MATERIALES EMPLEADOS EN LA CONTRUCCION DE PUENTES (1).pptx

Asignatura
Docente
Sesión
• PUENTES Y OBRAS DE ARTE.
• Dr. Ing. Nestor Alejandro Cruz Calapuja.
MATERIALES EMPLEADOS EN LA
CONSTRUCCIÓN DE PUENTES

INTEGRANTES:
 MIRANDA BACILIO, NILO - 2017103336
OCHOA BACA , EDVAN -2013229722
KARI ROJAS, YENY - 2012158902
RIESGOS DERIVADOS DE LA MANIPULACIÓN Y USO DE MATERIALES

Dr. Ing. Nestor Alejandro Cruz Calapuja.
El diseño estará basado en las propiedades de los materiales indicados en
manual de puentes del ministerio de transportes y comunicaciones.
Cuando se requiera utilizar otro tipos de materiales se deberá establecer
previamente al diseño sus propiedades, incluyendo su variabilidad
estadística. Los requisitos mínimos aceptables incluyendo los
procedimientos de ensayos deberán especificarse en los documentos del
expediente técnico.

Las barras de refuerzo, alambre corrugado, alambre estirado en frío, mallas soldadas de
alambre liso y mallas soldadas de alambre corrugado deberán satisfacer los estándares de
materiales especificados
Refuerzo sin Recubrir
Se usarán barras corrugadas para concreto reforzado - AASHTO M31M/M31 (ASTM A 615/615M). Grado60 (grado420) a
menos que se especifique de otro modo.
Se usará Acero para riel y acero para eje barras lisas para concreto reforzado -AASHTO M322M/M322 (ASTM A 996/A
996M). Grado 60 (Grado 420) a menos que se especifique de otro modo.
Acero corrugado de baja aleación y barras lisas para concreto reforzado - ASTM A 706/A 706M.
Alambres de acero corrugado para concreto reforzado - AASHTO M225M/M225 (ASTM A 496).
Alambres de acero liso soldados para concreto reforzado - AASHTO M55M/M55 (ASTM A 185).
Alambre de acero liso para concreto reforzado AASHTO M 32M/32 (ASTM A 82).
Reforzamiento de alambres soldados, corrugados, para concreto -AASHTO M221M/M221 (ASTM A 497).

Las barras de refuerzo deberán ser corrugadas, excepto que las barras o alambre liso pueden ser
usados para espirales, estribos y mallas de alambre.
La resistencia nominal a la fluencia deberá ser el mínimo especificado para el grado de acero seleccionado,
excepto que la resistencia a la fluencia en exceso de 75.0 ksi (5300 kgf/cm2 ) no deberá ser usada para
fines de diseño. La resistencia a la fluencia o grado de las barras o alambres deberán ser indicados en los
planos y documentos contractuales. Barras con resistencias a la fluencia menores a 60.0 ksi (4200 kgf/cm2
) se podrán usar solamente con la aprobación del propietario.
Módulo de Elasticidad
Se asumirá el módulo de elasticidad, 𝐸𝑆 , del acero de refuerzo, en 29,000 ksi (2 040 000 kgf/cm2 ).

Torones relevados de esfuerzos sin recubrimiento o torón de siete alambres de baja relajación, o barras de
alta resistencia lisas o corrugadas sin recubrimiento, deberán cumplir los siguientes estándares de
materiales.
AASHTO M203 / M203M (ASTM A416 / A416M) o AASHTO M275 / M275M (ASTM A722 / A722M) - Barras
de Acero de Alta Resistencia sin recubrimiento para concreto preesforzado.
Propiedades de toron de pretensar y de toron
ACERO PARA PREESFORZADO
Módulo de Elasticidad (5.4.4.2 AASHTO) Si
no está disponible datos más precisos, el
módulo de elasticidad para aceros de
preesforzar, basados en el área nominal de la
sección transversal, puede tomarse como:
Para torones; 𝐸𝑃= 28,500 ksi y Para barras;
𝐸𝑃= 30,000 ksi

Dispositivo de Anclaje y Acoplamiento para Postensado
Los dispositivos de anclaje y acoplamiento para los tendones de postesado deberán satisfacer los requisitos
 Los dispositivos de anclaje y acoplamiento deben anclar como mínimo 95 por ciento de la mínima resistencia última
especificada para el acero de pretensado sin superar el movimiento de acuñamiento de los anclajes supuesto para el diseño.
Los sistemas no adherentes también deberán pasar un ensayo de carga dinámica.
 No se deben utilizar dispositivos de acoplamiento en puntos de fuerte curvatura de los tendones.
 Sólo se deben utilizar dispositivos de acoplamiento en las ubicaciones indicadas en la documentación técnica o aprobadas
por el Supervisor.
 Los dispositivos de acoplamiento se deben colocar en vainas cuya longitud sea suficiente para permitir los movimientos
necesarios.
 Si hay dispositivos de anclaje o acoplamiento adherentes en secciones que son críticas en el estado límite de resistencia, la
resistencia requerida de los tendones adherentes no debe ser mayor que la resistencia del conjunto del tendón, incluyendo el
dispositivo de anclaje o acoplamiento, ensayado en estado no adherente.
 Las tensiones en el concreto debajo de las placas de distribución de los anclajes no deben ser mayores que los límites
especificados.
 A menos que en virtud de ensayos anteriores satisfactorios y/o experiencias previas el Ingeniero decida eliminar esta
verificación, la calificación de los dispositivos de anclaje y acoplamiento se debe verificar mediante ensayos.

