CURSO DE PUENTES 1

Ing. Juan Manuel Vinueza Moreno

Fecha: sep-12

CAPITULO 1: GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCION

Puente es una estructura, que permite salvar y dar continuidad a una vía ante un obstáculo.

La vía puede ser vehicular, peatonal, férrea, un acueducto, etc.

El obstáculo puede ser un río, una depresión del terreno, otra vía,etc.

Un puente está conformado por dos partes de tipo general: Infra y Superestructura.

Los estribos a más de ser el apoyo en los extremos del puente, contienen el relleno de los accesos.

1.2 CLASIFICACION Y TIPOS DE PUENTES.

A los puentes se los puede clasificar desde diversos puntos de vista así:

1.2.1 POR EL MATERIAL.

Puentes de hormigón armado.

Puentes de hormigón presforzado

Puentes de acero estructural

Puentes de madera

Puentes mixtos: acero - hormigón, madera - hormigón

1.2.2 POR EL TIPO DE SUPERESTRUCTURA EN LO RELATIVO A LA SECCION TRANSVERSAL

PUENTES LOSA

Losa maciza.

Es importante entoncesponer interés en este tipo de estructuraspor el servicio que va a prestar. Por tanto la seguridad deestas obras y su economía son factores que deben tenerse presentes.

Los puentes son obras de gran importancia para el desarrollo del país, pues ayudan a la producción, al comercio, son laintegración de los pueblos,etc.

La estructuración,el uso de materiales, para dar la seguridad y buscar la economíade la obra, son función de las luces, lamagnitud de las cargas, etc.

El puente debe ser una estructura estable. Esta debe perdurar en el tiempo, resistir esfuerzos. Estas condiciónes sinembargo no deben ser las únicas, pues la ingeniería no debe limitarse al estudio de la resistencia de los materiales. ycomo hemos dicho factores como economía, servicio y aún aspectos estéticos deben ser tomados en cuenta.

La superestructura,es la que recibe las cargas de servicio, cargas de acabados, y las transmite conjuntamentecon supeso propio a la infraestructura.

La elección del sitio de ubicación de los puentes se justificará mediante el análisis de alternativas, en los que seconsiderarán aspectos económicos, técnicos, sociales y ambientales, se deberán también incluir los costos demantenimiento e inspección

Al elegir la ubicación favorable para los puentes, se lo hará viendo que ésta se ajuste a las condiciones creadas por elobstáculo, facilite el diseño, construcción,mantenimientoy satisfaga los niveles de servicio y seguridad, con los menoresimpactos para la vía.

La infraestructura transmite a la fundación las cargas de la superestructuray las de su peso propio. Elementos de lainfraestructurason los estribos y pilas. Estribos son las estructurasubicadas en los extremos, esto es al inicio y fin de unpuente. Las pilas son los elementos intermedios, ubicados entre los estribos. Las pilas aparecen cuando se tiene dos omás tramos, vanos o luces.

Las pilas son los apoyos intermedios del puente y pueden estar sometidos a la acción de la fuerza de la corriente

2

Losa alivianada.

Losa nervada

PUENTES DE VIGAS SIMPLES

Vigas macizas

Vigas alivianadas

Vigas cajón o celulares (con celdas)

PUENTES DE VIGAS COMPUESTAS

Vigas de Hormigón Presforzado - Tablero H. Armado

Vigas de acero - Tablero de H. Armado

Vigas cajon - acero - H. Armado

1.2.3 POR EL TIPO DE SUPERESTRUCTURA LONGITUDINAL

Puentes isostáticos simples

Puente isostático con voladizos

Puentes con vigas Gerber: De inercia constante

De inercia variable.

Puente de vigas continuas: De inercia constante

De inercia variable.

Puente en pórtico (aporticados)

Puentes en arco De tablero superior

De tablero intermedio

De tablero inferior.

Puentes contrapesados.

Puentes atirantados

Puentes colgantes

1.2.4 POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO O DE MONTAJE

Puentes hormigonados o vaciados en sitio

Puentes premoldeados o prefabricados: ( En acero, Hormigón, etc.)

Puentes de volados sucesivos: De dovelas prefabricadas o fundidas en sitio.

1.2.5 POR SU GEOMETRIA EN PLANTA

Puentes rectos

Puentes curvos

Puentes esviajados o esviados

Puentes de ancho variable.

1.2.6 POR EL SERVICIO QUE PRESTAN

Peatonales

Vehiculares

Ferroviario

Mixtos

1.3 ELEMENTOS DE UN PUENTE.

Como habíamos visto un puente está constituído por dos partes principales: Super e infraestructura.

* En la superestructura, de acuerdo al tipo de puente, se tendrá los siguientes elementos:

Protecciones laterales:

Aceras Macizas, alivianadas.- ductos

Puentes de vigas lanzadas (izadas con grúas, teleféricos.- equipos de lanzamiento)

3

Postes

Barandales

Elementos para funcionamiento:

Calzada Circulación de vehículos

Capa de rodadura Sobre la calzada

Drenaje. Tubos de desague, pendientes a la sección..

