PUENTES RETICULADOS

7/25/2019 PUENTES RETICULADOS

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UNIVERSIDAD

ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

INTEGRANTES:

1. RODOLFO QUISPE TICONA2. EDSON3. CHAYA

CURSO:

PUENTES Y OBRAS DE

ARTE


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OBJETIVO Y FUNCIN DE UN PUENTE

Un puente debe proporcionar un servicio (que puede ser el trfico de unacarretera o va frrea, un paso peatonal, servicios pblicos, etc.) sobre unobstculo (que puede ser otra carretera o lnea frrea, un ro, un valle,etc.) y transferir las cargas del servicio a los cimientos a nivel del suelo.

Las consideraciones funcionales queejercen una mayor influencia en laeleccin conceptual son:

Los requisitos de espacio libre(tanto vertical comohorizontalmente) y la necesidadde evitar impactos.

El tipo y magnitud de la cargaque se va a soportar.

La topografa y geologa de la

obra


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Es necesario recordar quelos valores diseados debentener en cuenta las flechasque se producen debido acualquier carga que puedaocurrir en la estructura del

puente.


Requisitos de espacio libreTodos los puentes deben disearse para garantizar, en la medida

de lo posible, que no reciban el impacto de los vehculos, buques o

trenes que puedan pasar por debajo. Este requisito se cumple

normalmente especificando unos espacios libres mnimos.


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Las autoridades ferroviarias establecen normas estrictas para elespacio libre vertical y lateral sobre los ferrocarriles, normas que

deben cumplirse.

Las autoridades de navegacin especifican espacios libres sobre losros, para tener en cuenta no slo la altura de los mstiles y laanchura de los barcos que pasan bajo el puente, sino tambin losrequisitos particulares de las pilas en la va fluvial (o en una planicie

de inundacin) para evitar una excesiva velocidad de caudal y lasocavacin de las orillas del ro.


Al considerar el espacio libre

vertical, un proyectista debe

tener en cuenta los problemas de

su consecucin. La pendiente delacceso del puente de carretera

normalmente no debe

sobrepasar un 4%

aproximadamente y un puente

de ferrocarril mucho menos.


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Cargas

El tipo y la magnitud de la carga estn relacionados de forma significativa

con la forma de un puente. Por razones obvias, un puente de autova requiere un tablero sobre el quepueda circular el trfico y (a menos que el tramo sea tan corto que unasimple losa sea suficiente para extenderse entre los estribos) el tablero debeser lo bastante fuerte como para distribuir la carga a las vigas principales.


Las cargas de las vas frreas son ms

deterministas, puesto que las cargas de los

trenes ms pesados se conocen

razonablemente bien. No obstante,

muchos reglamentos sobre cargas de vas

frreas requieren un clculo explcito del

efecto del impacto. Adems, las fuerzas que surgen del

frenado o la aceleracin de los vehculos,

los efectos centrfugos sobre los puentes

curvos, los efectos de la temperatura y el

viento deben tenerse en cuenta cuandosean relevantes.


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La Topografa y Geologa de la Obra

Algunas veces, este aspecto determina por s solo la formaestructural.

La topografa general de la obra determinar probablemente el

trazado de la carretera o va frrea.

Algunas veces la topografa por s sola indicar una solucin en

particular; el caso clsico es un can profundo y de lados rocosos, quees perfectamente apropiado para un puente en arco fijo



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ESTUDIOS BSICOS DE INGENIERA

Conjunto de estudios para obtener los datos necesarios para la

elaboracin de los anteproyectos y proyectos del puente. Los estudiosque pueden ser necesarios dependiendo de la magnitud y complejidadde la obra son:

Estudios Topogrficos

Estudios Hidrolgicos e Hidrulicos

Estudios Geolgicos y Geotcnicos

Estudios de Riesgo Ssmico

Estudio de Impacto Ambiental

Estudios de Trfico

Estudios complementarios

Estudios de trazos de va


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PUENTES RETICULADOS

Una estructura reticular o reticulada denominadas tambin vigas decelosa. (Tambin conocida como estructura de barras) est formada porun conjunto de barras interconectadas y entrecruzadas unidas por mediode nudos articulados o rgidos formando tringulos.

