REGLAMENTO ARGENTINO PARA EL PROYECTO Y CONSTRUCCION DE PUENTES FERROVIARIOS DE HORMIGON ARMADO

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1 REGLAMENTO ARGENTINO PARA EL PROYECTO Y CONSTRUCCION DE PUENTES FERROVIARIOS DE HORMIGON ARMADO INDICE A) Advertencia preliminar Página B) Hipótesis de carga I) Fuerzas principales 1) Carga permanente ) Cargas móviles con impacto ) Presión de la tierra sobre los estribos ) Sobrecarga móvil en las aceras y andenes ) Fuerzas centrífugas horizontales ) Influencia de la variación de temperatura ) Influencia de la contracción de fraguado y escurrimiento plástico del hormigón II) Fuerzas adicionales 1) Presión del viento ) Frenado y arranque ) Choques laterales del tren (balanceo) ) Frotamiento en los apoyos ) Desviación y asiento de los pilares y apoyos ) Peso de la nieve III) Fuerzas para verificaciones especiales 1) Influencia de determinados estados de obra ) Seguridad contra el levantamiento de los apoyos ) Seguridad contra el volcamiento ) Anclajes ) Efectos originados por la presión del agua, choques de objetos, vehículos o embarcaciones contra estructuras de apoyo ) Efecto de los movimientos sísmicos C) Memoria de cálculo D) Detalles del cálculo /39

2 Página 1) Método de cálculo ) Indicación de la procedencia de las fórmulas ) Cálculo utilizando computadora ) Posición más desfavorable de las cargas ) Comprobaicón de las fuerzas interiores y exteriores ) Anchura de distribución para las cargas móviles E) Valores característicos del material ) Módulo de elasticidad E ) Coeficiencia de dilatación lineal F) Tablero ) Placas del tablero ) Vigas del tablero G) Estructuras resistentes principales ) Losas, vigas de secciones rectangulares, vigas placa y vigas cajón ) Pórticos y estructuras resistentes aporticadas H) Puentes de arco ) Generalidades ) Seguridad contra el pandeo I) Columnas, pilares y estribos ) Columnas de hormigón armado ) Columnas, pilares y estribos de hormigón sin armar J) Articulaciones, apoyos y bancadas de apoyo K) tensiones y coeficientes de seguridad admisibles ) Resistencias necesarias ) Corte y torsión L) Tensiones admisibles en los apoyos y articulaciones ) Apoyos y articulaciones de acero, hierro, neopreno y cualquier otro material aceptado ) Articulaciones de superficie cóncava y convexa (rótulas de hormigón) M) Tensiones admisibles en las juntas de apoyo y debajo de los dados de apoyo /39

3 N) Tensión de compresión admisible en el caso de superficies parcialmente cargadas Página O) Peralte de las estructuras resistentes principales TABLA N I : INDICE DE TABLAS Página Cargas uniformemente distribuídas equivalentes a los trenes tipos expresadas en toneladas por metro lineal de vía TABLA N II : Coeficiente para la determinación de los momentos de dilatación transversal en placas apoyadas en dos lados TABLA N III : Coeficiente α para los momentos por carga móvil y momentos de empotramiento M A en las vigas de borde, para el cálculo aproximado de las placas contínuas TABLA N IV : Valores α para las columnas, pilares y estribos de hormigón sin armar TABLA N V : Tensiones admisibles en kg/cm 2 en las piezas de hormigón armado para puentes ferroviarios TABLA N VI : Tensiones admisibles en kg/cm 2 en las piezas de hormigón para puentes ferroviarios TABLA N VII : Tensiones admisibles para las piezas de apoyo y articulaciones de hierro TABLA N VIII : Tensiones admisibles en las juntas de apoyo y debajo de los dados de apoyo /39

4 REGLAMENTO ARGENTINO PARA EL PROYECTO Y CONSTRUCCIÓN DE PUENTES FERROVIARIOS DE HORMIGÓN ARMADO A) Advertencia preliminar : Estas bases de cálculo son de aplicación para las estructuras resistentes de puentes, pilares y estribos de puentes, y para las placas de tablero siempre que sean de hormigón armado. Para las construcciones de hormigón armado rigen las disposiciones del Proyecto de Reglamento Argentino de estructuras de hormigón, mientras que no se exprese nada en contrario en estas bases de cálculo. Este Reglamento contempla en su anexo el proyecto, cálculo y construcción de puentes de hormigón pretensado. Para puentes calculados con técnica o materiales distintos a los que son usuales en nuestro país, se deberá acompañar memoria de cálculo detallada o resultados de ensayos avalados por profesionales y laboratorios de reconocida solvencia, los que serán presentados en cada caso a Ferrocarriles Argentinos para su aprobación. B) Hipótesis de carga : I) Fuerzas Principales. 1) Cargas permanentes. 2) Cargas móviles con impacto. 3) Presión de la tierra sobre los estribos. 4) Sobrecarga móvil en las aceras y andenes. 5) Fuerzas centrífugas horizontales. 6) Influencia de la variación de la temperatura. 7) Influencia de la contracción de fraguado y escurrimiento plástico del hormigón. II) Fuerzas adicionales. 1) Presión del viento. 2) Frenado y arranque. 3) Choques laterales del tren (balanceo). 4) Frotamiento e los apoyos. 5) Desviación y asiento de los estribos y pilares. 6) Peso de la nieve. III) Fuerzas para verificaciones especiales. 1) Influencia de determinados estados de obra (apuntalamientos). 2) Seguridad al levantamiento de los apoyos. 3) Seguridad contra el volcamiento. 4) Anclajes. 5) Efectos originados por la presión del agua, choques de objetos, vehículos o embarcaciones contra estructuras de apoyo. 6) Efecto de los movimientos sísmicos. 4/39

