Puentes MANUAL.pdf

Manual de Puentes Página 1
ÍNDICE
I. Contenido
PRESENTACIÓN ...................................................................................................................................50
INTRODUCCIÓN AL MANUAL DE PUENTES......................................................................................51
I GLOSARIO DE TERMINOS....................................................................................52
II UNIDADES Y SÍMBOLOS.......................................................................................53
TITULO I.................................................................................................................................................54
DE LA INGENIERÍA BÁSICA .........................................................................................................55
1.1 ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS............................................................................. 55
1.1.1 Objetivos y Alcances............................................................................................ 55
1.1.2 Instrumentación.................................................................................................... 55
1.1.3 Documentación .................................................................................................... 55
1.2 ESTUDIOS DE HIDROLOGIA E HIDRAULICA................................................... 57
1.2.1 Objetivos .............................................................................................................. 57
1.2.2 Alcances............................................................................................................... 57
1.2.2a Estudios y Trabajos Previos ................................................................................ 58
1.2.3 Consideraciones para el Diseño.......................................................................... 59
1.2.3a Cálculos de la Socavación................................................................................... 59
1.2.4 Interrelación con los Estudios Geológicos y Geotécnicos................................... 60
1.2.5 Información de Apoyo .......................................................................................... 60
1.2.6 Documentación Requerida .................................................................................. 61
1.3 ESTUDIOS GEOLÓGICOS Y GEOTECNICOS .................................................. 62
1.3.1 Estudios Geológicos ............................................................................................ 62
1.3.1.1 Objetivos .............................................................................................................. 62
1.3.1.2 Alcance ................................................................................................................ 62
1.3.2 Estudios Geotécnicos .......................................................................................... 62
1.3.2.1 Objetivos .............................................................................................................. 62
1.3.2.2 Alcances............................................................................................................... 62
1.3.2.3 Sondajes .............................................................................................................. 63
1.3.2.4 Ensayos de Campo.............................................................................................. 63

1.3.2.5 Ensayos de Laboratorio ....................................................................................... 63
1.3.3 Interrelación con los Estudios Hidrológicos ......................................................... 64
1.3.4 Documentación .................................................................................................... 64
1.4 ESTUDIO SÍSMICO............................................................................................. 65
1.4.1 Estudio de Peligro Sísmico.................................................................................. 65
1.4.2 Requisitos Mínimos.............................................................................................. 65
1.4.3 Requerimiento de los Estudios ............................................................................ 65
1.4.4 Alcances............................................................................................................... 66
1.4.5 Métodos de Análisis............................................................................................. 66
1.4.6 Documentación .................................................................................................... 66
1.5 ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL ................................................................ 68
1.5.1 Enfoque................................................................................................................ 68
1.5.2 Objetivos y Alcances............................................................................................ 68
1.5.3 Requerimiento de los Estudios ............................................................................ 68
1.6 ESTUDIOS DE TRÁFICO.................................................................................... 69
1.6.1 Objetivo................................................................................................................ 69
1.6.2 Metodología. ........................................................................................................ 69
1.6.3 Documentación .................................................................................................... 69
1.7 ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS..................................................................... 70
1.7.1 Objetivos .............................................................................................................. 70
1.7.2 Alcances............................................................................................................... 70
1.7.3 Documentación .................................................................................................... 70
1.8 ESTUDIOS DE TRAZO Y DISEÑO VIAL DE LOS ACCESOS ........................... 71
1.8.1 Objetivos .............................................................................................................. 71
1.8.2 Alcances............................................................................................................... 71
1.8.3 Documentación .................................................................................................... 71
1.9 ESTUDIOS DE ALTERNATIVAS A NIVEL DE ANTEPROYECTO..................... 72
1.9.1 Objetivos .............................................................................................................. 72
1.9.2 Alcances............................................................................................................... 72
1.9.3 Documentación .................................................................................................... 72

1.10 CLASIFICACION DE PUENTES ......................................................................... 73
TITULO II................................................................................................................................................79
DEL PROYECTO DE INGENIERÍA................................................................................................80
2.1 ELEMENTOS DEL PROYECTO.......................................................................... 80
2.1.1 Generalidades...................................................................................................... 80
2.1.1.1 Información de la Ingeniería Básica .................................................................... 80
2.1.1.2 Elementos Básicos del Proyecto. ........................................................................ 80
2.1.2 Información de la Ingeniería Básica .................................................................... 80
2.1.3 Elementos Básicos del Proyecto ......................................................................... 80
2.1.3.1 Definición ............................................................................................................. 80
2.1.3.2 Normas Generales............................................................................................... 80
2.1.3.3 Materiales............................................................................................................. 81
2.1.3.3.1 Concreto............................................................................................................... 81
2.1.3.3.2 Acero.................................................................................................................... 81
2.1.3.3.2.1 Acero Preesforzado ............................................................................................. 81
2.1.3.3.3 Elastómeros ......................................................................................................... 82
2.1.4 Geometría ............................................................................................................ 82
2.1.4.1 Generalidades...................................................................................................... 82
2.1.4.2 Geometría General y Proyecto Geométrico ........................................................ 82
2.1.4.2.1 Desarrollo en perfil Longitudinal .......................................................................... 82
2.1.4.2.2 Desarrollo en Planta ............................................................................................ 82
2.1.4.3 Geometría de Detalles ......................................................................................... 83
2.1.4.3.1 Generalidades...................................................................................................... 83
2.1.4.3.2 Secciones Transversales del Tablero.................................................................. 83
2.1.4.3.3 Gálibos o Alturas Mínimas................................................................................... 84
2.1.4.3.3.1 Altura Libre Sobre el Nivel del Agua de los Ríos................................................. 85
2.1.4.3.4 Dispositivos Básicos de Protección ..................................................................... 85
2.1.4.3.4.1 Barreras de Concreto........................................................................................... 85
2.1.4.3.4.1.1 Superficies de Rodadura ..................................................................................... 85
2.1.4.3.4.2 Barandas.............................................................................................................. 85

2.1.4.3.4.2.1 Barandas de Tráfico Vehicular............................................................................. 86
2.1.4.3.4.2.1.1 Sistema de Barandas........................................................................................... 86
2.1.4.3.4.2.1.1.1 Requisitos Generales.......................................................................................... 86
2.1.4.3.4.2.1.1.2 Fuerza de Diseño para las Barandas para Tráfico Vehicular............................. 86
2.1.4.3.4.2.1.2 Barandas de Aproximación al Puente. ................................................................ 87
2.1.4.3.4.2.1.3 Tratamiento de los Extremos............................................................................... 87
2.1.4.3.4.2.2 Criterios para Seleccionar el Nivel de Ensayo..................................................... 87
2.1.4.3.4.2.3 Diseño de las Barandas....................................................................................... 89
2.1.4.3.4.2.3.1 Requisitos Generales........................................................................................... 89
2.1.4.3.4.2.3.1.1 Aplicación de Sistemas Previamente Ensayados............................................... 89
2.1.4.3.4.2.3.1.2 Sistemas Nuevos ................................................................................................ 89
2.1.4.3.4.2.3.2 Altura del Parapeto o Baranda para Tráfico Vehicular ....................................... 89
2.1.4.3.4.2.4 Barandas para Peatones ..................................................................................... 90
2.1.4.3.4.2.4.1 Geometría ............................................................................................................ 90
2.1.4.3.4.2.4.2 Sobrecargas de Diseño ....................................................................................... 91
2.1.4.3.4.2.5 Barandas para Ciclistas ....................................................................................... 92
2.1.4.3.4.2.5.1 Requisistos Generales......................................................................................... 92
2.1.4.3.4.2.5.2 Geometría ............................................................................................................ 92
2.1.4.3.4.2.5.3 Sobrecargas de Diseño. ...................................................................................... 92
2.1.4.3.4.2.6 Barandas Combinadas. ....................................................................................... 93
2.1.4.3.4.2.6.2 Geometría ............................................................................................................ 93
2.1.4.3.4.2.6.3 Sobrecargas de Diseño ....................................................................................... 93
2.1.4.3.4.2.7 Sardineles y Veredas (Aceras) ............................................................................ 93
2.1.4.3.4.2.7.2 Veredas................................................................................................................ 94
2.1.4.3.4.2.7.3 Tratamiento de los Extremos y Barandas Divisorias ........................................... 94
2.1.4.3.5 Dispositivos Básicos de Transición y Contención ............................................... 94
2.1.4.3.5.1 Losas de Transición............................................................................................. 94
2.1.4.3.5.2 Estribos ................................................................................................................ 94