Junta de dilatación Tipos: metálicas, neopreno, etc.

Apoyos Tipos: Fijo - móvil Neopreno - acero

Elementos estructurales

Tablero: Diversos tipos: madera, hormigón, acero

Vigas Madera, hormigón, acero.

Principales, secundarias

Longitudinales, transversales

Alma, patines platabandas, rigidizadores

Arriostramientos

Diafragmas

Cables

Péndolas

Cordones

Diagonales

Parantes

Conexiones: Aperandas, soldadas

*

Zapata

Cuerpo

Pantalla Frontal, superior, lateral

Cabezal

Torres Para puentes atirantados, colgantes

Columnas Para Estribos, pilas, torres

Vigas de arriostramiento.

Pilotes Hincados, prebarrenados

Caisson : Prescavados, tipo cajón.

Anclajes

Macizos

Trabas antisísmicas

Relleno

Drenaje

Muros de ala

Muros de gaviones

Escolleras de piedra

Bolsacretos

Encauzamiento

Articulación - Rodillos

Empotramiento

En la infraestructura,para pilas, estribos, y el puente en general, usaremos los siguientes términos para losdiferentes elementos:

Diferentes tipos: tubo, hormigón, perfiles acero, aluminio

Diferentes tipos: tubo, hormigón, perfiles acero, aluminio

Los requerimientos básicos serán: El tener conocimiento de la materia, experiencia y una gran dosis de sentido común que unidos a los difentes estudios de ingenieria que se requieren en un puente, darán como resultado un diseñoóptimo.

El Objetivo de estas consideraciones será que diseñador obtenga la estructura más económica y que ésta sea la quemás se adapte técnicamente al sitio de cruce, con el criterio de que la seguridad primaria será velar por la seguridadpública

CAPITULO 2: CONSIDERACIONES Y ESTUDIOS PARA PUENTES 4

2.1 TIPO DE ESTRUCTURA A ADOPTAR

El tipo de estructura que se adopte dependerá de lo siguiente:

2.1.1 CONSIDERACIONES FUNCIONALES.

a) Sobre el puente

b) Bajo el puente.

2.1.2 CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD

Algunos factores que deben tenerse en cuenta son:

Las cargas de diseño.

Cargas extraordinarias

Anchos necesarios, sobreanchos( puentes en curva), galibos.

Velocidad de diseño.

Superficie de rodamiento, peralte.

Alineaciones horizontal y vertical.- puentes rectos, curvos , niveles de rasante, visibilidad

2.1.3 CONSIDERACIONES SOBRE LA CONSTRUCCION

2.1.4 CONSIDERACIONES ECONOMICAS

Para el diseño, debe tenerse presente como el constructorva a desarrollar su trabajo, los métodos y equipos que puedautilizar, los materiales disponibles en la zona y el país (agregados, acero, cables,etc.), las técnicas conocidas, las víasdeacceso, las facilidades o dificultades topográficas o hidráulicas del sitio, etc. Estos factores permiten definir el tipo deinfra y superestructura.

En lo referente a la luz vertical o gálibo, cuanto debajo del puente se tiene otra vía, es necesario que desde la calzadahasta la parte inferior de la estructurase deje una alturano menor a 5,30 m. Si se contempla que la via inferior puede tenerrepavimentaciones, una altura adicional deberá ser considerada. Para pasos peatonales una mayor luz vertical esrequerida debido a que son estructuras menos resitentes al impacto

Estos factores deberán tenerse presentes para no producir accidentes dentro del puente, ni contra los elementos deseguridad (protecciones laterales), ni contra miembros estructurales de super e infraestructura. También debeconsiderarse la posibilidad de efectuar reparaciones futuras, por lo que se debe tener accesibilidad a los miembrosestructurales

Se deben considerar también factores regionales como disponibilidad de materiales, fabricación, ubicación, transporte ymontaje.

Debemos conocer el uso que se le va a dar a la estructura,es decir si va a ser un puente vehicular, ferroviario, peatonal.Esto nos define: las cargas, los anchos y gálibos necesarios, el tipo de tablero que se requiere.

Es necesario conocer si el puente en estudio cruza un río, una depresión profunda, otra carretera o vía férrea. Estodeterminará las luces, gálibos inferiores y el tipo de infra y superestructura.

Deberán tomarse en cuenta en las características funcionales otros factores como vida útil y futuras ampliaciones ,cambios del ancho del curso, cambios en la carretera, vías ferreas cruzadas por el puente. En cuanto a las ampliacionesestas deberán ser hechas en lo posible sin interrumpir el tráfico.

