Este artículo analiza diferentes tipos de cargas en puentes. Es muy importante la correcta identificación de la carga a considerar durante el diseño y construcción.
Hay muy malas experiencias en todo el mundo que provocan el colapso de puentes o en las que posteriormente se han realizado modificaciones para hacerlos aptos para su uso. El Puente del Milenio en Londres es un ejemplo donde se requirieron cambios después de la construcción debido a problemas de vibración.
Primero, discutiremos brevemente los tipos de puentes antes de discutir los tipos de carga en los puentes.
- Puente de arco
- Puentes de suspensión
- Puentes de celosía
- Puentes de vigas
- puente voladizo
Y hay muchos otros tipos de puentes.
Analicemos los tipos de cargas en puentes.
Tipos de cargas en puentes
Se analizan en detalle los diferentes tipos de cargas en puentes. Se cubren cargas vivas, cargas muertas y otros tipos de carga aplicables.
Nos centramos en las cargas que se deben considerar al conducir sobre el puente de acuerdo con BS 5400.
propio peso
Esta es una carga que conocemos bien. Es el peso muerto de la estructura. Además del peso propio de la estructura, existen otros tipos de cargas, como por ejemplo: B. cargas superpuestas.
Los pesos distintos del peso propio de los componentes del puente pueden considerarse cargas muertas superpuestas.
Hormigón de relleno, hormigón fino, hormigón de compensación, etc. pueden considerarse como cargas permanentes superpuestas.
cargas útiles
Según BS 5400 Parte 2, se consideran dos tipos principales de cargas útiles.
- Cargas HA (carga igual y carga en punta)
- Tarifas de HB
Cargos de alta disponibilidad
Las cargas HA son cargas distribuidas uniformemente sobre el tablero del puente. Este tipo de cargas en puentes hay que tenerlas en cuenta y son un tipo de carga imprescindible que debemos considerar en el diseño.
Las cargas HA a aplicar dependen del tramo del puente. Para calcular la carga distribuida uniformemente, se puede utilizar el siguiente procedimiento.
- Si la luz del puente es inferior a 30 m, el UDL se considera de 30 kN por metro de longitud por carril falso.
- Si la longitud cargada excede los 30 m, la carga se puede calcular a partir de la ecuación B = 151 (1/L) 0,475 Sin embargo, el valor no debe ser inferior a 9 kN/mm. 2 L es la longitud cargada.
- Para facilitar la consulta, también se puede utilizar la siguiente tabla.
Además, la siguiente figura muestra la variación de HA-UDL con el tramo del puente.
Además de la UDL, se deben aplicar simultáneamente una carga puntual HA y una carga de filo (KEL) en la misma pista ficticia.
KEL se considera 120 kN. Para momento flector máximo se debe aplicar en el medio de la pista de torsión y para fuerza cortante máxima se debe aplicar cerca del soporte.
Tarifas HB
Es la carga aplicada teniendo en cuenta los ejes del vehículo. También depende de la longitud del vehículo, el impacto en el puente varía. Además, la carga por eje también varía en función del número de unidades HB consideradas.
La siguiente figura muestra el vehículo HB considerado en el proyecto.
El vehículo HB se coloca de manera que se produzca el caso de carga crítico.
Además, la cantidad de unidades HB se determina en función de la intención de diseño del proyecto. Una unidad HB corresponde a 10 kN (2,5 kN por eje).
Cargas longitudinales
En el diseño se tienen en cuenta las cargas longitudinales provocadas por las fuerzas de tracción o frenado.
Existen cargas longitudinales del tipo HA y HB.
Tipo de carga nominal HA = 8 kN/mx longitud de carga + 200 kN ≤ 700 kN
Tipo de carga nominal HB = 25% de la carga nominal HB
Las evaluaciones se basan en BS 5400 Parte 2: 1978. Los valores de los estándares más nuevos pueden variar ligeramente.
Cargas deslizantes – Cargas horizontales – Cargas inesperadas
Esta carga debe tenerse en cuenta en las cargas de HA.
Carga nominal de deslizamiento = 250 kN
Esta carga debe aplicarse paralela a la superficie de la carretera y en cualquier dirección.
Además, sólo se puede utilizar en una pista ficticia.
Flujo de agua – Carga horizontal
Este es un tipo de carga que debe tenerse en cuenta durante el diseño. Los valores a tener en cuenta pueden corresponder a las directrices locales.
Carga centrífuga
Esta carga generalmente no se tiene en cuenta en el diseño de puentes.
Por muchas razones, los puentes se evitan en gran medida.
La carga centrífuga se puede calcular utilizando la siguiente ecuación.
F C = 30.000 / (r + 150) Fuerza en kN
Donde F C es la fuerza centrífuga y r es el radio de la pista.
Carga de colisión de vehículos
Las cargas de colisión de vehículos de carretera se pueden encontrar en la siguiente tabla de BS 5400.
La carga de colisión es un caso de carga especial y no está incluida en todos los casos de carga.
cargas de viento
Las ecuaciones para calcular las cargas de viento se dan en BS 5400 Parte 2.
Además de la norma BS 5400 o de acuerdo con las normativas locales, se pueden calcular las cargas de viento en el puente.
Cargas de temperatura
Los efectos de la temperatura en el puente deben considerarse de acuerdo con la cláusula 5.4 de BS 5400 Parte 2: 1978.
Encogiéndose y arrastrándose
El pretensado de vigas de hormigón provoca contracción y fluencia. Estas deformaciones pueden afectar la estructura del puente.
Si consideramos el efecto de adherencia de los puentes, el hormigón in situ se coloca sobre un soporte preciso y sujeto a retracción.
Esto genera tensión adicional. Para evitar este efecto se deben describir detalladamente los refuerzos necesarios.
presión de la tierra
La aplicación de presión de tierra al puente se puede realizar de forma convencional.
Dependiendo de la ubicación, en el diseño se deben tener en cuenta las cargas adicionales que puedan surgir.
Los coeficientes de presión para la presión activa, la presión en reposo y la presión pasiva se pueden calcular utilizando el método de Coulomb u otro método aplicable.
Otro acuerdo
Si la base de los pilares y pilares es una base de pilotes, no podría haber otra forma de asentamiento .
Sin embargo, con cimentaciones poco profundas existe la posibilidad de diferentes asentamientos debido a diferentes cargas y condiciones del suelo.
Cargas de erección
El tipo de construcción influye significativamente en las cargas a considerar como cargas de montaje.
Además, la secuencia de construcción también es un factor importante que debe tenerse en cuenta durante la planificación.
Además, consulte BS 5400 Parte 2, Sección 5.9 para obtener más información.
aumentar
Si el nivel freático está por encima de los cimientos o de cualquier parte de la estructura, una fuerza de flotación actúa sobre la estructura.
Esto debe tenerse en cuenta a la hora de planificar, ya que puede influir significativamente en el diseño de la estructura.
