DISEÑO DE PUENTES-CARGAS-2019.ppt

DISEÑO DE PUENTES
CARGAS QUE ACTUAN EN LOS
PUENTES.
METODO LRFD.

CARGAS EN LOS PUENTES
CLASIFICACION:
 PERMANENTES.
 VARIABLES.
 EXCEPCIONALES.

 Peso Propio de la estructura y
cargas muertas. DC, DW.
 Cargas Del Suelo. EH, ES Y DD
 Deformaciones impuestas.
CARGAS PERMANENTES:
Son las que actúan durante toda la vida de la
estructura sin variar significativamente, o que varían
en un solo sentido hasta alcanzar un valor límite:
CLASIFICACION . . .

 Estructurales DC: Vigas, tablero, diafragmas,
cables, arriostres, etc.
 No estructurales DW: Veredas, superficie de
rodadura, balastro, rieles, durmientes, barandas,
postes, tuberías, ductos y cables.
 Rellenos EV: presión vertical de suelo de rellenos.
Peso Propio de la estructura y cargas muertas
DC, DW y EV:
Se estiman en función a las dimensiones de los
elementos y al peso del material del que están
construidos:
CLASIFICACION . . .

Cargas del suelo EH, ES y DD:
 Empuje del suelo EH, sobrecarga del suelo ES, y
fricción superficial negativa DD (Downdrag), se
Calculan según los principios de la mecánica de
suelos, utilizando los valores medios de las
propiedades del material de relleno.
 En todos los casos se incluirá en el diseño, un
sistema de drenaje del material de relleno. No
obstante debe considerarse la posibilidad que el suelo
se sature total o parcialmente a uno o a ambos lados
de la estructura de contención.
Peso Propio de la estructura y cargas muertas . . .
CLASIFICACION . . .

 Cuando se prevea tráfico a una distancia horizontal,
medida desde la parte superior de la estructura
,menor o igual a la mitad de su altura, las presiones
deben incrementarse añadiendo una sobrecarga
vertical no menor a la equivalente a 0.60 m, de altura
de relleno.
 En caso la estructura de contención forme parte de
un pórtico rígido, solo podrá considerarse en el
diseño de losa o vigas, hasta el 50% de cualquier
efecto favorable debido al empuje de tierras.
Cargas del suelo:

El empuje del suelo se deberá considerar función de los
Siguientes factores:
 Tipo y densidad del suelo,
 Contenido de agua,
 Características de fluencia lenta del suelo,
 Grado de compactación,
 Ubicación del nivel freático,
 Interacción suelo-estructura,
 Cantidad de sobrecarga,
 Efectos sísmicos,
 Pendiente del relleno, e
 Inclinación del muro.
Empuje del suelo EH, ES, LS y DD:

Empuje del suelo:
Coeficiente de Empuje Lateral en Reposo, ko
Para suelos normalmente consolidados, muro vertical y terreno
nivelado, el coeficiente de empuje lateral en reposo se puede tomar
como:
𝑘o= 1−𝑠𝑒𝑛 𝜙𝑓´
Donde:
ϕ′𝑓 = ángulo efectivo de fricción del suelo.
𝑘0 = coeficiente de empuje lateral del suelo en reposo.
Para los suelos sobreconsolidados se puede asumir que el
coeficiente de empuje lateral en reposo varía en función de la
relación de sobreconsolidación o historial de solicitaciones, y se
puede tomar como:
𝑘𝑜= (1−𝑠𝑒𝑛ϕ𝑓´ )(𝑂𝐶𝑅)senø’f
Donde:
OCR = relación de sobreconsolidación.

Coeficiente de Empuje Lateral Activo, 𝐤a.
El coeficiente de empuje lateral activo se puede tomar como:
En el cual:
Donde:
• δ = ángulo de fricción entre
el relleno y la pared tomado
como se especifica en la
tabla 2.4.4.1.5.3-1 (grados).
• β = ángulo del relleno con
la horizontal como se
muestra en la figura
2.4.4.1.5.3-1(grados).
• θ = ángulo de la cara
posterior de la pared del
muro con la horizontal
como se presenta en la
figura 2.4.4.1.5.3-1(grados).
• ϕ𝑓´ = ángulo efectivo de
fricción interna (grados).

Continuación…

Coeficiente de Empuje Lateral Pasivo, kp
Para los suelos cohesivos, los empujes pasivos se pueden estimar de la
siguiente manera:
Donde:
 𝑝𝑝 = empuje lateral pasivo del suelo (ksf).
 𝛾𝑠 = peso unitario del suelo (kcf).
 𝑧 = profundidad por debajo de la superficie del suelo (ft).
 𝑐 = cohesion del Suelo (ksf).
 𝑘𝑝 = coeficiente de la presión pasiva lateral del terreno especificado
en las figuras 2.4.4.1.5.4-1 y 2.4.4.1.5.4-2 según corresponda.

 Las deformaciones y esfuerzos originados por
contracción de fragua o por flujo plástico en
elementos de concreto o de madera.
 Los esfuerzos residuales originados por el proceso
de laminado o la soldadura de elementos de acero.
 Los posibles defectos de construcción o
fabricación.
 Los desplazamientos de apoyo de diverso origen y
otras fuentes de deformación.
Deformaciones Impuestas :
Serán considerados como fuerzas permanentes las
siguientes:

CLASIFICACION . . .
CARGAS VARIABLES
Son aquellas para las que se observan variaciones
frecuentes y significativas en términos relativos a su
valor medio
Se incluyen: los pesos de los vehículos y personas,
los efectos dinámicos, fuerzas de frenado y
aceleración, centrífugas y fuerzas laterales sobre
rieles. También las fuerzas aplicadas durante la
construcción, fuerzas debidas al empuje del agua y
subpresiones, variaciones de temperatura, sismo y
acciones de viento

CLASIFICACION . . .
 Se deben considerar todas las cargas debidas a
pesos de materiales y equipos requeridos durante la
construcción, así como las cargas de peso propio u
otras de carácter permanente que se apliquen en
cada proceso constructivo, previéndose su
ubicación.
 Deberá considerarse la posibilidad que durante el
proceso constructivo o como resultado de posterior
modificación, la carga muerta sea retirada
parcialmente, pudiendo reducirse un posible efecto
favorable.
Cargas Durante La Construcción :
CARGAS VARIABLES

 Para efectos del diseño, el número de vías será igual a
la parte entera de W / 3.6, donde W es el ancho libre de
la calzada (en metros), medido entre bordes de
sardineles o barreras
 El ancho de vía se supondrá de 3.60 m, excepto para
calzadas entre 6.00 y 7.20 m, en que se considera el
puente de dos vías, cada una con un ancho igual a la
mitad del total.
Cargas Vivas de Vehículos:
CARGAS VARIABLES . . .
Número y ancho de las vías:
La carga viva vehicular que utilizan las especificaciones
AASHTO LRFD se denomina HL-93 y se describe a
continuación.

SOBRECARGA AASHTO HL93
CAMION DE DISEÑO
32 kip ≈ 14.55 t
8 kip ≈ 3.63 t.

25.0 kip.
11.4 ton
1.2 m. 1.8 m.
SOBRECARGA AASHTO HL93 (sist. Interna.)
TANDEM DE DISEÑO
w= 0.64 klf (954 kgf/m)
SOBRECARGA DISTRIBUIDA

La carga viva correspondiente a cada vía consiste en la
combinación de:
• Camión de diseño o Tándem de diseño, tomándose
aquello que produzca en cada caso los efectos más
desfavorables y,
• Carga distribuida de diseño.
Para el estado límite de fatiga solo se considerará la carga
correspondiente al camión de diseño, con la separación de
9.00 m. entre las cargas de 32 kip.
Para el cómputo de deflexiones se tomará el mayor de los
resultados obtenidos con el camión de diseño o con la suma
de la sobrecarga distribuida más 25% del camión de diseño.

