo plazo sonrelativamente fciles de calcular si se conoce el mdulo elstico, Ec, en el momento del cierre yel mdulo elstico final Ef, obtenido al consultar bibliografa apropiada en la que se incluyan

grficas o expresiones representativas de la edad del concreto y de la variacin correspondientedel mdulo de elasticidad. La determinacin de deformaciones antes del cierre es ms complejaporque se requiere establecer, previamente, el calendario de las etapas de construccin, elmdulo elstico instantneoEiy la variacin del mdulo elstico con el tiempoE(t).

Existen programas de cmputo que permiten el anlisis paso a paso y la determinacin de ladeformada de la estructura en cada etapa, con el fin de prever los ajustes necesarios durante laconstruccin y proporcionar datos para el control geomtrico en la obra. El proyectista incluiren los planos las hiptesis adoptadas en torno a la secuencia de construccin, caractersticasdel concreto (masa y mdulos elsticos) as como tipo y masa de cimbras mviles y de otrosequipos de construccin, a fin de que sean verificados en la obra.

D.13. EFECTOS DE FATIGA

Los efectos de fatiga producidos por cargas dinmicas y cclicas son despreciables en elconcreto pero no en el acero de refuerzo ni en el de presfuerzo. En estos materiales la fatiga,que es la reduccin del esfuerzo de ruptura como consecuencia de la aplicacin de unavariacin sobre el esfuerzo medio en un gran nmero de ciclos, slo puede presentarse si elconcreto se agrieta. La presencia de grietas, aparte de propiciar la ocurrencia de la fatigaestructural, permite la infiltracin de agua y de agentes agresivos que corroen al acero yparticularmente en el caso del acero de presfuerzo pueden producir su ruptura en forma frgil.

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En consecuencia, la fatiga podr prevenirse en puentes de seccin cajn tomando lassiguientes precauciones:

D.13.1.No deben admitirse tensiones en la fibra superior ni inferior del cajn bajo las condicionesnormales de cargas permanentes y variables de los grupos I, II y IV (con 50% del gradientetrmico) indicados en la Norma NPRYCAR601006, Combinaciones de Cargas.

D.13.2.No se admitirn esfuerzos diagonales de tensin en el alma, proporcionndole un espesor

adecuado e incluyendo, de ser necesario, presfuerzo vertical.

D.13.3.Debe hacerse un diseo adecuado de dispositivos de apoyo y de juntas de dilatacin paraevitar que las restricciones al movimiento de la superestructura por cambios trmicosproduzcan el agrietamiento de algunos elementos.

E. PUENTES EMPUJADOS

E.1. CARACTERSTICAS GENERALES

E.1.1. Alineamiento

El alineamiento horizontal y vertical del puente empujado ser recto o curvo, siempre y

cuando el radio de curvatura se mantenga constante en toda la longitud del puente.

E.1.2. Materiales

La superestructura de puentes empujados ser de concreto presforzado o de aceroestructural. La resistencia mnima fc del concreto presforzado ser de 34,3 MPa (350kg/cm2). El acero de presfuerzo cumplir con las especificaciones de las Normas aplicablesdel Ttulo 03. Diseo de Estructuras de Concreto, de la Parte 6. Proyecto de Puentes yEstructuras, del Libro PRY. Proyecto.

E.1.3. Seccin transversal

Para superestructuras de concreto presforzado que deban ser empujadas, la seccin ms

adecuada es el cajn cerrado. Las superestructuras de acero empujadas estarnconstituidas por vigas de seccin abierta, de alma llena, formadas por placas soldadas yuna losa de concreto reforzado en la calzada. La porcin empujada ser nicamente lametlica, la losa de concreto se construir despus del empujado. Tambin podrnutilizarse estructuras empujadas formadas por un cajn de acero. En ese caso, la porcinempujada ser un cajn cerrado o una seccin U provista de patines superiores.

E.1.4. Seccin longitudinal

Las superestructuras empujadas tendrn un peralte constante. Se recomienda que larelacin L/hest comprendida entre 12 y 16, donde Ly htienen el mismo significado quese indica en el Inciso D.3.1. de este Manual.

E.2. DEFINICIN DE CARGAS Y ACCIONESLas cargas y acciones a que estar sujeta la superestructura de un puente construido por elsistema de dovelas empujadas, en su posicin final, se valuar conforme a lo indicado en laNorma NPRYCAR601003, Cargas y Acciones.