2.1.4.3.5.3 Cortinas................................................................................................................ 94
2.1.4.3.5.4 Alas ...................................................................................................................... 95
2.1.4.3.6 Juntas de Dilatación............................................................................................. 95
2.1.4.3.7 Principios Básicos para el Drenaje ...................................................................... 95
2.1.4.3.7.1 Condiciones Geométricas.................................................................................... 95
2.1.4.3.7.2 Elementos de Captación...................................................................................... 95
2.1.4.3.7.3 Drenaje de las Partes Internas de la Estructura .................................................. 95
2.1.4.3.7.4 Drenaje en Estribos ............................................................................................. 95
2.1.4.3.7.5 Drenaje del Tablero de Rodadura del Puente ..................................................... 95
2.1.4.3.8 Pavimentación...................................................................................................... 96
2.1.4.3.9 Aparatos de Apoyo .............................................................................................. 96
2.1.5 Señalización......................................................................................................... 96
2.2 PRESENTACIÓN DEL PROYECTO ................................................................... 97
2.2.1 Memoria Descriptiva y Justificación..................................................................... 97
2.2.2 Memoria de Cálculo ............................................................................................. 97
2.2.3 Planos .................................................................................................................. 97
2.2.4 Especificaciones Particulares .............................................................................. 98
2.2.5 Metrados .............................................................................................................. 98
2.3 CONSIDERACIONES GENERALES DEL PROYECTO ..................................... 99
2.3.1 Objetivos del Proyecto ......................................................................................... 99
2.3.2 Filosofía de Diseño .............................................................................................. 99
2.3.2.1 Requisitos Generales........................................................................................... 99
2.3.2.2 Estados Límite ..................................................................................................... 99
2.3.2.2.1 Requisitos Generales........................................................................................... 99
2.3.2.2.2 Estado Límite de Servicio .................................................................................. 100
2.3.2.2.3 Estados Límite de Fatiga y Fractura.................................................................. 100
2.3.2.2.4 Estado Límite de Resistencia ............................................................................ 100
2.3.2.2.5 Estado Límite de Evento Extremo ..................................................................... 101
2.3.2.3 Ductilidad ........................................................................................................... 101
2.3.2.4 Redundancia...................................................................................................... 102

2.3.2.5 Importancia Operativa........................................................................................ 103
2.4 CARGAS Y FACTORES DE CARGAS ............................................................. 104
2.4a Campo de Aplicación ......................................................................................... 104
2.4.1 Clasificación y Definición ................................................................................... 104
2.4.1.1 Definición de Cargas Permanentes ................................................................... 104
2.4.1.2 Definición de Cargas Variables.......................................................................... 104
2.4.1.3 Definición de Cargas Excepcionales ................................................................. 104
2.4.2 Determinación de Cargas Permanentes............................................................ 104
2.4.2.1 Cargas Muertas: DC, DW, y EV......................................................................... 104
2.4.2.2 Cargas de Suelo: EH, ES, y DD ........................................................................ 105
2.4.2.3 Deformaciones Impuestas ................................................................................. 106
2.4.3 Cargas Variables................................................................................................ 106
2.4.3.1 Cargas Durante la Construcción........................................................................ 106
2.4.3.1.a Factores para las Cargas Durante la Construcción........................................... 106
2.4.3.2 Cargas Vivas de Vehículos................................................................................ 106
2.4.3.2.1 Número de Vías ................................................................................................. 106
2.4.3.2.2 Diseño con Cargas Vivas de Vehículos............................................................. 107
2.4.3.2.2.1 Generalidades.................................................................................................... 107
2.4.3.2.2.2 Camión de Diseño ............................................................................................. 107
2.4.3.2.2.3 Tándem de Diseño............................................................................................. 107
2.4.3.2.2.4 Sobrecarga Distribuida (Carga del Carril de Diseño) ........................................ 108
2.4.3.2.2.5 Área de Contacto de los Neumáticos ................................................................ 108
2.4.3.2.2.6 Presencia Múltiple de Sobrecargas ................................................................... 108
2.4.3.2.3 Aplicación de las Cargas Vivas Vehiculares...................................................... 109
2.4.3.2.3.1 Generalidades.................................................................................................... 109
2.4.3.2.3.2 Carga para la Evaluación Opcional de la Deflexión por Sobrecarga ................ 109
2.4.3.2.3.3 Cargas de Diseño para Tableros, Sistemas de Tableros y Losas Superiores de
Alcantarillas Rectangulares ............................................................................... 110
2.4.3.2.3.4 Carga para el Voladizo del Tablero ................................................................... 110
2.4.3.2.4 Carga de Fatiga ................................................................................................. 110

2.4.3.2.4.1 Magnitud y Configuración .................................................................................. 110
2.4.3.2.4.2 Frecuencia ......................................................................................................... 111
2.4.3.2.4.3 Distribución de Cargas para Fatiga ................................................................... 112
2.4.3.2.4.3.a Métodos de Análisis Refinados.......................................................................... 112
2.4.3.2.4.3.a1 Requisitos Generales......................................................................................... 112
2.4.3.2.4.3.b Métodos Aproximados ....................................................................................... 112
2.4.3.3 Carga Dinámica Permitida: IM........................................................................... 112
2.4.3.3.1 Requisitos Generales......................................................................................... 112
2.4.3.3.2 Componentes Enterrados .................................................................................. 113
2.4.3.3.3 Componentes de Madera .................................................................................. 113
2.4.3.4 Fuerzas Centrífugas .......................................................................................... 113
2.4.3.5 Fuerzas de Frenado: BR.................................................................................... 114
2.4.3.5.1 Fuerzas de Colisión Vehicular ........................................................................... 114
2.4.3.5.1.1 Protección de las Estructuras ............................................................................ 114
2.4.3.5.1.2 Colisión de Vehículos con las Barreras ............................................................. 115
2.4.3.6 Cargas sobre Veredas, Barandas y Sardineles................................................. 115
2.4.3.6.1 Cargas Peatonales sobre Veredas.................................................................... 115
2.4.3.6.2 Fuerzas Sobre Sardineles ................................................................................. 115
2.4.3.6.3 Fuerzas de Diseño para las Barandas para Tráfico Vehicular .......................... 115
2.4.3.6.3.1 Criterios para Seleccionar el Nivel de Ensayo................................................... 117
2.4.3.7 Cargas en Puentes Peatonales ......................................................................... 117
2.4.3.8 Empuje de Agua y Subpresiones....................................................................... 117
2.4.3.8.1 Presión Hidrostática........................................................................................... 117
2.4.3.8.2 Subpresiones ..................................................................................................... 117
2.4.3.8.3 Presión de Flujo ................................................................................................. 118
2.4.3.8.3.1 En Dirección Longitudinal .................................................................................. 118
2.4.3.8.3.2 En Dirección Lateral........................................................................................... 118
2.4.3.8.3.3 Carga de Oleaje................................................................................................. 119
2.4.3.8.3.3.1 Empuje Hidrodinámico....................................................................................... 119
2.4.3.8.3.4 Cambio de las Fundaciones Debido al Estado Límite para Socavación ........... 119