Área de contacto de las ruedas.-
• En el sentido transversal: 20 in (0.50 m);
• En el sentido del eje del puente: 10 in (0.25 m)
Se supondrá que los neumáticos ejercen una presión uniforme sobre el
área de contacto.
Se supondrá que la presión de los neumáticos se distribuye de la
siguiente manera:
• En superficies continuas, uniformemente sobre el área de contacto
especificada, y
• En superficies discontinuas, uniformemente sobre el área de contacto
real dentro de la huella, aumentando la presión en función de la
relación entre el área de contacto especificada y la real.
Para el diseño de tableros ortotrópicos y superficies de desgaste sobre
los tableros ortotrópicos, las ruedas delanteras se asumirán como un
simple rectángulo cuyo ancho y largo sean de 10.0 in. .

Número de vías
cargadas
Factor
1 1.20
2 1.00
3 0.85
> 3 0.65
Modificación por número de vías.-
Para determinar los máximos esfuerzos por carga viva, se
considerará todas las combinaciones de número de vías
cargadas, afectando las cargas por los factores correspondientes,
según el la tabla:
Estos factores no se deben aplicar conjuntamente con los factores de distribución
de carga para el cálculo de momentos y cortante en vigas, excepto si se aplica la
ley de momentos o si se utilizan requisitos especiales para vigas exteriores en
puentes de vigas y losas

En dirección longitudinal.-
El puente será cargado en forma continua o discontinua, según resulte
más crítico para el efecto en estudio considerando los siguientes casos:
• Tándem de diseño más carga distribuida.
• Camión de diseño más carga distribuida; la distancia entre los ejes
de 32 kip (14.55 t) será aquella que produzca el efecto más
desfavorable en cada caso.
• Solo para momentos negativos y para reacciones verticales en los
apoyos intermedios, se considerará 90% del efecto combinado de
la sobrecarga distribuida y de los camiones de diseño. En este
caso la distancia entre los dos ejes de 32 kip (14.55 t) de cada
camión será 14 ft (4.27 m) y la distancia entre camiones, medida
desde el último eje del primer camión, hasta el eje delantero del
que le sigue, no será inferior a 50 ft (15 m)
Los ejes que no contribuyen a la solicitación extrema se deberán
despreciar.
UBICACIÓN DE LAS CARGAS VIVAS.-

En dirección transversal.-
Cada vía cargada, así como la franja de 3.00 m. de ancho sobre la
que actúa la sobrecarga distribuida, se deberá colocar en dirección
transversal en la posición que produzca los máximos efectos en cada
caso
El camión y el tandem de diseño se ubicarán en las posiciones más
desfavorables, respetando los límites siguientes:
• Para el diseño del voladizo del tablero, el centro de la rueda
estará a por lo menos 0.30 m. de la cara del sardinel o de la
baranda
• Para el diseño del resto de los elementos, el centro de la rueda
estará a por lo menos 0.60 m. del borde del carril de diseño.

Evaluación opcional de la deflexión por sobrecarga .-
A menos que se disponga de otro modo, la deflexión se
deberá tomar como el mayor valor entre:
• La que resulta del camión de diseño solamente, o
• La que resulta del 25 por ciento del camión de diseño
considerado juntamente con la carga del carril de
diseño

Diseño para Tableros, Sistemas de Tableros y
Losas Superiores de Alcantarillas Rectangulares
Si se usa el método aproximado de las fajas para analizar tableros y
losas superiores de alcantarillas rectangulares, las solicitaciones se
deberán determinar en base a lo siguiente:
• Cuando la losa trabaja principalmente en el sentido transversal
solamente los ejes del camión de diseño o el tándem de diseño
serán aplicados a la losa del tablero o a la losa superior de las
alcantarillas cajón.
• Cuando la losa trabaja principalmente en la dirección longitudinal.
– Para losas superiores de alcantarillas cajón y para los otros
casos incluyendo puentes tipo losa donde el tramo no exceda,
15.0 ft. (4.50 m.), solamente serán aplicadas las cargas del eje
del camión de diseño o el tándem de diseño respectivamente,.
– Para todos los otros casos, incluyendo puentes tipo losa
(excluyendo las losas superiores de alcantarillas cajón) donde el
tramo excede 15.0 ft. (4.50 m.) serán aplicadas. todas las cargas
especificadas

Diseño para Tableros, Sistemas de Tableros y
Losas Superiores de Alcantarillas Rectangulares
Cuando los métodos refinados son usados para analizar
tableros, las solicitaciones serán determinadas sobre las
siguientes bases:
• Si las fajas principales son de dirección transversal,
solamente los ejes del camión de diseño o tándem de
diseño serán aplicados a la losa del tablero.
• Si las fajas principales son de dirección longitudinal
(incluyendo los puentes tipo losa), serán aplicadas.
todas las cargas especificadas
Se asumirá que las cargas de las ruedas de un eje son
iguales, y para el diseño de tableros no es necesaria la
amplificación de las cargas de las ruedas debido a las
fuerzas centrífugas y de frenado.

Cargas para Diseño del Voladizo del Tableros.
 Para el diseño de voladizo del tablero de no más de 6.0
ft (1,800 mm) entre el eje de la viga exterior y la cara de
una baranda de concreto estructuralmente continua, la
fila de ruedas exterior se puede reemplazar por una
carga de “cuchilla” lineal uniformemente distribuida de
1.0 k/ft (14.6 N/mm), ubicada a 1.0 ft (300 mm) de la
cara de la baranda.
 Las cargas horizontales en los voladizos provocadas por
la colisión de vehículos contra las barreras se deberán
tener en cuenta.

Independientemente del número de vías, para el estado límite de fatiga se
considera como carga vertical la de un solo camión de diseño, pero con la
distancia fija de 9.14 m. entre los dos eje de 32.0 kip (14.55 t) e incluyendo
los efectos dinámicos respectivos.
El camión se ubica tanto en dirección longitudinal como transversal, en las
posiciones que produzcan los efectos máximo y mínimo para el elemento en
estudio, de modo tal que se obtenga el máximo rango de esfuerzos.
La frecuencia de la carga de fatiga se calculará sobre la base del tráfico de
vehículos de tres o más ejes en cada dirección. Para estos cómputos deberá
considerarse el volumen de tráfico promedio a lo largo de la vida útil del
puente.
FATIGA

Para el diseño de tableros ortotrópicos y superficie de rodadura sobre
los tableros ortotrópicos, se usará el patrón de cargas como se
muestra en la Figura.
FATIGA

• La frecuencia de la carga de fatiga se deberá tomar como el tráfico
medio diario de camiones en un único carril (ADTTSL). Esta
frecuencia se deberá aplicar a todos los componentes del puente,
inclusive a aquellos ubicados debajo de carriles que soportan un
menor número de camiones.
• En ausencia de información más precisa, el tráfico medio diario de
camiones en un único carril se tomará como:
ADTTSL = p × ADTT
FATIGA
Donde:
DTT = número de camiones por día en una
dirección, promediado sobre el período de
diseño,
ADTTSL = número de camiones por día en
un único carril, promediado sobre el
período de diseño,
p = valor especificado en Tabla
Fracción de tráfico de camiones en
un único carril, p
Número de carriles
disponibles para camiones
p
1
2
3 o más
1.00
0.85
0.80

El incremento por carga
dinámica no se aplicará a las
cargas peatonales ni a la del
carril de diseño. Los
porcentajes de incremento
se indican a continuación.
EFECTOS DINAMICOS
Componente. Porcentaje.
Elementos de unión en el tablero ( para
todos los estado límite) 75 %
Para otros elementos:
 Estados límites de fatiga y fractura 15 %
 Otros estados límite. 33 %
No es necesario aplicar el incremento por carga dinámica a:
• Muros de contención no solicitados por reacciones verticales de la
superestructura y
• Componentes de las fundaciones que están completamente por debajo
de nivel del terreno.
• Para alcantarillas y otras estructuras enterradas, el % se tomará como:
IM = 33 (1.0 -0.125 DE) ≥ 0 , donde:
DE = profundidad mínima de la cubierta de tierra sobre la estructura (ft).
El incremento por carga dinámica no se aplicará a los componentes de
madera.