En el proyecto debemos tomar en consideración la seguridad vial o de tráfico, la seguridad estructural y la seguridad que debe haber en la etapa constructiva.

El tipo de estructuray el material que se va a utilizar debe selecionarse de acuerdo al costo, incluyendolos gastos futurosde servicio proyectados para el puente.

Se deberán entonces reducir los riesgos para que los vehículosno se descarrilen, se deben proveer barandas en losbordes donde sean necesarios y si es requerido por el propietario se puede colocar barreras en las aceras.

La ubicación, alineación y tipo de estructurase debe seleccionar de tal manera que se satisfagan los requisitos de tráficosobre el puente y debajo del mismo.

5

El costo es un factor importante en el tipo de diseño y deberá contemplar:

Costo inicial

Costo de mantenimiento o reparaciones.

2.1.5 CONSIDERACIONES ESTETICAS

Algunas consideraciones en este aspecto son:

Simplicidad de formas.

Continuidad de líneas

Sensación de seguridad

Evitar estructuras complejas

Usar estructuras simples

Proporción de luces y alturas.

- Alineación horizontal y vertical y ubicación en relación con el ambiente.

- Tipo de superestructura: si es arco viga cajón, colgante, etc.

- Ubicación de pilas

- Ubicación y geometría de estribos

- Geometría de la superestructura

- Geometría de las pilas

- Detalles de parapetos, barandas.

- Texturas y colores de superficies

- Ornamentación

Evitar cambios bruscos en la geometría de los elementos y el tipo estructural. Se debehacer transiciones esteticamete suaves entre un tipo y otros.

No siempre el costo mínimo define el tipo de estructura, los demás factores pueden hacer modificar esta opción, porejemplo, la estética, la funcionalidad. En nuestro país, sin embargo, deberemos ver cuanto más vamos a pagar por loestético.

Los puentes deben ser un complemento de sus alrededores, debe tener armonía con el entorno o con otras estructurasexistentes, tener formas elegantes y presentar un aspecto de resistencia. Esto es más importante en puentes urbanos.

Fondos planos, curvas suaves , pocos elementos estructurales, evitar adornos uornamentos extraordinarios y no estructurales

En los costos del proyecto deben estar incluídoslos accesos y las obras de defensa por erosión de las aguas, choques deembarcaciones o defensas contra accidentes de tránsito.

El uso de diferentes tipos de materiales influye en los costos, pero el uso de estos más depende de las técnicasconstructivas, solicitaciones y esfuerzos.

Si los elementos principales son los de mayor tamaño y son los que saltan a la vista, son éstos los quedeterminan la aprariencia del puente, por lo que los diseñadores deben intentar lograr una buenaapariencia en los diferentes componentes del purente en el siguiente orden de importancia:

Se ha propuesto algunos procedimientos para integrar el concepto estético dentro del proceso de diseño:

Se deberían estudiar diseños alternativos,sin pilas o con pocas pilas, los mismos que deben refinarse enel diseño preliminar.

Los costos de las alternativas estructurales se deben basar en consideraciones a largo plazo, incluendo costos deinspección, mantenimiento y repararación y/o reemplazo

Siempre que sea posible se debe evitar usar el puente como apoyo de sitemas de señalización eiluminación.

Las formas de las pilas deben ser consistentes con la superestructura en cuanto a forma y detalles

6

2.1.6 CONSIDERACIONES DE FUTURAS AMPLIACIONES

Deberá tomarse en cuenta la posibilidad de ampliaciones en los dos sentidos:

Incremento de ancho del tablero

Aumento en la luz total

Las vigas exteriores no deberán tener menor capacidad que las vigas exteriores.

En general toda ampliación presenta dificultades.

2.2 ESTUDIOS PARA PUENTES

2.2.1 ESTUDIO TOPOGRAFICO - VIAL

Estas características de la vía, definen la geometría de la sección transversal que un puente debe tener.

Se deberá dejar establecidas, con mojones o puntos inamovibles, las referencias necesarias para en el futuro poderreplantear el proyecto. Estas referencias deberán tener, abscisas, ángulos, distancias, etc., que permitan la ubicaciónposterior de un punto del trazado, y éste el replanteo de la infraestructura del puente.

Para el caso de caminos vecinales, si la vía ya existe, y el cruce prácticamente está definido, será necesario igualmentehacer el levantamientotopográfico de este sitio de cruce, en general y después ampliar la parte que se requiere para laubicación del puente. Para este levantamiento se debe determinar el eje, ya que en algunos sitios es necesariodesplazarlo del cruce actual por razones de mejorar el trazado, o por estar mal ubicados en razón de las crecientes yprincipalmente, cuando se pueda, por mantener el tráfico durante la construccióndel puentedefinitivo, sin afectar al pasoprovisional existente.

La topografía deberá determinar también los niveles de máxima y mínima creciente que se presentan, según lasobservaciones en sitio y haciendo constar estos en los planos del levantamiento.