Los Puentes reticulados son

aquellos que se componen de

elementos conectados

(generalmente rectos) que

soportan esfuerzos de traccin,

compresin o ambos para la

accin de cargas dinmicas.Para propsitos de anlisis,

pueden considerarse uniones

articuladas para trabajar con

fuerzas axiales.


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El ahorro de material en comparacin

con una viga armada es evidente. Enuna viga de celosa, las almas sonfundamentalmente "aire", por lo tanto,menos peso y menos presin del viento.

Una viga de celosa puede ensamblarse

a partir de pequeas piezas de fcilmanejo y transporte y las uniones en laobra pueden atornillarse. Las vigas decelosa pueden presentar una ventajaparticular en aquellas regiones donde elacceso a la obra es difcil o el suministro

de mano de obra calificada es limitado.Las piezas en buen estado de un puentede celosa pueden reutilizarse fcilmentedespus de un accidente o de los efectosde una guerra.

PUENTES RETICULADOS


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Tipos principales de vigas de celosa


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P RTES DE UN

RETICUL DO

Lneas claras: Traccin

Lneas oscuras: Compresin

(en condiciones estticas)


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Las luces que cubren los reticulados van de pequeas a

medianas, pudiendo cubrir luces mayores a 150 m.


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Bajo ciertascombinaciones

especiales

(como

en el caso del

arco reticulado),

las luces pueden

ser mayores,

sobrepasando

los300 m.


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Procesos Constructivos

El montaje de laarmadura: con

maquinaria

especializada

con la cual se va

realizando la

construccin del

puente por

tramos.


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Prefabricado

por partes

Las piezas

prefabricadas

se

transportan al

lugar

y se conectan.


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Sistemas de Lanzamiento de Puentes

Reticulados

La topografa de la quebrada y el estado hidrolgico del ro determinafundamentalmente el sistema de montaje mas apropiado. Entre lossistemas de lanzamiento realizados en el Per se tiene los siguientes:

Usando nariz de lanzamiento

Por medio de apoyos intermedios

Por medio de cables

Lanzamiento y montaje utilizando falso puente colgante.


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Lanzamiento con Apoyos Intermedios

Consiste en hacer deslizar la estructura metlica completamente montada

en un lado del estribo, sobre unos rodillos y auxilindose con apoyos

intermedios ubicados en el cauce.


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Asimismo, debe

contarse con un rea

apropiada detrs del

estribo a fin de

efectuar el montajede la estructura y el

lanzamiento debe

efectuarse

preferentemente enpocas de estiaje.

Este sistema se usa cuando la topografa de la quebrada

permite construir en el cauce apoyos temporales.


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DIFERENTES TIPOS DE VIG S DE CELOS

Puentes de celosa para carreteras Generalmente, se elige la configuracin Warren, que se muestra en la figura

2. Cuando la longitud del espacio que se va a cruzar hace inevitable el uso deun puente de tramos mltiples, es ms barato y factible elevar el trazado dela carretera y construir otro tipo de puente que requiera un mayor cantobajo el tablero.

Por esta razn, los puentes de celosa para carreteras generalmente tienenslo un tramo (figura 3). Su aspecto se adapta muy bien desde el punto devista esttico para cruzar canales en paisajes llanos.

Los tramos estn, por lo general, entre 60 y 120 m, que es el rangoeconmico normal. El tramo ms largo era el del antiguo puente

Francia (figura 2f). Sin embargo, Fowler y Baker introdujeron una importanteinnovacin al adoptar secciones tubulares de acero como las principalespiezas comprimidas del puente Forth, que es muy conocido en todo elmundo por su grandiosidad. Los modernos puentes de celosa tambin

emplean perfiles tubulares para las piezas comprimidas. El arquitecto hngaro Virgil Nagy construy el muy esttico puente de vigas

de alma llena de celosa Ferenc Jozsef en Budapest sobre el Danubio en1892. El puente est sustentado por vigas de celosa tipo Pratt de cantovariable (figura 2e). El tramo central tiene una longitud de 175 m, con unaparte central isosttica de 47 m.