5 I) Fuerzas principales. 1) Cargas permanentes: En general se supondrán repartidas y se componen: a) Peso de la superestructura, vigas principales, vigas transversales y longitudinales, tablero, arriostramiento para viento y transversales, pasarela, barandas, protecciones contra el humo, etc. b) Peso de la vía (rieles, contrarieles, clavadura, durmientes, balasto, etc.). c) Pesos adicionales (vgr. cañerías). El peso de la superestructura se estimará mediante fórmulas, gráficos o por comparación por otros puentes construídos. Estos valores se introducirán directamente en el cálculo. El peso propio resultante del cálculo deberá siempre cotejarse con el estimado, cuidando que las tensiones o los coeficientes de seguridad resultantes de la aplicación de los valores definitivos no difieran en más de un 3% las tensiones admisibles o los coeficientes de seguridad adoptados. d) Peso y empuje de tierras: En el caso en que por proyecto hubiere peso y empuje de las tierras sobre alguna parte de la estructura, deberán considerarse en el cálculo. 2) Cargas móviles con impacto. a) Datos generales sobre la carga móvil. El cálculo estático se hará adoptando un tren tipo constituído por dos locomotoras acopladas, ambas en posición normal, seguidas por un número indeterminado de vagones de carga. Las locomotoras y vagones serán de los tipos siguientes: Para trocha ancha de 1,676 m. LOCOMOTORA TENDER 1,5 2,5 1,5 1,5 1,5 3 1,5 2 1,5 1,5 12 tn VAGON 1 1,5 5,3 1, o una carga uniformemente distribuída de 7 tn/m. Para trocha media de 1,435 m. LOCOMOTORA TENDER 1,5 2,5 1,5 1,5 1,5 3 1,5 1,5 1,5 1, VAGON 1 1, , o una carga uniformemente distribuída de 6,4 tn/m. 5/39

6 Para trocha angosta de 1,000 m. LOCOMOTORA TENDER 1,5 2 1,5 1,5 1,5 2,5 2 1,5 2,5 1,5 1, VAGON 1,1 1,4 5,4 1, ,1 o una carga uniformemente distribuída de 5,4 tn/m. Para el cálculo de pequeños tramos así como las viguetas y largueros, se adoptarán las siguientes cargas siempre que provoquen esfuerzos mayores que los precedentes: Para trocha ancha de 1,676 m 1, Para trocha media de 1,435 m 1, Para trocha angosta de 1,000 m 1, Las sobrecargas móviles a considerar en el cálculo estático de los puentes de líneas especiales (ferrocarriles de trocha inferior a 1,000 m, ferrocarriles a cremallera y funiculares), se fijarán en cada caso. Se estudiarán las posiciones más desfavorables a las cargas mediante líneas de influencia u otro procedimiento análogo y se calcularán las solicitaciones correspondientes considerando ya sea una disminución de la longitud del tren para la carga de una sola zona o la intercalación de vagones vacíos cuando se trata de cargar varias zonas de distintos signos, pero sin establecer discontinuidad en el convoy. Como cargas correspondientes al peso de los vagones vacíos se considerarán: Para trocha ancha de 1,676 m 1 1,5 5,3 1,5 3 3 tn o una carga uniformemente distribuída de 1,2 tn/m. Para trocha media de 1,435 m 1 1,5 5 2,7 2,7 1,5 2,7 1 o una carga uniformemente distribuída de 1,1 tn/m. 6/39

7 Para trocha angosta de 1,000 m 1,1 1,4 5,4 1,4 2,5 2,5 2,5 2,5 1,1 o una carga uniformemente distribuída de 1 tn/m. En los puentes con dos vías se admitirá carga completa sobre ambas, como si las dos estuvieran recorridas al mismo tiempo y en la misma dirección. En los puentes con tres vías se considerará carga completa sobre dos vías y media carga en la tercera vía; con cuatro vías, carga completa sobre dos vías, media carga sobre la tercera vía y un cuarto de carga sobre la cuarta vía. b) Cargas uniformemente distribuídas equivalentes. TABLA N I CARGAS UNIFORMEMENTES DISTRIBUIDAS EQUIVALENTES A LOS TRENES TIPOS EXPRESADAS EN TONELADAS POR METRO LINEAL DE VIA Luz Trocha de 1,676 m Momentos Flectores Esfuerzos Cortantes Luz Trocha de 1,435 m Momentos Flectores Esfuerzos Cortantes Momentos Flectores Esfuerzos Cortantes m p p' m p p' m p p' 1 48,00 48, ,00 44, ,00 36, ,00 30, ,00 27, ,00 23, ,00 24, ,50 22, ,11 18, ,50 20, ,00 18, ,25 15, ,84 19, ,40 17, ,52 14, ,67 18, ,33 16, ,67 13, ,37 17, ,06 15, ,45 12, ,75 16, ,50 14, ,25 11, ,33 15, ,10 13,93 9 9,88 11, ,80 14, ,60 13, ,44 10, ,48 14, ,33 13, ,27 10, ,17 14, ,07 12, ,03 10, ,99 13, ,95 12, ,89 10, ,83 13, ,80 12, ,71 9, ,62 13, ,59 12, ,55 9, ,40 12, ,47 11, ,44 9, ,24 12, ,35 11, ,37 9, ,10 12, ,20 11, ,26 9, ,93 12, ,05 11, ,14 9, ,78 12, ,89 11, ,05 8, ,68 11, ,79 10, ,98 8, ,57 11, ,68 10, ,92 8, ,46 11, ,57 10, ,84 8, ,35 11, ,52 10, ,79 8, ,31 11, ,48 10, ,74 8, ,29 11, ,45 10, ,71 8, ,24 11, ,42 10, ,67 8, ,21 11, ,37 10, ,65 8, ,16 11, ,33 10, ,63 8, ,12 11, ,28 10, ,59 8, ,02 11, ,19 10, ,53 8, ,93 11, ,13 10, ,46 8, ,89 10, ,10 9, ,41 8, ,85 10, ,06 9, ,39 8, ,71 10, ,92 9, ,32 7, ,54 10, ,75 9, ,21 7, ,18 9, ,42 9, ,99 7, ,85 9, ,10 8, ,75 7, ,58 9, ,86 8, ,57 7, ,36 9, ,66 8, ,41 6, ,17 8, ,48 8, ,28 6, ,02 8, ,33 8, ,17 6, ,90 8, ,23 7, ,08 6, ,80 8, ,14 7, ,00 6, ,72 8, ,06 7, ,94 6, ,65 8, ,00 7, ,89 6, ,60 8, ,95 7, ,86 6, ,55 8, ,90 7, ,81 6, ,51 8, ,86 7, ,78 6,22 Luz Trocha de 1,000 m 7/39

