2. CONCEPTOS BASICOS
ANALISIS DINAMICO EN ESTRUCTURAS
INTRODUCCION
Una estrucrura fisica real se comporta dinamicamente si se aplica cargas
o desplazamiento (Newton: las fuerzas de inercia adicional = masa x
aceleracion); si las cargas o desplazamiento se aplican a baja frecuencia,
las fzas. Inerciales pueden despreciarse y se justifica un analisis estatico;
por lo tanto, el Analisis Dinamico es una extension simple del Analisis
Estatico.
Toda estructura tienen un numero infinito de desplazamiento, debemos
crear un modelo computacional con un numero finito de elementos sin
masa y un numero finito de desplazamientos nodales.
La masa del sistema que puede ser estimada de manera precisa se
concentra en los nodos.
3. CONCEPTOS BASICOS
ANALISIS DINAMICO EN ESTRUCTURAS
INTRODUCCION
Para estructuras elasticas, las propiedades de rigidez de los elementos
pueden ser aproximadas con alto grado de confiabilidad mediante ensayo
experimentales.
Sin embargo para la carga dinamica, las propiedades de disipacion de
energia, y las condiciones de borde (fundaciones) son dificil de estimar, esto
es cierto solo para eventos sismicos o cargas de viento.
Para reducir errores causado por las aproximaciones anterior descrita, es
necesario realizar muchos analisis dinamicos usando diferentes modelos
matematicos, condiciones de carga y de borde, no es irreal desarrollar 20 a
mas analisis por computadora para disenar una nueva estructura o para
investigar opciones de reforzamiento de un estructura existente.
4. CONCEPTOS BASICOS
ANALISIS DINAMICO EN ESTRUCTURAS
EQUILIBRIO DINAMICO
Un Sistema de varios grados de libertad con masa concentrada en funcion
del tiempo puede expresarse a traves de la siguinete ecuacion:
F(t)i + F(t)d + F(t)s = F(t)
F(t)i : vector de fuerzas inerciales actuantes sobre masas nodales
F(t)d : vector de fuerzas de amortiguamiento viscoso, de disipacion de
energia.
F(t)s : vector de fuerza internas de la estructura
F(t) : vector de cargas aplicadas externas.
5. CONCEPTOS BASICOS
ANALISIS DINAMICO EN ESTRUCTURAS
EQUILIBRIO DINAMICO
Para muchos sistemas estrucurales, la aproximaxion del comportamiento
lineal la ecuacion se convierte en la ecuacion de equilibrio fisico mediante un
sistema de ecuaciones diferenciales, lineales de segundo orden:
M Ü(t)a + C Ů(t)a + KU(t)a = F(t)
M : matriz de masa (concentrada o consistente).
C : matriz de amortiguamiento viscoso (se incluye para aproximar la
disiipacion de la energia en la estructura real).
K : es la matriz de rigidez estatica para el sistema de elementos
estructuralesvector de fuerza interna.
Ü(t)a, Ů(t)a, U(t)a : son las aceleraciones, velocidades y desplazamientos
nodales absolutas respectivamente.
6. CONCEPTOS BASICOS
ANALISIS DINAMICO EN ESTRUCTURAS
1.0 ANALISIS MODAL
2.0 ANALISIS ESPECTRAL DE SUPERPOSICION MODAL
3.0 ANALISIS TIME - HISTORY
7. 1.0 ANALISIS MODAL
Este análisis es usado para determinar los modos de vibración natural
(autovalores o autovectores) de una estructura a partir de la ecuación de
equilibrio dinámico.
Las formas de Modos que se emplean para desacoplar las ecuaciones de
equilibrio Dinamico no tiene que ser exactamente las Formas de modo de
Vibracion Libre.
ECUACIONES A RESOLVER:
La ecuacion de equilibrio dinamico se puede expresar como:
M Ü(t)a + C Ů(t)a + KU(t)a = F(t) = 𝑓𝑗 𝑔(𝑡)𝑗
En general, toda carga que depende del tiempo (vientos, ondas, sismos, etc)
pueden representarse como la suma de j vectores de fj, que no son del tiempo y j
funciones de tiempo g(t)j.
