Analisis y calculo de puentes

Antes de iniciar con el análisis y diseño estructural de un puente, es indispensable contar con los estudios necesarios que permitan tener conocimiento pleno de la zona, el proyectista deberá informarse adecuadamente de las dificultades que caracterizan a la zona antes de definir el tipo de análisis y diseño del puente, y así poder determinar la mejor propuesta para la zona estudiada y así minimizar los riesgos provocados por la naturaleza, si bien es cierto que los datos naturales no se obtienen nunca de un modo perfecto, estos deben ser claros y útiles para la elaboración del proyecto.


Estudio Topográfico
Debe contener como mínimo, un plano de ubicación, planimetría con curvas de nivel cada metro, si el terreno es llano o las barrancas son poco definidas. Secciones transversales en el eje propuesto enlazado con el eje de la vía, otras aguas arriba y abajo, situadas cada 10 ó 20 metros según la necesidad, y condiciones topográficas.


Estudio geotécnico

Estudio geotécnico con sondeos geofísicos y perforación de pozos en los ejes de los probables emplazamientos de la infraestructura, traducidos en perfiles geológicos con identificación de capas, espesores, tipos de suelos, clasificación, tamaño medio de sus partículas, dureza, profundidad de ubicación de la roca madre y todas sus características mecánicas. Igualmente deberá incorporarse el material predominante del lecho del río, su tamaño medio, la variabilidad del lecho del río, la cota más baja de este, sus tendencias de socavación, y finalmente un informe en el que debe recomendarse la cota y tipo de cimentación.

Mecánica de suelos 

Los objetivos específicos del estudio de Mecánica de Suelos y que competen solamente al punto donde se desplantara el puente antes mencionado, son: 

a) Definir las propiedades físicas y mecánicas del suelo. 

b) Definir la estratigrafía del suelo. 

c) Definir los parámetros geotécnicos que permitieran orientar en cuanto al tipo de cimentación más conveniente. 

Estado límite de falla 

En virtud de que el suelo, en donde se desplantaran los estribos y el apoyo intermedio del puente, presenta características predominantemente friccionantes, el análisis de la Capacidad de Carga Admisible se realizó asumiendo que la falla estará determinada por este mecanismo. La Capacidad de Carga por Punta para cimentaciones profundas (pilas de sección circular) desplantadas sobre suelos friccionantes, se calculó con la siguiente expresión:  

Dónde: La Capacidad de Carga por Fricción para cimentaciones profundas (pilas de sección circular) embebidas sobre suelos friccionantes, se calculó con la siguiente expresión: Dónde: 

La Capacidad de Carga por Fricción para cimentaciones profundas (pilas de sección circular) embebidas sobre suelos friccionantes, se calculó con la siguiente expresión:

Dónde:

La Capacidad de Carga por Fricción para cimentaciones profundas (pilas de sección circular) embebido sobre suelos cohesivos, se calculó con la siguiente expresión:

 Dónde:

Partes que integran a un puente 

1. Superestructura: es la parte del puente que cubre los claros entre apoyos, está formada por elementos que soportan directamente las cargas móviles y tiene la función de transmitir las cargas a la subestructura. La superestructura se compone de: calzada o superficie de rodamiento, guarnición, banquetas parapetos y trabes. 

2. Subestructura: Está integrada por elementos que tienen la función de transmitir las cargas de la superestructura y su propio peso a la infraestructura. Estos elementos pueden ser: columnas, pilas, caballetes etc. 

3. Infraestructura: Es el conjunto de elementos encargados de transmitir directamente al terreno las cargas provenientes de la subestructura. De acuerdo con la capacidad del terreno la infraestructura podrá ser superficial o profunda. 

Clasificación de puentes

 Según la naturaleza de carga que soportan 

Puentes según su naturaleza 

1) Carreteros 

2) ferroviarios 

3) peatonal 

4) canal 

Análisis por método de cross calzada 

El ingeniero rara vez trabaja con estructuras sujetas únicamente a la acción de cargas fijas. Casi todas las estructuras están sometidas a cargas que se mueven de uno a otro lado de sus claros. Los puentes, con su tránsito de vehículos constituyen el mejor ejemplo de estos; cada elemento de una estructura debe diseñarse para soportar las condiciones de carga más severas que probablemente se apliquen o generen en dicho elemento. Sin embargo los puntos críticos para la localización de dichas cargas vivas no serán las mismas para todos los elementos de una estructura. Procedemos a mostrar a continuación el análisis estructural de la calzada, respecto a su sección transversal.

Análisis de carga viva sección transversal

Análisis y diseño estructural de trabes de acero 

Las vigas del puente Norma que sostienen la calzada se clasifican según las normas AASHTO definen que estos miembros tienen la función principal de distribuir las cargas longuitudinalmente y su diseño principalmente se basa para tener resistencia a flexión. Y dentro de esta viga se presentan fuerzas internas que son llamadas: 

 Momento flexionante. 

 Fuerza cortante. 

 Fuerza axial.