En la etapa de construccin se considerarn las cargas y acciones que se indican en laFraccin D.11. de este Manual. Adems, se tomarn en cuenta las aclaraciones y adicionescontenidas en los siguientes Incisos:

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E.2.1. Deficiencias en la colocacin de apoyos deslizantes provisionales

Solo se permitirn diferencias menores o iguales a 2 mm en las elevaciones de los apoyosprovisionales de deslizamiento. Si por accidente estas diferencias son mayores, serecalcularn los esfuerzos inducidos por ellas sobre la superestructura, tanto en direccinlongitudinal como transversal.

En la direccin longitudinal se revisarn los esfuerzos producidos por diferentes

configuraciones posibles de los niveles de los apoyos deslizantes. Se tomarn en cuentadiferencias de por lo menos 1 cm en las diferentes secciones en que la superestructura seapoya sobre un dispositivo deslizante. En la direccin transversal, en las zonas de apoyoprovisional, se calcularn las fuerzas cortantes, momentos torsionantes y momentosflexionantes producidos por errores de construccin en las elevaciones de esos apoyos.

E.2.2. Efectos locales

Cuando la superestructura se deslice sobre apoyos provisionales, el patn inferior de lasuperestructura se revisar por:

E.2.2.1. Esfuerzos longitudinales, tangentes y ortogonales que se producen durante el empuje.

E.2.2.2. Esfuerzos ortogonales y tangenciales, tanto longitudinales como transversales que se

producen por diferencias en elevaciones de los apoyos de deslizamiento.E.2.2.3. Esfuerzos producidos por el gradiente trmico.

E.2.2.4. Esfuerzos locales de compresin debidos a la reaccin en el apoyo.

E.2.2.5. Esfuerzos locales producidos por la friccin y la pendiente longitudinal de la superficiede empuje.

E.2.2.6. Esfuerzos producidos por la superestructura sobre los apoyos deslizantes, comoconsecuencia de la curvatura de la superestructura.

E.2.3. Efectos dinmicos producidos por el equipo de construccin

En el diseo de secciones del puente en voladizo, se considerar durante la construccin,

por efecto dinmico, un incremento de 10% del peso del equipo de construccin colocadosobre la porcin en voladizo.

E.2.4. Geometra y asentamiento

En el anlisis se tomarn en cuenta los efectos de posibles variaciones de las dimensionesgeomtricas de la superestructura, as como los efectos de posibles asentamientosdiferenciales entre las pilas provisionales y las definitivas.

En puentes con alineamiento horizontal circular, se tomarn en cuenta las fuerzashorizontales transversales que resistirn las pilas. Igualmente se considerarn los efectosde posibles errores en el trazo del puente en planta.

E.2.5. Fuerzas de gateo

En el diseo, particularmente de los diafragmas, se tomar en cuenta la accin de fuerzasverticales de gateo que permitan levantar la superestructura durante el empuje, parafacilitar esta operacin. Estas fuerzas generalmente son resistidas por diafragmastransversales.

Adems se considerar que al trmino del empujado, en todas las pilas definitivas selevantar la superestructura mediante gatos hidrulicos para sustituir los apoyosdeslizantes provisionales por apoyos definitivos.

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E.2.6. Fuerzas de friccin durante el empuje

Las pilas provisionales y definitivas se disearn para resistir las fuerzas de friccin quedurante el empuje genera la superestructura sobre los apoyos deslizantes provisionales.

Estas fuerzas dependen de los siguientes factores:

Alineamiento longitudinal de la superestructura

Direccin del empuje

Coeficiente de friccin de los apoyos deslizantes

Las variables listadas a continuacin se emplearn en el desarrollo de las expresiones queaparecen en los Prrafos de este Inciso:

= ngulo del eje longitudinal de la superestructura respecto a la horizontal, (grados)

= Angulo de friccin entre la superestructura y los apoyos deslizantes (determinadoexperimentalmente), (grados)

R = Accin total de la superestructura sobre la pila, (kN)

V = Componente vertical deR, (kN)

H = Componente horizontal deR, (kN)N = Componente normal deR, (kN)

F = Fuerza de friccin, (kN)

