2a-Tipos de cargas

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UNIDAD I
GARGAS DE QUE ACTUAN EN PUENTES
Wilmer Rojas Armas
ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE
Problemática
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LOGRO DE SESIÓN:
Conocimiento de las diferentes tipos de
cargas que afectan a los puentes
vehiculares y peatonales.
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AGENDA
1. Cargas de diseño
2. Normas de diseño de puentes en el Perú.
3. Definición y clasificación
4. Cargas vehiculares
5. Sobrecarga de diseño AASHTO LRFD.
6. Vehículos autorizados por el MTC.
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CARGAS DE DISEÑO
Durante años, los ingenieros desarrollaron procedimientos de diseño
para proveer un satisfactorio margen de seguridad a los puentes.
Estos procedimientos de diseño fueron basados en los análisis de los
efectos de las cargas y la resistencia de los materiales.
Los procedimientos de diseño se plasmaron en especificaciones de
diseño para puentes.
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Los primeros métodos de diseño se encuentran en las Especificaciones
Estándar Para Puentes Carreteros AASHTO (American Association of State
Highway and Transportation Officials), dentro de los cuales se desarrollo el
método de diseño por esfuerzos admisibles (ASD) y el método de diseño por
factores de carga (LFD), los que luego fueron sustituidos por las
Especificaciones LRFD (Load and Resistance Factor Design) en el año 1994.
La filosofía LRFD fue desarrollada en el período 1988 a 1993, pero ninguno de
estos métodos tiene una base matemática para establecer seguridad.
Hay muchos asuntos que hacen una filosofía de diseño – por ejemplo, la vida de
servicio esperada de una estructura, el grado para el cual el mantenimiento
futuro debería ser asumido para conservar la resistencia original de la
estructura, las formas de comportamiento frágil, de redundancia y ductilidad, etc.
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La Asociación Americana de
Oficiales de Carreteras Estatales
y Transportes, fundada el 12 de
diciembre de 1914, es un órgano
que establece normas, publica
especificaciones y hace pruebas
de protocolos y guías usadas en
el diseño y construcción de
medios de transporte.
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NORMAS DE DISEÑO DE PUENTES EN EL PERU
En el Perú, desde el 2003 contamos con un “Manual
de Diseño de Puentes” aprobado por Resolución
Ministerial 589-2003-MTC/02 del 31 de julio de 2003,
basado fundamentalmente en el Reglamento
Americano AASHTO y su propuesta LRFD (Load and
Resistance factor design) “Diseño por Factores de
Carga y Resistencia“, elaborada en 1993.
El 20 de diciembre del 2018, el MTC con resolución
directoral N° 019-2018-MTC/14 aprueba la presente
norma que es una actualización del Manual de Diseño
de Puentes publicado el 2003, dicha actualización se
elaboró incorporando en gran parte las
Especificaciones Técnicas de las Normas Americanas
AASHTO LRFD, Séptima Edición del año 2017.
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Las cargas que presentamos a continuación están
basadas en las especificaciones de AASHTO LRFD. En
general, estas cargas pueden ser divididas en dos
grandes grupos: cargas permanentes (peso propio y
carga muerta) y cargas transitorias (cargas de vehículos,
peatonales, excepcionales, etc.).
Igualmente, se presentan los estados límites de diseño de
resistencia, servicio, evento extremo y fatiga con sus
correspondientes combinaciones de carga.
Las abreviaciones utilizadas en este capítulo son las
empleadas por AASHTO.
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CARGAS DE DISEÑO
En función del servicio que presta, la estructura
debería pesar lo menos posible y ser capaz de
soportar más carga, estas condiciones nos indican que
tenemos un diseño adecuado, al contar con una
estructura liviana capaz de resistir grandes cargas de
servicio.
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Definición y clasificación de Las Cargas
Las cargas se definen como todas las fuerzas que actúan 
tanto sobre la superestructura como la subestructura.
Estas se subdividen en :
a) Permanentes
b) Variables
c) Excepcionales
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a) Cargas Permanentes: Son aquellas que actúan
durante la vida útil de la estructura, sin mayor
variación.
a.1) Peso propio: Se consideran como cargas
de “peso propio”, las cargas de todos los
elementos propios del conjunto estructural
portante.
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a.2) Peso muerto: Se considera como “peso muerto” a todas las
cargas que actúan en la estructura de manera permanente, pero
no cumplen la función de elemento portante, por lo tanto son las
cargas de los elementos que coadyuvan en el cumplimiento de la
función de la estructura en el servicio que presta.
Algunos ejemplos:
Peso del Asfalto
Peso de las barandas
Peso de los postes
Peso de las veredas
Elementos Arquitectónicos
Peso del balasto
Peso de los durmientes
Peso de los rieles
Viaductos
Carreteros 
Viaductos
Ferrocarriles
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b) Cargas Variables: Son aquellas que tienen variación
frecuente y significativa en relación a su valor medio.
Aquí se incluyen las sobrecargas según el uso, así como
los efectos dinámicos, frenado, fuerza centrífuga y otros.