Ductos para los Tendones
Las ductos (vainas) para tendones deben ser rígidas o semirrígidas, de metal ferroso galvanizado o polietileno, o bien se
deberán colar dentro del concreto utilizando núcleos removibles. El diámetro interior de los ductos deberá ser como mínimo ¼”
(6 mm)
Tamaño de los Ductos (Vainas)
El diámetro interior de los ductos deberá ser como mínimo 0.25 in (6 mm) mayor que el diámetro nominal de un tendón
compuesto por una sola barra o cable. Para tendones compuestos por múltiples barras o cables, el área interior del ducto
deberá ser como mínimo 2.00 veces el área neta del acero de pretensado, con una única excepción: si los tendones se han de
colocar por el método de enhebrado, el área del ducto deberá ser como mínimo 2.50 veces la sección neta del acero del
pretensado. El tamaño de las vainas no deberá ser mayor que 0.40 veces el menor espesor de concreto en la vaina
Las vainas en bloques desviadores deberán ser de acero galvanizado que satisfaga los requisitos de ASTM A 53M, Tipo E, Grado B. El
espesor de pared nominal de la tubería no deberá ser menor que 0.125 in. (3 mm).
Aceros para Estructuras Metálicas

Aceros para Estructuras Metálicas Los aceros estructurales deberán cumplir con los requisitos establecidos
El módulo de elasticidad y el coeficiente térmico
de expansión de todos los grados de acero
estructural serán asumidos como 29000 ksi (2
040 000 kgf/cm2 )

• Se usa un conjunto de vigas
transversales que trasladan las
cargas de peso propio y de los
vehículos a los nudos inferiores de
la cercha.
• Para alimentar las vigas
transversales se usan también
vigas longitudinales sobre las
cuales se apoya directamente la
placa de concreto reforzado que
sirve de tablero al puente.
Aceros Estructurales

Los puentes de acero construidos han
permitido alcanzar luces importantes. Los
puentes sobre vigas metálicas pueden
vencer luces de hasta 45 m (similar al
preesforzado tradicional), mientras que
con puentes metálicos en celosías se ha
alcanzado los 80 m, y con puentes
metálicos en arco se ha llegado hasta 100
m, constituyendo luces importantes.

Características
•Uniformidad.- Las propiedades del acero no cambian considerablemente con
el tiempo.
•Alta resistencia.- La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que
será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de
grandes claros.
•Durabilidad.- Las estructuras durarán de forma definitiva si tienen un
adecuado mantenimiento.
•Ductilidad.- Es la propiedad que tiene un material de soportar grandes
deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil
permite fluir localmente evitando fallas prematuras.
•Tenacidad.- Poseen resistencia y ductilidad, siendo la propiedad de un
material para absorber energía en grandes cantidades.
•Elasticidad.- Se acerca más a la hipótesis de diseño debido que sigue la ley de
Hooke.
Costo de recuperación.- Se los puede reutilizar como chatarra.

Ventajas de los puentes
Ventajas:
• CONSTRUCTIVAS:
• Óptima para encañonados, altas pendientes, donde no permita
instalar apoyos temporales.
• Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura.
• Facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de
conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches.
• Rapidez de montaje
• Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y
formas.
• Resistencia a la fatiga.

Recomendaciones:
• Evaluar la capacidad máxima de carga del puente.
• Garantizar un correcto diseño de detalles que minimice el
riesgo de corrosión de la estructura metálica, al mismo
tiempo facilitar la inspección, mantenimiento y de ser el
caso la sustitución de ciertos elementos como apoyos,
juntas, cables, anclajes, etc.
• Los tableros deben ser adecuadamente
impermeabilizados para evitar la entrada de agua en la
estructura.
• El sistema de drenaje debe ser en función de la superficie
de plataforma y del volumen a evacuar, dependiendo de la
pendiente del tablero y sistemas de desagüe.
• En secciones cerradas y no visitables, se debe garantizar
su completo sellado, mediante soldaduras u otro sistema,
protegiendo la parte interna de eventuales filtraciones de
agua.

PERNOS ESPECIALES DE ANCLAJE:
Los Pernos de anclaje en Obras como Puentes Colgantes o Pases Aéreos
Hidráulicos, son los elementos que transmiten la carga estructural de la Obra al
Terreno firme.
Los pernos de anclaje se usan en obras relativamente pequeñas, pues, para el
soporte de mayor carga se usan Sistemas de Anclaje, donde el anclaje está
constituida por una serie de accesorios que componen el sistema.
Los Pernos de anclaje que soportan cables de acero iguales o superiores a 1
1/2″ de diámetro deben tener la siguiente especificación técnica:
En la fabricación de estos elementos para obras pequeñas se emplean Aceros
SAE 1045 y SAE 1020 de acuerdo a la Carga a sostener. Para pernos de anclaje
compuestos, se recomienda el uso de placas y pernos de acero Acero ASTM
A193M y ASTM A36 . Y como accesorio de conexión con los cables de acero se
suele emplear Socket Cónico fabricado en Acero Norma ASME B30.20, material
de acero ASTM A36, y preferentemente con protección a través de zincado.