Con el plano del levantamientotopográfico, se tiene una idea aproximada de la luzdel puente.La luzdefinitiva se basaráen los otros estudios. Esta luzpreliminar sirve de base para la ubicación del sitio de perforaciones o de investigación,quese harán en el estudio de suelos.

Es importante que el estudio de suelos se lo haga durante el tiempo que está allí el equipo de topografía, para podertomar su ubicación exacta y nivelar el inicio de las perforaciones, para luego poder detallar la estratigrafía del suelo conreferencia a las cotas reales del terreno.

Dentro de todo el Estudio Topográfico y su posterior Trazado Vial, en los sitios en que no es suficiente la colocación dealcantarillas,y se ha determinado la necesidad de ubicar un puente, se hace un levantamiento del sitio de cruce, en unatopografía de detalle, en que se pueda ver el recorrido que hace el río para proteger sus márgenes, encauzarloy verificarque no pueda poner el riesgo la estructuraa colocarse. Generalmentese presenta esta topografía a escala 1: 500, condistancias antes y después del sitio de cruce, así como aguas arriba y abajo del mismo de aproximadamente 100 m o loque se considere necesario.

De la misma topografía anterior se hace una ampliación a escala 1:100 ó 1:200, del sitio de cruce, tanto en planta comoelevación,con una distancia razonable antes y después de la probable luzdel puente, así como aguas arriba y abajo. Losperfiles deben estar empatados con el abscisado que se tiene en planta. Generalmente de debe obtener en campo yponer en el plano tres perfiles, uno en el eje de la víay los otros dos a uno y otro lado, a una distancia del eje de vía, deal menos la mitad de la sección transversal.Estos dos perfiles adicionales permiten ver, en elevación, la ubicación de lacimentación del puente,en sus dos extremos,verificando que la zapata no quede en el aire y esté debidamente protegidade las crecientes.

Cuando se deba hacer un incremento de luz deberá tomarse en cuenta el tipo de estructura existente y sus soportes

Si se prevee futuras ampliacionres, los soportes (estribos), deberán contemplar esta condición.

Generalmenteel estudio Topográfico es parte del Trazado Vial del proyecto para cualquier carretera, en el que se definenlos sitios de los cruces de la víasobre los accidentes topográficos que se presentenen el avance del proyecto. El sitio decruce y la rasante de un puente son parte del enlace que debe tener éste con los accesos al mismo. En algunoscasos,en el Trazado Vial se requiere ubicar unpuenteen curva,con pendientes transversalesa un solo lado, así como también elpuente puede tener cierta pendiente longitudinal, porque así se requiere e el trazado, de acuerdo a las característicastopográficas que se presentan, según su importancia y clasificación de las vías en primero, segundo orden o caminosvecinales o acorde con la magnitud de tráfico que se espera tener.

7

2.2.2 ESTUDIOS HIDROLOGICOS E HIDRAULICOS.

Es importante que se realice este estudio mediante la recopilación de datos de campo en lo referente a las máximascrecientes, análisis de la cuenca en áreas de aportación, vegetación de la zona, afluentes, materiales de arrastre,ubicación del sitio de cruce, para ver si se requiere obras de defensa o encauzamientodel río. Debemos obtener datos deprecipitaciones que puede encontrarseen el INHAMI,o de cualquierotra instituciónque tenga estos datos, para el sector,etc. El uso de las cartas del IGM ayudan a tener idea de las cuencas, los aportes que recibe el río de los afluentes, etc.

Si se tiene antecedentes históricos sobre el comportamiento del curso de agua, sobre inundaciones pasadas,socavaciones observadas, erosión de taludes y daños estructurales causados a otras estructuras.

Dentro de los estudios hidrólogicos, el alcance de estos depende de la clasificación de la carretera y los riesgos deinundaciónen el sitio de emplazamiento. Dentro de estos estudios se debe evaluar los riesgos y manejo de las zonas deinundación,determinar los posibles daños causadois por una inundación catastrófica. Se debe también investigar si lasfundaciones del puente son las adecuadas para resitir la socavación, al igual que debe establecerse condicionesambientales.

En el análisis hidráulico de debe investigar la estabilidad del curso de agua y el impacto de la construccióndel puenteenel mismo, si el curso de agua se está degradando, agrandando o está en equilibrio. También debe investigarse la influeniade un curso tributario cercano a la ubicación de la estructura, en cuanto a velocidades, flujos movimientos verticales ylaterales y el efecto sobre el diseño hidráulico el puente.

Se debe hacer una estimación de la rugosidad, para el curso de agua y sus zonas de inundación, se debe muestrear elmaterial del lecho, para determinar las características de la socavación, si es del caso puede hacerse perforaciones eb elcauce.

