Puente Ponaza (2013) - Picota - San Martín - Perú

ASIGNATURA: PUENTES
PROFESOR: M. SC. ING.
CALEB RÍOS VARGAS
CICLO: 2022 – I
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
VISTA: “PUENTE PONAZA (2013) – PICOTA – SAN MARTÍN – PERÚ”.

1. DEFINICIÓN DE PUENTES.-
“Puente Ponaza”
Un puente es una obra que se construye
para salvar un obstáculo dando así
continuidad a una vía. Suele sustentar un
camino, una carretera o una vía férrea,
pero también puede transportar tuberías y
líneas de distribución de energía.
Los puentes que soportan un canal o
conductos de agua se llaman acueductos.
Aquellos construidos sobre terreno seco o
en un valle, viaductos. Los que cruzan
autopistas y vías de tren se llaman pasos
elevados.

2. PARTES DE UN PUENTE.-
Constan fundamentalmente de dos partes:
1.- La superestructura conformada por:
tablero que soporta directamente las
cargas; vigas, armaduras, cables,
bóvedas, arcos, quienes transmiten las
cargas del tablero a los apoyos.
2.- La infraestructura conformada por:
pilares (apoyos centrales); estribos
(apoyos extremos) que soportan
directamente la superestructura; y
cimientos, encargados de transmitir al
terreno los esfuerzos.

SUPERESTRUCTURA.-
Elementos principales:
Son elementos que transmiten las
cargas vivas (tránsito) y muertas
(peso propio de la superestructura) a
los apoyos extremos e intermedios
de la infraestructura (estribos y pilas).
Los elementos principales de la
superestructura son de acuerdo al
tipo de puente.

SUPERESTRUCTURA.-
a. Losa. La estructura de éste tipo de
puente, consiste en una superficie de
concreto reforzado o presforzado,
madera o metal, y sirve de tablero al
mismo tiempo. Los puentes del tipo
losa sólo alcanzan a salvar luces
pequeñas, generalmente hasta 10mts.,
esto se debe a que el costo se
incrementa para luces mayores y por el
peso propio de la misma estructura.

SUPERESTRUCTURA.-
b) Vigas. Los puentes de vigas, utilizan como
elemento estructural vigas paralelas a la
carretera, que soportan esfuerzos de
componente vertical y transmiten las cargas
recibidas a las pilas y estribos del puente.
Sobre las vigas se dispone una losa de
concreto reforzado que sirve de base a la
calzada. Las vigas más simples están
formadas por tablones de madera, perfiles de
acero laminado o secciones rectangulares de
concreto reforzado.

SUPERESTRUCTURA.-
c) Estructura Metálica.- El acero es un material que soporta muy bien los
esfuerzos de flexión, compresión y tracción, y esta propiedad se emplea en
la construcción de puentes metálicos en arco o de vigas de acero.
La armadura es una viga compuesta por elementos relativamente cortos y
esbeltos conectados por sus extremos. La carga fija del peso del pavimento
y la carga móvil que atraviesa el puente se transmiten por medio de las vigas
transversales del tablero directamente a las conexiones de los elementos de
la armadura. En las diversas configuraciones triangulares creadas por el
ingeniero diseñador, cada elemento queda o en tensión o en compresión,
según el patrón de cargas, pero nunca están sometidos a cargas que
tiendan a

SUPERESTRUCTURA.-
c) Estructura Metálica.-

SUPERESTRUCTURA.-
Elementos secundarios.-
Son elementos complementarios de la
superestructura siendo necesarios para la estabilidad
de la estructura y posibilitan el tránsito por el puente.
a) Losa Tablero.- Es el tablero o losa del puente que
soporta directamente el tráfico de vehículos o
peatones. Cuando es de madera se le llama “tablero”
y cuando es de concreto y metal se le llama “losa”.
La losa tablero proporciona la capacidad portante de
carga del sistema de cubierta. La losa tablero forma
parte de los elementos secundarios para puentes del
tipo viga, colgantes, puentes modulares y cercha.

SUPERESTRUCTURA.-
b) Diafragmas Transversales.
Los diafragmas son considerados como
elementos simplemente apoyados, que
sirven como rigidizadores entre vigas, y
que a su vez transmiten fuerzas a las
vigas longitudinales a través del cortante
vertical, el cual es transmitido por el
apoyo directo de la losa sobre la viga y
por medio de varillas de acero que
traspasan la viga longitudinal.