2.4.3.9 Solicitaciones Provocadas por Deformaciones Superpuestas: TU, TG, SH, CR,
SE, PS................................................................................................................ 120
2.4.3.9.2 Rangos de Temperatura .................................................................................... 120
2.4.3.9.3 Diseño de la Variación Térmica......................................................................... 120
2.4.3.9.3.1 Gradiente de Temperatura................................................................................. 120
2.4.3.9.4 Contracción Diferencial (Shrinkage) .................................................................. 121
2.4.3.9.5 Fluencia Lenta (Creep) ...................................................................................... 121
2.4.3.9.6 Asentamiento ..................................................................................................... 121
2.4.3.9.7 Fuerzas Secundarias de Elementos Postensados: PS ..................................... 121
2.4.3.9.8 Fuerzas Friccionales: FR ................................................................................... 121
2.4.3.10 Cargas de Viento WL y WS ............................................................................... 121
2.4.3.10.1 Presión Horizontal del Viento............................................................................. 121
2.4.3.10.1.1 Generalidades.................................................................................................... 121
2.4.3.10.1.2 Presiones de Viento Sobre Estructuras: WS..................................................... 122
2.4.3.10.1.2.1 Generalidades.................................................................................................... 122
2.4.3.10.1.2.2 Cargas de las Superestructuras ........................................................................ 123
2.4.3.10.1.2.3 Fuerzas Aplicadas Directamente a la Subestructura......................................... 124
2.4.3.10.1.3 Presiones del Viento Sobre los Vehículos: WL ................................................. 124
2.4.3.10.2 Presión Vertical del Viento................................................................................. 124
2.4.3.10.3 Inestabilidad Aeroelástica .................................................................................. 125
2.4.3.10.3.1 Requisitos Generales......................................................................................... 125
2.4.3.10.3.2 Fenómenos Aeroelásticos ................................................................................. 125
2.4.3.10.3.3 Control de Respuestas Dinámicas..................................................................... 125
2.4.3.10.3.4 Ensayos en Túnel de Viento.............................................................................. 125
2.4.3.11 Efectos de Sísmo: EQ........................................................................................ 126
2.4.3.11.1 Generalidades.................................................................................................... 126
2.4.3.11.2 Peligro Sísmico .................................................................................................. 126
2.4.3.11.2.0 Procedimiento General ...................................................................................... 127
2.4.3.11.2.1 Efectos de Sitio .................................................................................................. 127

2.4.3.11.2.1.1 Definiciones de Clases de Sitio ......................................................................... 127
2.4.3.11.2.1.2 Factores de Sitio ................................................................................................ 128
2.4.3.11.3 Caracterización del Peligro Sísmico .................................................................. 129
2.4.3.11.3.1 Diseño del Espectro de Respuesta.................................................................... 129
2.4.3.11.3.2 Coeficiente de Respuesta Sísmico Elástico ...................................................... 129
2.4.3.11.4 Categorías Según la Importancia del Puente .................................................... 130
2.4.3.11.5 Zonas Sísmicas.................................................................................................. 131
2.4.3.11.6 Factores de Modificación de Respuesta............................................................ 131
2.4.3.11.6.1 Generalidades.................................................................................................... 131
2.4.3.11.6.2 Aplicación........................................................................................................... 132
2.4.3.11.7 Combinación de Solicitaciones Sísmicas .......................................................... 132
2.4.3.11.8 Calculo de Fuerzas de Diseño........................................................................... 133
2.4.3.11.8.1 Generalidades.................................................................................................... 133
2.4.3.11.8.2 Zona Sísmica 1 .................................................................................................. 133
2.4.3.11.8.3 Zona Sísmica 2 .................................................................................................. 133
2.4.3.11.8.4 Zona Sísmica 3 y 4 ............................................................................................ 134
2.4.3.11.8.4.1 Generalidades.................................................................................................... 134
2.4.3.11.8.4.2 Fuerzas de Diseño Modificadas......................................................................... 134
2.4.3.11.8.4.3 Fuerzas de Rotulación Inelástica....................................................................... 134
2.4.3.11.8.4.3a Generalidades.................................................................................................... 134
2.4.3.11.8.4.3b Columnas y Pilares Individuales........................................................................ 135
2.4.3.11.8.4.3c Pilares con Dos o Más Columnas...................................................................... 135
2.4.3.11.8.4.3d Fuerzas de Diseño para Pilares de Pilotes y Columnas.................................... 136
2.4.3.11.8.4.3e Fuerzas de Diseño para Pilares......................................................................... 136
2.4.3.11.8.4.3f Fuerzas de Diseño para Cimentaciones............................................................ 137
2.4.3.11.8.5 Restrictivos Longitudinales ................................................................................ 137
2.4.3.11.8.6 Dispositivos de Amarre ...................................................................................... 137
2.4.4 Requisitos para Puentes Temporarios y Puentes Construidos por Etapas ...... 138
2.4.4.1 Empuje del Suelo: EH, ES, LS y DD.................................................................. 138

2.4.4.1.2 Compactación .................................................................................................... 138
2.4.4.1.3 Presencia de Agua............................................................................................. 139
2.4.4.1.4 Efecto Sísmico ................................................................................................... 139
2.4.4.1.5 Empuje del Suelo: EH........................................................................................ 139
2.4.4.1.5.1 Empuje Lateral del Suelo................................................................................... 139
2.4.4.1.5.2 Coeficiente de Empuje Lateral en Reposo, ko ................................................... 140
2.4.4.1.5.3 Coeficiente de Empuje Lateral Activo, ka .......................................................... 140
2.4.4.1.5.4 Coeficiente de Empuje Lateral Pasivo, kp.......................................................... 142
2.4.5 Factores de Cargas y Combinaciones de Cargas ............................................. 144
2.4.5.1 Alcance .............................................................................................................. 144
2.4.5.2 Cargas y Denominación de las Cargas ............................................................. 144
2.4.5.3 Factores de Carga y Combinaciones ................................................................ 145
2.4.5.3.1 Factores de Carga y Combinaciones de Carga................................................. 145
2.4.5.4 Factores de Carga para Cargas Constructivas ................................................. 150
2.4.5.4.1 Evaluación en el Estado Límite de Resistencia................................................. 150
2.4.5.4.2 Evaluación de la Deflexión en el Estado Límite de Servicio.............................. 150
2.4.5.5 Factores de Carga para Fuerzas de Tesado y Postensado.............................. 150
2.4.5.5.1 Fuerza de Tesado.............................................................................................. 150
2.4.5.5.2 Fuerza para las Zonas de Anclaje de Postensado............................................ 151
2.4.5.6 Factores de Carga para Tableros Ortotropicos. ................................................ 151
2.5 ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES.................................................. 152
2.5.1 Generalidades.................................................................................................... 152
2.5.2 Acero de Refuerzo ............................................................................................. 152
2.5.2.1 Generalidades.................................................................................................... 152
2.5.2.1.1 Refuerzo sin Recubrir ........................................................................................ 152
2.5.2.2 Módulo de Elasticidad........................................................................................ 152
2.5.2.3 Aplicaciones Especiales .................................................................................... 153
2.5.2.4 Acero para Preesforzado ................................................................................... 153
2.5.2.4.1 Generalidades.................................................................................................... 153
2.5.2.4.2 Módulo de Elasticidad........................................................................................ 153

2.5.2.4.3 Dispositivo de Anclaje y Acoplamiento para Postensado.................................. 154
2.5.2.4.4 Ductos para los Tendones ................................................................................. 154
2.5.2.4.4.1 Generalidades.................................................................................................... 154
2.5.2.4.4.2 Tamaño de los Ductos (Vainas)......................................................................... 155
2.5.2.4.4.3 Vainas en Bloques Desviadores........................................................................ 155
2.5.3 Aceros para Estructuras Metálicas .................................................................... 155
2.5.3.1 Aceros Estructurales.......................................................................................... 155
2.5.3.2 Pines, Rodillos y Balancines.............................................................................. 156
2.5.3.3 Pernos, Tuercas y Arandelas............................................................................. 157
2.5.3.3.1 Pernos................................................................................................................ 157
2.5.3.3.2 Tuercas .............................................................................................................. 157
2.5.3.3.2.1 Tuercas Usadas con Seguros Estructurales ..................................................... 157
2.5.3.3.2.2 Tuercas Usadas con Pernos de Anclaje............................................................ 158
2.5.3.3.2.3 Arandelas........................................................................................................... 158
2.5.3.4 Conectores de Corte Tipo Perno (Studs) .......................................................... 158
2.5.3.5 Metal de Soldadura............................................................................................ 158
2.5.3.6 Metal Fundido .................................................................................................... 158
2.5.3.6.1 Acero Fundido y Fierro Dúctil ............................................................................ 158
2.5.3.6.2 Fundiciones Maleables ...................................................................................... 158
2.5.3.6.3 Hierro Fundido ................................................................................................... 159
2.5.3.7 Acero Inoxidable ................................................................................................ 159
2.5.3.8 Cables ................................................................................................................ 159
2.5.3.8.1 Alambre Brillante................................................................................................ 159
2.5.3.8.2 Alambre Galvanizado......................................................................................... 159
2.5.3.8.3 Alambre con Recubrimiento Epoxi..................................................................... 159
2.5.3.8.4 Cables para Puentes ......................................................................................... 159
2.5.4 Concreto............................................................................................................. 159
2.5.4.1 Clase de Concreto ............................................................................................. 159
2.5.4.2 Coeficiente de Expansión Térmica .................................................................... 161
2.5.4.3 Acortamiento de Fragua y Fluencia Lenta......................................................... 161

