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UNIDAD III SUBESTRUCTURAS Wilmer Rojas Armas ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE SUBESTRUCTURAS Se denomina subestructura al conjunto de elementos (estructurales) que soportan a la superestructura, por lo que ésta transmitirá todas las cargas actuantes en ella a la subestructura, y ésta tendrá que ser capaz de transmitirlas, a su vez (además de sus propias cargas), adecuadamente al suelo de fundación. Dependiendo de su ubicación, en la infraestructura podemos diferenciar dos tipos de elementos de apoyo: ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE Tipo de Elementos de Apoyo 1. Estribos (Apoyos Extremos) 2. Pilares (Apoyos Intermedios) Elevación Longitudinal ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE DEFINICIÓN DE ESTRIBO DE PUENTE Los estribos constituyen los apoyos extremos de un puente y se identifican como el acceso al puente. Además, sirven como muro de contención y elementos de protección de los accesos contra la socavación de las corrientes de agua. Los estribos se proyectan para resistir el empuje de tierras de los aproches, la carga muerta de la superestructura, la carga viva sobre cualquier parte de la superestructura, las fuerzas por viento, las fuerzas longitudinales (en el caso de que los apoyos sean fijos) y las fuerzas cortantes que se desarrollan en los apoyos. Su función principal es transmitir todas las cargas a la cimentación. Los estribos pueden tomar formas muy variadas y construirse de materiales como mampostería de piedra, concreto ciclópeo, concreto simple o concreto armado. ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE Un estribo consta esencialmente de un muro frontal o cuerpo y muros laterales o aletones, cada uno con su cimentación correspondiente. Los aletones pueden ser inclinados respecto al camino o ser paralelos a este. Su unión con el cuerpo del estribo puede ser articulada o monolítica. El proyectar los aletones inclinados respecto a la dirección del cauce ayuda a encauzar el paso de la corriente bajo el puente evitando turbulencias que provoquen socavaciones en el lecho y márgenes. El proyecto de la forma y dimensiones del estribo dependerá de la calidad del suelo de cimentación y de la sección transversal de los terraplenes de acceso. Debe estudiarse cuidadosamente las condiciones de estabilidad del terraplén de acceso y del suelo que lo soporta, bajo distintos estados de sobrecarga y para diferentes profundidades del nivel freático. ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE TIPOS DE ESTRIBOS Los tipos de estribo de puentes más utilizados son: • Estribo de muro de gravedad • Estribo de muro en voladizo • Estribo de muro de pórticos • Estribo de muro de contención con contrafuertes ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE TIPOS DE ESTRIBOS: • Pórticos • En Cantiliver • De Gravedad ELEVACION PLANTA • Celulares • De muros con Contrafuertes ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE Consideraciones para el diseño de estribos Para el adecuado diseño de un estribo de un puente, debemos analizar todos los aspectos que involucra la zona del proyecto en estudio, en donde los estudios básicos determinarán los parámetros exactos de diseño y por tanto las características definitivas del mismo. Son de carácter forzoso y necesario » Topografía de la zona del proyecto, del cual obtendremos el perfil topográfico con las cotas de rasante en el eje del camino seleccionado así como también los perfiles topográficos aguas arriba y aguas abajo del puente » Estudio de Suelo y/o Geotécnico, del cual obtendremos la profundidad de cimentación y su correspondiente valor de capacidad portante, debemos cimentar a partir de donde el suelo nos ofrezca la adecuada resistencia. ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE » Estudio Hidrológico, con el cual se tendrán los niveles de agua mínimos, máximos y extraordinarios, además del ancho de curso de agua y velocidad de flujo, así como también su capacidad o no de arrastre (caudal sólido). La altura del estribo se determina con los datos anteriores y se visualiza en el siguiente esquema (*) La cota de fondo de cimentación debe ser tal, que tenga la resistencia admisible del suelo y a la vez que este libre de la posibilidad de socavación. ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE PILARES Son elementos de apoyo intermedios los cuales conducen los esfuerzos de la superestructura hacia las fundaciones están diseñados para resistir presiones hidráulicas, cargas de viento, cargas de impacto, etc.. Pueden ser de concreto o acero. Los pilares pueden ser de una sección transversal constante o variable eso dependerá de la altura del pilar, también pueden tener una sección llena o una sección hueca la elección de los pilares depende de la constructibilidad y la estética. Podemos clasificar a los pilares en dos tipos: -Pilares-pared -Pilares-columna. ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE Existen muchos tipos de pilares como se puede observar en la figura anterior. Incluso, estos pilares pueden ser de forma hueca para aumentar la rigidez del elemento. Desde el punto de vista del material, los pilares pueden ser de mampostería, concreto ciclópeo, concreto reforzado o concreto presforzado. Los pilares de mampostería y concreto ciclópeo se usan para estructuras de poca altura en terrenos resistentes. Mientras que los pilares de concreto armado y presforzado son comunes para alturas mayores. Se puede decir que los pilares están compuestos por: • Base. • Cuerpo o fuste. • Corona o remate. Los pilares deben tener formas aerodinámicas en caso de encontrase sumergidos. De esta manera se evita la socavación y la formación de vórtices. En caso de que la dirección del flujo sea incierta o pueda variar se recomienda usar pilares circulares. ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE CRITERIOS DE DISEÑO Los pilares deben ser diseñados para los estados límites últimos (resistencia) y los estados límites de serviciabilidad (deformaciones, fatiga, grietas, deterioros). Comúnmente, los pilares se comportan como columnas sujetas a cargas axiales y a momentos en las dos direcciones. Sin embargo, estas condiciones podrían variar dependiendo de las características particulares de cada proyecto. Al igual que los estribos, los pilares pueden cimentarse con cimentaciones superficiales o por medio de pilotes o cilindros hincados. En el diseño se podrá seguir las mismas recomendaciones que se considera para los estribos, siempre y cuando sean aplicables. Asimismo, los pilares deben cumplir con los criterios de estabilidad. Para el análisis de la carga viva se deben analizar varias posibilidades de manera que se obtengan los casos más desfavorables, tanto en el sentido longitudinal como en el transversal. ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE DEFENZAS EN ESTRIBOS Y PILARES ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE ¡ GRACIAS ! ING. WILMER ROJAS ARMAS
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