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En la mayora de los puentes, la viga Warren (con sus

modificaciones) es quizs el tipo usado con ms frecuencia debido a susencillez. Los actuales costes de mano de obra imponen un mnimo de

barras y uniones.

Puente de carretera de vigas de celosa


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Eleccin de configuracin de viga de celosa

para puentes de ferrocarril

La configuracin ms econmica de puente de celosa, especialmentepara puentes de ferrocarriles, es la viga de celosa colgante, en la quela carga no permanente se produce al nivel del cordn superior. Elcordn superior entonces ejerce la doble funcin de apoyo para la

carga no permanente (ya que las traviesas se asientan directamentesobre el cordn) y de pieza comprimida principal.

Para tramos ms cortos, las opciones son las configuraciones Warreny Pratt. En la viga Warren simple, las diagonales actanalternativamente a compresin y traccin, mientras que en la vigaPratt, todas las diagonales estn a traccin y los montantes adoptanla compresin.


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PRINCIPIOS GENER LES DEL DISEO

Intervalo de tramos

En tramos de 60 m a 120 m para carreteras y de 30 m a 150 m paraferrocarriles, los tramos simples pueden resultar rentables cuandoexisten condiciones favorables.

Los tramos grandes que utilizan vigas de celosa en voladizo hanalcanzado un tramo principal de 550 m. Las vigas de celosa tienen quecompetir con las vigas armadas en tramos ms cortos, con las vigas encajn en tramos medios y con los puentes atirantados en tramos mslargos.


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Relacin entre tramo y canto

El valor ptimo de esta relacin depende de la magnitud de la carga nopermanente que debe soportarse. Debera ser de alrededor de 10,siendo mayor para el trfico de carreteras que para el trfico de

ferrocarriles. Para una carga de dos rales la relacin puede descenderhasta aproximadamente 7,5. Siempre se debera hacer unacomprobacin del canto econmico de un puente determinado.

Geometra

Para tramos cortos y medios, generalmente se considerar rentable

utilizar cordones paralelos para no aumentar los costes de trabajo detaller y montaje. Sin embargo, para tramos continuos largos, a menudose requiere una mayor altura en las pilas,


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Calidad del acero

Se debe utilizar acero de calidad Fe 510 para las barras principales,usndose calidad Fe 430 o 360 nicamente para las barras quesoportan una carga insignificante, a menos que la viga de celosa

tenga que fabricarse en un pas donde no exista un suministrodisponible de mejor calidad. Para una viga de celosa diseadamediante el uso de acero de calidad Fe 510, la cantidad de acero decalidad Fe 430 o 360 usada sera normalmente de un 7% mayoraproximadamente. Para tramos muy largos, las calidades superioressern rentables, p. ej., el acero calmado y templado o el aceroprocesado termomecnicamente, con un lmite elstico de 500 - 600MPa, siempre que no predomine la fatiga.


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Elementos de los cordones comprimidos

Estas barras deben ser tan cortas como sea posible y se debe tener encuenta un arriostramiento adicional si es rentable.

Para vigas de celosa con tramos superiores a unos 100 m, los cordonesgeneralmente sern elementos cerrados en cajn, permitiendo asobtener un buen rendimiento del material desde los puntos de vistaeconmico y de conservacin.

Para tramos ms cortos, se pueden usar ocasionalmente perfileslaminados o perfiles laminados huecos.


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Elementos de cordn a traccin

Las barras traccionadas deben ser tan compactas como sea posible,pero los cantos tienen que ser lo bastante grandes como paraproporcionar un espacio adecuado a los tornillos en las posiciones delas cartelas. La anchura fuera del plano de la viga de celosa debe ser lamisma que la de los montantes y las diagonales, de forma que sepuedan suministrar cartelas de recubrimiento simple sin necesidad derelleno.