Adicionalmente se tiene Tanr= y Tan=

Haciendo referencia a la Figura 2 de este Manual, se consideran cuatro casos:

E.2.6.1. > , deslizamiento hacia arriba

El deslizamiento sobre los apoyos empieza cuando la inclinacin de la fuerza Rconrespecto a la vertical es:

+=

Por lo tanto:

( )+= TanVH

Para valores pequeos de y, de forma aproximada:

( )VrH +=

E.2.6.2. > , deslizamiento hacia abajo

El deslizamiento empieza cuando

=

-. La fuerza horizontal H acta en una

direccin opuesta a la del movimiento con un valor que se indica a continuacin.

( )= TanVH

Para valores pequeos de y;

( )VrH =

Como vara con las condiciones ambientales, especialmente con la limpieza de lasplacas, se recomienda que el equipo de lanzamiento y la pila se diseen para H = r V.

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El movimiento hacia abajo de la superestructura queda controlado por una fuerza derestriccin en el gato, que se calcula con la siguiente expresin:

( ) TanTanNF =

Para ypequeos:

( )= rNF

Por las mismas razones sealadas el valor seguro de Fes .Nr

E.2.6.3.

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Gatos para levantar el puente despus del empuje e instalar los apoyos permanentes

Guas laterales para prevenir el desplazamiento transversal durante el empuje

Gatos de ajuste para la correccin de los desplazamientos relativos entre pilas ysuperestructura

Los apoyos provisionales de deslizamiento se colocan excntricos respecto al eje de la pilapara balancear los movimientos producidos por la fuerza horizontal del empuje. En el caso

de pilas muy altas, los efectos de la fuerza horizontal pueden disminuirse si los gatos parael empuje de la superestructura se colocan directamente sobre la pila. Adicionalmente, losefectos de la fuerza horizontal pueden tomarse mediante cables que sujeten a la pilalateralmente y se anclen en el terreno. En tal caso, se revisan los efectos que sobre la pilatienen las tensiones generadas en dichos cables.

E.3. COMBINACIONES DE CARGAS

Para las condiciones definitivas de la estructura, se aplicarn las combinaciones de cargas quese indican en la Norma NPRYCAR601006, Combinaciones de Cargas. Para las condicionesde construccin se utilizarn las combinaciones de cargas de la Fraccin D.11. y para losefectos trmicos en estas combinaciones se calcularn como se indica en la Fraccin D.5. deeste Manual.

E.4. ANLISIS

En el anlisis de puentes empujados, sern aplicables las indicaciones generales sobre anlisisque se incluyen en la Norma NPRYCAR601001, Ejecucin de Proyectos de Nuevos Puentesy Estructuras Similares, as como las recomendaciones de la Fraccin D.4. de este Manual,referentes a la posibilidad del empleo de modelos tridimensionales en el anlisis.

E.4.1. Efectos de segundo orden

Los efectos de segundo orden debidos a los desplazamientos laterales y verticales que seproducen durante el empuje, se considerarn en el anlisis mediante un modelo aprobadopor la Secretara.

E.4.2. Propiedades geomtricas

Sern aplicables las recomendaciones para los anchos efectivos de las losas superior einferior de secciones cajn de concreto presforzado, que se indican en la Fraccin D.6. deeste Manual.

E.4.3. Anlisis transversal y longitudinal

En secciones cajn de concreto presforzado, la distribucin transversal de cargas seefectuar conforme a lo establecido en las Fracciones D.4. y D.8. de este Manual.

Se analizarn todas las secciones de la superestructura y la nariz de lanzamiento paradeterminar los elementos mecnicos que se producen en las etapas sucesivas de

construccin, incluyendo las cargas durante la construccin y las combinaciones que seindican en la Fraccin D.11. de este Manual. El anlisis longitudinal incluir los efectossecundarios producidos por el presfuerzo de continuidad, los efectos de variacin de latemperatura ambiental y del gradiente trmico, los efectos de las prdidas de presfuerzo ylos de redistribucin de momentos producidos por el flujo plstico.

E.5. DISEO

El diseo se puede efectuar conforme a lo establecido en las Normas aplicables de los Ttulos03. Diseo de Estructuras de Concreto y 04. Diseo de Estructuras de Acero, de la Parte 6.Proyecto de Puentes y Estructuras, del Libro PRY. Proyecto, del Tema CAR. Carreteras.