Además se incluyen en este grupo de cargas, las
fuerzas aplicadas durante la construcción, las fuerzas de
empuje de agua, sub-presión, así como sismo, viento y
las ocasionadas por variación de temperatura.
c) Cargas Excepcionales.- Son aquellas acciones cuya
probabilidad de ocurrencia es muy baja, pero en
determinadas condiciones deben ser consideradas por
el proyectista, como por ejemplo las debidas a
colisiones, explosiones o incendios.
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Ejemplos de cargas Variables
– Variación Térmica
– Viento
– Sismo
– Empuje de la corriente (en caso de ríos, o del mar)
– Empuje de tierras (para infraestructura)
– Sub-presión (caso de estructuras sumergidas o semi-sumergidas)
– Impacto
– Centrífuga (producidas por los vehículos en curva)
– Frenado (producida por los vehículos)
– Sobrecargas de diseño
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CARGAS DE VEHICULARES
En el análisis y diseño de estructuras de puentes, además
de las cargas fijas, como el peso propio, se presentan
otras cargas de tipo móviles, como es el caso de los
vehículos que circulan sobre los puentes.
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CARGAS DE VEHICULOS, CAMIONES
Los efectos del tráfico vehicular comparados con los
efectos del tráfico de camiones son despreciables.
Debido a esto el diseño de cargas ha desarrollado
modelos de tráficos de camiones que son muy variables,
dinámicos, y pueden ser combinados con otras cargas de
camiones.
Esos efectos incluyen fuerzas de impacto (efectos
dinámicos), fuerzas de frenos, fuerzas centrífugas, y
efectos de otros camiones simultáneos.
Adaptado a “Standard Specifications for Highway Bridges”
(Especificaciones estándar para puentes de carretera).
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CAMION DE DISEÑO HS
AASHTO ESTANDAR
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HS-20 (HS-25= HS-20 x 1.25)
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SOBRECARGA DE DISEÑO AASHTO LRFD
La sobrecarga de diseño está regida por reglamentos
establecidos bajo estudios realizados a lo largo de los
años, en los cuales los elementos de hipótesis de carga
son camiones estándares y trenes de carga. Se
consideran cargas puntuales que varían en su posición
longitudinal y/o transversalmente según sea el caso.
En el Perú, contamos con un Manual de Diseño de
Puentes, basado fundamentalmente en el Reglamento
Americano AASHTO y su propuesta LRFD (Load and
Resistance factor design) “Diseño por Factores de Carga
y Resistencia“.
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AASHTO – LRFD
a) Camión de diseño (2.4.3.2.2.2): HL-93
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b) Tándem de diseño (2.4.3.2.2.3)
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c) Sobrecarga Distribuida (2.4.3.2.2.4)
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CAMIONES AUTORIZADOS
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PESOS Y DIMENSIONES DE VEHICULOS, PARA LA CIRCULACIÓN EN 
LAS CARRETERAS DE LA RED VIAL NACIONAL
SIMBOLOGIA
A los efectos de la norma se adoptan para la designación de los vehículos
de carga y ómnibuses y sus combinaciones símbolos compuestos de letra(s)
y digito(s). La(s) letra(s) que viene(n) en primer lugar, designa(n) el tipo de
vehículo y el dígito (que viene de inmediato), indica el numero de ejes.
Las letras utilizadas a este efecto son:
C Camión
T Tractor – Camión
S Semi – remolque
R Remolque
RB Remolque Balanceado
B Omnibus
BA Omnibus Articulado
En el caso de combinación de vehículos la designación del vehículo motriz
precede la designación del vehículo no motriz , separados por un guión
cuando se trate de combinación con remolques.
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PESOS Y DIMENSIONES DE VEHICULOS, PARA LA CIRCULACIÓN EN 
LAS CARRETERAS DE LA RED VIAL NACIONAL
DIMENSIONES
Para circular por la vías del país, los vehículos no podrán exceder las
siguientes dimensiones máximas.
Ancho 2.60m
Altura 4.10m
Longitudes máximas entre parachoques.
Camión Simple 13.20m
Omnibus convencional con chasis 13.20m
Omnibus semi integral de hasta 3 ejes 14.00m
Omnibus semi integral de hasta 4 ejes 15.00m
Omnibus integral de hasta 4 ejes 15.00m
Omnibus articulado 18.30m
Camión Remolque 18.30m
Camión Remolque Balanceado 18.30m.
Remolque (incluido el enganche) 10.00m.
Remolque Balanceado (incluido el enganche) 10.00m.
Semi remolque (incluido el enganche) 13.50m.
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PESO VEHICULAR EN CARRETERA
Peso máximo por eje independiente o grupo de ejes.
El peso bruto máximo total por vehículo no deberá ser mayor de 48,000 Kg.
VEHICULOS IMPEDIDOS DE CIRCULAR O TRANSITAR
Se encuentra impedido de circular o transitar en la Red Vial Nacional, los
vehículos que infrinjan la norma peruana de DG.
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¿Qué aprendieron en esta sesión?
¿Para que servirá lo aprendido?
¿Dónde se podría aplicar?
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¡ GRACIAS !
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