8 Los cálculos estáticos podrán realizarse con las cargas especificadas en el párrafo precedente o mediante el empleo de las cargas uniformemente distribuídas equivalentes a las reales en lo que respecta a los momentos flectores y esfuerzos cortantes, sobrecargándose la longitud que sea necesaria para obtener los esfuerzos más desfavorables. Para la determinación de los máximos momentos flectores, se utilizarán los valores de la carga uniformemente distribuída equivalente p dada por la Tabla N I. Los valores p de la misma tabla servirán para la determinación de los máximos esfuerzos cortantes. c) Coeficiente de impacto. Para el cálculo de todas las partes del puente, incluso de los apoyos, se deberán afectar las cargas móviles en todas las vías por el coeficiente de impacto, para la clase de puente y distancia entre apoyos de la parte del puente que se estudia. En los puentes de dos o más vías con sólo dos vigas principales, se elegirá para las vigas principales el coeficiente de impacto que corresponde al doble de la distancia entre apoyos. Entrarán en el cálculo sin coeficiente de impacto la fuerza centrífuga y de choque lateral, la carga de personas en las pasarelas de peatones y las cargas móviles sobre los rellenos de tierra detrás de las estructuras. Se calcularán sin coeficiente de impacto las tensiones de los estribos, pilares y cimentaciones y las compresiones del terreno. Para el cálculo de los apoyos de hormigón armado en general, se tomará el coeficiente de impacto correspondiente a la parte de la construcción apoyada o suspendida. En las vigas sobre dos apoyos y para las clases de vigas de iguales apoyos, la distancia entre éstos servirá de norma para la elección del coeficiente de impacto. En las vigas contínuas con articulaciones o sin ellas, el coeficiente de impacto corresponde en cada uno de los tramos de la distancia entre apoyos del tramo en el que se encuentra la carga. Para distancias desiguales entre apoyos de los cuales la menor como mínimo es 0,7 de la mayor, el coeficiente de impacto para todos los tramos dependerá de la medida aritmética de las distancias entre apoyos. Si a un elemento resistente le es transmitida la carga móvil por elementos resistentes que tengan una distancia entre apoyos mayor, y para los que por lo tanto rige un coeficiente de impacto menor que para el propio elemento resistente, se pondrá esa parte de la carga móvil con el coeficiente de impacto más reducido. Las cargas móviles que actúan directamente sobre el elemento resistente se pondrán, sin embargo, con los coeficientes de impacto mayores. COEFICIENTES DE IMPACTO donde: = 1, 4 0, 008 L 0, 1h r 1, 0 L Ø es la luz determinante del coeficiente de impacto en metros. h r es la altura del relleno inerte en metros. 3) Presión de la tierra sobre los estribos. Para el cálculo del empuje de la tierra sobre los estribos, se tendrá en cuenta el efecto de la carga móvil sin coeficiente de impacto. La sobrecarga móvil se sustituirá por una carga equivalente de tierra de altura h sobre el borde superior de los durmientes, y será la que corresponda al tren tipo adoptado. Como peso específico de la tierra se tomará 1,8 t/m 3, con un ángulo de rozamiento interno ϕ = 40 y se admitirá que la presión debida al tren de cargas se reparte sobre un ancho igual a la longitud del durmiente con taludes de 1 de base por 2 de altura (1:2). 4) Sobrecarga móvil en las aceras y andenes. Las pasarelas que no están destinadas al tránsito público (puentes de servicio para 8/39

9 peatones), se calcularán con una sobrecarga móvil de 400 kg/m 2 sin tomarse en cuenta el coeficiente de impacto. En general no será necesario suponer que las aceras y la vía se encuentren cargadas simultáneamente. Las barandillas de tales aceras y sus parantes se calcularán con una fuerza horizontal de 50 kg/m dirigida transversalmente hacia fuera o hacia adentro y actuando sobre el pasamanos de la barandilla. En las pasarelas y los andenes que sirven al tránsito público se pondrá una sobrecarga móvil de 500 kg/m 2 sin tenerse en cuenta el coeficiente de impacto. Las barandillas de estas aceras y sus parantes se calcularán con una fuerza horizontal de 80 kg/m dirigida transversalmente hacia fuera o hacia adentro, y actuando sobre el pasamano de la barandilla. En los andenes se considerará un carro eléctrico con las dimensiones y carga por eje indicadas en la Figura 1 y externamente a la superficie de 1 x 2 = 2 m 2 ocupada por el carro, una sobrecarga móvil de 500 kg/m 2 sin tenerse en cuenta el coeficiente de impacto. 2,00 1,00 0,40 1,20 0,40 0,09 0,09 1,5 t 1,5 t 0,90 FIGURA 1 5) Fuerzas centrífugas horizontales. Cuando el puente se encuentra en curva, se tendrá en cuenta el efecto de la fuerza centrífuga para el cálculo, admitiendo para la velocidad del tren la máxima admisible en la curva. La fuerza se considerará aplicada en el centro de gravedad del tren cuya altura sobre el riel es para los distintos tipos de trocha: trocha ancha (1,676 m) 2,00 m, trocha media (1,435 m) 1,90 m, trocha angosta (1,000 m) 1,69 m. La fuerza centrífuga se calculará con la siguiente expresión: H f = P V R donde : H f = Fuerza centrífuga producida por la carga axil P de un eje en toneladas. R = Radio de la curva en metros. V = Velocidad del tren en metros por segundo. P = Carga axil en toneladas transmitida por un eje (el más pesado fijado para cada trocha. Los esfuerzos determinados por la fuerza centrífuga no deberán multiplicarse por el coeficiente de impacto. 6) Influencia de la variación de temperatura. De acuerdo a las condiciones locales deberán considerarse variaciones de ± 15 C en zonas templadas a ± 20 C en zonas de fuerte variac ión. En elementos constructivos cuya menor dimensión sea de por lo menos 70 cm, o que por rellenos u otras 9/39