Elementos verticales y diagonales

Estas barras deben tener todas la misma anchura normal al plano de la

viga de celosa,para permitir que se adapten al ras de, o se acanalen dentro, delcordn superior (donde se utiliza la seccin en forma de omega) y quese adapten al ras del cordn inferior.


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Conservacin

Al igual que en cualquier diseo estructural, los problemas quepuede afrontar el equipo de mantenimiento deben valorarsecompletamente. Los problemas pueden ser numerosos, pero un

buen diseo evitar la mayora de las dificultades frecuentes.


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ARRIOSTRAMIENTO LATERAL

A menos que se proporcione un tablero ortotrpico o de hormign, elarriostramiento de los largueros, las jcenas de frenado y elarriostramiento lateral de los cordones son necesarios para transmitir

las cargas no permanentes longitudinales y las cargas del viento y/o losterremotos a las estructuras de apoyo y tambin para impedir elpandeo de los cordones comprimidos. Cuando se utiliza un tableromacizo, se debe tener en cuenta la interaccin entre el tablero y lasvigas de celosa.


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Uniones de vigas de celosa

En los nudos de una viga de celosa, donde las barras de alma estnconectadas a los cordones, existe un cambio de carga en el cordn querequiere un cambio en el rea de su seccin-transversal. El nudo es,por consiguiente, el punto en el que existe una unin en el cordn,adems de ser el punto de unin de las barras de alma.Las barras de alma estn conectadas a los cordones por medio dechapas de unin verticales. Generalmente, se atornillan a las almas

Uniones de los travesaos

Son bastante sencillas. Las 2 o 4 filas de tornillos en la placa delextremo de los travesaos se hacen de tal forma que se correspondancon las filas centrales equivalentes de tornillos de la cartela. Serequieren forros de chapas de relleno que tengan en cuenta ladiferencia de canto de las cartelas y los travesaos


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C RG S

Definicin y Clasificacin de Las Cargas

Las cargas se definen como todas las fuerzas que actan tanto sobrela superestructura como la infraestructura. Estas se subdividen en :

a) Permanentes

b) Variables

c) Excepcionales

a) Cargas Permanentes: Son aquellas que actan durante la vida tilde la estructura, sin mayor variacin.

a.1) Peso propio: Se consideran como cargas de peso propio lascargas de todos los elementos propios del conjunto estructural

portante. Ejemplos de pesos unitarios en la siguiente tabla.


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TABLA DE PESOS UNITARIOS POR MATERIAL

Materiales Kg/m3

Aluminio 2,800

Hierro 7,200

Asfalto 2,250

Madera fuerte 960Acero 7,850

Concreto Densidad Normal (f'c


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a.2) Peso muerto: Se considera como peso muerto a todas las cargas queactan en la estructura de manera permanente, pero no cumplen la funcin deelemento portante; por lo tanto, son las cargas de los elementos que ayudanen el cumplimiento de la funcin de la estructura en el servicio que presta.

Algunos ejemplos:

Peso del asfaltoPeso de las barandas

Peso de los postes

Peso de las veredas

Elementos Arquitectnicos

Peso del balasto

Peso de los durmientes

Peso de los rieles

a.3) Empuje de tierras: Para el caso de la infraestructura.


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b) Cargas Variables : Son aquel las que tienen variacinfrecuente y

significativa en relacin a su valor medio. Aqu se incluyen las sobrecargas

segn el uso, as como los efectos dinmicos, frenado, fuerza centrfuga yotros. Adems se incluyen en este grupo de cargas, las fuerzas aplicadas

durante la construccin, las fuerzas de empuje de agua, sub-presin, as

como sismo, viento y las ocasionadas por la variacin de temperatura.

c) Cargas Excepcionales.Son

aquellas acciones cuya probabilidad de ocurrencia es muy baja, pero en

determinadas condiciones deben ser consideradas por el proyectista, comopor ejemplo las debidas a colisiones, explosiones o incendios, o cargas

excepcionales.