En puentes de planta curva se consideran fuerzas radiales horizontales
iguales al producto de los pesos de cada eje del camión o del tandem
de diseño multiplicado por:
FUERZAS CENTRÍFUGAS
Se aplican horizontalmente a 1.80 m. sobre la superficie de rodadura.
En el cómputo se consideran los factores modificatorios por número de
vías cargadas, pero no los efectos dinámicos.
Al calcular la fuerza centrífuga se desprecia la carga del carril
(sobrecarga distribuida), ya que se supone que a alta velocidad la
separación de los vehículos es grande, y por lo tanto la densidad de
vehículos detrás y/o delante del camión de diseño es baja.
donde:
• V = velocidad de diseño en ft/s.(m/s)
• f = 1.0 para fatiga y 4/3 para otras combinaciones
• G = aceleración de la gravedad 32.2 (ft/s2)(9.81 m/s2)
• R = radio de curvatura del carril de circulación(ft).(m)

FUERZAS DE FRENADO BR.
Las fuerzas horizontales de frenado se toman como el mayor de los siguientes
valores:
– 25 % de los pesos por eje del camión o tándem de diseño, o
– 5 por ciento del camión de diseño más la carga de carril o 5 por ciento
del tándem de diseño más la carga de carril
La fuerza de frenado se deberá ubicar en todos los carriles de diseño que se
consideran cargados de acuerdo con el Artículo 2.4.3.2 y que transportan
tráfico en la misma dirección.
Se asumirá que estas fuerzas actúan horizontalmente a una distancia de 6.0 ft
(1.80 m) sobre la superficie de la calzada en cualquiera de las direcciones
longitudinales para provocar solicitaciones extremas.
Todos los carriles de diseño deberán estar cargados simultáneamente si se
prevé que en el futuro el puente puede tener tráfico exclusivamente en una
dirección.
Se aplicarán los factores de presencia múltiple especificados en el Artículo

Sobrecargas en Veredas
CARGA SOBRE VEREDAS, BARANDAS Y SARDINELES
Cargas Vivas en veredas:
Se deberá aplicar una carga peatonal de 0.075 ksf (367 kg/m2) en todas
las veredas de más de 2.0 ft (0.60 m.) de ancho, y esta carga se deberá
considerar simultáneamente con la sobrecarga vehicular de diseño. Donde
los vehículos puedan subir a la vereda, la carga peatonal no se considerará
simultáneamente con la vehicular. Si en el futuro la vereda puede ser
removida, la sobrecarga vehicular se aplicará a 1.0 ft (0.30 m.) del borde
del tablero para el diseño del volado del mismo, a 2.0 ft (0.60 m.) del borde
del tablero para diseñar los otros componentes. Los incrementos de carga
dinámica no serán considerados para los vehículos.
Fuerzas sobre sardineles
Los sardineles serán diseñados para resistir una fuerza lateral no menor
que 1.68 kips (760 kgf) por metro de sardinel, aplicada en el tope del
sardinel o a una elevación de 0.25 m. sobre el tablero si el sardinel tuviera
mayor altura

Fuerzas sobre barandas
Cargas Vivas en veredas:
Todas las fuerzas se deberán aplicar a los elementos longitudinales. La
distribución de las cargas longitudinales a los postes deberá ser consistente
con la continuidad de los elementos de los rieles.
Los estribos y pilas de puentes ubicados a 9.0 m o menos del borde de la calzada se deberán
diseñar para una fuerza estática equivalente de 272 t, la cual se asume actúa en una dirección de
0° a 15° con el borde del pavimento en un plano horizontal, a una altura de 1.5 m sobre el nivel del
terreno.
No es necesario aplicar esta fuerza, en el caso de estructuras protegidas por terraplenes o
barreras antichoque

Cargas en puentes Peatonales.
• Los puentes para uso peatonal y para el tráfico de
bicicletas deberán ser diseñados para una carga viva
uniformemente repartida de 90 psf. (440 Kg/m2)
• El proyectista deberá evaluar el posible uso del puente
peatonal por vehículos de emergencia o mantenimiento.
Las cargas correspondientes a tales vehículos no
requerirán incrementarse por efectos dinámicos.
Tampoco serán combinadas con la carga viva de diseño.

Sub-presiones
La sub-presión (flotabilidad) se deberá considerar como una fuerza de
levantamiento, tomada como la sumatoria de las componentes verticales de
las presiones hidrostáticas, según lo especificado en el Artículo 2.4.3.8.1, que
actúa sobre todos los componentes de la estructura que se encuentran
debajo del nivel de agua de diseño
Empuje de Agua y Sub-presiones
Presión Hidrostática
Los pilares y otras partes del puente sujetas al empuje del agua se
diseñarán para resistir los esfuerzos más desfavorables en las condiciones
de aguas máximas y aguas mínimas. La presión se debe calcular como:
p = h γa
γa = peso específico del agua.
h = altura de la columna de agua sobre el punto.

Tipo de Estructura Cp
Pilar con extremo semicircular 0.7
Pilar con extremo plano 1.4
Pilar con extremo en ángulo agudo 0.8
Troncos u otros escombros 1.4
La fuerza de arrastre longitudinal se deberá tomar como el producto de
presión de flujo longitudinal y la proyección de la superficie expuesta a dicha
presión
Cuando el río arrastre una significativa cantidad de escombros, se deberá
evaluar la fuerza de arrastre sobre el material que pueda acumularse.
En dirección longitudinal.
La presión debida al agua en movimiento en la dirección del flujo, se
calculará como:
p = 52.6 CD V2
Donde:
P = presión media de la corriente de agua en
Kg/m2.
CD = Coeficiente de arrastre longitudinal,
según tabla siguiente.
V = velocidad del agua de diseño para la
inundación en E.L. de Resistencia y
Servicio, y para inundación de control en
E. L. de evento extremo (m/s).
Presión de Flujo

Cuando la dirección del flujo forme un ángulo θ, con la dirección del pilar, , se
supondrá que sobre la cara lateral del mismo actúa una presión uniforme
dada por:
p = 52.6 CL V2
Donde:
P = presión lateral en kg/m2.
CL = Coeficiente de arrastre lateral de
tabla
Ángulo entre la dirección del flujo
Y la dirección longitudinal del pilar
CT
0º 0
5º 0.5
10º 0.7
20º 0.9
30º o más 1.0
La fuerza de arrastre
lateral se deberá tomar
como el producto de la
presión de flujo lateral
por la superficie expuesta
a dicha presión
En Dirección Lateral:

Se deberá considerar la acción del oleaje sobre las estructuras expuestas si
se anticipa que se pueden desarrollar fuerzas de oleaje significativas :
Empuje Hidrodinámico.-
Las presiones adicionales originadas por la masa de agua al ocurrir un sismo
podrán ser estimadas con las fórmulas aproximadas de Westergard, o por
cualquier procedimiento equivalente.
Carga de oleaje
Cambio de las fundaciones debido al estado límite para socavación.
En términos estadísticos, la socavación es la causa más habitual de falla de
los puentes carreteros.
En el Artículo 1.2.3a se trata sobre el estudio y los efectos de la socavación.
La socavación en sí misma no constituye una solicitación, pero al modificar
las condiciones de la subestructura puede alterar significativamente las
consecuencias de las solicitaciones que actúan sobre las estructuras

Variaciones de Temperatura.-
Rangos de temperatura.-
La temperatura de referencia es la temperatura ambiente promedio durante
las 48 horas antes del vaciado del concreto, o antes de la colocación de
aquellos elementos que determinen la hiperestaticidad de la estructura.
A falta de información más precisa, los rangos de temperatura serán los
indicados en la tabla:
Material Costa Sierra Selva
Concreto armado o preesforzado 10° a 40°C -10° a +35°C 10° a 50°C
Acero 5° a 50°C -20° a +50°C 10° a 60°C
Madera 10° a 40°C -10° a +35°C 10° a 50°C
Tabla: Rangos de Temperatura:
Variaciones de Temperatura
Diseño de las variaciones de Temperatura:
Donde:
𝐿 = longitud de expansión, (in.); (mm)
𝛼 = coeficiente de expansión térmica (in/in/°F); (mm/mm/
°C)
Δ𝑡=𝛼𝐿(𝑇𝑀𝑎𝑥𝐷𝑖𝑠𝑒ñ𝑜−𝑇𝑀𝑖𝑛𝐷𝑖𝑠𝑒ñ𝑜)