10 disposiciones se encuentren poco expuestos a variaciones de temperatura, podrán disminuirse las variaciones indicadas en 5 C. Al establecer las dimensiones mínimas no es necesario descontar los espacios completamente cerrados (Vgr. secciones huecas en vigas con forma de cajón), siempre que los mismos no importen más del 50% de la correspondiente sección total. El calentamiento desigual en distintas partes de la construcción se considerará con un diferencia de ± 5 C (Vgr. tensor de un arco atiran tado). 7) Influencia de la contracción de fraguado y escurrimiento plástico del hormigón. a) Contracción de fraguado: En estructuras hiperestáticas se deberá considerar la influencia de la contracción de fraguado sobre las incógnitas hiperestáticas. b) Escurrimiento plástico: Podrá no tenerse en cuenta la influencia del escurrimiento plástico del hormigón sobre las incógnitas hiperestáticas, pero deberá serlo cuando los esfuerzos característicos de la estructura resulten influídos artificialmente (Vgr. al desencofrar mediante gatos hidráulicos). II) Fuerzas adicionales. 1) Presión del viento: La acción del viento se supondrá horizontal y se determinará adoptando las siguientes presiones: a) Para puente vacío a razón de 250 kg/m 2 y durante el proceso de montaje 125 kg/m 2. b) Para puente cargado a razón de 150 kg/m 2. Para el efecto del viento sobre el tren se superpondrá éste constituído por un rectángulo de longitud igual a la del puente y cuya altura propia y la de su centro de gravedad sobre el riel serán las siguientes: a) Para trocha de 1,676 m = 3,50 m y 2,25 m. b) Para trocha de 1,435 m = 3,40 m y 2,20 m. c) Para trocha de 1,000 m = 3,00 m y 2,00 m. Las superficies de puente expuestas al viento se estimarán según las dimensiones reales de las partes constitutivas. Como superficies totalmente expuestas al viento deben considerarse: a) En puentes descargados. a ) En puentes de viga principal cerrada, la viga principal anterior y la superficie de tablero que excede de ésta (Figura 2). a ) En los puentes con vigas principales caladas, la superficie del tablero y de las partes de estas vigas que excedan superior o inferiormente a aquél (Figura 3). RIEL FIGURA 2 RIEL FIGURA 3 10/39

11 b) En puentes cargados. b ) En los puentes de viga principal cerrada, la viga principal anterior y la superficie de tablero y de tren rodante que exceden de éste (Figura 4). b ) En los puentes con vigas principales caladas las superficies del tablero, las de las partes de las vigas principales que excedan superior o inferiormente a aquél y la superficie del tren (Figura 5). FIGURA 5 Altura Tren RIEL FIGURA 4 Altura Tren RIEL c) Los arcos que sobresalen del tablero se tratarán como vigas caladas. La influencia de las fuerzas del viento no necesita ser comprobada en los puentes de arco con tablero superior, cuando éstos estén ejecutados como una única bóveda contínua y la anchura de la bóveda sea mayor que 1/10 de la distancia entre apoyos. Los arcos independientes pueden ser considerados como una única bóveda, cuando las partes aisladas de la bóveda estén mutuamente reforzadas por celosías transversales, de modo que resulte un efecto sustentador conjunto bajo la carga del viento. En los puentes de arco con tablero suspendido se comprobará siempre la influencia de la fuerza del viento. 2) Frenado y arranque: Las fuerzas de frenado se introducirán en el cálculo sin coeficiente de impacto. Los efectos de frenado se tendrán en cuenta no solamente en el cálculo de las partes del puente afectado sino también en los pilares y estribos. En puentes con longitud de carga hasta 100 m se admitirá como fuerza debida al frenado, actuando sobre el borde superior del riel en la dirección del movimiento, 1/7 y en los puentes con longitud de carga hasta 300 m, 1/10 del peso de todos los ejes comprendidos en el tablero. Tomando en cuenta la resistencia de frotamiento del apoyo móvil puede repartirse la fuerza de frenado entre el apoyo fijo y el móvil. La reacción horizontal en el apoyo móvil, se tomará a lo sumo igual a la del apoyo fijo. Esto para el caso de tratarse de líneas a simple adherencia, para ferrocarriles a cremallera y funiculares se tomarán los mayores esfuerzos de frenaje que puedan ser alcanzados en cada caso según el sistema adoptado. 3) Choques laterales del tren (balanceo). Su efecto se considerará en los puentes con vía recta, pues en los casos de tramos con vía curva no se tienen en cuenta al no producirse simultáneamente con la fuerza centrífuga. Su efecto se considera como el de una fuerza horizontal dirigida perpendicularmente al eje de la vía, aplicada en el borde superior de cada riel, actuado en el lugar más desfavorable, con una intensidad igual al 25% del peso del eje más pesado del tren tipo correspondiente sin coeficiente de impacto. Se tendrá en cuenta en el cálculo del puente en sus partes afectadas y en los apoyos. 11/39

12 4) Frotamiento de los apoyos: En el cálculo de apoyos, pilares y estribos se agregará al efecto del frenado el esfuerzo del frotamiento de los apoyos móviles admitiendo para el rozamiento por deslizamiento 20% de la reacción en dichos apoyos, producida por la carga permanente y sobrecarga móvil sin impacto. En el caso de apoyos que por su diseño ofrezcan con seguridad menores resistencias debidas al frotamiento, se podrán autorizar valores menores de las mismas. Para la resistencia de frotamiento en el apoyo móvil que alivia al apoyo fijo de una parte de la fuerza de frenado, se admitirá a lo suma la mitad de los coeficientes antes indicados. 5) Desviación y asiento de los estribos y pilares: En el caso en que los desplazamientos y asentamientos de estribos y pilares tenga influencia en el estado de tensión de la estructura, deberán considerarse estas influencias como fuerzas adicionales. 6) Peso de la nieve: En general no es necesario tener en cuenta el efecto del peso de la nieve. III) Fuerzas para verificaciones especiales: 1) Influencia de determinados estados de obra. En los casos que sea necesario se verificarán las solicitaciones debidas a las diferentes etapas del proceso constructivo (Vgr. apuntalamientos). 2) Seguridad al levantamiento de los apoyos: En vigas contínuas (con o sin articulaciones) y en vigas en voladizo, deberá verificarse la seguridad contra el levantamiento de los apoyos. Sólo se tendrá en cuenta la carga móvil que produce reacción de apoyo de signo negativo, sin impacto, pero aumentada en un 50%, siendo suficiente un coeficiente de seguridad 1,0. 3) Seguridad contra el volcamiento: La seguridad al volcamiento por efecto del viento y otras posibles acciones deberá verificarse salvo que no exista duda al respecto (como ocurre en puentes con tablero inferior). Como faja de tránsito expuesta se considerará en puentes cargados una serie de vagones vacíos en la posición más desfavorable formando una faja contínua con las alturas indicadas en B) II) 1), y con los siguientes pesos por trocha: a) Trocha ancha 1,2 t/m. b) Trocha media 1,1 t/m. c) Trocha angosta 1,0 t/m. En los puentes de tablero con voladizos laterales puede resultar determinante la carga normal en su posición más desfavorable. La seguridad al volcamiento se verificará en la hipótesis de que todas las cargas volcadoras actuantes se considerarán sin impacto y que salvo las permanentes, se incrementarán en un 50%, siendo entonces suficiente un coeficiente de seguridad 1. 4) Anclajes: Cuando se prevean anclajes como seguridad al levantamiento de los apoyos, los mismos 12/39