2.5.4.3.1.1 Fluencia Lenta (Deformación plástica) (Creep) ................................................. 162
2.5.4.3.1.2 Contracción (Shrinkage) .................................................................................... 163
2.5.4.4 Módulo de Elasticidad........................................................................................ 163
2.5.4.5 Módulo de Poisson ............................................................................................ 163
2.5.4.6 Módulos de Ruptura........................................................................................... 163
2.5.4.7 Resistencia a la Tracción................................................................................... 164
2.6 ANÁLISIS ESTRUCTURAL ................................................................................165
2.6.1 Generalidades.................................................................................................... 165
2.6.2 Métodos Aceptables de Análisis Estructural...................................................... 165
2.6.3 Modelos Matemáticos ........................................................................................ 165
2.6.3a Generalidades.................................................................................................... 165
2.6.3.1 Comportamiento Estructural del Material .......................................................... 166
2.6.3.1.1 Comportamiento Elástico Versus Comportamiento Inelástico .......................... 166
2.6.3.1.2 Comportamiento Elástico................................................................................... 166
2.6.3.1.3 Comportamiento Inelástico ................................................................................ 166
2.6.3.2 Geometría .......................................................................................................... 167
2.6.3.2.1 Teoría de las Pequeñas Deflexiones................................................................. 167
2.6.3.2.2 Teoría de las Grandes Deflexiones ................................................................... 168
2.6.3.2.2.1 Generalidades.................................................................................................... 168
2.6.3.2.3 Métodos Aproximados ....................................................................................... 168
2.6.3.2.3a Generalidades.................................................................................................... 168
2.6.3.2.3b Magnificación de Momentos, Elementos Viga – Columna ................................ 168
2.6.3.2.3c Magnificación de Momentos – Arcos................................................................. 170
2.6.3.2.4 Métodos Refinados ............................................................................................ 171
2.6.3.3 Modelamiento de Condiciones de Borde........................................................... 171
2.6.3.4 Miembros Equivalentes...................................................................................... 171
2.6.4 Análisis Estático................................................................................................. 171
2.6.4.1 Influencia de la Geometría en Planta ................................................................ 171
2.6.4.1.1 Relación de Aspecto en Planta.......................................................................... 171

2.6.4.1.2 Estructuras de Planta Curva.............................................................................. 172
2.6.4.1.2.1 Generalidades.................................................................................................... 172
2.6.4.1.2.2 Superestructuras de una Sola Viga Torsionalmente Rígida.............................. 172
2.6.4.1.2.3 Puentes de Vigas Cajón de Concreto................................................................ 172
2.6.4.1.2.4 Superestructuras de Vigas Múltiples de Acero.................................................. 172
2.6.4.1.2.4a Generalidades.................................................................................................... 172
2.6.4.1.2.4b Vigas I ................................................................................................................ 173
2.6.4.1.2.4c Vigas Cajón Cerrado y Vigas Tubulares............................................................ 173
2.6.4.2 Métodos Aproximados de Análisis..................................................................... 174
2.6.4.2.1 Tableros ............................................................................................................. 174
2.6.4.2.1.1 Generalidades.................................................................................................... 174
2.6.4.2.1.1a Análisis Transversal........................................................................................... 174
2.6.4.2.1.2 Aplicabilidad....................................................................................................... 174
2.6.4.2.1.3 Ancho Equivalente de Franjas Interiores........................................................... 175
2.6.4.2.1.4 Ancho de las Franjas Equivalentes en los Bordes de las Losas ....................... 176
2.6.4.2.1.4a Requisitos Generales......................................................................................... 176
2.6.4.2.1.4b Bordes Longitudinales ....................................................................................... 176
2.6.4.2.1.4c Bordes Transversales ........................................................................................ 177
2.6.4.2.1.5 Distribución de las Cargas de Rueda ................................................................ 177
2.6.4.2.1.6 Cálculo de Solicitaciones ................................................................................... 177
2.6.4.2.1.7 Acción de Pórtico de la Sección Transversal .................................................... 178
2.6.4.2.1.8 Solicitaciones Debidas a la Carga Viva en Emparrillados con Vanos Total y
Parcialmente Llenos y para Tableros Emparrillados con Vanos No Llenos
Compuestos con Losas de Concreto Armado................................................... 178
2.6.4.2.1.9 Análisis Inelástico............................................................................................... 179
2.6.4.2.2 Puentes Losa – Viga.......................................................................................... 179
2.6.4.2.2.1 Aplicación........................................................................................................... 179
2.6.4.2.2.2 Método del Factor de Distribución para Momentos y Cortes ............................ 185
2.6.4.2.2.2a Vigas Interiores con Tableros de Madera.......................................................... 185
2.6.4.2.2.2b Vigas Interiores con Tableros de Concreto ....................................................... 186
2.6.4.2.2.2c Vigas Interiores con Tableros de Acero Corrugados......................................... 187

2.6.4.2.2.2d Vigas Exteriores................................................................................................. 188
2.6.4.2.2.2e Puentes Esviajados ........................................................................................... 189
2.6.4.2.2.2f Momentos Flectores y Cortantes en Vigas Transversales de Piso ................... 189
2.6.4.2.2.3 Métodos del Factor de Distribución para Corte ................................................. 190
2.6.4.2.2.3a Vigas Interiores .................................................................................................. 190
2.6.4.2.2.3b Vigas Exteriores................................................................................................. 191
2.6.4.2.2.3c Puentes Esviajados ........................................................................................... 192
2.6.4.2.2.4 Puentes Curvos de Acero .................................................................................. 193
2.6.4.2.2.5 Cargas Especiales Actuando Junto con Otro Tipo de Tráfico........................... 193
2.6.4.2.3 Anchos de Faja Equivalentes para Puentes Tipo Losa..................................... 194
2.6.4.2.4 Puentes Reticulados y Puentes en Arco ........................................................... 195
2.6.4.2.5 Valores del Factor de Longitud Efectiva, K........................................................ 195
2.6.4.2.6 Ancho de Ala Efectivo........................................................................................ 196
2.6.4.2.6.1 Generalidades.................................................................................................... 196
2.6.4.2.6.2 Vigas Cajón de Concreto Segméntales y Vigas Cajón de Una Sola Célula Llenadas
en Sitio ............................................................................................................... 197
2.6.4.2.6.3 Superestructuras de Múltiples Celdas Llenadas en Sitio .................................. 200
2.6.4.2.6.4 Tableros Ortotrópicos de Acero......................................................................... 200
2.6.4.2.6.5 Vigas de Piso Transversales y Capiteles Integrales.......................................... 201
2.6.5 Análisis Dinámico............................................................................................... 201
2.6.5.1 Requisitos Básicos de la Dinámica Estructural ................................................. 201
2.6.5.1.2 Distribución de Masas........................................................................................ 201
2.6.5.1.3 Rigidez ............................................................................................................... 201
2.6.5.1.4 Amortiguamiento................................................................................................ 201
2.6.5.1.5 Frecuencias Naturales ....................................................................................... 202
2.6.5.2 Respuestas Dinámicas Elásticas....................................................................... 202
2.6.5.2.1 Vibración Inducida por los Vehículos................................................................. 202
2.6.5.2.2 Vibración Inducida por el Viento ........................................................................ 202
2.6.5.2.2.1 Velocidades del Viento ...................................................................................... 202