8. TRANSFORMACION A ECUACIONES MODALES
El metodo matematico fundamental que se usa para la solucion de la Ecuacion de
equilibrio dinamico es la separacion de variables:
U(t)= ΦY(t); donde : Φ es una matriz NxN (n vectores espaciales que no son
una funcion del tiempo) y donde Y(t) es un vector que contiene N funciones de
tiempo.
Ü(t)= ΦŸ(t)
Ů(t)= ΦẎ(t)
Antes de la solucion, requerimos qe las funciones de espacio satisfagan las
siguinetes condiciones de ortogonalidad con respecto a la masa y rigidez:
ΦTMΦ = I
ΦT KΦ = Ω2
Donde I es una matriz identidad y Ω2 es una matriz diagonal donde los terminos
diagonales son (𝜔𝑛 )2 . El termino 𝜔𝑛 se expresa en radianes por segundo, y
puede o np ser una frecuencia de vibracion libre.
9. RESOLUCION DE ECUACIONES MODALES
CALCULO DE VECTORES ORTOGONALES A LA RIGIDEZ Y MASA
1.- Analisis de Autovectores Exactos.- permite calcular las formas modales
y las frecuencias considerando vibracion libre (sin amortiguamiento):
[K-Ω2 M] Φ = 0
2.- Analisis de Vectores Dependiendo de carga RITZ.- considera la
distribucion espacial de la carga; mucha de las formas de modo que se
calculan son ortogonales a la carga, y no participan en la respuesta dinamica.
Es por ello que este metodo no necesita aplicar el metodo de correccion
estatica como seria el caso si se usaran autovectores exactos.
Es posible calcular un grupo de vectores Ritz ortogonales de rigidez y masa
con un esfuerzo minimo de computacion, que converge a la solucion exacta
para cualquier distribucion espacail de carga.
10. FACTORES DE PARTICIPACION DE MASA
Varios codigos requieren que por lo menos el 90% de la masa
participante sea incluida en el calculo de la repuesta para cada
direccion principal.
Para una aceleracion en base unitaria en cualquier direccion, el
cortante basal exacto debe ser igual a la suma de todos los
componentes de masa en esa direccion; porlo tanto, el FDM se
define como:
𝑋𝑚𝑎𝑠𝑠 = 𝑛=1
𝑁 𝑃𝑛𝑥
2
𝑚𝑥
𝑌𝑚𝑎𝑠𝑠 = 𝑛=1
𝑁 𝑃𝑛𝑦
2
𝑚𝑦
𝑍𝑚𝑎𝑠𝑠 = 𝑛=1
𝑁 𝑃𝑛𝑧
2
𝑚𝑧
11. FACTORES DE PARTICIPACION DE CARGA ESTATICA
Para cargas arbitrarias, es util determinar si el numero de vectores que se considera
es adecuadopara aproximar la respuesta verdadera del sistema estructural.
Esto se consigue evaluando los desplazamientos estaticos utilizando un grupo
truncado de vectores para determinar la respuesta debido a patones de carga
estatica. ( dead, live, super dead, etc)
Entonces se resolvera el problema estatico para el desplazamiento exacto Uj
asociado con el patron de carga fj. Entonces se define el Factor de Paricipacion de
carga estatica rj para la condicion de carga j como la relacion de la suma del trabajo
realizado por el grupo truncado de modos y el trabajo externo hecho por el patron
de carga:
𝑟𝑗 =
𝐸𝑗
𝐸𝑗
=
𝑛=1
𝑁 (𝑃𝑛𝑗
/
𝜔𝑛
)2
𝑓𝑗
𝑇
𝑢𝑗
Si esta relacion se acerca a 1, los errores introducidos por truncamiento del vector
seran muy peqeuños; sin embargo si esta relacion es menor que un 90% se debe
usar vectores adicionales en el analisis con el fin de capturar la respuesta debido a
la carga estatica.
12. FACTORES DE PARTICIPACION DE CARGA DINAMICA
Ademas de los factores de masa participante y factores de participacion de carga
estatica, es posible calcular el factor de participacion de carga dinamica por cada
patron de carga.