También debe analizarse las aguas altas, esto es reservorios o cuencas de retención,estructurasde retención de aguas(presas)

Cuando sea necesario que la ubicación del cruce requiera que el puente tenga un esviajamiento, éste deberá no serexagerado a fin de no complicar el cálculo y la construcción.

En la evaluación de las estructuras de diseño, se debe tomar en cuenta la estabilidad del curso, remanso, caudales,velocidades del flujo, potencial de socavación, riesgo de inundación, etc.

El estudio deberá ser realizado por un ingeniero con los suficientes conocimientos para adoptar juicios prácticos respectoal alcance de los estudios. Para el diseño de las fundaciones de un puente es necesario un equipo interdisciplinariocompuesto por ingenieros estructurales hidráulicos y geotécnicos.

Dentro del Trazado Vial debe evitarse las complicaciones en el sitio de cruce. En lo posible se procurará pasar en formaperpendicular al cauce del río, vía, etc. De no ser así se procurará que el trazado en el sitio en que se va a ubicar elpuente, responda a una ecuación ( curva circular) a fin de poder detallar geométricamente el proyecto.

Cuando el cruce de la vía va ser realizado sobre un curso de agua, se deben ejecutar los estudios hidrólogicos ehidráulicos, evaluando diferentes ubicaciones, con un grado de detalle con la importancia del puente y los riesgos quepuede tener la estructura.

Para las características geométricas de una carretera, generalmente se han hecho estudios previos de factibilidad ytráfico. Estos determinan el número de vías, los anchos necesarios y la clasificación del tipo de vía que se requiere. ElMOP tiene establecido diferentes tipos de vía de acuerdo a la zona en que se va ejecutar el proyecto.

En los levantamientos que se hace del sitio de cruce se debe establecer zonas de inundación aguas arriba y abajo.

Se debe tomar en cuanta si el curso es recto, en curva, forma meandros, verificando la necesidad de dispositivos decontrol para proteger al puente

8

Algunas recomendaciones para reducir la vulnerabilidad del puente frente a la socavación son:

Ubicar los estribos lejos de los taludes del cauce

Ubicar las fundaciones a una profundidad apropiada

Se debe investigar la estabilidad de los estribos en zonas turbulentas.

Emplear obras de corrección del cauce como espigones, presas que permitan reducir las turbulenciasyfuerzas que actúan en la infraestructura del puente.

En todo caso el costo de construir un puente que sea menos vulnerable a los daños provocados por la socavación,siempre será menos que el que causa la falla del puente.

Es conveniente limitar el número de pilas dentro del puente y alinearlas en la dirección del flujo

Debe indicar la posibilidad de poner pilas en el cauce, en base a estudios de socavación con la ubicaciónde dicha pila. Este resultado define el tipo de estructura y material a usarse.

Recomendar el gálibo necesario a dejarse entre el nivel de máxima creciente y la parte inferior de la vigasde la estructura, en base al material que arrastra el río, si es navegable, etc.

Deberá dar el perfil de socavación que presentará el cauce, en el sitio del puente en un determinadonúmero de años, basándose en el estudio de suelos y la topografía del sitio.

Usar dispositivos que permitan detener el arraste de materiales antes que llegue al puente.

Indicará las obras de defensa que se requieran hacer en el sitio a fin de evitar socavaciones o desbordesque pongan en riesgo a la estructura, o si es necesario hacer un encauzamiento para que quededeterminado el recorrido de las aguas y no sea tan divagante, cambiando el curso de uno a otro lado. Estoúltimo se hará solo si se requiere.

Fijar las cotas de la superestructura tan alto como sea posible de acuerdo a las condiciones del sitio yoptar por estructuras aerodinámicas para disminuir el área sujeta a cargas hidráulicas.

Utilizar diseños de tramos continuos, anclar las superestructuras a las infraestructuras

Presentará uncuadro de los parámetros hidráulicos que utilizóen el cálculo, a fin de que se incluyanen losplanos como referencia para cualquier modificación que se quiera hacer en el futuro.

La luz del puente que se requiere para este sitio, basándose en el área hidráulica, caudal y velocidad quese presentan.

Con los datos que se obtenga, a más del estudio de suelos para ver el tipo de material que se tiene en el cauce, el tipode vegetación observado en sitio, etc., el ingeniero hidráulico, hará la evaluacióncorrespondiente y presentará su informeen el que debe constar entre otras cosas lo siguiente:

Las fundaciones deben estar basadas en aspectos estructurales,hidráulicos y geotécnicos, los mismos que deben sercoordinados antes de la aprobación del proyecto.

Indicará los volúmenesde obra desde el punto de vista hidráulico que se requienen en el proyecto. Estosse refieren a las protecciones como gaviones, escolleras, encauzamiento y si es necesario elderrocamiento de alguna estructura existente que esta perjudicando el comportamiento natural del río.