13 podrán ser solicitados hasta 1,5 veces la tensión admisible, como consecuencia de las cargas principales, adicionales e incrementos de éstas según B) III) 2) y B) III) 3). La solicitación debida a ambos estados de carga no deberá superar en tal caso, los valores admisibles establecidos. 5) Efectos originados por la presión del agua, choques de objetos, vehículos o embarcaciones contra estructuras de apoyo. En las calles constituídas en pasajes interiores de puentes ferroviarios y en las que la estructura de apoyo de éste no se encuentren resguardadas, ya sea por su situación o por disposiciones especiales, de los vehículos que transitan por la calzada (el cordón de la acera no ofrece ninguna protección), se considerará actuante sobre dichas estructuras una fuerza estática horizontal de 100 t aplicada a 1,20 m sobre el nivel de la calzada y actuando una vez en la dirección del tránsito y otra de 50 t actuando en la dirección normal. Esta fuerza de choque se considerará conjuntamente con las demás fuerzas principales y adicionales, excepto la presión del viento; las armaduras de la estructura de hormigón armado podrán ser solicitadas hasta el límite de escurrimiento y las estructuras de hormigón simple hasta el doble de la tensión admisible. En los puentes sobre ríos navegables son válidas las consideraciones anteriores, pero a los efectos de determinar el valor de la fuerza se estudiará para cada caso según el caudal del río y el tipo de embarcaciones que lo cursen. En los puentes sobre ríos no navegables se tendrán en cuenta aquellos efectos que puedan resultar de importancia en el cálculo de las estructuras. 6) Efecto de los movimientos sísmicos. En zonas sísmicas se tendrá en cuenta esta acción para el cálculo de la estructura. No se tendrá en cuenta el Capítulo VII Estructuras antisísmicas del Proyecto de Reglamento Argentino de Estructuras de Hormigón, salvo lo dicho en el Artículo VII.4) Zonificación Sísmica. C) Memoria de cálculo: El cálculo debe tener datos suficientes sobre: 1) Las cargas que sirven de base de acuerdo a las hipótesis de carga. 2) Los pesos propios de todas las partes esenciales. 3) Los coeficientes de impacto que sirven de base para el cálculo. 4) La clase y característica de los materiales de construcción empleados y del terreno de cimentación previsto de acuerdo al estudio de suelo efectuado. La memoria de estudio de suelo y fundación, forma parte de la memoria de cálculo. 5) Las formas de las secciones y las dimensiones de todas las partes constructivas esenciales. 6) Las tensiones o los coeficientes de seguridad admisibles, y las máximas averiguadas por el cálculo, para todas las secciones importantes. El cálculo de resistencia se ha de extender también a las piezas de apoyo, las compresiones del terreno y a las posibles articulaciones. 7) Los valores límites más desfavorables de las tensiones o de los coeficientes de seguridad para todas las secciones importantes. El cálculo de resistencia se ha de extender también a las piezas de apoyo, las compresiones del terreno y a las posibles articulaciones. 8) En los casos que se utilicen técnicas de prefabricación se indicará el despiece de la estructura, las uniones, la secuencia del montaje, la vinculación de los elementos prefabricados al hormigón moldeado en el lugar y la estabilidad espacial del conjunto. 9) Descripción del método constructivo con indicación de la capacidad de carga, estabilidad y peralte de las cimbras o de los auxiliares especiales de construcción adoptados, proceso de 13/39

14 hormigonado, desencofrado y montaje. D) Detalles del cálculo: 1) Método de cálculo: Los cálculos estructurales deben ser claros y presentados de modo que su verificación sea sencilla, no se prescribe la utilización de métodos determinados, los que quedan librados a la voluntad del proyectista; cada cálculo estructural formará de por si un conjunto completo. 2) Indicación de la procedencia de las fórmulas: Para fórmulas o procedimientos de cálculo extraordinarios se indicará la procedencia, cuando sean de dominio general y en caso contrario se desarrollarán las fórmulas para que pueda ser revisada su exactitud. 3) Cálculo utilizando computadora: En el caso que los cálculos estructurales se hayan realizado utilizando computadora, se indicará además la procedencia y designación del programa y de los métodos elásticos y numéricos en que se basa, hipótesis y simplificaciones que se han tenido en cuenta en la confección del programa; hipótesis y simplificaciones propias de la adaptación del programa al caso considerado; localización y tipo de la computadora utilizada. 4) Posición más desfavorable de las cargas: Las posiciones más desfavorables de las cargas móviles se tomarán de las disposiciones citadas en hipótesis de carga. En caso de no poderse tomar de las tablas los esfuerzos de corte correspondientes a dichas cargas móviles, se determinarán por medio de líneas de influencia u otros procedimientos. Se suprimirán las cargas móviles que producen un efecto de descarga y también todas las cargas de ejes de los vehículos que den lugar a un efecto favorable. Para los pórticos o estructuras monolíticas similares se tendrá también en cuenta la influencia de las compresiones desiguales del terreno, Vgr. a consecuencia de una carga móvil unilateral. De esto se puede prescindir, sin embargo, para grandes alturas de relleno. En los pilares y estribos se examinará también la máxima y mínima posible compresión activa del terreno, y en caso necesario, la fuerza de elevación. 5) Comprobación de las fuerzas interiores y exteriores: Los esfuerzos de corte han de comprobarse separadamente para las cargas permanentes, para las cargas móviles, para las fuerzas centrífugas si las hubiere, efectos térmicos y contracción para las cargas del viento y para las cargas de frenado, choques laterales y resistencia de rozamiento de los apoyos móviles y siempre que sea necesario también para la influencia de los asentamientos de estribos y pilares. Las tensiones se calcularán por la suma más desfavorable de todas las fuerzas que actúan simultáneamente. Para la determinación de las tensiones en los apoyos y articulaciones de acero, hierro, plomo, neopreno u otro tipo aceptado, se han de averiguar primero las tensiones provocadas en conjunto por las fuerzas principales y luego, cuando se presentan fuerzas adicionales considerables, la suma de las tensiones de las fuerzas principales y de las tensiones adicionales considerables, provocadas por las fuerzas adicionales. En los cálculos de dimensionamiento se podrá considerar la sección en régimen elástico con distribución lineal de tensiones y confrontación de las máximas tensiones calculadas con las admisibles; en régimen de rotura, con distribución uniforme de la tensión de rotura del hormigón en la zona comprimida y tensión constante de la armadura igual al límite de fluencia real o convencional o al máximo valor que se establezca en cada caso y 14/39