Esta factor esta basado en la suposicion fisica de que solamente las fuerzas de
inercia resisten el patron de carga. Considerando solamente los grados de libertad
con masa asociada, la aceleracion Üj debida al patron de carga fj se puede definir el
Factor de Participación de carga Dinámica rj para cada condicion de carga j como la
relacion entre la suma de la energia cimnetica asociada con el gupo truncado de
modos y la energia cinetica total asociada con el patron de carga :
𝑟𝑗 =
𝐸𝑗
𝐸𝑗
=
𝑛=1
𝑁 (𝑃𝑛𝑗 )2
𝑓𝑗
𝑇
𝑀
−
1
𝑓𝑗
Este factor de carga dinamica incluye solamente aquellas cargas que esten
asociados con los grados de libertad con masa. Sin embargo el factor de
participacion de carga estatica incluye los efectos de la cargas que actuan sobre los
grados de libertad sin masa, una participacion de un 100% se captura la respuestas
de alta frecuencia de la estructura.
17. 2.0 ANALISIS ESPECTRAL DE SUPERPOSICION MODAL
El Análisis Modal Espectral es un tipo de análisis estadistico para la
determinación de la respuesta probable de una estructura sometida a una
carga sísmica.
Se llama Analisis Espectral porque los valores que se requieren para
realizar el Analisis Dinámico son tomados de un Espectro de Respuesta o
de Diseño.
Un valor de un espectro representa “ el valor máximo de la respuesta
(desplazamiento, velocidad, aceleración) de un sistema de 1 grado de
libertad para un periodo ( T ) y amortiguamiento específico.
Por tanto como disponemos de un sistema de n ecuaciones desacoplado (
Análisis Modal # MODOS) determinaremos el valor maximo de la respuesta
para cada uno de los grados de libertad desacoplados.
En esta metologia es aplicable el principio de Superposición.
18. 2.0 ANALISIS ESPECTRAL DE SUPERPOSICION MODAL
Debe tenerse presente que el Espectro que se utilice para el analisis
dinamico proviene de valores de respuestas maximas obtenidas de iun
sistema de 01 grado de libertad con periodo T y amortiguamiento ξ, cuando
se ve sometido a un determinado registro sismico.
A manera de ejemplo se indica a continuación como se obtuvo el espectro
de respuesta de desplazamientos para el registro sísmico del Sismo
Peruano 7050 . Debe notarse que al usar un espectro, la respuesta de un
sistema pierde su signo positivo o negativo pues cuando se construye el
espectro se usan valores absolutos.
Sd(T, ξ)= ║Umax ║ ; Sv(T, ξ)= ║Ůmax ║ ; Sa(T, ξ)= ║x ḡ+Ümax ║
Igualmente debemos tener presente que los valores máximos ocurren en
instantes distintos de tiempo.
20. MAXIMA RESPUESTA
Ahora para obtener los desplazamientos modales máximos que se
presentan en la estructura para cada modo individual se utiliza la siguiente
expresión:
Un = X(tn)max Φn , las correspondientes a fuerzas modales internas (fuerzas
inerciales)
Estas fuerzas maximas que se presentan en la estructura se obtienen al
multiplicar los desplazamientos maximos (Un) por la matriz de rigidez de la
estructura.
F(i)
mod= 𝐾 𝑈
𝑖
𝑚𝑜𝑑
De igual manera pueden obtenerse los esfuerzos internos, los drifts de piso,
el corte basal, momento volcante y demás. Habrá tantos conjuntos
independientes de estos parámetros como modos tenga la estructura. Solo
falta Combinarlos.
21. COMBINACION MODAL
Consiste en combinar los valores modales máximos obtenidos para un
determinado parametro ( desplazamientos, fuerzas, esfuerzos, etc) para
obtener un único valor positivo. Es errado aplicar directamente la suma de
las contribuciones modales para obtener un valor unico positivo. Por
ejemplo para el caso de desplazamiento no se puede hacer esto:
Lo anterior debido a que como se indicó en la construcción del espectro, los
desplazamientos modales no ocurren en el mismo instante y además no se
tuvo en cuenta su signo. Por tanto es necesario aplicar un método de
combinación estadística. (CQC,SRSS, etc..) para obtener una respuesta
apropiada.