SUPERESTRUCTURA.-
c) Arriostramiento.- Permiten mantener los elementos estructurales en posición
correcta, se usan generalmente en las estructuras metálicas, y según su
ubicación en la estructura puede clasificarse como:
Arriostramiento del portal: El arriostramiento del portal se encuentra en la parte
superior en los extremos de una armadura de paso a través y proporciona
estabilidad lateral y transferencia de cortante entre armaduras.
Arriostramiento transversal: Los puntales transversales son miembros
estructurales secundarios que se atraviesan de lado a lado entre armaduras en
nudos interiores y al igual que el arriostramiento del portal proporcionan
estabilidad lateral y transferencia de cortante entre armaduras.

SUPERESTRUCTURA.-
c) Arriostramiento.-
Arriostramiento lateral superior: Los puntales laterales superiores están
situados en el plano de la cuerda superior y proporciona estabilidad lateral
entre las dos armaduras y resistencia contra los esfuerzos provocados por el
viento.
d) Barandas.-
Son elementos de seguridad que se encuentran a los costados del puente,
su función es la de canalizar el tránsito y eventualmente evitan la caída de
vehículos y personas.

SUPERESTRUCTURA.-
d) Barandas.-
Las normas AASHTO definen 3 tipos de barandales: peatonales, para
bicicletas y para tráfico. Estos tipos de barandales también pueden
combinarse entre si, para convertirse en tráfico – bicicleta, trafico –peatonal,
peatonal – bicicleta.
e) Calzadas.
La calzada o superficie de rodamiento proporciona el piso para el tránsito de
los vehículos y se coloca sobre la cara superior de la losa estructural. En el
caso de ser un puente tipo bóveda o súper span, la calzada va sobre el
relleno de ésta estructura, si fuese un puente modular iría sobre los tablones
de madera o puede ser la misma madera la calzada.

SUPERESTRUCTURA.-
e) Calzadas.
Generalmente la calzada es colocada después de colocada la losa, aunque
existen también calzadas colocadas integralmente con la losa estructural.
Cuando se utiliza esta técnica se le designa como piso monolítico. Las
calzadas en nuestro país generalmente son de concreto asfáltico o de
concreto hidráulico, aunque pueden encontrase de balaste, metálicas o
madera, y se considera que no proporciona capacidad de carga a la
estructura.

COMPONENTES DE LA SUBESTRUCTURA.-
a) Apoyos
Los apoyos son conjuntos estructurales
instalados para garantizar la segura
transferencia de todas las reacciones de
la superestructura a la subestructura y
deben cumplir dos requisitos básicos:
distribuir las reacciones sobre las áreas
adecuadas de la subestructura y ser
capaces de adaptarse a las
deformaciones elásticas, térmicas y de
otras índoles inducidas por la
superestructura, sin generar fuerzas
restrictivas perjudiciales.

a) Apoyos
En general, los apoyos se clasifican en fijos y móviles. Los apoyos fijos
permiten únicamente deflexiones angulares restringiendo los
desplazamientos horizontales; estos tipos de apoyos deben ser
diseñados para resistir las componentes verticales y horizontales de las
reacciones. Los apoyos de tipo móvil permiten que el extremo de un
puente, en el que existe uno de éstos, se mueva libremente hacia delante
y atrás, debido a la expansión y/o contracción ocasionada por los
cambios de temperatura; o debido a cambios en la longitud del puente
ocasionados por las cargas vivas, evitando la aparición de reacciones
horizontales perjudiciales en los apoyos del puente.

a) Apoyos
Apoyos elastoméricos.- Por varias décadas los
apoyos fueron hechos exclusivamente de acero, sin
embargo en años recientes, se han utilizado apoyos
a base de placas de hule natural (polisopreno) o hule
sintético (neopreno) y que se conocen como apoyos
elastoméricos. Pueden ser simples (constituidos
solamente por elastómeros) o laminados
(compuestos por capas de elastómeros, unidos entre
si por láminas pegadas de acero). Estos tipos de
apoyos son recomendados para puentes con claros
iguales o mayores a 122 metros y con reacciones
máximas que están alrededor de los 400 kips.

a) Apoyos
Apoyos elastoméricos.-
La capacidad de un apoyo elastomérico para absorber las deflexiones
angulares y los movimientos longitudinales de la superestructura depende de:
1. El espesor total del apoyo, ya sea simple o laminado.
2. El factor de forma, que es una relación entre el área de la cara cargada y la
suma de las áreas laterales libres para abombarse.
3. Las propiedades del elastómero.