2.6.5.2.2.2 Efectos Dinámicos ............................................................................................. 202
2.6.5.2.2.3 Consideraciones de Diseño ............................................................................... 202
2.6.5.3 Respuestas Dinámicas Inelásticas .................................................................... 203
2.6.5.3.2 Rótulas Plásticas y Líneas de Fluencia ............................................................. 203
2.6.5.4 Cargas Sísmicas para el Análisis ...................................................................... 203
2.6.5.4.2 Puentes de Un Solo Tramo................................................................................ 203
2.6.5.4.3 Puentes de Múltiples Tramos ............................................................................ 204
2.6.5.4.3.1 Selección del Método de Análisis ...................................................................... 204
2.6.5.4.3.2 Métodos de Análisis Unimodales....................................................................... 205
2.6.5.4.3.2a Requisitos Generales......................................................................................... 205
2.6.5.4.3.2b Método Espectral Unimodal............................................................................... 205
2.6.5.4.3.2c Método de la Carga Uniforme............................................................................ 206
2.6.5.4.3.3 Método Espectral Multimodal............................................................................. 208
2.6.5.4.3.4 Método de Tiempo - Historia.............................................................................. 208
2.6.5.4.4 Requisitos Mínimos para Longitudes de Soportes ............................................ 209
2.6.5.4.5 P-Δ Requisitos ................................................................................................... 210
2.6.5.4.6 Análisis para Cargas de Colisión....................................................................... 211
2.6.5.4.7 Análisis de Efectos de Explosión....................................................................... 211
2.6.5.5 Disposiciones para el Diseño Sísmico............................................................... 211
2.6.5.5.1 Generalidades.................................................................................................... 211
2.6.5.5.2 Zona Sísmica 1 .................................................................................................. 211
2.6.5.5.3 Zona Sísmica 2 .................................................................................................. 212
2.6.5.5.4 Zona Sísmica 3 y 4 ............................................................................................ 212
2.6.5.5.4.1 Requisitos para Columnas................................................................................. 212
2.6.5.5.4.1a Refuerzo Longitudinal ........................................................................................ 212
2.6.5.5.4.1b Resistencia a la Flexión ..................................................................................... 212
2.6.5.5.4.1c Cortante en Columna y Refuerzo Transversal .................................................. 212
2.6.5.5.4.1d Armadura Transversal de Confinamiento para las Rótulas Plásticas ............... 213

2.6.5.5.4.1e Separación de la Armadura Transversal de Confinamiento.............................. 216
2.6.5.5.4.1f Empalmes .......................................................................................................... 216
2.6.5.5.4.2 Requisitos para Pilares Tipo Pared ................................................................... 217
2.6.5.5.4.3 Conexiones de las Columnas ............................................................................ 217
2.6.5.5.4.4 Juntas de Construcción en Pilares y Columnas ................................................ 218
2.6.5.6 Longitud de Desarrollo y Empalmes del Acero de Refuerzo............................. 218
2.6.5.6.1.1 Requisitos Básicos............................................................................................. 218
2.6.5.6.1.2 Refuerzo para Flexión........................................................................................ 218
2.6.5.6.1.2.1 Requisitos Generales......................................................................................... 218
2.6.5.6.1.2.2 Refuerzo de Momento Positivo.......................................................................... 219
2.6.5.6.1.2.3 Refuerzo de Momento Negativo ........................................................................ 219
2.6.5.6.1.2.4 Uniones Resistentes al Momento ...................................................................... 219
2.6.5.6.2 Longitud de Desarrollo del Refuerzo (Anclaje) .................................................. 219
2.6.5.6.2.1 Barras y Alambres Deformados en Tracción..................................................... 220
2.6.5.6.2.1.1 Longitud de Desarrollo en Tracción................................................................... 220
2.6.5.6.2.1.2 Factores de Modificación que Aumenta ℓd........................................................ 220
2.6.5.6.2.1.3 Factores de Modificación que Disminuyen ℓd ................................................... 221
2.6.5.6.2.2 Barras Deformadas en Compresión .................................................................. 221
2.6.5.6.2.2.1 Longitud de Desarrollo en Compresión ............................................................. 221
2.6.5.6.2.2.2 Factores de Modificación ................................................................................... 222
2.6.5.6.2.3 Paquete de Barras ............................................................................................. 222
2.6.5.6.2.4 Ganchos Estándar en Tracción ......................................................................... 222
2.6.5.6.2.4.1 Longitud de Desarrollo en Ganchos Básicos..................................................... 222
2.6.5.6.2.4.2 Factores de Modificación ................................................................................... 223
2.6.5.6.2.4.3 Estribos para Barras Terminadas en Ganchos.................................................. 223
2.6.5.6.3 Longitud de Desarrollo - Acero de Pretensar .................................................... 224
2.6.5.6.3.2 Cables Adheridos............................................................................................... 224
2.6.5.6.3.3 Cables Parcialmente Desadheridos .................................................................. 226

2.6.5.6.4 Empalme de las Barras de Refuerzo................................................................. 226
2.6.5.6.4.1 Detalles .............................................................................................................. 226
2.6.5.6.4.2.1 Empalmes Solapados ........................................................................................ 226
2.6.5.6.4.2.2 Conexiones Mecánicas...................................................................................... 227
2.6.5.6.4.2.3 Empalmes Soldados .......................................................................................... 227
2.6.5.6.4.3 Empalmes de Refuerzos en Tracción................................................................ 227
2.6.5.6.4.3.1 Empalmes Solapados Solicitados a Tracción.................................................... 227
2.6.5.6.4.3.2 Conexiones Mecánicas o Empalmes Soldados Solicitados a Tracción ............ 228
2.6.5.6.4.4 Empalmes en Tirantes Traccionados ................................................................ 228
2.6.5.6.4.5 Empalme en las Barras Solicitadas a Compresión............................................ 228
2.6.5.6.4.5.1 Empalmes Solapados Solicitados a Compresión.............................................. 228
2.7 VERIFICACION DE SEGURIDAD.........................................................................229
2.7.1 Resistencia de los Materiales en los Estados Límites....................................... 229
2.7.1.1 Concreto y Armadura......................................................................................... 229
2.7.1.1.1 Generalidades.................................................................................................... 229
2.7.1.1.3 Estado Límite de Fatiga ..................................................................................... 229
2.7.1.1.3.1 Generalidades.................................................................................................... 229
2.7.1.1.3.2 Barras de Refuerzo............................................................................................ 230
2.7.1.1.3.3 Cables de Preesforzado .................................................................................... 230
2.7.1.1.3.4 Empalmes Soldados o Mecánicos de los Refuerzo .......................................... 230
2.7.1.1.4.1 Generalidades.................................................................................................... 231
2.7.1.1.4.2 Factores de Resistencia .................................................................................... 231
2.7.1.1.4.2a Construcción Convencional ............................................................................... 231
2.7.1.1.4.2b Construcción por Segmentos............................................................................. 233
2.7.1.1.4.2c Requerimientos Especiales para Zonas Sísmicas 2, 3 y 4 ............................... 233
2.7.1.1.4.3 Estabilidad.......................................................................................................... 233
2.7.1.1.5 Estados Límites de Eventos Extremos .............................................................. 234