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Ejemplos de cargas VariablesVariacin Trmica

Contraccin y creep del concreto

Empuje de la corriente (en caso de ros, o del mar)

Sub-presin (caso de estructuras sumergidas o semi-sumergidas)

Viento

Sismo

Impacto

Centrfuga (producidas por los vehculos en curva)Frenado (producida por los vehculos)

Sobrecargas de diseo


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Sobrecargas de diseo

En funcin del servicio que presta, la estructura debera pesar lo

menos posible y ser capaz de soportar ms carga adicional, estas

condiciones nos indican que tenemos un diseo adecuado, al contar

con una estructura liviana capaz de resistir grandes cargas de

La sobrecarga de diseo, para el caso de puentes en vas, est

regida por reglamentos establecidos bajo estudios realizados a lo

largo de muchos aos, en los cuales los elementos de hiptesis de

carga son camiones estndares y trenes de carga. En el caso de

puentes carreteros, se tienen cargas puntuales que varan en su

posicin longitudinal y/o transversal, segn sea el caso. En el Per,

recientemente contamos con un Manual de Diseo de Puentes,

basado fundamentalmente en el Reglamento Americano AASHTO y servicio.

su propuesta LRFD con la S/C HL-93.


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Criterios de Diseo

ASD ALLOWABLE STRESS DESIGN

LRFD LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN

En un estado simple ( ASD ) la seguridad en un diseo ingenieril

es asumido por la seccin transversal y los materiales que

suministran en exceso la demanda por la aplicacin de las

cargas.

Suministro = Demanda

dicho de otra de otra forma

Resistencia = Efectos de las cargas. (1)


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REG. AMERICANO - ESPECIF ICACIONES ESTANDAR

AASHTO: S/C HS-20 Y S/C HS-25


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Seccin Transversal

DIMENSIONES DE LLANTAS:

Posteriores Delanteras

- Ancho de Reparticin de Llanta (A) 0.50 m 0.25 m- Longitud de Reparticin de Llanta (B) 0.10 m 0.10 m

(A) El ancho de reparticin de llanta se considera en sentido transversal al

del sentido del trfico vehicular.

(B) La longitud de reparticin de llanta se considera en el sentido del

trfico vehicular.


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REGLAMENTO ASSHTO (STANDARD)Impacto

I = 50/(L + 125)

I = Fraccin del impacto (30% como mximo)

L = Longitud en pies de la porcin de la luz que est cargada

para

producir el mximo esfuerzo en un miembro.

La longitud deber ser considerada como sigue, en los

diferentes

casos:

Para piso de caminos carreteros, usar la longitud de la luz de

diseo.

Para miembros transversales, tales como vigas de piso, usar la

longitud de la luz centro a centro de los soportes.


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Para calcular los momentos de la carga de camin usar la

longitud de la luz, excepto para brazos en cantilever en

donde deber usarse la longitud desde el centro de

momentos al eje ms lejano del voladizo.Para corte, debido a cargas de camin, usar la longitud de

la porcin de luz cargada desde el punto en consideracin

hasta la reaccin ms alejada, excepto para brazos en

cantilever en donde deber usarse una fraccin delimpacto de 30%.

Para luces continuas, usar la longitud de la luz en

consideracin para momento positivo, y usar un promedio

de dos luces adyacentes cargadas para momento negativo.

Para alcantarillas con relleno de:

0 a 1- 0 inclusive, I = 30%

1-1a 2-0 inclusive, I = 20%

2- 1 a 2- 11 inclusive, I = 10 %


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Fuerza de Frenado

Igual al 5% de la carga viva en todas las lneas de trfico en

la misma direccin. El centro de gravedad de esta fuerza

longitudinal ser ubicado 1.83m. sobre el piso de la losa y

transmitida a la subestructura a travs de la superestructura.

Fuerza Centrfuga

Ser determinada como un porcentaje de la carga viva de

diseo sin impacto y en todas las lneas de trfico.

C = ( 6.68 S / R) = 0.79 S /RDonde:

S = velocidad de diseo en km/hora (millas/hora)

R = radio de la curva en metros (pies)

La fuerza centrfuga se aplica a 1.83m. Sobre la superficie derodadura

.