15 confrontación de los mínimos coeficientes de seguridad calculados con los admisibles. Si en estructuras resistentes solicitadas fundamentalmente por esfuerzos aciales se calculan las tensiones básicas bajo la hipótesis de rigidez a la flexión nula, se deberán comprobar las tensiones secundarias resultantes de la rigidez a la flexión de las estructuras. Respecto de las tensiones admisibles o de los coeficientes de seguridad, en este caso se tendrán en cuenta las indicadas en la Tabla V. Para las solicitaciones totales, incluídas las secundarias, estos valores de las tensiones o coeficientes de seguridad admisibles pueden mayorarse o minorarse respectivamente en un 15%. 6) Anchura de distribución para las cargas móviles: En los tableros macizos de una vía puede distribuirse la carga móvil en sentido transversal uniformemente sobre todo el ancho del tablero, teniendo en cuenta el ancho del durmiente y el espesor de balasto proyectado. En los puentes de dos, tres o más vías se distribuirá la carga móvil de cada vía en sentido transversal según el criterio anterior, pero respetando además las distancias entre ejes de vías, cuyo mínimo está fijado por el gálibo vigente en cada trocha. Se justificará la distribución de cargas mediante la aplicación de algún método reconocido. E) Valores característicos del material: 1) Módulo de elasticidad E: Como módulo de elasticidad para tracción, compresión y corte se tomarán los valores dados en el Reglamento Argentino de Estructuras de Hormigón Armado. El cálculo de las incógnitas en sistemas hiperestáticos, se efectuará tomando el momento de inercia que corresponde a la sección íntegra de hormigón sin considerar las fisuras ni el aumento de rigidez proporcionado por la armadura. Para el cálculo de flechas y contra flechas se considerará la rigidez que resulta de adoptar el momento de inercia de la acción homogeneizada respecto del eje neutro o la que resulte de la siguiente expresión: en la que: K = 0, 75 E A h E a : Es el módulo de elasticidad del acero. A : Es la sección principal de la armadura. h : Es la altura útil de la sección. Se adoptará la menor de las dos rigideces indicadas, En todos los casos se considerará la influencia sobre los valores finales de los efectos de fluencia y retracción del hormigón. El coeficiente de Poisson se tomará igual a 0,15 a menos que se haya determinado experimentalmente otro valor. a 2 2) Coeficiente de dilatación lineal: Como coeficiente de dilatación lineal para 1 C se tomará para hormigón, acero, armadura de acero en hormigón y hierro fundido 0,000010, salvo que se acredite, por ensayos de reconocida seriedad, un valor distinto. F) Tablero: 1) Placas del tablero: Las placas del tablero de hormigón armado deberán tener un espesor mínimo de 12 cm. 15/39

16 Para la disposición de los acartelamientos la altura útil de las placas para la absorción de los momentos en los apoyos puede suponerse no mayor que la que resultaría para una inclinación de la cartela de 1:3. Para la unión resistente a la flexión de las placas con su apoyo, puede suponerse que este acartelamiento se prosigue también dentro de este apoyo. Los momentos de flexión de las placas del tablero se han de calcular con la teoría de las placas. Se pueden aplicar procedimientos aproximados reconocidos de suficiente exactitud que tengan en cuenta las condiciones efectivas del borde de la placa. No se admitirán métodos de cálculo por líneas de rotura. En las placas resistentes predominantemente en un sentido, se ha de prever la correspondiente armadura transversal calculada de modo que pueda absorber no solo los momentos resultantes de la distribución transversal de las cargas, sino también las fuerzas procedentes de la dilatación transversal del hormigón y de las restricciones a la deformación del hormigón (fragüe y temperatura), deberán considerarse los momentos producidos por la influencia de los bordes coincidentes con los lados menores de la placa. Esta armadura transversal se dispondrá siempre del lado de la cara de la placa en que se encuentre la armadura principal en placas de pequeñas dimensiones si no se averigua exactamente el momento secundario procedente de la dilatación transversal, se puede tomar en 1/6 de la diferencia de los momentos en ambos sentidos de sustentación. Para las placas angostas armadas en un solo sentido lx con una relación entre lados ly/lx < 2 se tomarán los valores de la tabla siguiente en lugar del valor de 1/6. Pueden intercalarse valores intermedios, linealmente. TABLA N II COEFICIENTE PARA LA DETERMINACION DE LOS MOMENTOS DE DILATACION TRANSVERSAL EN PLACAS APOYADAS EN DOS LADOS RELACION ENTRE LADOS ly/lx 2,0 1,5 1,0 0,5 0,25 MOMENTOS POR DILATACION TRANSVERSAL 0,17 0,16 0,13 0,07 0,00 En los casos de placas de dimensiones importantes se deberá considerar en forma rigurosa la influencia de la deformación transversal. Si en las losas cruzadas contínuas no se determina rigurosamente el efecto de la continuidad, puede emplearse para la determinación de los momentos el siguiente procedimiento aproximado, para distancias iguales entre apoyos, o también para distancias desiguales cuya mínima sea por lo menos 0,8 de la máxima. Para el cálculo aproximado se toma como base un paño aislado con los momentos de flexión Me. La dirección de la continuidad para la carga permanente se supone, en el sentido continuo, para los paños interiores, empotramiento total a ambos lados, y para los paños exteriores, empotramiento total a un lado. Si la placa es contínua en ambas direcciones se supondrá, para los paños interiores, empotramiento total en los cuatro lados, para los paños de borde, en tres lados y para los paños de esquina, en dos lados. Para la carga móvil se han de multiplicar los momentos Me, averiguados del mismo modo para un paño aislado, por el coeficiente α (M = αme). Su magnitud depende de la relación ly/lx de las distancias entre apoyos del paño aislado de la placa, y de la clase de apoyo, 16/39