2.7.2 Consideraciones de Diseño ............................................................................... 234
2.7.2.1 Generalidades.................................................................................................... 234
2.7.2.2 Efectos de las Deformaciones Impuestas ......................................................... 234
2.7.2.3 Modelo de Bielas y Tirantes............................................................................... 234
2.7.2.3.2 Modelado de las Estructuras ............................................................................. 234
2.7.2.3.3 Dimensionamiento de las Bielas Comprimidas ................................................. 236
2.7.2.3.3.1 Resistencia de una Biela no Armada................................................................. 236
2.7.2.3.3.2 Área Efectiva de la Sección Transversal de una Biela...................................... 236
2.7.2.3.3.3 Tensión de Compresión Limitante en una Biela................................................ 237
2.7.2.3.3.4 Biela Armada...................................................................................................... 237
2.7.2.3.4 Dimensionamiento de los Tirantes Traccionados.............................................. 237
2.7.2.3.4.1 Resistencia de un Tirante .................................................................................. 237
2.7.2.3.4.2 Anclaje de un Tirante ......................................................................................... 238
2.7.2.3.5 Dimensionamiento de las Zonas Nodales ......................................................... 238
2.7.2.3.6 Armadura para Limitar la Fisuración.................................................................. 238
2.7.2.4 Diseño para Flexión y Carga Axial..................................................................... 239
2.7.2.4.1 Hipótesis para los Estados Límites de Servicio y Fatiga................................... 239
2.7.2.4.2 Hipótesis para los Estados Límites de Resistencia y Evento Extremo ............. 240
2.7.2.4.2.2 Distribución Rectangular de los Esfuerzos ........................................................ 242
2.7.2.4.3 Miembros Solicitados a Flexión ......................................................................... 242
2.7.2.4.3.1 Esfuerzo en el Acero de Pretensado en la Resistencia Nominal a la Flexión... 242
2.7.2.4.3.1.1 Elementos con Tendones Adherentes............................................................... 242
2.7.2.4.3.1.2 Componentes con Tendones no Adherentes .................................................... 243
2.7.2.4.3.1.3 Componentes con Ambos, Adherentes y No Adherentes, tendones ................ 244
2.7.2.4.3.1.3a Análisis detallado ............................................................................................... 244
2.7.2.4.3.1.3b Análisis Simplificado .......................................................................................... 244
2.7.2.4.3.2 Resistencia a la Flexión ..................................................................................... 245
2.7.2.4.3.2.1 Resistencia a la Flexión Factorada.................................................................... 245

2.7.2.4.3.2.2 Sección con Alas................................................................................................ 245
2.7.2.4.3.2.3 Secciones Rectangulares .................................................................................. 246
2.7.2.4.3.2.4 Otras Secciones Transversales ......................................................................... 246
2.7.2.4.3.2.5 Enfoque Basado en la Compatibilidad de las Deformaciones........................... 246
2.8 CIMENTACIONES.................................................................................................247
2.8.0 Alcance .............................................................................................................. 247
2.8.0.1 Propiedades del Suelo y Rocas......................................................................... 247
2.8.0.2 Información Necesaria ....................................................................................... 247
2.8.0.3 Exploración del Subsuelo .................................................................................. 248
2.8.0.4 Factores de Resistencia .................................................................................... 250
2.8.0.4.3.1 Generalidades.................................................................................................... 250
2.8.0.4.3.2 Zapatas Extendidas ........................................................................................... 251
2.8.0.4.3.3 Pilotes Hincados ................................................................................................ 251
2.8.0.4.3.4 Pilotes Perforados.............................................................................................. 251
2.8.0.4.3.5 Micropilotes........................................................................................................ 252
2.8.0.4.3 Estados Límite Extremos................................................................................... 253
2.8.0.4.3.1 Generalidades.................................................................................................... 253
2.8.0.4.3.2 Socavación......................................................................................................... 253
2.8.0.4.3.3 Otros Estados Límites Extremos ....................................................................... 253
2.8.1 Zapatas (Spread Footing: Cimiento Extendido)................................................. 253
2.8.1.1 Consideraciones Generales............................................................................... 253
2.8.1.1.1 Aplicación........................................................................................................... 253
2.8.1.1.2 Presiones de Contacto....................................................................................... 254
2.8.1.1.3 Cimentaciones No Rectangulares ..................................................................... 254
2.8.1.1.4 Nivel de Cimentación ......................................................................................... 254
2.8.1.1.5 Consideración del Nivel Freático ....................................................................... 254
2.8.1.1.6 Fuerzas de Levantamiento ................................................................................ 254
2.8.1.1.7 Anclaje de Zapatas Inclinadas........................................................................... 254

2.8.1.1.8 Cercanía a Estructuras Existentes..................................................................... 255
2.8.1.1.9 Propiedades del Suelo y de la Roca.................................................................. 255
2.8.1.1.10 Dimensiones Efectivas de Cimentación ............................................................ 255
2.8.1.1.11 Distribución de Esfuerzos de Apoyo.................................................................. 256
2.8.1.1.12 Capacidad de Carga y Estabilidad en el Estado Límite de Resistencia............ 256
2.8.1.1.12.2 Capacidad de Carga .......................................................................................... 257
2.3.1.1.12.3 Límites de Excentricidad.................................................................................... 259
2.3.1.1.12.4 Erosión Subsuperficial ....................................................................................... 259
2.8.1.1.12.5 Resistencia Pasiva............................................................................................. 259
2.8.1.1.12.6 Deslizamiento..................................................................................................... 259
2.8.1.1.13 Seguridad Contra las Fallas Estructurales ........................................................ 261
2.8.1.1.14 Diseño Sísmico de Estribos y Muros de Contención Convencionales .............. 262
2.8.1.1.14.1 Generalidades.................................................................................................... 262
2.8.1.1.14.2 Cálculo de los Coeficientes de Aceleración Sísmica para Diseño de los Muros263
2.8.1.1.14.2.1 Caracterización de la Aceleración en la Base del Muro de Contención............ 263
2.8.1.1.14.2.2 Estimación de la Aceleración que Actúa Sobre la Masa del Muro. ................... 264
2.8.1.1.14.3 Calculo de Presiones Sísmicas Activas del Suelo............................................. 264
2.8.1.1.14.4 Cálculo de las Presiones Sísmicas del Suelo para Estribos y Muros Inmóviles 265
2.8.1.1.14.5 Cálculo de la Presión Sísmica Pasiva del Suelo. .............................................. 266
2.8.1.1.14.6 Detalles del Muro para un Mejor Desempeño Sísmico ..................................... 266
2.8.1.2 Diseño en el Estado Límite de Servicio ............................................................. 267
2.8.1.2.1 Generalidades.................................................................................................... 267
2.8.1.2.2 Movimientos Tolerables ..................................................................................... 267
2.8.1.2.3 Movimientos Tolerables y Criterios de Movimiento ........................................... 267
2.8.1.2.4 Cargas................................................................................................................ 268
2.8.1.2.5 Análisis de los Asentamientos ........................................................................... 269
2.8.1.2.5.1 Generalidades.................................................................................................... 269
2.8.1.2.5.2 Asentamientos de las Zapatas en Suelos no Cohesivos .................................. 270
2.8.1.2.5.3 Asentamientos de las Zapatas en Suelos Cohesivos........................................ 273

2.8.1.2.6 Estabilidad Global .............................................................................................. 277
2.8.1.2.7 Capacidad Resistente en el Estado Límite de Servicio..................................... 277
2.8.1.2.7.1 Valores Presuntos para la Capacidad Resistente ............................................. 277
2.8.1.3 Diseño en el Estado Límite de Resistencia ....................................................... 278
2.8.1.3.1 Capacidad de Carga de los Suelos ................................................................... 278
2.8.1.3.1.1 Generalidades.................................................................................................... 278
2.8.1.3.1.2 Estimación Teórica ............................................................................................ 278
2.8.1.3.1.2a Formulación Básica ........................................................................................... 278
2.8.1.3.1.2b Punzonamiento .................................................................................................. 282
2.8.1.3.1.2c Consideraciones para Zapatas Apoyadas en Taludes...................................... 282
2.8.1.3.1.2d Consideraciones para Cuando Haya Dos Estratos de Terreno-Profundidad Crίtica
.......................................................................................................................... 285
2.8.1.3.1.2e Sistema de Dos Estratos de Suelo, en Condición de Carga No Drenada ........ 285
2.8.1.3.1.2f Sistema de Dos Estratos de Suelo, en Condición de Carga Drenada .............. 287
2.8.1.3.1.3 Procedimientos Semiempiricos.......................................................................... 287
2.8.1.3A Cimentaciones con Zapatas .............................................................................. 288
2.8.1.3A.1 Generalidades.................................................................................................... 288
2.8.1.3A.2 Cargas y Reacciones......................................................................................... 289
2.8.1.3A.3 Factores de Resistencia .................................................................................... 289
2.8.1.3A.4 Momentos en las Zapatas.................................................................................. 289
2.8.1.3A.5 Distribución del Refuerzo de Momento.............................................................. 289
2.8.1.3A.6 Corte en Losas y Zapatas.................................................................................. 290
2.8.1.3A.6.1 Secciones Críticas para Corte ........................................................................... 290
2.8.1.3A.6.2 Comportamiento en Una Dirección.................................................................... 291
2.8.1.3A.6.3 Comportamiento en Dos Direcciones ................................................................ 291
2.8.1.3A.6.4 Zapatas sobre Pilotes o Pilares Excavados ...................................................... 292
2.8.1.3A.7 Anclaje del Refuerzo.......................................................................................... 292
2.8.1.3A.8 Transferencia de Fuerzas en la Base de la Columna........................................ 293
2.8.1.3A.9 Cimentaciones con Pedestales.......................................................................... 293
2.8.1.3A.9.1 Dimensionamiento ............................................................................................. 293