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Presin de Agua en movimiento

Para porciones de estructuras que estn sujetas a la fuerza del

agua, hielo y que deben ser diseadas para resistir estasfuerzas.

La presin de flujo de agua en pilares esta dado por:

P= 52.5 K V

Donde :

P = presin de agua (Kg/m)

V = velocidad del agua (m/seg)

K = constante de forma que tiene los siguientes valores:

1 3/8 para extremos de pilares cuadrados2/3 para extremos de pilares circulares

1/2 para extremos de pilares con ngulos


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COMBINACIONES DE CARGA (AASTHO STANDARD)

TABLA DE COEFICIENTE


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Consideraciones para diseo en

Cargas de Servicio

Los Esfuerzos Permisibles podrn incrementarse enporcentajes indicados en la columna 14 (ver tabla).

No se permite el incremento de Esfuerzos Unitarios para

miembros o conexiones cargados solamente con cargas de viento.

E= 1.00 Para todas las cargas verticales y laterales.


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E = 1.3 Para presin de tierra horizontal en muros y

0.5 para el chequeo de momentos positivos enprticos rgidos

E = 1.0 Para presin vertical de tierra.

Para Diseo en

Factores de Carga


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Para Diseo en

Factores de Carga


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Diseo de Cargas y Resistencia

Factoradas Load and Resistance Factor

Design (LRFD)

De la ecuacin (1) se tiene que cuando las condiciones de cargaalcanzan su lmite se presenta la falla.

Esto es una condicin referida como un estado lmite y se define

as:

Un estado lmite es una condicin en la que mas all de la cual

un componente estructural, tal como una fundacin u otro

elemento del puente deja de cumplir la funcin para la cual fue

diseado. El estado lmite de esfuerzos involucra el total o

parcial colapso de la estructura.

El LRFD fue introducido por el ACI en el cdigo de 1956, peroinicialmente no incluyo ningn factor en la resistencia y solo se

factoraron las cargas y el cdigo fue conocido como diseo de

cargas factoradas (LFD).


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COMBINACIONES DE CARGA AASTHO LRFD)


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nombre ASTORIA BRIDGE, COLUMBIA RIVER BRIDGE, ASTORIA-MEGLER BRIDGE fecha deconstruccin 1966 (SIGLO XX) personas involucradas en diseo y construccin WILLIAM A.BUGEE ubicacin RO COLUMBIA, ASTORIA, OREGON; MEGLER, WASHINGTON,EEUU tipologa PUENTE VIGA, PUENTE DE CELOSA estado EN USO


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nombre BIETSCHTALVIADUKTfecha de construccin 1913 (SIGLO XX) ubicacin RO BIETSCH, LTSCHBERG-SDRAMPEAL, RAROA, SUIZA tipologa PUENTEVIGA, PUENTE DE CELOSA, PUENTE PRTICO estado EN USO


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El Puente Hawthorne es un puente de

armadura de elevacin vertical que atraviesa

el ro Willamette en Portland, Oregn, y une

el bulevar Hawthorne y la calle Madison de

esa ciudad. Es el puente ms antiguo de

elevacin vertical en funcionamiento en los

Estados Unidos
https://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_Willamettehttps://es.wikipedia.org/wiki/Portlandhttps://es.wikipedia.org/wiki/Oreg%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Oreg%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Portlandhttps://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_Willamette


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Puente Commodo re Barry. Nueva Jersey,Estados Unidos.


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Puen te Stoney Creek. Beaver Valley,

Can ad.

Reticulado en arco


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For th B r idge - Escoc ia


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Puente Sidney - Aus t ral ia


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Puente De Dinosaur - Amsterdam


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Puente I-95, Phi ladelph ia, Pennsylvan ia


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Puent e Pacfic o Merid ional Del

Ferrocarr i l Tempe - Ar izona

(1912)


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Puente Reque

Chic layo


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Puente Huaytara

Ic a


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Shacsha - Huaraz


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Villa Rica


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PUENTES RETICULADOS

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