17 estando indicada en el cuadro siguiente. Si la placa es contínua en ambos sentidos, los coeficientes α para cada sentido contínuo se determinarán separadamente, designando siempre con lx la distancia entre apoyos en el sentido contínuo examinado. Si, en contra de lo supuesto en el cálculo aproximado, la placa no tiene apoyo libremente giratorio en los bordes exteriores, sino que está empotrada elásticamente, a consecuencia de la unión resistente a la flexión con la viga de borde, se supondrá el momento de empotramiento M A por carga permanente y carga móvil en este punto, según la Tabla N III Columna 3, como una fracción del momento resultante en el primer apoyo interior. Si la viga de borde está impedida de girar normalmente a su plano por la acción de vigas transversales convenientemente calculadas y dimensionadas, se puede calcular la placa con empotramiento total en la viga de borde siempre que se disponga la armadura necesaria y se verifique la viga de borde al correspondiente esfuerzo de torsión. TABLA N III COEFICIENTES α PARA LOS MOMENTOS POR CARGA MOVIL Y MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO M A EN LAS VIGAS DE BORDE, PARA EL CALCULO APROXIMADO DE LAS PLACAS CONTINUAS Clase de apoyo del paño aislado que sirve de norma Recuadro extremo o del borde Recuadro interior Valor para los puntos A 1 B 2 C Placa con apoyo en los cuatro lados Placa con apoyo en dos lados ly/lx M A Coeficientes α 0,8 = 1,0 = 1,2 = = = 1,0 = 0,50 = 0,25 1/2 M B 1/3 M B 1/3 M B 1,00 1,00 1,05 1,00 1,05 1,07 1,10 1,10 1,14 1,22 0,96 0,94 0,92 0,92 0,89 0,82 1,13 1,18 1,23 1,23 1,30 1,40 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Estas placas se calcularán como contínuas El paño extremo de la placa se calculará entonces como un paño interior. En las placas contínuas o perfectamente empotradas se deberá tener en cuenta la posibilidad de deformaciones diferenciales de las estructuras de apoyo. Si de los cálculos resultara un momento positivo de tramo menor que el que corresponde a empotramiento perfecto en ambos apoyos, para el dimensionamiento de la sección se deberá adoptar este último valor. Para la absorción de los momentos negativos de los tramos se ha de disponer en las placas contínuas una armadura superior que sea por lo menos igual a 1/6 de la armadura paralela inferior del tramo, pero que sea por lo menos 3 barras redondas de 6 mm de diámetro por metro de ancho. En las placas que formen las estructuras resistentes principales y en las placas del tablero con un borde sin apoyar, se ha de tener en cuenta que las cargas que actúan en la proximidad directa del borde libre originan momentos particularmente grandes. Las fuerzas de corte y las reacciones de apoyo de las placas de tablero se han de calcular de acuerdo a la teoría de las placas. 17/39

18 Para la determinación de las reacciones de apoyo de las placas contínuas en general no es necesario tener en cuenta el efecto de la continuidad. Sin embargo, se ha de considerar dicho efecto cuando exista continuidad solamente según dos paños o cuando la relación de luces de dos paños contiguos sea menor de 0,75. Se deben tener en cuenta las cargas concentradas que se produzcan en las esquinas de acuerdo a la teoría de las placas. En las placas en voladizo no se necesita tener en cuenta el aumento de la reacción de apoyo en la viga de borde, procedente del efecto de la continuidad, cuando el tablero está constituído por lo menos por 2 paños de placas contínuas según la dirección considerada y el saliente no es mayor de 1/3 de la luz del paño adyacente. 2) Vigas del tablero: Para la distribución transversal de las cargas móviles se dispondrán en lo posible vigas transversales suficientemente rígidas, siempre que no se compruebe que la placa del tablero, de por si, está en condiciones de admitir los máximos momentos resultantes de la deformación debida a las cargas. Si se tiene en cuenta en el cálculo el efecto conjunto de estas vigas transversales para la distribución de las cargas móviles sobre las vigas principales (emparrillado de vigas), se hará la comprobación respectiva. Las vigas transversales, en los puentes de arco de tablero superior, que están unidas rígidamente a los montantes, para la transmisión al arco de las fuerzas del viento y otras fuerzas laterales que actúan sobre el tablero, se calcularán en general como los travesaños de pórticos siempre que la rigidez de los montantes justifique esta suposición. G) Estructuras resistentes principales: 1) Losas, vigas de secciones rectangulares, vigas placa y vigas cajón. Las losas que constituyan estructuras resistentes principales se calcularán como placas de tablero. Las vigas principales de sección rectangular, placa o cajón, contínuas sólo pueden ser calculadas según las reglas para las vigas contínuas con apoyos de libre giro cuando apoyen mediante articulaciones sobre la estructura de sostén. Aquí se tendrá en cuenta la variabilidad del momento de inercia. Esto es innecesario cuando la longitud de los acartelamientos verticales en los apoyos no sea mayor que 1/15 de la luz y la longitud de los acartelamientos horizontales no sea mayor que 1/10 de la luz. Las vigas principales contínuas rígidamente vinculadas a los momentos se calcularán como aporticados o vigas sobre articulaciones elásticas, los esfuerzos normales que resulten podrán no tenerse en cuenta. La altura de la viga, eficaz para la absorción del momento de los apoyos no se debe suponer mayor que la que resultaría para una inclinación de los acartelamientos de 1:3 (Ver figura).figura 6 Acartelamientos de viga h 1:3 En el caso de unión rígida a la flexión de la viga con el montante, se puede suponer que la cartela continúa también en el interior de este apoyo. Lo indicado en F) 1) sobre valor 18/39