CLASES DE CONCRETO
Sólo se usarán concretos de densidad normal. Concretos estructurales de baja densidad
requerirán de una aprobación especial.
Concreto con resistencias por encima a los 10.0 ksi (700 kgf/cm2 ) podrán usarse solo
cuando se realicen ensayos que establezcan las relaciones entre las resistencias del
concreto y sus otras propiedades.
No se usarán concretos con resistencias menores a 2.4 ksi (170 kgf/cm2 ) a los 28 días
para aplicaciones estructurales.

Para losas y elementos de concreto pre esforzado no se usarán
concretos con resistencia a la compresión menor a 4.0 ksi (280
kgf/cm2.
La evaluación de la resistencia del concreto usado en los trabajos
deberá ser hecha en probetas cilíndricas fabricadas, ensayadas y
evaluadas de acuerdo con la AASHTO LRFD).
Se asume que la resistencia especificada es alcanzada a los 28
días después del vaciado. Se pueden asumir otros periodos de
alcance de resistencia para componentes que recibirán cargas en
periodos apreciablemente diferentes que los 28 días.
Los concretos considerados en las presentes especificaciones
han sido clasificados de acuerdo a las siguientes clases de
acuerdo a sus casos

• Clase A, generalmente usado en todos los elementos estructurales, excepto cuando
otra clase es más apropiada, y específicamente para concreto expuesto al agua de
mar.
• Clase B, usado en zapatas, pedestales pilares circulares masivos, y muros de
gravedad.
• Clase C, usado en secciones delgadas, tal como barandas reforzadas de menos de
100 mm de espesor, para el relleno de pisos de emparrillados metálicos, etc.
• Clase P, se usa cuando se requiere resistencias en exceso de 4.0 ksi (280 kgf/cm2 )
para concreto pre esforzado, se deberá limitar la dimensión nominal del agregado a
20 mm.
• Clase S, se usa para concreto depositado bajo agua y en cajones para sellar el
ingreso del agua.
• Clase AE, concretos con aire entrampado, deberán ser especificados cuando el
concreto está sujeto a periodos alternantes de hielo y deshielo, expuesto al
descongelamiento de sales, agua salada u otros ambientes potencialmente dañinos.
• Para concretos Clases A, A (AE) y P usado en o sobre agua marina, la relación
agua/cemento deberá especificarse no excederse de 0.45.

COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA
El coeficiente de expansión térmica deberá ser determinado por ensayos de laboratorio
en la mezcla específica a ser usada. En la ausencia de datos más precisos, el coeficiente
de expansión térmica puede tomarse como:
• Para concreto de densidad normal
• Para concreto ligero:
ACORTAMIENTO DE FRAGUA Y FLUENCIA LENTA
Requisitos Generales
Valores del acortamiento de fragua y de fluencia lenta serán usados para
determinar sus efectos en la pérdida de la fuerza de presforzado en puentes,
excepto aquellos construidos en dovelas. Estos valores conjuntamente con los
del momento de inercia
En la ausencia de datos más exactos, el coeficiente de acortamiento de fragua
puede ser asumido en 0.0002 después de los 28 días y 0.0005 después de un
año de secado.

Para los puentes construidos por segmentos se deberá hacer una estimación
más precisa, incluyendo los efectos de:
• Los materiales específicos,
• Las dimensiones estructurales,
• Las condiciones en el sitio de emplazamiento, y
• Los métodos constructivos. y
• Edades del concreto en sus etapas de fabricación
Módulo de Elasticidad
En la ausencia de datos más precisos, el módulo de elasticidad Ec para concreto
con densidades entre 0.090 y 0.155 kcf (1440 y 2500 kgf/m3 ) puede tomarse
como:

Módulos de Ruptura
A menos que sea determinado por ensayos físicos el módulo de Poisson puede
asumirse igual a 0.2. Para componentes que se espera estén sujetos a
agrietamiento, el efecto del módulo de Poisson puede ser no considerado.
Módulo de Poisson
A menos que sea determinado por ensayos físicos, el módulo de ruptura, 𝑓𝑟 en
ksi, para la resistencia especificada del concreto hasta 15.0 ksi, (1000 kg/cm2 ),
se utilizará: Para calcular el momento de agrietamiento de un miembro
flexionado, agrietamiento que se puede controlar mediante la adecuada
distribución del acero de refuerzo.
Resistencia a la Tracción
La resistencia a la tracción directa puede determinarse ya sea usando ASTM
C900, “Método Estándar de Prueba para la Resistencia a la Tracción Directa del
concreto endurecido”, o el método de resistencia a la tracción por separación de
acuerdo con AASHTO T 198 (ASTM C 496), “Método Estándar para la
Resistencia a la Tracción por separación de probetas cilíndricas de concreto”.

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