En estructuras de Concreto o de acero con tablero de concreto, se
supondrá un gradiente de temperatura, adicional a los cambios de
temperatura indicados anteriormente.
Las diferencias de temperaturas T1 y T2 corresponderán a los valores
positivos dados en la tabla siguiente, o a valores negativos obtenidos
multiplicando aquellos de la tabla por -0.5.
Tabla: Temperaturas que definen los gradientes (°C)
Gradiente de Temperatura.-
Sin asfalto 5 cm. de asfalto 10 cm. de asfalto
Región T1 T2 T1 T2 T1 T2
Costa 40 15 35 15 30 15
Sierra 40 5 35 5 30 5
Selva 50 20 45 20 40 20
Variaciones de temperatura

Cuando corresponda, se deberán determinar las deformaciones por
contracción diferencial entre concretos de diferentes edades o
composiciones, y entre concreto y acero. Estas deformaciones serán
determinadas de acuerdo a los requisitos del Artículo 2.5.4.3
Las deformaciones por fluencia lenta del concreto y la madera deberán ser
de acuerdo con los requisitos del Artículo 2.5.4.3. Al determinar las
solicitaciones y deformaciones provocadas por la fluencia lenta se deberá
considerar la dependencia del tiempo y el cambio de las tensiones de
compresión).
Contracción diferencial.-
Variaciones de temperatura
Fluencia Lenta (Creep).-
Asentamiento
Se deberán considerar las solicitaciones provocadas por los valores
extremos de los asentamientos diferenciales entre subestructuras y entre
unidades de una misma subestructura. El asentamiento se podrá estimar de
acuerdo con los requerimientos del Artículo 2.8.2.1.1.6.5.3.

Cargas de Viento WL y WS.
Para puentes o componentes de puentes a más de 30.0 ft. sobre el nivel
más bajo del terreno o del nivel del agua, la velocidad de viento de diseño,
VDZ, se deberá ajustar de acuerdo con:
Fuerzas de Viento

Cargas de Viento.
Tabla: Valores de las Constantes C, z0 .
Fuerzas de Viento
Excepto para barreras de sonidoV30, se puede establecer a partir de:
• Cartas de Velocidad Básica del Viento disponibles vigentes, para
diferentes períodos de recurrencia,
• Relevamientos de los vientos del predio, y
• En ausencia de un mejor criterio, la hipótesis de que V30 = VB =
100 mph.
Para barreras de sonido,V30, (V10); se tomará como se especifica
en el Artículo 2.11.7.2
Condición
Terreno Abierto
Área Suburbana
Área Suburbana Área Urbana
Vo (Km/h) 13.2 17.5 19.3
Zo (m) 0.07 1.00 2.50

a. Presiones de viento sobre estructuras.-
PB = presión básicas del viento
especificadas en la tabla.
TABLA: PRESIONES BÁSICAS CORRESPONDIENTES A UNA VELOCIDAD DE 100 mph.
Fuerzas de Viento
En ausencia de datos más precisos, la presión del viento de diseño,
en ksf se puede determinar como:
La carga de viento no se deberá tomar menor que 0.30 klf (445 Kg/m)
en el plano de un cordón a barlovento, ni 0.15 klf (223 Kg/m) en el plano
de un cordón a sotavento, de un componente reticulado o en arco, ni se
deberá tomar menor que 0.30 klf (445 Kg/m) en componentes de vigas o
vigas cajón
Componente Estructural
Presión Por
Barlovento (Kg/m2)
Presión por
Sotavento
(Kg/m2)
Reticulados, Columnas y Arcos 245 122
Vigas 245 NA
Superficies de Pisos Largos 195 NA

Cargas de la superestructura.-
TABLA: PRESIONES BÁSICAS DEL VIENTO, PB PARA DIFERENTES ANGULOS DE
ATAQUE Y VB 100 mph.
Fuerzas de Viento
Si el viento no se toma normal a la estructura, la presión básica
del viento PB para diferentes ángulos de dirección del viento se
puede tomar como se especifica en la Tabla
Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2
365 0 245 0
342 60 215 30
317 137 200 60
230 200 160 75
117 245 83 93

Fuerzas aplicadas directamente a la subestructura.-
Fuerzas de Viento
Para puentes normales de vigas y losa que tienen un tramo único de longitud
no mayor que 125 ft (38.00 m) y una altura máxima de 30.0 ft (9.00 m) sobre la
parte más baja del terreno o sobre el nivel del agua, las siguientes cargas de
viento pueden ser usadas:
• 0.05 ksf, transversal;
• 0.012 ksf, longitudinal;
Ambas fuerzas serán aplicadas simultáneamente
Las fuerzas transversales y longitudinales a aplicar directamente a la
subestructura se deberán calcular en base a una presión básica del viento
supuesta de 0.040 ksf (0.0019 MPa). Para direcciones del viento consideradas
oblicuas respecto de la estructura, esta fuerza se deberá resolver en
componentes perpendiculares a las elevaciones del extremo y frontal de la
subestructura. La componente perpendicular a la elevación del extremo deberá
actuar sobre el área de subestructura expuesta como se la ve en la elevación
del extremo, y la componente perpendicular a la elevación frontal deberá actuar
sobre las áreas expuestas y se aplicará simultáneamente con las cargas de
viento de la superestructura.

Presiones de viento sobre los vehículos.-
Fuerzas de Viento
Si hay vehículos presentes, la presión de viento de diseño se deberá aplicar
tanto a la estructura como a los vehículos. La presión de viento sobre los
vehículos se representará como una fuerza interrumpible, en movimiento, de
0.10 klf (1.46 N/mm) actuando transversal a la calzada y 6.0 ft (1.80 m) sobre la
misma, y se deberá transmitir a la estructura
Si el viento sobre los vehículos no se considera perpendicular a la estructura,
las componentes de fuerza normal y paralela aplicadas a la sobrecarga se
pueden tomar como se especifica en la Tabla, tomando el ángulo de
oblicuidad con respecto a la normal a la superficie

Presiones Verticales.-
A falta de análisis más preciso, o de resultados experimentales, se considerará
un fuerza vertical hacia arriba uniformemente distribuida por unidad de longitud
del puente, igual a 0.020 ksf. (100 Kgf/m2), multiplicada por el ancho del
tablero, incluyendo veredas y parapetos; aplicada a un cuarto de la dimensión
total del tablero, hacia barlovento.
Inestabilidad Aeroelástica.-
Todos los puentes y componentes estructurales de los mismos cuya relación
longitud de tramo / ancho o profundidad sea superior a 30.0 se deberán
considerar sensibles al viento.
También se deberá considerar la vibración de cables provocada por la
interacción del viento y la lluvia.
Fuerzas de Viento
Para puentes normales de vigas y losa que tienen un tramo único de longitud
no mayor que 125 ft. (38.00 m.) y una altura máxima de 30.0 ft. (9.00 m.)
sobre la parte más baja del terreno o sobre el nivel del agua, las siguientes
cargas de viento pueden ser usadas:
• 0.10 klf, transversal; (1.46 N/mm)
• 0.04 klf, longitudinal; (0.58 N/mm)
Ambas fuerzas serán aplicadas simultáneamente.