22. EJEMPLO DE ANALISIS ESPECTRAL, MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN
EL ULTIMO PISO
23. EJEMPLO DE ANALISIS ESPECTRAL, RESPUESTA AL ESPECTRO
24. EJEMPLO DE ANALISIS ESPECTRAL, DESPLAZAMIENTOS
25. 3.0 ANALISIS TIEMPO – HISTORIA LINEAL
Aspectos Generales y Definiciones
Es un análisis paso-paso de la respuesta de la estructura cuando se
somete a carga que varia en el tiempo.
En el ejemplo que se desarrollará se hace un analisis lineal y se utiliza el
metodo de superposición modal que es considerado eficiente y mas exacto
que el método de intergracion exacta que tambien incluye el programa.
Análisis de tiempo-historia es un análisis paso a paso de la respuesta
dinámica de una estructura a una carga especifica que pueden variar con el
tiempo. El análisis puede ser lineal o no lineal. Este capítulo describe el
análisis tiempo-historia en general, y el análisis de historia de tiempo lineal
en particular.
26. 3.0 ANALISIS TIEMPO – HISTORIA LINEAL
La Superposición Modal proporciona un procedimiento muy eficiente y precisa para
la realización del análisis de Tiempo – Historia
La integración directa de las ecuaciones modales se utiliza para calcular la
respuesta, asumiendo variación lineal de las funciones de tiempo, fi (t). Por lo tanto,
los problemas de inestabilidad numérica nunca sucede, y el incremento de tiempo
puede ser cualquier valor de muestreo que se considere lo suficientemente fina para
capturar los valores máximos de respuesta.
Los modos utilizados se calculan en un caso de carga modal que se defina. Ellos
pueden ser los modos no amortiguadas libres de vibración (vectores propios) o los
dependientes Modos Vector Ritz.
Si todos los vectores de carga espacial, se utilizan como punto de partida para el
análisis de los vectores Ritz, entonces los vectores Ritz siempre producirán
resultados más precisos que si se utiliza el mismo número de vectores propios.
Dado que el algoritmo vector Ritz es más rápido que el algoritmo de vector propio,
es el que se recomienda para los análisis de tiempo-historia.
27. EJEMPLO DE ANALISIS TIME – HISTORY REGISTRO DIRECTO 7050
28. EJEMPLO DE ANALISIS TIME – HISTORY ANALISIS MODAL (METODO
RITZ)
30. 3.2.1.1 Elementos principales.
Es el elemento que transmite las cargas vivas (transito) 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.
a) Losa.
La estructura de éste tipo de puente, consiste en una superficie de
concreto reforzado o esforzado, 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.
31. 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.
32. 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 flexionarlos.
33. 3.2.1.2 Elemento Secundario.
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.
34. 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.
35. 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
traves 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.
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
36. 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.
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.
37. 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. Generalmente la calzada es
colocada después de colada la losa, aunque existen también calzadas coladas
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.
38. 3.3 DEFINICION DE SUBESTRUCTURA.
La subestructura consiste de todos los elementos requeridos para soportar
la superestructura y la carretera del paso elevado. Los componentes
básicos de la subestructura consisten de los siguientes:
Dispositivos de apoyo
Estribos
Pilas
Fundaciones.
39. 3.4. COMPONENTES PRINCIPALES DE LA SUBESTRUCTURA.
3.4.1. 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.
40. 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.
41. 3.4.1.1 Apoyos elastomericos
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 elastometridos. 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.
42. La capacidad de un apoyo elastomerico 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.
43. 3.4.1.2 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.
44. 3.4.1.3 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 elastomericos, si es necesario.
45. 3.4.1.4 Apoyos con Elementos de Teflón
Con el aparecimiento del componente químico Teflón (TFE) como material
para fabricar apoyos deslizantes, los elaborados a base de placas de acero
sobre acero se consideraron poco eficientes. El teflón 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 teflón 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 teflón unida a una capa de otro
material es de alrededor de 3 / 32”.
46. 3.4.2. 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 trasdós 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.
47. 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.
48.
49. 3.4.2.1 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.
50. 3.4.2.2 Estribos de clavija continúa
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.
51. 3.4.2.3 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.
