Diseño Preliminar. Consideraciones del Diseño» Seguridad» Economía» Durabilidad» Estética. Total de puentes en U.S.

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1 Diseño Preliminar 2.1 Definición Consideraciones del Diseño» Seguridad» Economía» Durabilidad» Estética Total de puentes en U.S. (Datos NBI 2003) 2.2 Total Existente = 475,000 Puentes Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 1

2 Total de puentes en C.R. por longitud entre bastiones 2.3 Datos LANAMME 2010 Puentes existentes, Datos NBI % 50% P/S Porcentage Construido 40% 30% 20% 10% RC Acero 0% Año de Construcción Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 2

3 Puentes existentes, Datos MOPT % 90% PORCENTAJE DE LOS CONSTRUIDOS 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% AÑO ACERO CONCRETO Guía de Selección de Puentes WSDOT 2.6 Rango de Luz (ft) Tubería Alcantarilla Arco de placas Losa de RC Viga T RC Viga Cajón RC Viga Cajón PT Viga Cajón Segmental PT Losa de Concreto PS Viga Bulba Tablero Concreto PS Viga Concreto PS Viga de acero laminado Viga de acero construida Viga Cajón de Acero Cercha de Acero Madera Madera contrachapada Puente Atirantado Puente Colgante Puente Flotante Puente de Arco Puente de Luz Móvil Túnel Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 3

4 Guía de Selección de Puentes C.R. 2.7 Puentes por cada 1000 km de carretera en U.S. y C.R. 2.8 Datos NBI 2003 y LANAMME 2010 Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 4

5 2.9 CONSIDERACION SISMICA Puentes por zona (CSCR-02) 2.10 Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 5

6 Puentes por zona (CSCR-10) 2.11 Clasificación de puentes por zona sísmica # CÓDIGO ZONA PUENTES II 220 CSCR- III IV 227 II 98 CSCR- III IV TOTAL PUENTES: 1198 TOTAL ESTRUCTURAS SIN CLASIFICAR: 223 de 2748 Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 6

7 Criterio de Selección de Tipo de Puente 2.13 Sitio de emplazamiento» Tipo de Cruce Carretera / Vía de Agua» Ubicación Urbana / Rural» Accesso al Sitio / Area de Preparación Programa velocidad de construcción, disponibilidad de materiales Vida de Servicio y Costo de Ciclo de Vida» Publicación PCA, SR342, "Material Usage and Condition of Existing Bridges in the U.S.", buscar la SR342» Life 365 (SFA, Grace, Master Builders) NIST BridgeLCC NCHRP Reporte "Bridge Life-Cycle Cost Analysis", Tipos de Puentes de Concreto 2.14 Puentes de Losa Puentes de Viga I Puentes de Viga Cajón Puentes de Segmentos Puentes de Vigas Empalmadas Puentes de Arco Puentes Atirantados Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 7

8 Puentes de Losa 2.15 Simples, fáciles de construir Apropiados para luces de hasta 15 metros Colado en sitio o prefabricado. Reforzado o presforzado Puede hacerse continuo con los bastiones y las pilas para lograr acción de pórtico Puentes de Viga I 2.16 Puente Walnut Lane, Filadelfia, Pensilvania Tipo de puente más popular Para luces de hasta aproximadamente 50 m Tamaños usuales: AASHTO/PCI Type I-VI (70 a 180 cm) y T-Bulba (140, 160 y 180 cm) Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 8

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10 Puentes de Viga Cajón 2.19 Puente vitrina de FHWA, Cambridge, OH 35 m de Luz Segundo más popular después de los de viga I Tamaños usuales: AASHTO/PCI Type BI-BIV (70 a 105 cm) Rango de luces: 20 m 35 m Uso de cajones contiguos sin tracto de desgaste ofrece construcción rápida 2.20 Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 10

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13 2.25 Puentes de Segmentos 2.26 Puente Sagadahoc, Bath-Woolwich, Maine, Luz 130 m Económico, durable, estéticamente agradable Construcción de luz por luz o de doble voladizo Post-tensión y/o Atirantado Tipo de segmento usual: Cajón de concreto Colado en sitio o prefabricado Apropiado para alineamiento curvo gradual o pronunciado Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 13

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22 Puentes de Vigas Empalmadas 2.43 Puente Shelby Creek, KY, Luz 75 m Técnica innovadora para luces grandes Se empalman vigas largas presforzadas prefabricadas Se han alcanzado luces de más de 90 m Puentes de Arco 2.44 Forma más eficiente para suportar carga gravitacional Colado en sitio o prefabricado Puente de arco de concreto más largo: Puente Wanxian, China. Luz = 420 m El primer puente prefabricado de segmentos en U.S.: El Natchez Trace Parkway, Franklin, Tennessee. Luces Duales de 177 y 141 m Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 22

23 Puentes Atirantados 2.45 Uso estructural eficiente de los materiales. Concreto en compresión y tirantes de acero en tracción. Económico y estéticamente agradable. Tipo más popular para puentes insignia. El puente atirantado de concreto más largo en U.S.: Dames Point, Jacksonville, Fl. Luz principal = 400 m Normativa AASHTO para Diseño de Puentes 2.46 Standard Specifications Especificaciones LRFD Práctica en Costa Rica Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 23

24 Diseño Preliminar 2.47 Puentes cortos colados en sitio» Puentes de Losa» Puentes de Viga T Prefabricado, Presforzado» Vigas AASHTO/PCI Estándar Vigas I Vigas Cajón Propiedades, dimensiones y luces máximas para vigas I de AASHTO/PCI 2.48 Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 24

25 Propiedades, dimensiones y luces máximas para vigas I de AASHTO/PCI Propiedades, dimensiones y luces máximas para vigas BT de PCI Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 25

26 2.51 Propiedades, dimensiones y luces máximas para vigas BT de PCI 2.52 Propiedades, dimensiones y luces máximas para vigas BT Nueva Inglaterra Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 26

27 2.53 Propiedades, dimensiones y luces máximas para vigas BT Nueva Inglaterra Propiedades, dimensiones y luces máximas para vigas cajón AASHTO/PCI 2.54 Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 27

28 Propiedades, dimensiones y luces máximas para vigas cajón AASHTO/PCI 2.55 Gráficos de Diseño para Vigas I Luces Simples Illinois DOT 2.56 Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 28

29 Gráficos de Diseño para Vigas I Luces Continuas Illinois DOT o.c. Cont 5-6 o.c. S/S Cont 9-0 o.c. S/S Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 29

30 Design Charts for I-Girders Illinois DOT Ejemplos de diseño desarrollados por FHWA- AASHTO basados en Normativa LRFD, Sexta Edición, 2012 y Avances hasta 2013: Ing. Guillermo Santana, Ph.D. 30