Efecto Sísmico
Los puentes se diseñarán para tener una baja probabilidad de colapso, pero
pueden sufrir daños significativos e interrupciones de servicio cuando estén
sujetos a sismos que tengan 7% de probabilidad de excedencia en 75 años.
Para aislamiento sísmico, usar “Guía de Especificaciones para diseño de
Aislamiento sísmico” de AASHTO.
Para diseño por capacidad, usar “Guía de Especificaciones Para Diseño
Sísmico”
Las cargas sísmicas son solicitaciones horizontales calculadas en base al
coeficiente de respuesta elástica: Csm, peso equivalente de la super
estructura ajustadas con el factor de modificación de respuesta R.
Las disposiciones del Manual, son aplicables a construcciones
convencionales (losas, vigas, vigas compuestas, vigas cajón, vigas
reticuladas, sobre pilares simples o con múltiples columnas, pilares tipo
pared o pila de pilotes. Además están fundadas sobre zapatas extendidas,
poco profundas, o sobre pilotes o pilotes perforados).
No es necesario consideran acciones sísmicas sobre alcantarillas tipo cajón
y otras estructuras totalmente enterradas. Excepto cuando estas atraviesan
fallas activas.
Considerar el potencial de licuefacción del suelo y movimiento de los taludes

Fuerzas de sismo
El peligro sísmico será caracterizado por el espectro de respuestas
para el sitio y factores de sitio para la clase de sitio relevante.
El espectro de aceleración será determinado usando: el
procedimiento general o el procedimiento especificado de sitio.
El procedimiento especificado de sitio será usado si existen las
siguientes condiciones:
 Si el sitio está dentro de los 10 km de una falla activa.
 Si el sitio está clasificado como sitio clase F.
 Si en la región se esperan Sismos de larga duración.
 La importancia del puente es tal que una baja probabilidad de
excedencia (y un periodo de retorno largo) será considerado.
Si se utiliza el método tiempo – historia para obtener la aceleración
del terreno, y son usados para calcular el peligro sísmico del sitio,
ellos se determinarán según el Art. 2.6.5.4.3.4 MTC..
Peligro Sísmico

Diseño del espectro de respuesta.
El espectro de respuesta del 5% de diseño amortiguado será efectuado
como se especifica en la figura. Este espectro será calculado usando los
picos mapeados de los coeficientes de la aceleración del terreno y los
coeficientes de aceleración espectral, escalados en el cero, corto y largo
periodo de los factores del sitio Fpga, Fs, y Fv, respectivamente

Coeficiente de Respuesta Sísmico
Para periodos menores o iguales a To, el coeficiente sísmico elástico , para el
movimiento m-ésimo de vibración, Csm será tomado como:
Csm = As + (SDS – As) (Tm / To)
En la cual:
As = Fpga . PGA
SDS = Fa Ss
Donde:
PGA = Coeficiente de la aceleración pico del terreno sobre roca (sitio clase B)
Ss = Coeficiente de aceleración de respuesta espectral horizontal en 0.2 segundos de periodo
sobre roca (sitio clase B)
Tm = periodo de vibración del modo m-ésimo (s)
To = periodo de referencia usado para definir la figura espectral = 0.2 Ts (s)
Ts = Esquina del periodo en el cual los cambios de espectro de ser independiente del periodo
pasan a se inversamente proporcional alperiodo = SD1 / SDS (s)
Para otros periodos, el coeficiente de respuesta sísmico elástico será:
Csm = SDS
Csm = SD1 / Tm En el cual: SD1 = Fv S1
Donde:
S1 = Coeficiente de aceleración de respuesta espectral horizontal en 1.0 segundo de periodo
sobre roca (sitio clase B)

Se consideran tres categorías:
 Puentes críticos; los que deberían, como mínimo permanecer abiertos
para el tránsito de todos los vehículos luego del sismo de diseño, y deben
poder ser usados por vehículos de emergencia, o para fines de seguridad
y/o defensa inmediatamente después de un sismo importante, por
ejemplo, un evento con periodo de recurrencia de 2,500 años.
 Puentes esenciales; los que deberían, como mínimo, estar abiertos para el
tránsito de vehículos de emergencia o para fines de seguridad y/o defensa
inmediatamente después del sismo de diseño, es decir del evento con
periodo de recurrencia de 1,000 años
 Otros puentes; los de menor importancia.
Categorización de la Estructura
Coeficiente de Aceleración
Fuerzas de sismo
Coeficiente de Aceleración SD1 Zona Sísmica.
SD1 ≤ 0.15
0.15 < SD1 ≤ 0.30
0.30 < SD1 ≤ 0.50
0.50 < SD1
1
2
3
4

Para aplicar R, los detalles estructurales deben satisfagan las disposiciones referentes
al diseño de estructuras de concreto armado en zonas sísmicas.
Con excepción a lo indicado en este ítem, las fuerzas de diseño sísmico para las
subestructuras y las conexiones entre las partes de la estructura, listadas en la tabla B
se determinan dividiendo las fuerzas resultantes de un análisis elástico por el factor de
modificación de respuesta R apropiado, como se indica en las tablas A y B,
respectivamente
Para análisis tiempo – historia inelástico, R =1.0 para toda la subestructura y conexiones.
Factores de Modificación de Respuesta – Subestructura.
Fuerzas de sismo
SUBESTRUCTURA
IMPORTANCIA
CRITICA ESENCIAL OTROS
Pilar tipo placa de gran dimensión 1.5 1.5 2.0
Pilotes de concreto armado:
 Solo, pilotes verticales
 Grupo de pilotes incluyendo pilotes inclinados
1.5
1.5
2.0
1.5
3.0
2.0
Columnas individuales 1.5 2.0 3.0
Pilotes de acero o acero compuesto con concreto
 Solo pilotes verticales.
 Grupo de pilotes incluyendo pilotes inclinados
1.5
1.5
3.5
2.0
5.0
3.0
Columnas múltiples 1.5 3.5 5.0
TABLA A: FACTORES DE MODIFICACIÓN DE RESPUESTA R - SUBESTRUCTURA

TABLA B: FACTORES DE MODIFICACIÓN DE RESPUESTA R – UNIONES.
CONEXIONES
PARA TODAS LAS
CATEGORÍAS.
Superestructura a estribo 0.8
Juntas de expansión dentro de la
superestructura
0.8
Columnas, pilares o pilotes
 a la viga cabezal o superestructura.
1.0
Columnas o pilares a la cimentación 1.0
 Las cargas sísmicas se asumirá que actúan en cualquier dirección lateral.
 El factor apropiado R se debe usar para ambos ejes ortogonales de la
subestructura.
 Un pilar tipo placa de concreto puede ser analizado como una columna simple en
la dirección más débil si las disposiciones para columnas, como se especifica en
el capitulo de diseño de estructuras de concreto del MDP, son satisfechas.
Fuerzas de sismo

Corresponde a carga de baja probabilidad de ocurrencia, que según el
caso, deben ser consideradas por el proyectista como:
 explosiones,
 colisiones,
 incendios., etc.
CARGAS EXCEPCIONALES
Cargas excepcionales

 Cargas permanentes:
 CR = solicitaciones de fuerza debido al crep del concreto.
 DD = fuerza de arrastre hacia abajo.
 DC = Carga muerta de componentes estructurales y no estructurales.
 DW = Carga muerta (superficie de rodadura y dispositivos auxiliares).
 EH = presión de tierra horizontal.
 EL = Tensiones residuales acumuladas del proceso constructivo.
 ES = carga superficial en el terreno.
 EV = presión vertical del relleno.
 PS = Fuerzas debidas al tensado <8pre o pos tensado)
 SH = solicitaciones debido a contracción diferencial del concreto
(Shrinkage)
Como todas las carga estudiada anteriormente no actúan en forma simultánea
sobre el puente, el MDP da los lineamientos para las combinaciones de carga
que se utilizarán en el análisis y diseño de la estructura.
Se indica además que para las fuerzas que puedan desarrollarse durante el la
construcción, se especifica un factor de carga mínimo.
FACTORES DE CARGA Y COMBINACIONES.
Notaciones de Cargas.

Cargas transitorias:
 BL = Carga de explosión
 BR = fuerza de frenado vehicular.
 CE = fuerza centrífuga vehicular.
 CT = fuerza de choque vehicular.
 CV = fuerza de choque de barcos.
 EQ = sismo.
 FR = fricción.
 IC = carga de hielo.
 IM = carga de impacto.
 LL = carga viva vehicular.
 LS = carga viva superficial.
 PL = carga viva de peatones.
 SE = asentamiento.
 TG = gradiente de temperatura.
 TU = temperatura uniforme.
 WA = carga de agua y presión de flujo.
 WL = efecto de viento sobre la carga viva.
 WS = efecto de viento sobre la estructura

La carga total factorizada será calculada mediante la expresión siguiente:
Q = n ∑ γi. qi
Donde:
n = factor que relaciona la ductilidad, redundancia e importancia operativa.
qi = Carga especificada.
γi = factores de carga especificado en las tablas siguientes.
Los componentes y las conexiones de un puente deben satisfacer la ecuación
anterior para las combinaciones aplicables de los efectos de la fuerza externa
factorizada como se especifica en los estados límites de:
 Resistencia.
 Evento extremo.
 Servicio, y
 Fatiga.
Factores de Carga y Combinaciones.