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E.5.1. Definicin de la trayectoria de los cables

El presfuerzo longitudinal, en puentes empujados de seccin cajn de concreto presfozado,consiste en dos familias de cables:

E.5.1.1. Cables de construccin, ubicados en la losa superior e inferior del cajn, de maneraque el presfuerzo total resulte axial y el esfuerzo causado por los cables sea uniformeen toda el rea de la seccin transversal. Estos cables son rectos y se unen mediante

acopladores en las juntas entre dovelas.

Los cables rectos tambin podrn anclarse en bloques adyacentes a las paredesinteriores del cajn.

As mismo, se podrn emplear cables curvos externos parcialmente que balancean alos cables curvos que se requieren para las condiciones finales de trabajo, de manerade tener presfuerzo axial durante la construccin. Los cables parcialmente externos seretiran al trmino del empuje.

E.5.1.2. Cables de continuidad, que se colocan al finalizar la operacin de empuje sobre laestructura en su posicin final para soportar conjuntamente, con los cables deconstruccin, los esfuerzos en la condicin final de operacin. La trayectoria de estos

cables es curva, pasando por el lecho inferior en los centros de los claros y en el lechosuperior en los ejes de las pilas.

Los cables de presfuerzo se distribuirn a todo el ancho de la losa superior e inferiorpara garantizar una distribucin uniforme del presfuerzo. Para los anclajes de loscables alojados en las losas, se disearn engrosamientos locales para resistir losesfuerzos de compresin concentrados en las placas de anclaje.

Debe preverse la necesidad de un incremento futuro del presfuerzo para lo cual seincluirn, tanto en la losa superior como en la inferior, ductos vacos en nmero delorden del 10% de los cables requeridos por el diseo.

E.5.2. Disposiciones generales de diseo

En los puentes empujados con superestructura de concreto presforzado, son aplicables lasdisposiciones generales de diseo por flexin longitudinal, cortante y flexin transversalque se indican en las Fracciones D.6., D.7. y D.8. de este Manual as como los detallesconstructivos sobre los ductos que aparecen en la Fraccin D.10. de este Manual.

E.6. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

E.6.1. Nariz de lanzamiento

La nariz de lanzamiento puede construirse con armaduras metlicas o trabes de acero.Generalmente est constituida por dovelas fabricadas en taller que se ensamblan en elsitio de construccin del puente.

Estarn provistas de trineos de realineamiento o de sistemas hidrulicos que les permitanrecuperar su deformacin elstica.

Los patines inferiores de la nariz se alinearn con la parte inferior de la superestructura. Latolerancia de nivelacin ser inferior a 1 mm.

La nariz se integrar a la superestructura con una conexin que permita el trabajo integralde ambos elementos. La conexin se disea de modo que su desmontaje sea fcil una vezterminado el empuje.

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La nariz tendr contravientos horizontales y diagonales as como placas atiesadorasverticales que aseguren su estabilidad durante el empuje.

E.6.2. Atirantamiento provisional

Se requiere verificar que los elementos de la superestructura en que se anclen los tirantes,tengan la resistencia suficiente para resistir las fuerzas de anclaje. Igualmente, se verificarla resistencia de las zonas de anclaje en los mstiles.

La magnitud de la tensin a aplicarse en los tirantes se define tomando en cuenta ladeflexin elstica de la punta de la nariz de lanzamiento, la deformacin de las pilas, laposicin de los apoyos y los cambios de dimensiones por temperatura en los cables y lasuperestructura.

La torre en que se anclan los tirantes se articula a la superestructura para transmitirexclusivamente fuerzas axiales. En su base ir provista de dispositivos hidrulicos quepermitan ajustar su posicin y los esfuerzos que transmiten a la superestructura durante elempuje.

E.6.3. Tcnicas de empujado

Se recomienda utilizar las siguientes tcnicas para el empuje de la superestructura:

E.6.3.1. Arrastre con cables

Con cables de presfuerzo se jala la superestructura desde la pila o estribo mscercano, utilizando cualquier dispositivo hidrulico o mecnico.