9

2.2.3 ESTUDIOS GEOTECNICOS

De lo mencionado anteriormente,se desprende que unestudio de suelos no es similar en todos los sitios, pudiendo variarde unestribo a otro para el mismo puente.Los costos de unestudio de suelos depende de la profundidad de perforacióny del equipo a usarse.

Tipo de cimentación, esto es si puede hacer una cimentación directa superficial, o se requiere hacercimentación profunda, mediante pilotes o caisson. Es importante anotar que cuando se realicenperforaciones, se debe ir chequeando la calidad del suelo, mediante el númerode golpes, y si no se tienebuenas condiciones de los diferentes estratos, la perforación debe continuar hasta tener buenascaracterísticas de suelo para cimentación.

La estratigrafia, datos de capacidades y recomendaciones que consten en este informe, deben colocarse en el plano deimplantación del puente a fin de que sirvan de referencia para la etapa constructiva,en la que se verificará la estratigrafíaen el proceso de excavación, comparando con los resultados del estudio. En caso de discrepancias deberá solicitarseconfirmaciones de cotas de cimentación, capacidad portante, para proceder a un rediseño de la infraestructura.

El siguiente dato que debe tener las recomendaciones es el de las cotas de cimentación, tanto para unacimentación directa, o las cotas de desplante de pilotes o caisson, si es el caso de cimentación profunda

Igualmentedeberá darse los parámetros de capacidad portante del suelo, en kg/cm2 ó t/m2, para el casode cimentación directa, o la capacidad en toneladas (t) para el caso de pilotes. Adicionalmente deberáindicarse el diámetro del pilote y su forma de construcción, que puede ser prebarrenado, hincado oprescavado.

De ser necesario se recomendará el mejoramiento del suelo, grado de compactación, espesor del mismo,características del material a compactarse

El criterio anterior es importante para que los estudios sean garantizados, es decir su pago debe hacerse por rubro deperforación en metros de trabajo realizado, o por el método que se utilice, si no ha sido factible la penetración estándar.

Con los resultados obtenidos, se procede a la elaboración del informe, detallando los trabajos ejecutados, los parámetrosresultantes y las recomendaciones para el diseño de la cimentación. Se añadirá la estratigrafía del suelo, indicando elnivel freático.

El estudio de suelos, en su informe deberá contener también las fuentes de materiales que se recomienda utilizar en laconstrucción del puente, su ubicación, calidad y cantidad, vías de acceso para el transporte.

De acuerdo a las característicasque a simple vista se observen en el sitio, y según las condiciones de la vía que permitanla entrada de los equipos, se hará el tipo de estudio, en lo posible mediante la penetración estándar (SPT), excavacionesa cielo abierto, o si es del caso mediante ensayos geofísicos, de refracción sísmica, resistividad eléctrica, etc. En campose tomarán las muestras necesarias que se llevarán al laboratorio, para que se realicen los ensayos pertinentes.

Las recomendaciones que se den para el diseño de la cimentación, deben contener los siguiente:

En la abscisa aproximada que señale el ingeniero estructural,basándose en el Estudio Topográfico, deberá investigarselas condiciones del suelo, que va a ser el soporte de estribos y pilas que se requieran en el puente.

En la parte geológica, se requiere la recomendación del sitio más seguro para la estructura en previsión de riegosnaturalesque puedan afectar. Es necesario entoncesque se estudie y determine la formación geológica, la localización dezonas inestables, movimientosde las masas de suelo y rocas y se de las recomendaciones referentesa la seguridad en elproceso constructivo.

10

2.2.4 ESTUDIO ESTRUCTURAL

Las consideraciones básicas para realizar este diseño son:

2.2.4.1 CARACTERISTICAS GEOMETRICAS.-

El ancho mínimo para una vía, especificado por el código es de 3,65 m.

2.2.4.2 CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES

Según las alturas de los rellenos, se verá la necesidad de colocar muros de ala separados o monolíticoscon los estribos, a fin de garantizar la estabilidad de los rellenos que conforman la vía e impedir su erosiónpor la acción de las crecientes.

El tablero usualmentese diseña y construyeen hormigón armado. En pasarelas o puentes peatonales sesuele utilizar madera o acero.

Generalmentese usa el hormigón de resistencia a la compresión a los 28 días de f’c = 240 kg/cm2 y elacero de refuerzo con un límite de fluencia de 4200 kg/cm2. Tableros sobre vigas metálicas en accióncolaborante se recomienda sean de un hormigón al menos de f'c = 280 kg/cm2. Las vigas de hormigónpreesforzado utilizan hormigones de mayor resistencia, especialmente si pueden ser fundidos en fábrica.