 RESISTENCIA I.- Combinación básica de carga relacionada con el uso
vehicular normal, sin considerar el viento.
 RESISTENCIA II.- Combinación de carga relacionada al uso del puente
mediante vehículos de diseño especiales especificados por el propietario y/o
vehículos que permiten la evaluación, sin considerar el viento.
 RESISTENCIA III.- combinación de carga relacionada al puente expuesto al
viento con una velocidad mayor que 90 Km./h.
 RESISTENCIA IV.- Combinación de carga relacionada a relaciones muy
altas de la carga muerta a la carga viva.
 RESISTENCIA V.- Combinación de carga relacionada al uso vehicular
normal del puente considerando el viento a una velocidad de 90 Km./h.
 EVENTO EXTREMO I .- Evento extremo incluyendo sismo.
 EVENTO EXTREMO II.- Combinación de carga relacionada a la carga de
viento, choque de vehículos y barcos, y ciertos eventos hidráulicos con carga
viva reducida, distinta a la carga de choque vehicular.

 SERVICIO I.- Combinación de caga relacionada al uso operativo normal
del puente con viento a 90 Km./h y con todas las cargas a su valor
nominal (sin factorizar) También está relacionada al control de la deflexión
en estructuras metálicas empotradas, placas de revestimiento de túneles y
tubos termoplásticos, así como controlar el ancho de las grietas en
concreto armado y para análisis transversal relacionado a la tensión en
vigas de concreto fabricadas por segmentos. Esta combinación de cargas
también se debería utilizar para investigar la estabilidad de los taludes.
 SERVICIO II.- Combinación de carga considerada para controlar la
fluencia de las estructuras de acero y el deslizamiento de las conexiones
críticas, debido a la carga viva vehicular.
 SERVICIO III.- Combinación de carga relacionada solamente a la fuerza
de tensión en estructuras de concreto pretensado, con el objetivo de
controlar las grietas y la tensión principal en el alma de las vigas de
concreto fabricadas por segmentos.

 SERVICIO IV.- Combinación de carga relacionada exclusivamente a
la tensión en las columnas de concreto con el propósito de controlar
las grietas.
 FATIGA I.- Combinación de fatiga y fractura, relacionada a la vida de
fatiga infinita por la carga inducida.
 FATIGA II .-Combinación de carga de fatiga y fractura relacionada a
la vida de fatiga finita por la carga inducida.

 Los factores de carga se dan a continuación. Estos serán escogidos para
producir el efecto factorizado extremo total. Para cada combinación de
carga, serán investigados los máximos positivos y negativos.
 Cada carga considerada, se deberá multiplicar por el factor de carga
correspondiente y el factor de presencia múltiple, si corresponde. Luego
los productos se deberán sumar como lo indica la ecuación general y
multiplicar por los modificadores de las cargas especificadas.
 En las combinaciones de carga donde el efecto de una fuerza reduce el
efecto de otra, a la carga que reduce la solicitación se le debe aplicar el
valor mínimo.
 Para las solicitaciones debidas a carga permanente, se deberá
seleccionar el factor de carga que produzca la combinación más crítica. Si
la carga permanente aumenta la estabilidad o la capacidad de carga de
algún componente o todo el puente, también se deberá investigar el valor
mínimo del factor de carga para dicha carga permanente.
Consideraciones para el diseño

 Para el cálculo de las deformaciones será usado el mayor factor de
carga para TU, para otros cálculos serán usados los valores mínimos.
Para análisis simplificado de subestructuras de concreto en ELR, se
usará 0.5 para γTU para calcular las solicitaciones en combinación con el
momento de inercia de la sección de la columna o pilar. Para análisis
refinado se usará 1.0 γTU. Similarmente, se puede usar el valor de 0.5
para γPS γCR y γSH en el cálculo de las solicitaciones en estructuras no
segmentadas. Para las estructuras de acero se usará un valor de 1.0
para γTU , γPS , γCR y γSH
 La evaluación de la estabilidad global de los rellenos retenidos, así
como de los taludes de tierra con o sin estructuras de cimentación, poco
o muy profunda, se deberá hacer utilizando la combinación de cargas
en el estado límite de servicio I y un factor de carga adecuado
 Para las estructuras tipo cajón formadas por placas estructurales que
estén enterradas con una cobertura comprendida entre 4.30 y 1.50 m, el
factor de carga viva.

 El factor de carga para gradiente de temperatura, γTG, será determinado
para cada proyecto específico. Si no hay información específica que
indique lo contrario, γTG se puede tomar como:
 0.00 en los estados límite de resistencia y evento extremo.
 1.00 en el estado límite de servicio cuando no se considera la
sobrecarga y
 0.050 en el estado límite de servicio cuando se considera la
sobrecarga
 El factor de carga para asentamiento γSE , será determinado para cada
proyecto específico. Si no hay información específica que indique lo
contrario, γSE se puede tomar como 1.00. Las combinaciones de carga
para las cuales se incluyen asentamiento.

Combinación de cargas
Estado límite
DC
DD
DW
EH
EV
ES
EL
PS
CR
SH.
LL
IM
CE
BR
PL
LS
WA WS WL FR TU TG SE EQ BL IC CT CV
RESISTENCIA I γP 1.75 1.00 1.00 0.50/1.20 γTG γSE
RESISTENCIA II γP 1.35 1.00 1.00 0.50/1.20 γTG γSE
RESISTENCIA III γP 1.00 1.40 1.00 0.50/1.20 γTG γSE
RESISTENCIA IV
Solo EH, EV, ES, DW, DC
γP
1.5
1.00 1.00 0.50/1.20
RESISTENCIA V γP 1.35 1.00 0.40 0.40 1.00 0.50/1.20 γTG γSE
EVENTO EXTREMO I γP γEQ 1.00 1.00 1.0
EVENTO EXTREMO II γP 0.50 1.00 1.00 1.0 1.0 1.0 1.0
SERVICIO I 1.0 1.00 1.00 0.30 0.30 1.00 1.00/1.20 γTG γSE
SERVICIO II 1.0 1.30 1.00 1.00 1.00/1.20
SERVICIO III 1.0 0.80 1.00 1.00 1.00/1.20 γTG γSE
SERVICIO IV 1.0 1.0 0.70 1.00/1.20
FATIGA I- Solo LL, IM y CE 1.50
FATIGA II- Solo LL, IM y CE 0.75
Tabla: Combinaciones de Carga y Factores de Carga.

Tabla: Factores de Carga Para carga Permanente, γP.
TIPO DE CARGA
FACTOR DE CARGA
Máximo. Mínimo.
DC : componentes y auxiliares.
DC : Resistencia IV solamente
1.25
1.50
0.90
0.90
DD : fuerzas de arrastre hacia abajo 1.80 0.45
DW : Superficies de rodadura y accesorios 1.50 0.65
EH : presión horizontal de tierra:
 Activa
 En reposo.
1.50
1.35
0.90
0.90
EV : Presión vertical de tierra.
 Estabilidad global.
 Estructuras de Retención.
 Estructuras rígidas empotradas.
 Pórticos rígidos.
 Estructuras flexibles empotradas
excepto alcantarillas metálicas.
 Alcantarillas metálicas.
1.35
1.35
1.30
1.35
1.95
1.50
N/A
1.00
0.90
0.90
0.90
0.90
ES : Carga superficial en el terreno 1.50 0.75

OTRAS SOBRECARGAS VEHICULARES
ESPECIFICACIONES AASHTO ESTÁNDAR
• H15 – S16 o HS15 (24 t)
• H20 – S16 o HS20 (32 t)
• HS20 + 25% o HS25 (41 t)
REGLAMENTO FRANCÉS
NORMA DE CARGAS Y DIMENSIONES
VEHICULARES MTC.

Cargas Vivas de Vehículos: AASHTO – Estándar
CARGAS VARIABLES
• Cargas H: corresponde a un camión de dos ejes, se denomina
por la letra H, seguida de un número que indica el peso en
toneladas inglesas y otro número que indica el año que se
adoptó la norma:
• H15-44 H-15 (14 ton.)
• H20-44 H-20 (18 ton.)
La norma AASHTO ha estandarizado las cargas vehiculares,
considerando: el tren de cargas y la línea de carga equivalente.
En cuanto se refiere al tren de cargas, se consideran dos tipos:
cargas H y cargas HS.