E.6.3.2. Arrastre con gatos

Se utilizan gatos hidrulicos y barras de acero o cables de presfuerzo anclados a lalosa inferior de la superestructura. Los gatos se apoyan contra la cara del estribo mscercano al patio de prefabricacin y desde ah se jalan las barras o cables. Tambines posible sujetar el gato a la parte posterior de la superestructura y empujar sta

jalando las barras previamente sujetas a ella y al estribo.

E.6.3.3. Empuje posterior

Un extremo de los pistones del gato hidrulico se sujeta a la superestructura en suparte posterior y el otro extremo al mismo gato. ste se monta sobre cremalleras orieles fijos a la plataforma de lanzamiento. En esta posicin se empuja lasuperestructura en una distancia igual al juego del pistn y despus de un ciclo deempuje el gato se mueve sobre la cremallera o el riel y se repite la operacin desujecin y empuje.

E.6.3.4. Levantamiento y empuje

Se utiliza un gato vertical acoplado a otros gatos horizontales. En una primera etapa elgato vertical levanta la superestructura y despus los horizontales la empujan. En lasegunda etapa una vez que se ha producido el arrastre del juego de pistoneshorizontales, el gato vertical desciende y los horizontales vuelven a su posicinoriginal.

La aplicacin de las tcnicas anteriores requiere estructuras adicionales tales como vigasde soporte y de cimentacin, cremalleras, armaduras o brazos de empuje, chasises ymordazas. Se requiere adems un dispositivo de seguridad que mantenga fija la estructuramientras no se realizan tareas de empuje, adems de dispositivos que permitan despegara la superestructura cuando sta se recargue excesivamente sobre las guas laterales.

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E.7. CONTROL GEOMTRICO

El diseo de puentes empujados incluye el clculo de las flechas en las diferentes etapas deconstruccin con el objeto de proporcionar a las dovelas las contraflechas adecuadas en laplanta de prefabricacin o de colado. Para superestructuras empujadas de concreto presforzadoson aplicables las indicaciones de la Fraccin D.12. de este Manual.

En la construccin, el control geomtrico o monitoreo incluye las operaciones que se describen

en los siguientes Incisos.

E.7.1. Desplazamientos verticales

Con equipo topogrfico de alta precisin se verifican los desplazamientos verticales en lapunta de la nariz de lanzamiento y en la unin de esta nariz con la superestructura.

E.7.2. Desplazamientos transversales

Se llevar un registro de los desplazamientos de las pilas en sentido perpendicular al ejedel puente para corregir las rotaciones que puedan producirse respecto a su eje.

E.7.3. Fuerzas en los gatos

Los gatos para el empuje y levantamiento de la superestructura sern calibradospreviamente. El registro de la fuerza con la que se inicia el desplazamiento permite verificarla friccin en los apoyos deslizantes provisionales y ajustar de ser necesario los clculosestructurales que se basan en ese parmetro. El registro de la fuerza del gato vertical conel que se recupera la flecha de la punta de la nariz permite comparar los valores tericoscontra los reales y determinar la necesidad de ajustar o no el proyecto estructural.

E.7.4. Instrumentacin de zonas crticas

Es recomendable colocar deformmetros en el sentido longitudinal y transversal del puente,en la zona inferior de la seccin transversal de la superestructura para monitorear sucomportamiento durante el empuje.

E.7.5. Desplazamientos de pilas

Se verificar que los desplazamientos longitudinales de los cabezales de las pilas, duranteel empujado, no excedan los valores calculados en el proyecto ejecutivo. Para la medicinde estos desplazamientos se marcarn puntos de referencia tanto en el cabezal como en labase del cuerpo de las pilas.

F. PUENTES ATIRANTADOS

F.1. CARACTERSTICAS GENERALES DE DISEO

F.1.1. Alineamiento

El alineamiento horizontal y vertical puede ser recto o curvo. Si es curvo, la curvatura semantendr constante en toda la longitud del puente.

F.1.2. Claros

Se recomienda aplicar este sistema estructural a puentes cuyo claro est comprendidoentre 150 y 1 000 m.