19 mínimo para los momentos positivos del tramo no rige para estas vigas. Si en los extremos de las vigas no se garantiza en todo su alcance la rotación libre, se ha de tener en cuenta un posible empotramiento existente también para la hipótesis de un apoyo libre, por la disposición de armaduras de acero en el lado superior y una suficiente sección del hormigón en el lado inferior. La armadura del alma necesaria en las vigas rectangulares, plazas y cajón de altura total > 1,40 m, puede ser incluída en la armadura principal cuando se haga verificación respectiva. Para la determinación de las reacciones de apoyo de las vigas principales contínuas (losas, vigas rectangulares, placas y cajón), se tendrá en cuenta la influencia del efecto de la continuidad. 2) Pórticos y estructuras resistentes aporticadas: La influencia de las fuerzas de frenado, de las variaciones de temperatura, de la contracción, de las fuerzas centrífugas horizontales y de los choques laterales del tren pueden tener especial importancia en las estructuras resistentes aporticadas, y por consiguiente se tendrán muy en cuenta. Para el cálculo de los pórticos sin articulación, sólo se puede suponer un empotramiento perfecto en los apoyos, cuando el terreno de la cimentación sea suficientemente firme y la resultante para la carga permanente, corte al plano de asiento de la cimentación en el centro de gravedad. En el cálculo elástico de las vigas principales se considerarán barras de momento de inercia variable cuando sea necesario. H) Puentes de arco: 1) Generalidades: En los arcos empotrados se tomará como distancia entre apoyos la distancia horizontal entre los centros de las secciones de los arranques y en los de dos y tres articulaciones la distancia horizontal entre las articulaciones de los arranques. Los puentes de arco, en general, han de adoptar la forma según la línea de presiones originada por la carga permanente. Si en los puentes de arco esbeltos (grado de esbeltez λ > 125) no se da al eje del arco la forma de tener en cuenta las deformaciones del eje del arco la forma según la curva de presiones para la carga permanente, se han de tener en cuenta las deformaciones del eje del arco para la determinación de los esfuerzos de corte que se presentan bajo carga permanente, incluso la influencia de la deformación diferida, ya que, dado el caso, puede resultar un aumento considerable de los momentos. Igual criterio se seguirá en el caso de arcos muy rebajados. Las estructuras de arco estáticamente indeterminadas se calcularán utilizando métodos basados en la ley de elasticidad. En el cálculo de arcos sin articulación puede suponerse empotramiento perfecto en los arranques sólo cuando la planta de la cimentación es suficientemente rígida y la recta de acción de la reacción en el extremo, para carga permanente, pase por el centro de gravedad de la sección de apoyo de la fundación. En los arcos sobre pilares altos y esbeltos se ha de tener en cuenta los cedimientos elásticos de los arranques del arco. Para arcos y pórticos con tirante puede suponerse unión articulada del tirante. 2) Seguridad contra el pandeo: En los puentes de arco único se ha de investigar la seguridad contra el pandeo en el plano de simetría del arco y según las perpendiculares a su directriz y en las bóvedas angostas, por ejemplo para arcos que reciben cargas indirectas, también en dirección perpendicular al plano de la estructura. 19/39

20 Para el pandeo perpendicular al plano de la estructura puede considerarse el arco como una columna recta, cuya longitud sea igual a la distancia entre apoyos del arco y su fuerza normal igual a la reacción horizontal. La verificación al pandeo en el plano del arco se realizará sin tener en cuenta y teniendo en cuenta los momentos de flexión. En el último caso se puede considerar la acción favorable del resto de la superestructura. La seguridad al pandeo se determinará mediante métodos reconocidos y en el caso de que se adopte alguna simplificación se justificará la misma indicando la norma de la que procede. La seguridad contra el pandeo υ, así calculada, será como mínimo 3. Se consideran como bóvedas y arcos armados aquellos cuya armadura longitudinal superior e inferior sea como mínimo de 6 cm 2 por cada metro de ancho de bóveda cada una y en conjunto, como mínimo 0,1% de la sección de hormigón. I) Columnas, Pilares y Estribos: 1) Columnas de hormigón armado: Las columnas de hormigón armado se calcularán de acuerdo a las indicaciones del Proyecto de Reglamento Argentino de Hormigón Armado, tomándose como coeficiente de seguridad el valor 3,0. Este coeficiente de seguridad será aplicable también al caso de compresión excéntrica con sección totalmente comprimida. Para compresión excéntrica con sección parcialmente comprimida y deformación específica del acero traccionado superior al 3 0 / 00, el coeficiente de seguridad a aplicar será el que corresponda a flexión simple. En este caso se admitirá el análisis en régimen elástico. Si la deformación específica del acero traccionado varía entre 0 y 3 0 / 00, se interpolará linealmente. Las tensiones de compresión y coeficientes de seguridad admisibles se indican en la Tabla N V. 2) Columnas, Pilares y Estribos de hormigón sin armar: Este ítem será de aplicación cuando se trate de modificaciones, reparaciones y/o verificaciones o cambios de destino de estructuras ya construídas, salvo casos particulares, que quedarán librados al criterio del ferrocarril, no se admitirán estructuras nuevas con elementos de hormigón sin armar. En las columnas, pilares y estribos de hormigón sin armar, las tensiones de compresión admisibles indicadas en la Tabla N VI (para compresión excéntrica la máxima presión admisible en las aristas), se reducirán en forma progresiva de acuerdo a la relación altura ( h ) espesor mínimo ( d ) y según la fórmula: σ σ adm = α adm El coeficiente α se encuentra en la Tabla N IV. La relación h/d puede ser a lo sumo igual a 20. Para piezas comprimidas empotradas en un extremo, pero libremente móviles en el otro, se averiguará el coeficiente de reducción α para un valor doble de h. Si se presentan condiciones de tracción se referirá d a la parte de sección comprimida. Para pilares altos de puentes son excepcionalmente admisibles valores mayores de h/d y esfuerzos mayores previa justificación mediante algún método reconocido. 20/39

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