Cargas Vivas de Vehículos: AASHTO – Estándar
• Cargas HS: corresponde a un vehículo tractor con un
semitrailer (vehículo de 3 ejes), se denomina por las letras HS,
seguidas de un número que indica el peso del camión tractor en
toneladas inglesas y otro número que indica el año que se
adoptó la norma:
• HS15-44 H15 S12 (24 ton.)
• HS20-44 H20 S16 (32 ton.)
En los últimos años, debido a los adelantos tecnológicos en la
fabricación de vehículos, se ha adoptado la carga HS-25,
equivalente a la carga HS 20 + el 25 %
• HS-25 (41 ton.)

Cargas Vivas de Vehículos: AASHTO - Estándar
Para Momentos 18000 lb= 8160 kg
Para Corte 26000 lb= 11800 kg
w=640 lb/pie (0.96 kg/m)
La línea de carga equivalente es una carga distribuida, que se
asume ocupa un ancho de 3.05 m., más una carga concentrada
P, con valores diferentes para cortante y momento flector. No se
considera fracciones de la línea de carga en el diseño.
En vigas contínuas, la carga uniforme se combina con dos cargas
concentradas, colocadas a lado y lado del apoyo, de manera de
producir el máximo momento negativo y, solo una carga
concentrada combinada con varias luces cargadas
uniformemente, para obtener el máximo momento positivo, en la
luz considerada.
Carga HS20-44
Las cargas
HS15-44, son
el 75 % de
las HS20-44.

Para Momentos 18000 lb= 8160 kg
Para Corte 26000 lb= 11800 kg
w=640 lb/pie (0.96 kg/m)
Las cargas HS15 son el 75% de las cargas HS20
SOBRECARGA DISTRIBUIDO HS20
CAMION HS20

SISTEMA DE CARGAS PERTENECIENTES AL
CODIGO FRANCES DE DISEÑO DE PUENTES
(cargas relativas a una fila de camiones)
SISTEMA Bc
2.50
2.50
0.25 2.00 0.50 2.00 0.25
4.50 1.50
2.00
0.50
2.00
0.25
0.25
0.20
0.20
10.50 10.50
2.25 4.50 1.50 2.25 2.25 4.50 1.50 2.25
6t. 12t. 12t. 6t. 12t. 12t.

2.00
2.00
0.50 1.00 0.50
SISTEMA Bt
1.35
2.00
1.00
2.00
1.35
0.60
0.60
0.60
0.60
0.25
SISTEMA Br
Long.
10t.
0.30
0.60
En Planta
10t.
Transv.

TABLA DE DIMENSIONES Y CARGA
C4
SIMBOLO DIAGRAMA TOTAL
(MTS)
EJE
PESO
3° eje
CARGA POR EJE POSTERIOR
2° eje
1° eje 4° eje
T3S3
3S3
o
C3

Reducción de Intensidad de la carga vehicular:
Para una o dos líneas de tránsito 100 %
Para tres líneas de tránsito 90 %
Para cuatro o más líneas de tránsito 75 %
Factor de Impacto:
L
I


1
.
38
24
.
15
Donde :
I = Factor de impacto en porcentaje de la carga viva, máx. 30%
L= Longitud en m., de la porción de la luz que se debe cargar
para producir el máximo esfuerzo en el elemento.

Factor de Impacto:
El factor de impacto se aplica a la superestructura y a los
elementos de apoyo (columnas, torres, etc.) que sean monolíticos
con ella. En casos de apoyos sobre pilotes, que estén conectados
rígidamente a la superestructura, se aplica a la parte de esos
pilotes que sobresale del terreno.
No se usa en el cálculo de estribos; muros de contención (aletas
o muros de acompañamiento) pilares y pilotes; para hallar la
presión en zapatas o fundaciones; para estructuras de madera;
para cargas en veredas y para estructuras y alcantarillas que
tengan rellenos mayores de 0.91 m. En el caso de rellenos, será:
De 0.00 m, a 0.31 m,  I= 30 %.
De 0.32 m, a 0.61 m,  I= 20 %.
De 0.62 m, a 0.91 m,  I= 10 %.

Carga de la Vereda:
La veredas y soportes inmediatos deben diseñarse par una carga
viva de 415 Kg/m2 de área (Carga usada para puentes
peatonales). También se indica que para:
L < 7.62 m,  carga = 415 kg/m2.
7.92 < L < 30.5 m,  carga = 294 kg/m2.
L > 30.5 m,  usar la fórmula:





 









25
.
15
75
.
16
4470
145
W
L
P
Donde:
L = la luz del puente en m.
W = ancho de la vereda en m.
P = carga viva por m2, con un máx. de 294 kg/m2.

Carga sobre el guardarruedas (sardinel):
Los guardarruedas deben diseñarse par una carga lateral de
745 Kg/m, aplicada en la parte superior del guardarruedas,
máximo a 0.25 m.
Donde:
C = Fuerza centrífuga, en porcentaje de la carga viva sin
impacto.
S = Velocidad de diseño en kilómetros por hora.
R = Radio de la curva en metros.
Fuerza Centrífuga (CF):
En puentes curvos, se considera un fuerza radial horizontal,
calculada según la expresión siguiente, aplicada en todas las
líneas de tránsito, a 1.83 m, sobre la calzada, medida sobre el
eje longitudinal de la vía. La carga vehicular es el tren de
cargas, en la posición de máxima carga. No se usa aquí la línea
de carga equivalente.
R
S
C
2
7865
.
0 

CARGAS VARIABLES

Fuerza Longitudinal (FL)
Fuerza horizontal debido a la fricción y la parada brusca de
los vehículos. La AASHTO considera el 5% de la carga viva
considerada, en todas las líneas de tránsito que puedan
llegar a tener tránsito en la misma dirección.
La carga viva, sin impacto, es la línea de carga equivalente;
con carga concentrada especificada para momento, y con la
reducción correspondiente a varias líneas de tránsito.
El centro de gravedad se ubica a 1.83 m, sobre la calzada y
se transmite a la infraestructura, a través de la
superestructura.

Presión del Viento (W)
AASHTO considera presiones de viento basadas en
velocidades de viento de 160.9 Km./h, y para otras
velocidades deben multiplicarse por la relación:
La fuerza o carga de viento, debe considerarse para el
diseño de la superestructura y la infraestructura. Para el
diseño de la infraestructura debe considerarse la presión
ejercida por el viento en la superestructura y la presión
aplicada directamente en ella.
2
9
.
160





 V

1. Diseño de la Superestructura
1.1- Fuerza del viento sobre la estructura.
La presión se aplica sobre la proyección vertical de las áreas
expuestas. En vigas de celosía, la presión del viento actúa
también en los elementos de sotavento, pero en menor
intensidad. Según AASHTO:
Vigas en celosía y arcos: 367 kg/m2.
Vigas de alma llena: 245 Kg/m2.
Fuerza total mínima:
Vigas en celosía y arco:
Barlovento ≥ 447 Kg/m. De luz de viga.
Sotavento ≥ 223.5 Kg/m. De luz de viga.
Vigas de alma llena: ≥ 447 Kg/m, de luz de viga.
1.2- Viento Sobre la Carga Viva:
Se toma = 149 Kg/m, aplicado normalmente al eje longitudinal
de la estructura y a 1.83 m, sobre la calzada.

2. Diseño de la Infraestructura
2.1- Fuerza Proveniente de la Superestructura.
La presión varía según el ángulo de incidencia del viento:
Vigas en Celosía Vigas de alma llena.
Angulo del
viento
(grados)
Fuerza
Lateral
Kg/m2.
Fuerza
Longitud.
Kg/m2.
Fuerza
Lateral
Kg/m2.
Fuerza
Longitud.
Kg/m2.
0 367 0 245 0
15 342 59 215 29
30 318 137 200 59
45 230 200 161 78
60 117 245 83 93
Las dos fuerzas, lateral y longitudinal se aplican simultáneamente en el
centro de gravedad del área expuesta. El ángulo se mide respecto a la
normal al eje longitudinal.