La disposicin de los claros es de 3 tipos bsicos:

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Dos claros, simtricos o asimtricos

Tres claros

Claros mltiples

F.1.3. Arreglo de tirantes

F.1.3.1. Los tirantes podrn colocarse en la siguiente forma:

En un solo plano

En dos planos verticales

En dos planos inclinados

F.1.3.2. En elevacin, los tirantes tomarn las siguientes configuraciones:

a) Radial

b) Arpa

c)

d) Estrella

e) Mixta

En la configuracin radial los cables se anclan en su parte superior en un solopunto del mstil y en la inferior en varias secciones a lo largo del tablero.

En la configuracin en arpa los cables son paralelos y se anclan en varios puntos aespaciamiento constante en el mstil y en el tablero.

Abanico

En la configuracin de abanico los cables se anclan en varios puntos del tablero ydel mstil y no son paralelos.

En la configuracin de estrella los cables se anclan en diversos puntos del mstil y

convergen en un solo punto del tablero.

En las configuraciones mixtas se combinan dos o ms de las configuracionesbsicas anteriores.

Las separaciones recomendables a lo largo del tablero son entre 5 y 25 m y entre 5 y 15 mpara estructuras metlicas y de concreto, respectivamente.

La eleccin de la forma de arreglo de los tirantes depende de la longitud del claro, el anchodel camino, la altura de los mstiles, aspectos econmicos que incluyen el costo de lostirantes y anclajes, as como consideraciones estticas.

F.1.4. Seccin transversal

La seccin transversal podr ser cerrada, tipo cajn o abierta, formada por vigas de acerode placas soldadas.

Las secciones cajn sern de acero o de concreto y estarn formadas por una o variasceldas.

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Las secciones abiertas contendrn piezas de puente o elementos transversales para elsoporte de cargas de la superestructura en los claros de las vigas longitudinales. En estassecciones las vigas de placas soldadas pueden ser sustituidas por armadura rigidizada.

La seccin transversal tendr un peralte constante en toda la longitud del puente ancuando el material y la forma pueden ser variables.

El material con que se construya la superestructura ser variable, de concreto en tramos

laterales de anclaje en porciones de un claro central adyacente a los pilones y de acero enla parte central de los claros principales.

La eleccin del tipo de superestructura depende de la configuracin adoptada para lostirantes, del procedimiento constructivo, de las dimensiones de los claros y de lalocalizacin del puente.

F.1.5. Mstiles

Los mstiles generalmente se construyen de concreto reforzado, aunque en algunos casosson de acero estructural.

En elevacin, la forma del mstil podr ser una columna en voladizo de seccin hueca

constante o variable con la altura. Si se utilizan dos columnas, la forma del mstil podr serla de A, la de Y invertida, la de diamante y la deltoidal o diamante modificado. Las doscolumnas tambin podrn quedar aisladas, sin unin por encima de la superestructura,trabajando en voladizo.

Con fines de prediseo, se supondr para los mstiles una altura igual a 1/5 del claromximo del puente.

F.1.6. Tirantes

Podrn usarse tirantes formados por torones paralelos o trenzados helicoidalmente, barraso alambres paralelos y cables formados por alambres.

Los tirantes pueden ser prefabricados o fabricados en el sitio del puente. En todo caso, lostirantes se proveern de un sistema de proteccin anticorrosiva y de un sistema deinspeccin. Ambos sistemas sern aprobados por la Secretara.

F.1.7. Anclajes de los tirantes

F.1.7.1. En los mstiles

Dependiendo del arreglo de los tirantes y de las dimensiones de la seccin transversaldel mstil, los tirantes se fijarn mediante anclajes externos traslapados o medianteanclajes internos sin traslape. Los anclajes sern individuales o de conjunto.

Cuando la magnitud de las componentes horizontales de las fuerzas inducidas en los

tirantes sea muy grande, se emplearn barras de presfuerzo o una estructura metlicainterior que permita la transmisin de esas componentes al mstil.

Tambin es posible utilizar tirantes que pasen a travs del mstil sobre una silletaahogada en el seno del mismo.

F.1.7.2. En la superestructura

Los anclajes de los mstiles al tablero se verificarn tanto para conocer su resistencialtima a carga monotnica como su comportamiento a fatiga, para un mnimo de2000000 de ciclos de carga.

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Los anclajes a la superestructura contarn con sistemas para su fcil inspeccin ypara el desmontaje del cable en caso necesario; as mismo, tendrn proteccionesanticorrosivas que puedan sustituirse con facilidad.