a) Apoyos
Apoyos elastoméricos.-

a) Apoyos
Apoyos de depósito.-
En puentes rectos con pilas que forman ángulos rectos con la superestructura,
el movimiento rotacional que puede ser absorbido ocurre sobre un eje
fácilmente determinable.
En puentes curvos y puentes rectos en el cual el eje longitudinal de la
superestructura no forma un ángulo recto con la orientación del obstáculo a
salvar (puentes enviajados), el movimiento rotacional ocurre sobre más de un
eje y no es fácilmente predecible. Para resolver este problema, los apoyos de
depósito tienen la característica de acomodarse al movimiento rotacional que
se desarrolle sobre cualquier eje.

a) Apoyos
Apoyos de depósito.-

Apoyos metálicos.-
Son preferentemente de acero estructural, acero o hierro fundido. Sus
componentes básicos son una unidad superior fija con pernos en la
superestructura y una unidad inferior anclada a la subestructura, insertados
entre éstas, si es necesario, hay elementos para centrar y para absorber las
deflexiones angulares y en el caso de los apoyos de expansión, para los
movimientos longitudinales de la superestructura.
Para longitudes menores de 50 pies no es necesario hacer previsiones para
deflexiones angulares, sin embargo para longitudes mayores sí. En este caso
los apoyos pueden consistir en dos placas planas de acero en contacto una
con otra. Para claros mayores de 50 pies la AASHTO requiere placas curvas,
articulaciones o pasadores. Para apoyos de expansión se agregan placas
deslizantes, mecedoras, rodillos o cojinetes elastoméricos, si es necesario.

Apoyos metálicos.-

Apoyos con elementos de teflón.-
Con el aparecimiento del componente químico Telón (TFE) como material para
fabricar apoyos deslizantes, los elaborados a base de placas de acero sobre
acero se consideraron poco eficientes. El telón tiene el más bajo coeficiente
estático de fricción y para objeto del cálculo de la fuerza longitudinal en la
subestructura puede tomarse como 0.06. El telón se utiliza en los apoyos
combinados con placas de acero corriente de acero inoxidable y de neopreno
(fig. 3.10). El fin de estas combinaciones es producir una resistencia moderada
a la compresión. Estabilidad química y una baja fuerza de fricción. El espesor
usual de la capa de telón unida a una capa de otro material es de alrededor de
3 / 32”.

Apoyos con elementos de teflón.-

Estribos. Un estribo puede definirse como una combinación de muro de retención
y cimentación que soporta un extremo de la superestructura de un puente y que a
la vez transmite las cargas al suelo de cimentación, sostiene el relleno de tierra
situado junto a su accesos y también ofrece protección contra la erosión.
Los estribos son construidos a base de concreto reforzado, mampostería reforzada
y mampostería de piedra (tipo muro de gravedad).
Las diferencias que se pueden mencionar entre los estribos y los muros
convencionales son:
a) Los estribos soportan las reacciones extremas del claro del puente.
b) los estribos están restringidos en la parte superior por el tablero del puente.
Generalmente un estribo consta de cuatro partes: El asiento del puente o cabezal,
cuerpo, aletones y fundación. También existen estribos a base de marcos
constituidos por vigas, columnas, aletones y su correspondiente fundación.

Estribos. El asiento del puente es la parte del estribo donde son colocados los
apoyos, y que soportan directamente la superestructura. El cuerpo es el que sostiene
el asiento del puente y soporta el ancho del terraplén que se encuentra directamente
en el extremo de la superestructura. Los aletones son construidos generalmente a
base de concreto reforzado o de mampostería de piedra y tienen base de concreto
reforzado o de mampostería de piedra y tienen por objeto contener el relleno de los
costados y contrarrestar la erosión. El cuerpo y los aletones pueden o no ser
monolíticos. Tener fundaciones separadas o estar los aletones unidos en voladizo al
cuerpo. Los aletones tienen a flexionarse diferentemente al cuerpo, tanto en magnitud
como en dirección. Por ello, cuando el cuerpo es construido monolíticamente con los
aletones, los esfuerzos en las juntas indicaran refuerzos especiales. Estos esfuerzos
son producto de una combinación de momentos verticales y horizontales, cortantes
más torsión. Si los aletones están separados del cuerpo, juntas especiales son
necesarias para prevenir grietas y desalineamientos.

Estribos.

Estribos de silla.-
Son construidos después de que el
terraplén del camino está por llegar a su
nivel final. Este tipo de estribo ayuda a
evitar la mayoría de los problemas
causados por la vibración de los vehículos
en el pavimento de acceso al puente y
elimina la dificultad de obtener una
adecuada compactación en los rellenos
adyacentes de los relativamente altos
muros de los estribos cerrados.