2.8.1.3A.9.2 Esfuerzos. .......................................................................................................... 293
2.8.1.4 Apoyo (Aplastamiento)....................................................................................... 293
2.8.1.4.1 Elementos Traccionados ................................................................................... 294
2.8.1.4.1.1 Resistencia a la Tracción Factorada.................................................................. 294
2.8.1.4.1.2 Resistencia a la Combinación de Tracción y Flexión ........................................ 295
2.8.1.5 Transferencia de Corte en las Interfaces−Corte por Fricción............................ 295
2.8.1.5.2 Calculo de las Fuerzas de Corte Factoradas para el Interface, Vui, para Puentes
vigas/ losa .......................................................................................................... 297
2.8.1.5.3 Factores de Cohesión y Fricción ....................................................................... 297
2.8.1.5.4 Área Mínima de Armadura para Corte en el Interface....................................... 298
2.8.1.5.5 Resistencia Nominal al Corte en Vigas Cajón Segmentadas............................ 299
2.8.2 Cimentaciones Profundas con Pilotes ............................................................... 300
2.8.2.1 Pilotes Hincados ................................................................................................ 300
2.8.2.1.1 Generalidades.................................................................................................... 300
2.8.2.1.1.1 Uso..................................................................................................................... 300
2.8.2.1.1.2 Separación, Luces Libres y Longitud Embebida de los Pilotes......................... 300
2.8.2.1.1.3 Profundidad de los Pilotes ................................................................................. 301
2.8.2.1.1.4 Batería de Pilotes............................................................................................... 301
2.8.2.1.1.5 Requisitos para Diseño de Pilotes..................................................................... 301
2.8.2.1.1.6 Determinación de Cargas en Pilotes ................................................................. 302
2.8.2.1.1.6.1 Generalidades.................................................................................................... 302
2.8.2.1.1.6.2 Downdrag (Friccion Superficial Negativa).......................................................... 302
2.8.2.1.1.6.2.1 Downdrag (Evaluación)...................................................................................... 302
2.8.2.1.1.6.3 Levantamiento Debido a los Suelos Expansivos............................................... 304
2.8.2.1.1.6.4 Estructuras Cercanas ........................................................................................ 304
2.8.2.1.1.6.5 Diseño en el Estado Límite de Servicio ............................................................. 304
2.8.2.1.1.6.5.1 Generalidades.................................................................................................... 304
2.8.2.1.1.6.5.2 Movimientos Tolerables ..................................................................................... 304
2.8.2.1.1.6.5.3 Asentamientos ................................................................................................... 304

2.8.2.1.1.6.5.3.1 Analogia de la Zapata Equivalente ................................................................... 304
2.8.2.1.1.6.5.3.2 Grupo de Pilotes en Suelos Cohesivos ............................................................ 306
2.8.2.1.1.6.5.4 Movimiento Horizontal en Fundación de Pilotes................................................ 307
2.8.2.1.1.6.5.5 Asentamiento Debido a la Friccion Negativa..................................................... 308
2.8.2.1.1.6.5.6 Compresión Lateral............................................................................................ 308
2.8.2.1.1.6.6 Diseño en el Estado Límite de Resistencia ....................................................... 308
2.8.2.1.1.6.6.1 Generalidades.................................................................................................... 308
2.8.2.1.1.6.6.2 Fórmula Dinámica.............................................................................................. 309
2.8.2.1.1.6.6.3 Análisis Estático................................................................................................. 310
2.8.2.1.1.6.6.3a Generalidades.................................................................................................... 310
2.8.2.1.1.6.6.3b Método α ............................................................................................................ 312
2.8.2.1.1.6.6.3c Método βv .......................................................................................................... 313
2.8.2.1.1.6.6.3d Método λ ............................................................................................................ 314
2.8.2.1.1.6.6.3e Resitencia de Punta en Suelos Cohesivos........................................................ 315
2.8.2.1.1.6.7 Resistencia de Grupo de Pilotes en Compresión.............................................. 315
2.8.2.1.1.6.8 Resistencia Contra el Levantamiento de Pilotes Individuales ........................... 317
2.8.2.1.1.6.9 Resistencia Contra el Levantamiento de Grupo de Pilotes ............................... 317
2.8.2.1.1.6.10 Efecto del Asentamiento del Terreno y Cargas de Fricción Negativa............... 319
2.8.2.1.1.6.11 Nivel Freático y Sub-presiones.......................................................................... 319
2.8.2.1.1.6.12 Protección Contra el Deterioro........................................................................... 319
2.8.2.1.2 Pilotes de Concreto Armado.............................................................................. 319
2.8.2.1.2.1 Generalidades.................................................................................................... 319
2.8.2.1.2.1a Pandeo y Estabilidad Lateral de los Pilotes....................................................... 320
2.8.2.1.2.2 Empalmes .......................................................................................................... 321
2.8.2.1.2.3 Pilotes Prefabricados de Concreto Armado....................................................... 321
2.8.2.1.2.3.1 Dimensiones de los Pilotes................................................................................ 321
2.8.2.1.2.3.2 Armadura ........................................................................................................... 321
2.8.2.1.2.4 Pilotes Prefabricados de Concreto Pretensado................................................. 321
2.8.2.1.2.4.2 Calidad del Concreto ......................................................................................... 322

2.8.2.1.2.4.3 Armadura ........................................................................................................... 322
2.8.2.1.2.5 Pilotes Colados en Sitio ..................................................................................... 322
2.8.2.1.2.5.2 Armadura ........................................................................................................... 323
2.8.2.1.2.6 Requisitos Sísmicos........................................................................................... 323
2.8.2.1.2.6.1 Zona Sísmica 1 .................................................................................................. 323
2.8.2.1.2.6.2 Zona Sísmica 2 .................................................................................................. 324
2.8.2.1.2.6.2a Requisitos Generales......................................................................................... 324
2.8.2.1.2.6.2b Pilotes de Concreto Vaciados In Situ ............................................................... 324
2.8.2.1.2.6.2c Pilotes Prefabricados de Concreto Armado....................................................... 324
2.8.2.1.2.6.2d Pilotes Prefabricados de Concreto Pretensado................................................. 324
2.8.2.1.2.6.3 Zonas Sísmicas 3 y 4......................................................................................... 325
2.8.2.1.2.6.3b Longitud de Confinamiento ................................................................................ 325
2.8.2.1.2.6.3c Cuantía Volumétrica para Confinamiento.......................................................... 325
2.8.2.1.2.6.3d Pilotes de Concreto Vaciados In Situ................................................................. 325
2.8.2.1.2.6.3e Pilotes Prefabricados ......................................................................................... 325
2.8.2.1.3 Pilotes Metálicos ................................................................................................ 325
2.8.2.1.3.1 Pilotes con Sección en H ................................................................................... 325
2.8.2.1.3.1.1 Espesores .......................................................................................................... 325
2.8.2.1.3.1.2 Empalmes .......................................................................................................... 326
2.8.2.1.3.1.3 Cabezales .......................................................................................................... 326
2.8.2.1.3.1.4 Adición de Puntas de Acero............................................................................... 326
2.8.2.1.3.2 Pilotes con Sección Tubular .............................................................................. 326
2.8.2.1.3.2.1 Espesores .......................................................................................................... 326
2.8.2.1.3.2.2 Empalmes .......................................................................................................... 326
2.8.2.1.3.2.3 Hincado.............................................................................................................. 326
2.8.2.1.3.2.4 Comportamiento Como Columna ...................................................................... 326
2.8.2.1.4 Pilotes Perforados (Drilled Shafts)..................................................................... 326
2.8.2.1.4.1 Disposiciones Generales ................................................................................... 326