Viento Sobre La Carga Viva (WL):
La carga de viento sobre la carga viva se toma igual a:
Angulo del viento
(grados)
Fuerza Lateral
Kg/m.
Fuerza Longitud.
Kg/m.
0 149 0
15 131 18
30 122 36
45 98 48
60 51 57
Estas fuerzas se aplican a 1.83 m, sobre la calzada.
Para Luces menores a 38.1 m, AASHTO acepta el uso de los siguientes valores, en vez
de los más precisos:
Viento sobre la estructura (W) Viento sobre la carga viva (WL)
Sentido transversal
Kg/ m2.
Sentido longitudinal
Kg/ m2.
Sentido transversal
Kg/ m.
Sentido longitudinal
Kg/ m.
245 59 149 60
Las dos fuerzas se aplican a 1.83 m, sobre la calzada.

2. Diseño de la Infraestructura
2.2- Fuerza Del Viento Aplicada Directamente a la
Infraestructura.
AASHTO establece que la fuerza longitudinal y
transversal que se aplica directamente a la
infraestructura, para velocidad del viento de 160.9 Km/h,
se asume igual a: 196 Kg/m2.
2.3- Fuerza de Volcamiento.
El efecto del viento que puede producir el volcamiento,
se considera adicionando a las fuerzas horizontales del
viento que actúan normalmente al eje longitudinal de la
estructura, una fuerza hacia arriba de 97.8 Kg/m2, para
estructuras sin carga viva y de 23.9 Kg/m2, para
estructuras con carga viva, aplicada a ¼ del ancho de la
placa, medida tomada del lado de la acción del viento.

Fuerza por Variación de Temperatura y Acortamiento del
Concreto (R.S.T.).
Para contrarrestar los esfuerzos debido al cambio de longitud
por cambios de temperatura y los acortamientos elásticos y de
retracción del concreto, se especifica colocar un apoyo fijo y
los demás móviles. Se pueden usar los valores de:
Coef. De dilatación térmica = 0.000012 / °C, y
Coef. De retracción de fragua = 0.0002 /unidad de long.
Presión de la Corriente (SF).
2
57
.
52 KV
P 
Donde:
P = Presión de la corriente en <Kg/m2.
V = Velocidad del agua en m/seg.
K = Coeficiente que depende de la forma del pilar.
= 1 3/8 para extremos cuadrados.
= ½ para extremos en ángulo menor o igual a 30°
= 2/3 para extremos circulares.

Flotación (B).
La flotación debe considerarse en las partes de la
infraestructura que estén sumergidas, incluyendo el pilotaje.
Fuerza Sísmica (EQ).
W
F
C
EQ .
.

Donde:
EQ = Fuerza estática horizontal equivalente, aplicada en el centro de gravedad de la estructura.
F = Factor de forma:
= 1.0 para estructuras donde columnas simples o pilares resistencia fuerza horizontal.
= 0.8 para estructuras aporticadas, donde los pórticos resisten la fuerza aplicada.
W = Carga muerta total de la estructura, en toneladas.
C = Coeficiente sísmico, que es función de la máxima aceleración esperada a nivel de roca (A),
del factor de respuesta normalizada en roca (‘R), del factor de amplificación del suelo (S) y
del factor de reducción por ductilidad y riesgo (Z).
El valor de C es función del período de vibración de la estructura T; y la fuerza total
uniforme P, en toneladas, requerida para causar una flexión horizontal máxima de 2.5 cm.
en la estructura, calculada como:
P
W
T 32
.
0

El valor mínimo de C que permitido es 0.06, para estructuras con A< 0.3 g; g = 9.81 m/seg2.

CLASIFICACION . . .
Son aquellas acciones cuya probabilidad de ocurrencia es
muy baja, pero que en determinadas condiciones deben ser
consideradas por el proyectista, como por ejemplo las
debidas a colisiones, explosiones o incendio.
CARGAS EXCEPCIONALES

Debido a que todas las
cargas no actúan
simultáneamente, la
AASHTO especifica varias
combinaciones de cargas
y fuerzas, para garantizar
la seguridad de la
estructura. Las
combinaciones se hacen
de acuerdo a la siguiente
expresión:
Donde:
N = Número de grupo.
 = Factor de carga:
βi = Coeficiente (ver tabla).
Qi = Tipo de carga según la relación
siguiente.
D = Carga muerta.
L = Carga viva.
I = Impacto.
E = Presión de la tierra.
B = Flotación.
SF = Presión por flujo de la corriente.
W = Fuerza de viento sobre la estructura.
WL = Fuerza de viento sobre la carga viva.
LF = Fuerza longitudinal.
CF = Fuerza Centrífuga.
R = Acortamiento elástico.
S = Retracción de fraguado.
T = Temperatura.
EQ = Sismo.
ICE= Presión del hielo.
COMBINACION DE CARGAS
 
 

 i
i Q
N
Grupo 

)
(

Col. N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
GRUPO γ
FACTORES β
D L+I CF E B SF W WL LF RST EQ %
Método
Esfuerzo
de
trabajo
1 1.0 1 1 1 β 1 1 0 0 0 0 0 100
2 1.0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 125
3 1.0 1 1 1 β 1 1 .3 1 1 0 0 125
4 1.0 1 1 1 β 1 1 0 0 0 1 0 125
5 1.0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 140
6 1.0 1 1 1 β 1 1 .3 1 1 1 0 140
7 1.0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 133
10 1.0 1 1 0 β 0 0 0 0 0 0 0 100
Método
del
factor.
1 1.3 β 1.67 1 β 1 1 0 0 0 0 0
1A 1.3 β 2.20 1 0 0 0 0 0 0 0 0
2 1.3 β 0 0 β 1 1 1 0 0 0 0
3 1.3 β 1 1 β 1 1 .3 1 1 0 0
4 1.3 β 1 1 β 1 1 0 0 0 1 0
5 1.25 β 0 0 β 1 1 1 0 0 1 0
6 1.25 β 1 1 β 1 1 .3 1 1 1 0
7 1.3 β 0 0 β 1 1 0 0 0 0 1
10 1.3 β 1.67 0 β 0 0 0 0 0 0 0
COEFICIENTES γ y β
Nota: El grupo 1A, debe usarse cuando la carga de diseño es menor que H20.
Los grupos 8 y 9 tienen en cuenta la presión del hielo.

COMBINACION DE CARGAS . . .
Para Cargas De Servicio:
 La columna 13 muestra el porcentaje de incremento del
esfuerzo para la combinación de cargas.
 Los valores de β para el empuje de tierras son:
 0.7 y 1.0 para cargas verticales y horizontales respectiva-
mente, en estructuras de concreto en cajón.
 1.00 para cargas verticales y horizontales en las demás
estructuras.
 1.0 y 0.5 para cargas laterales en estructuras rígidas;
debe comprobarse con los dos valores para ver cual
gobierna.

Para Cargas De Rotura (Método del Factor):
Los valores de β para el empuje de tierras son:
 1.3 para la presión lateral en muros de contención,
estructuras de concreto en cajón y estructuras
rígidas, excluyendo las estructuras rígidas de
alcantarillas.
 0.5 para la presión lateral, en comprobación de
momentos positivos de pórticos o estructuras rígidas
de alcantarillas.
 1.0 para presión vertical de tierras.
 1.5 para alcantarillas flexibles.

Para Cargas De Rotura (Método del Factor):
Los valores de β para la carga muerta son:
 0.75 para comprobación en columnas con mínima carga
axial y máximo momento o máxima excentricidad.
 1.0 para comprobación en columnas con máxima carga
axial mínimo momento.
 1.0 para miembros a flexión o a tensión.
En el grupo 1, los valores β para L+I puede tomarse = 1.25,
para el diseño de la viga exterior, si la combinación de carga
viva de vereda, carga viva de tránsito más impacto, gobierna
el diseño; pero la capacidad de la viga no debe ser menor que
la requerida usando β= 1.67 cuando se considera carga viva
de tránsito.

Acción simultánea: camion + sobrecarga distribuida
SOBRECARGA AASHTO HL93 (Sist. Inglés.)
CAMION DE DISEÑO
w=640 lb/pie (0.96 kg/m)

Cargas Vivas de Vehículos: AASHTO – Estándar HS 20-44
Tren de cargas

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