Basándose en los estudios anteriores, se realiza el estudio estructural,en el que se define la solución técnica y económicamás conveniente para este sitio específico

Para cuando, el diseño de la cimentación se haga en base a pilotes, una vez que el ingeniero estructural, tenga lassolicitaciones en la cimentación,el ingeniero de suelos deberá obtener, en base a las características de soporte lateral delos diferentes estratos, el comportamiento de los pilotes ante los estados de carga que le entrega el ing. estructural.Sedebe obtener principalmente desplazamientos y momentos a lo largo del pilote. Con estos datos se diseña el pilotedesde el punto de vista estructural.

INFRAESTRUCTURA.- El tipo de infraestructurase define en base a la altura que tendrán los estribos ypilas, determinadas por la diferencia entre la cota o nivel de rasante dado en el Trazado Vial y los nivelesde cimentación establecidos en el Estudio de Suelos, el perfil de socavación, y las máximas crecientes. Larasante de la víacuando sea el caso se establece en base de la máxima creciente, el gálibo recomendadoy la altura de viga que se obtenga, o las características del trazado de la vía que a veces eleva la rasantecon fines de que los accesos no tengan fuertespendientes o para no hacer grandes movimientos de tierraen los sitios cercanos al puente.

Generalmentese usará vigas de hormigón armado, hasta luces aproximadas de 30.0 m. De esta luzhastalos 40.0 m., puede usarse el hormigón presforzado, siempre que se presenten facilidades de montajecongrúas o si el apuntalamientopuede ejecutarse en sitio, y si se tiene facilidad para realizar el tensado delos cables. Actualmentese están alcanzandomayores luces con el presforzado.De los 40.0 m en adelante,es conveniente técnica y económicamente el uso de las vigas metálicas. En luces menores se puederecomendar el uso de estos materiales por tener dificultades de encofrado, por ahorro de tiempo, alturas,etc.

De acuerdo a la altura del estribo, y sobre la base de la topografía, y distancia que se tenga desde elestribo al borde de la máxima creciente, el estribo podrá ser cerrado o abierto. Un estribo cerrado deberácontener todo el rellenoy estará sometido a su presión, mientras el abierto permite que el suelo pase entresus columnas, formando un talud delante del mismo estribo.

SUPERESTRUCTURA.-El ancho de la sección transversal está determinada en base del tráfico, el tipode vía.La luzdel puenteestá definida por el estudio hidráulico,por el estudio de suelos o por la topografíadel terreno, etc.

La infraestructura de un puente deberá hacerse necesariamente en hormigón armado, pero lassuperestructuraspodrán tener el hormigón presforzado y el acero estructural como alternativas para lasvigas. Es necesario aclarar que el uso de estos materiales no es indriscriminado, sino que debe hacerseuna evaluación técnica y económica para recomendar su uso.

11

2.2.4.3 ESPECIFICACIONES DE DISEÑO Y SOBRECARGAS

2.2.4.4 ESQUEMA ESTRUCTURAL

2.2.4.5 PLANOS ESTRUCTURALES

Actualmente se ha iniciado el uso o aplicación de las Especificaciones AASHTO LRFD, en que se utilizarla sobrecarga HL - 93

En el diseño de la infraestructura,de acuerdo al código AASHTO, se deberá realizar el análisis sísmicodel empuje de tierras, mediante el método de Mononobe – Okabe. Las especificaciones para el diseñosísmico de puentes el código AASHTO, lo presenta en la DIVISIONI A, y se requiere adicionalmente de laclasificación en zonas sismicas, para el uso de los coeficientes de aceleración, los mismos que podemosencontrar en el Código Ecuatoriano de la Construcción.

Los resultados del cálculo y diseño estructural de infra y superestructura deberán ser presentados enplanos en los que deben constar las características geométricas, el armado de las diferentes secciones,detalles, planillas de hierros, resumen de materiales, especificaciones, proceso constructivo,etc. Todo deuna manera clara.

El número de planos que se presenten serán los necesarios para que consten todos los componentesdela estructura. Adicionalmente se presenta un plano de implantación del puente, en planta y elevación,indicando las abscisas de inicio y fin del mismo, referencias, datos hidráulicos y de suelos y el resumentotal de cantidades de obra que se requieren en el proyecto. Constarán las especificaciones, lascaracterísticas geométricas, niveles de rasante, cimentación, etc., es decir todo lo necesario para que sepueda proceder a la contratación de la obra para su construcción.

Los estribos deberán ser evaluados como estructurasde retención, debiendo verificarse su estabilidad yque los esfuerzos transmitidos al suelo no superen los admisibles que establece el estudio de suelos.

El acero estructural para vigas, por lo general se usa el acero ASTM A-588, con un límite de fluencia de3500 kg/cm2. Este acero tiene características anticorrosivas cuatro veces superior a las del acero A-36.

En el país no tenemos especificaciones propias para el diseño de puentes, por lo que el Ministerio deObras Públicas recurre a las Especificaciones AASHTO, para los diseños que son presentados en esainstitución. Las sobrecargas que se utilizarán en el cálculo serán el camión HS MOP, carga superior alcamión HS 20-44, y la carga equivalente de este último incrementada en un 25%.