2.8.2.1.4.1.1 Alcances............................................................................................................. 326
2.8.2.1.4.1.2 Espaciamiento de los Pilotes, Distancia Libre y Longitud Embebida de los Pilotes
.......................................................................................................................... 327
2.8.2.1.4.1.3 Diámetro del Pilote y Ampliación de su Base .................................................... 327
2.8.2.1.4.1.4 Pilotes Perforados Inclinados (batería de Pilotes)............................................. 327
2.8.2.1.4.1.5 Resistencia de los Pilotes Excavados ............................................................... 327
2.8.2.1.4.1.6 Determinación de Cargas que Actúan Sobre los Pilotes................................... 329
2.8.2.1.4.1.6.1 Disposiciones Generales ................................................................................... 329
2.8.2.1.4.1.6.2 Downdrag (Fricción Superficial Negativa) ......................................................... 329
2.8.2.1.4.1.6.3 Levantamiento (uplift) ........................................................................................ 329
2.8.2.1.4.1.7 Diseño en el Estado Límite de Servicio ............................................................. 330
2.8.2.1.4.1.7.1 Movimientos Tolerables ..................................................................................... 330
2.8.2.1.4.1.7.2 Asentamientos ................................................................................................... 330
2.8.2.1.4.1.7.2.1 Disposiciones Generales .................................................................................. 330
2.8.2.1.4.1.7.2.2 Asentamiento de un Solo Pilote Excavado....................................................... 330
2.8.2.1.4.1.7.2.3 Asentamiento en Geo Materiales Intermedios (IGMs)...................................... 333
2.8.2.1.4.1.7.2.4 Asentamiento de Grupo de Pilotes Perforados ................................................ 333
2.8.2.1.4.1.7.3 Movimientos Horizontales de Pilotes y Grupo de Pilotes .................................. 333
2.8.2.1.4.1.7.4 Asentamiento Debido a la Fricción Negativa..................................................... 333
2.8.2.1.4.1.7.5 Compresión Lateral............................................................................................ 333
2.8.2.1.4.1.8 Diseño en el Estado Límite de Resistencia ....................................................... 333
2.8.2.1.4.1.8.1 Disposiciones Generales ................................................................................... 333
2.8.2.1.4.1.8.2 Efectos del agua Subterranea y de la Flotación ................................................ 334
2.8.2.1.4.1.8.3 Socavación......................................................................................................... 334
2.8.2.1.4.1.8.4 Fricción Negativa ............................................................................................... 334
2.8.2.1.4.1.8.5 Resistencia Nominal a la Comprexión Axial de Pilotes Perforados Individuales ....
.......................................................................................................................... 334
2.8.2.1.4.1.8.5.1 Estimación de la Resistencia de Pilotes Perforados en Suelos Cohesivos ..... 335
2.8.2.1.4.1.8.5.1a Generalidades................................................................................................. 335
2.8.2.1.4.1.8.5.1b Resistencia Friccional (Lateral) ...................................................................... 335

2.8.2.1.4.1.8.5.1c ......................................... Resistencia de Punta de Pilotes en Suelos Cohesivos
.......................................................................................................................... 336
2.8.2.1.4.1.8.5.2 Estimación de la Resistencia de Pilotes Excavados en Suelos No Cohesivos 336
2.8.2.1.4.1.8.5.2a Generalidades ............................................................................................... 336
2.8.2.1.4.1.8.5.2b Resistencia Lateral (Friccional) .................................................................... 337
2.8.2.1.4.1.8.5.2c Resistencia de Punta de Pilotes en Suelos no Cohesivos ........................... 337
2.8.2.1.4.1.8.5.3 Pilotes en Suelos Resistentes que Están Encima de Suelos Débiles y
Compresibles. .................................................................................................... 338
2.8.2.1.4.1.8.5.4 Estimación de la Resistencia de los Pilotes Excavados en Roca .................... 338
2.8.2.1.4.1.8.5.4a Generalidades................................................................................................ 338
2.8.2.1.4.1.8.5.4b Resistencia Lateral (Friccional) ...................................................................... 338
2.8.2.1.4.1.8.5.4c Resistencia de Punta de Pilotes Excavados en Roca .................................. 339
2.8.2.1.4.1.8.5.4d Combinación de Resistencia lateral (Friccional) y de Punta, Pilote Excavado ....
.......................................................................................................................... 340
2.8.2.1.4.1.8.6 Resistencia de Grupo de Pilotes........................................................................ 340
2.8.2.1.4.1.8.6.1 Generalidades................................................................................................... 340
2.8.2.1.4.1.8.6.2 En Suelos Cohesivos........................................................................................ 340
2.8.2.1.4.1.8.6.3 En Suelos no Cohesivos................................................................................... 340
2.8.2.1.4.1.8.6.4 Grupo de Pilotes en Suelos Resistentes que Están Encima de Suelos Débiles y
Compresibles ..................................................................................................... 341
2.8.2.1.4.1.8.7 Resistencia al Levantamiento............................................................................ 341
2.8.2.1.4.1.8.7.1 Generalidades................................................................................................... 341
2.8.2.1.4.1.8.7.2 Resistencia Contra el Levantamiento de un Pilote excavado Individual .......... 342
2.8.2.1.4.1.8.7.3 Resistencia Contra el Levantamiento de un Grupo de Pilotes Excavados ...... 343
2.8.2.1.5 Pruebas en Pilotes............................................................................................. 343
2.8.2.1.6 Notaciones ......................................................................................................... 343
2.9 SUPERESTRUCTURAS .......................................................................................344
2.9.1 Superestructuras de Concreto........................................................................... 344
2.9.1.1 Generalidades.................................................................................................... 344
2.9.1.2 Consideraciones Generales............................................................................... 344
2.9.1.3. Diseño de Superestructuras Tipo Losa y Vigas................................................. 344

2.9.1.3.2 Desarrollo de Secciones Típicas ....................................................................... 344
2.9.1.3.2.1 Vigas .................................................................................................................. 344
2.9.1.3.2.3 Vigas Prefabricadas........................................................................................... 344
2.9.1.3.2.3.1 Condiciones Anteriores a la Puesta en Servicio................................................ 344
2.9.1.3.2.3.2 Dimensiones Extremas ...................................................................................... 344
2.9.1.3.2.3.3 Dispositivos de Izado ......................................................................................... 345
2.9.1.3.2.3.4 Diseño de los Detalles ....................................................................................... 345
2.9.1.3.2.3.5 Resistencia del Concreto ................................................................................... 345
2.9.1.3.2.4 Vigas Prefabricadas Empalmadas..................................................................... 345
2.9.1.3.2.4.1 Generalidades.................................................................................................... 345
2.9.1.3.2.4.2 Juntas de Construcción entre Segmentos......................................................... 346
2.9.1.3.2.4.2b Detalles de Juntas de Cierre.............................................................................. 346
2.9.1.3.2.4.2c Detalles de Juntas Match-Cast.......................................................................... 346
2.9.1.4 Vigas Tipo Cajón y Vigas T vaciados “in situ” ................................................... 347
2.9.1.4.1 Espesores de las Alas y del Alma...................................................................... 347
2.9.1.4.1a Ala o Losa Superior ........................................................................................... 347
2.9.1.4.1b Ala o Losa Inferior.............................................................................................. 348
2.9.1.4.1c Almas ................................................................................................................. 348
2.9.1.4.2 Peralte................................................................................................................ 348
2.9.1.4.3 Refuerzo............................................................................................................. 348
2.9.1.4.3a Refuerzo de la Losa del Tablero en Vigas T y Vigas Cajón Vaciada “in situ” ... 348
2.9.1.4.3b Refuerzo de la Losa Inferior de Vigas Cajón Vaciada “in situ” .......................... 348
2.9.1.4.4 Límites para las Armaduras............................................................................... 349
2.9.1.4.4.1 Armadura Máxima.............................................................................................. 349
2.9.1.4.4.2 Refuerzo Mínimo................................................................................................ 349
2.9.1.4.4.3 Control de la Fisuración mediante Distribución de la Armadura ....................... 350
2.9.1.4.4.4 Redistribución de Momentos ............................................................................. 351
2.9.1.4.4.5 Deformaciones................................................................................................... 351

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