F.1.7.3. Materiales

El concreto en superestructuras de puentes atirantados tendr una resistencia mnimaa compresin a los 28 das de edad de 34,34 MPa (350 kg/cm2).

El acero de refuerzo ser redondo, corrugado, laminado en caliente, con esfuerzo defluencia igual o mayor a 412 MPa (4 200 kg/cm2).

El acero de presfuerzo preferentemente ser de baja relajacin, con esfuerzo deruptura de 1 864 MPa (19 000 kg/cm2).

F.2. DEFINICIONES DE CARGAS

Para el anlisis de puentes atirantados, se definirn las cargas de acuerdo con lo indicado en laNorma NPRYCAR601003, Cargas y Acciones, tomando en cuenta las aclaraciones yrecomendaciones complementarias que se incluyen en los siguientes Incisos:

F.2.1. Carga muerta

Tanto para la posicin final de la estructura como para las diferentes etapas deconstruccin, la carga muerta consiste en la masa de todos los elementos estructurales yde los elementos secundarios tales como banquetas, guarniciones, parapetos y carpetaasfltica. Se tomar en cuenta el peso propio de los tirantes en el que se incluya el de lostendones de acero, los ductos de recubrimiento y la lechada cuando exista. En las etapasde construccin, se considerar el peso de los equipos, materiales y personal que gravitensobre la calzada as como los efectos del retiro de apoyos provisionales para montaje.

F.2.2. Carga viva

Se incluyen como cargas vivas en la calzada y en las banquetas las indicadas en la Norma

NPRYCAR601003, Cargas y Acciones.

Las cargas vivas se colocarn en las posiciones que causen los mximos efectos para elelemento bajo diseo. Se revisar el comportamiento de la estructura para una carga vivacolocada en forma alternada a uno y otro lado del eje longitudinal del puente, a manera deun tablero de ajedrez, ya que esta condicin produce efectos mximos de torsin.

Las cargas vivas se incrementarn por efecto de impacto de acuerdo con lo indicado en laNorma NPRYCAR601003, Cargas y Acciones, para elementos del tablero y para lostirantes. El impacto no se incluir en el anlisis de mstiles y pilas.

F.2.3. Efectos trmicos

Los efectos trmicos se valan de acuerdo con lo indicado en la NormaNPRYCAR601003, Cargas y Acciones. En el caso de puentes atirantados construidospor dovela, son aplicables las indicaciones de la Fraccin D.5. de este Manual. Para elanlisis de la etapa de construccin, son aplicables las indicaciones de la Fraccin D.11.de este Manual.

Adicionalmente, se incluir el efecto de un diferencial de temperatura entre el tirante y elmstil por un lado y entre el tirante y el tablero por el otro. En el caso de tirantes en ductosde color blanco, este diferencial trmico es de 10 C y en el caso de ductos negros es de20 C.

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Los gradientes trmicos para estructuras de seccin cajn se considerarn de 10 C a todolo largo de la calzada y para estructuras de seccin abierta, losas sobre vigas, el diferencialser de 5 C independientemente de la variacin en el peralte.

F.2.4. Fuerzas en los mstiles

En el diseo de mstiles, aparte de las cargas y acciones generales mencionadas en losIncisos anteriores y en la Norma NPRYCAR601003, Cargas y Acciones, se

considerarn los siguientes efectos:

Las fuerzas transmitidas por los tirantes

El desequilibrio de fuerzas producido por la variacin de tensiones en los tirantes

Las fuerzas de compresin transmitidas por la superestructura

La excentricidad de las silletas

Los posibles desplomes del mstil

Los esfuerzos secundarios producidos por la excentricidad de las cargas verticales

Las curvaturas no previstas en la directriz del mstil

La estabilidad en el sentido longitudinal y transversal al eje del puente

La posible rotura de un tirante cuando el puente ya se encuentre en servicioF.2.5. Fuerzas en los anclajes

En el diseo de los anclajes, adems de considerar las fuerzas transmitidas por los tirantesdurante la construccin y operacin, se tomarn en cuenta las fuerzas inducidas por lasoperaciones de reemplazo de los tirantes; los efectos de fatiga ante cargas cclicas de losdiferentes componentes del anclaje (placas, cuas, tapas, entre otros), as como lasfuerzas transmitidas por dispositivos amortiguadores de las vibra

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