Se deberá hallar las diferentes solicitaciones que se obtenga para los estados de carga en las estructuraA la carga viva deberá añadirse el factor de impacto que se presenta en estas cargas.

Por razonesde que pueden presentarse asentamientosy por la acción sísmica, generalmentese realiza elcálculo considerando las vigas y tablero como simplemente apoyadas, sobre los estribos o pilas,transmitiendo las cargas a través de los aparatos de apoyo, que son básicamente elastoméricos o apoyosde neopreno.

Se utilizará las combinaciones de carga que establece el código y en su diseño, para hormigón armado, susará la Teoría de Ultima Resistencia.

12

2.2.5 IMPACTOS AMBIENTALES

2.2.5.1 INTRODUCCION

2.2.5.2 OBJETIVOS

GENERAL

ESPECIFICOS

2.2.5.3 METODOLOGIA

Descripción del proyecto y definición de las áreas de influencia

Caracterización de aspectos físicos

Caracterización Biológica y Ecológica

Caracterización socioeconómica

Se completará el diagnóstico con investigación y verificación de campo. Para los inventarios biológicos yecológicos se utilizará la metodología de Evaluación Ecológica Rápida

Con base a la información de ingeniería básica a producir, (Planos, Diseños, Obras de Ingenieríay otros),se efectuará una descripción detallada de todos los procesos y procedimientos contemplados para laconstrucción de los puentes. Esta descripción permitirá al mismo tiempo, de acuerdo al alcance de lasobras de construccióny posterior operación del proyecto, definir las áreas de influenciadirecta e indirectadel mismo.

Determinar la línea – base ambiental de la zona definida para el proyecto y sus zonas de influencia.

La información secundaria se obtendrá de la amplia bibliografía publicada y datos disponibles en el Centrode Datos de la Biodiversidad del Ecuador (CIBE), del Ministerio del Ambiente

Desarrollar un Plan de Mitigación Ambiental y determinar las instituciones responsables para su ejecuciónen las etapas de construcción y funcionamiento de la obra

Para la caracterización climática, se obtendrá la información disponible en el INHAMIu otras fuentes deinformación. La caracterización de suelos y los usos se realizará con base a información publicada por elIGM. La cartografía básica necesaria se derivará de la cartografía existente para el proyecto en lacompañía consultora.

La evaluación ambiental forma parte del análisis de factibilidad de un proyecto. Este análisis determinarála interrelación Proyecto - Ambiente, tomando en cuenta la capacidad de afectación del proyecto hacia loselementos ambientales, y a su vez, el potencial de respuesta del medio hacia el proyecto.

Ejecutar los estudios de identificación, evaluación y mitigación de los potenciales impactos ambientalesdel proyecto de diseño de los puentes, a fin de optimizar su planificación y minimizar cualquier afectaciónambiental.

Definir las medidas para prevenir, controlar o mitigar los impactos negativos que causará el proyecto en lafases de construcción y operación.

Se pretende que la evaluación ambiental consiga que la ejecución del proyecto cause el menor impactonegativo, el menor deterioro sobre cada uno de los elementos ambientales involucrados.

Realizar el análisis ambiental que permita identificar y cuantificar los impactos negativos y positivos quepuedan ocurrir en el medio, como consecuencia de la implementación del proyecto.

Evidentemente, al evaluar ambientalmente el proyecto, se considera también los efectos positivos quepueda aportar éste hacia el medio. El balance de los efectos negativos irreversibles, de los efectosnegativos con probabilidades de ser mitigados y corregidos al frente de los efectos positivos, darán lapauta de idoneidad del proyecto.

13

Marco Legal Ambiental

Identificación de Impactos Ambientales

Evaluación de Impactos Ambientales

Para la obtención de la información socioeconómica, se acudirá a las instituciones provinciales, cantonaley parroquiales (Municipio, Juntas parroquiales, otros) y al Instituto Nacional de Estadísticas y Censos(INEC). Se realizan entrevistas y consultas a los pobladores locales e informantes calificados. Se utilizanguías de entrevista dirigidas con base a la metodología de Sondeo Rural Participativo.

Para la identificación de las interacciones ambientales causadas por las actividades y procedimientosconstructivossobre el conjuntode factores y recursos ambientales (físicos,bióticos y socioeconómicos), seutilizará una matriz de doble entrada, donde por cruzamiento de variables se identifica la interacciónambiental

Se efectuará una revisión, descripción y alcance de las principales figuras legales de alcance tanto local,regional y nacional, vigente en la actualidad en el país y que tengan relación con la ejecución del proyecto.

La Calificación de los impactos se realizará a través de parámetros Cualitativos y Cuantitativos, quepermiten luego calcular la Magnitud e Importancia de cada uno de ellos, tanto a nivel del elemento afectacomo de la actividad que genera la afectación.