Estribos de clavija continua.-
Este tipo de estribo es frecuentemente usado en puentes donde un claro
adicional va a ser añadido posteriormente, por lo que es importante que
los aletones y el muro sean diseñados para este cambio. Son
soportados por columnas o vigas que se extienden por arriba del nivel
natural del terreno, o pueden ser soportados por cajones o pilotes
hincados, y que son construidos antes de efectuar el relleno del terraplén
que está alrededor de las
columnas y del cabezal del estribo. Asentamientos tempranos y erosión
son los problemas más frecuentemente vinculados con este tipo de
estribos.

Estribos completamente cerrados
Son construidos cerca del camino o de la corriente a cruzar. Retienen la
elevación total de los terraplenes de acceso al puente. Este tipo de estribo es el
más caro, pero reduce el costo total del puente al disminuir el largo de los
claros, y son indicados donde el derecho de vía es crítico. Los estribos
completamente cerrados pueden ser colados monolíticamente con la
superestructura o estar unidos a ella a través de apoyos móviles o fijos, caso
en el cual los aletones estarán unidos al estribo por medio de juntas de
expansión con llaves. Para estribos no oblicuos, esto posibilita que la pared del
estribo rote sobre su base y permita la contracción y expansión de la
superestructura, asumiendo que la rotación es posible. También permiten
asentamientos diferenciales entre la fundación del muro y de los aletones.

Estribos completamente cerrados

3. CLASIFICACIÓN DE PUENTES.-
A. Según la Naturaleza de la
Vía Soportada (Función).-
Se distinguen puentes para
carretera, para ferrocarril,
para trenes eléctricos de
pasajeros, para acueductos,
para viaductos, puentes para
peatones y los puentes para
aviones que existen en los
aeropuertos; también existen
puentes de uso múltiple.

B. Según el Material:
Existen puentes de piedra, madera, sogas,
hierro, acero, concreto armado, concreto pre-
esforzado, y últimamente de materiales
compuestos (fibras de vidrio, fibras de carbón,
etc.). La clasificación se hace considerando el
material constitutivo de los elementos
portantes principales.

C. Según el Sistema Estructural
Principal:
Los puentes se clasifican en las siguientes
tres grandes categorías: los puentes tipo
viga, los puentes tipo arco, y los puentes
suspendidos.

D. Según la Forma de la Geometría
en Planta:
Los puentes pueden ser rectos,
esviajados o curvos.
E. Según su Posición Respecto a la
Vía Considerada:
Se clasifican como pasos superiores y
pasos inferiores.
F. Según el Tiempo de Vida Previsto:
Los puentes se clasifican en puentes
definitivos y en puentes temporales.

G. Según la Demanda de Tránsito y Clase de la Carretera
En el Manual de Carreteras: Diseño Geométrico DG – 2018 vigente, se
clasifica las carreteras en función de la demanda de tránsito. (Autopistas,
carreteras y trochas carrozables).
H. Clasificación de Acuerdo a la Importancia Operativa
Para el diseño del puente, el propietario debe asignar la importancia
operativa del puente de acuerdo a la siguiente clasificación:
• Puentes Importantes.
• Puentes Típicos.
• Puentes relativamente menos importantes.
(Se asignará un factor ni de acuerdo a la importancia del puente.

I. Clasificación para Fines del Diseño Sísmico:
Para fines del diseño sísmico de los puentes, el Propietario deberá clasificar
el puente en una de las tres categorías siguientes según su importancia:
• Puente Críticos (permanecer abiertos después de un sismo),
• Puentes Esenciales (emergencia, seguridad y/o defensa), u
• Otros puentes.
J. Según el Sistema de Construcción:
• Puente Segmentales. Puente Lanzados.
• Puente sobre Obra Falsa.
• Puente Prefabricado.

4. UBICACIÓN Y ELECCIÓN DEL TIPO DE PUENTE.-
a. Localización de la estructura o ubicación en cuanto a sitio,
alineamiento, pendiente y rasante.
b. Tipo de puente que resulte más adecuado para el sitio escogido,
teniendo en cuenta su estética, economía, seguridad y funcionalidad.
c. Forma geométrica y dimensiones, analizando sus accesos,
superestructura, infraestructura, cauce de la corriente y fundaciones.
d. Obras complementarias tales como: barandas, drenaje de la calzada y
de los accesos, protección de las márgenes y rectificación del cauce, si
fuera necesario forestación de taludes e iluminación.
e. En caso de obras especiales conviene recomendar sistemas
constructivos, equipos, etapas de construcción y todo aquello que se
considere necesario para la buena ejecución y estabilidad de la obra.

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