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Servicio de gestión, mejoramiento y conservación vial por niveles de servicio del corredor vial: “EMP. PE-3S (Huayllapampa) – La Quinua – San Francisco – Puerto Ene – Tzomaveni – Cubantía Y Ramal Puente Alto Anapati – Boca Sonoro – Punta Carretera"

MEMORIA DESCRIPTIVA DE EVALUACIÓN ESTRUCTURAL POR RESISTENCIA DE LOS PUENTES POR FACTOR DE ÍNDICE DE CARGA LRFR

1.

Normas Técnicas de Diseño   La evaluación estructural de los puentes se ha realizado mediante la siguiente normatividad: 

Especificaciones Estándar para Puentes AASHTO (1934).



Especificaciones para Diseño de Puentes ASSHTO LRFD (2014).



Manual de Diseño de Puentes MTC (2003).



Manual for Condition Evaluation and Load and Resistance Factor Rating (LRFR) of Highway Bridges 2011

2.

ESPECIFICACIONES ESTÁNDAR PARA PUENTES AASHTO (1934).   Esta norma americana data de 1934.

Los puentes con fecha anterior a 1994 han sido

diseñados con esta normatividad, incluso anterior al año 2004. Este método usa factores de seguridad y combinaciones de carga, según la siguiente descripción: Métodos de Diseño: 

Diseño por Resistencia Admisible: ASD

      Qi = combinación de cargas   

 

Re = resistencia elástica 

 

 

FS = factor de seguridad 



Diseño de Factores de Carga: LFD

        yiQi = combinación de cargas factorizadas R

= resistencia

Ø

= factor de reducción de resistencia

  En la norma AASHTO ESTÁNDAR, la sobrecarga vehicular es el camión de diseño HS-20.

  INFORME DE EVALUACION

 

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CAMIÓN DE DISEÑO HS‐20  Ilustración 1 Camión de diseño HS

  3.

ESPECIFICACIONES PARA DISEÑO DE PUENTES AASHTO LRFD (1994 2014).   La norma AASHTO‐LRFD, presenta varias versiones desde 1994, estas ediciones son:  

1994 : primera edición del LRFD.



1998 : Segunda edición del LRFD.



2004 : Tercera edición del LRFD.



2012 : Cuarta edición del LRFD.



2010 : Quinta edición del LRFD.



2012 : Sexta edición del LRFD.



2014 : Setima edición del LRFD.

 

INFORME DE EVALUACION

 

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Ilustración 2 Especificaciones para diseño de puentes AASHTO LRFD DISPOSICION LONGITUDINAL

DISPOSICION TRANSVERSAL 3,60 m.

CAMION DE DISEÑO

ANCHO DE VIA

Bordillo

1,8 m 145 kN

145 kN var 4.30 a 9.00 m

TANDEM CARGA POR CARRIL DE DISEÑO



110 kN

35 kN 4.30 m

.60m General .30m Losa



110 kN

110 kN

1.20m

110 kN

1.80m

9.3 kN/m

9.3 kN/m



3.00 m

 

  Ecuaciones de Diseño

        El puente debe ser proyectado para cumplir satisfactoriamente las condiciones impuestas por los estados límite previstos en el proyecto, considerando todas las combinaciones de carga que puedan ser ocasionadas durante la construcción y el uso del puente.

INFORME DE EVALUACION

 

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  Cargas de Diseño  De acuerdo a lo que exigen las normas actuales se ha escogido como sobrecarga vehicular la del tipo HL-93, consistente en un camión por vía de aprox. 33 toneladas y con una sobrecarga uniformemente distribuida por vía tráfico de 0.96 Tn/m. De acuerdo al ASSHTO LRFD se considera una sobrecarga por impacto como 33% del camión de diseño.

Ilustración 3. Sobrecarga Vehicular del Camión HL-93

INFORME DE EVALUACION

 

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Los puentes existentes en la zona de proyecto, no presentan planos de construcción, ni tampoco se conoce su fecha de construcción, por lo que se considera que han sido construidos anterior a 1994, por lo que la sobrecarga de diseño es el camión HS-20 y su norma de diseño es la AASHTO ESTANDAR.

4.

NORMAS TECNICAS DE EVALUACION. La evaluación de un Puente, es un análisis del desempeño de un puente existente. En la evaluación de un puente se debe determinar la condición física, necesidad de mantenimiento o rehabilitación y la capacidad de carga. En nuestro medio para el diseño de puentes se emplea la norma americana ASSHTO LRFD; para ser coherentes con esta práctica de diseño, para la evaluación de puentes hemos empleado las especificaciones para evaluación AASHTO LRFR.

5.

ESPECIFICACIONES PARA EVALUACIÓN DE LA AASHTO La Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transporte (AASHTO) regula el proceso de la evaluación de los puentes mediante el manual para la evaluación de la condición de los puentes. Las diferentes versiones de tales códigos mencionados se resumen a continuación:



1989 Guide Specifications for Strength Evaluation of Existing Steel and Concrete Bridges.



1990 Guide Specifications for Fatigue Evaluation of Existing Steel Bridges.



1994 Manual for Condition Evaluation of Bridges.



Guide Manual for Evaluation Load and Resistance Factor Rating (LRFR) of Highway Bridges (AASHTO-2003).



The Manual for Bridge Evaluation AASHTO-LRFR First Edition/2008.



The Manual for Bridge Evaluation AASHTO-LRFR Second Edition/2011.

El presente estudio de Inspección y evaluación de estructura se basa en el Manual para la Evaluación de la Condición de los Puentes del AASHTO - LRFR. En tal sentido, empleamos para la evaluación del Puente el método de Clasificación de Factor de Carga y Factor de Resistencia de Puentes. La metodología empleada es consistente con la filosofía y enfoque de las Especificaciones para Diseño de Puentes del AASHTO LRFD.

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Los valores de los factores respectivos empleados son los siguientes:

           

6.

ESPECIFICACIONES PARA EVALUACIÓN DE LOS PUENTES POR EL MÉTODO DE CLASIFICADOR DE FACTOR DE CARGA AASHTO LRFR. Los criterios para la evaluación de los puentes según The Manual for Bridge Evaluation se tiene las siguientes clasificaciones por carga y resistencia.

Tabla 6-1 Evaluación de Resistencia RF < 0.65

EVALUACIÓN DE RESISTENCIA Condición Crítica, Acción de reemplazo de la estructura o Demolición de la estructura. Condición

De 0.65 a 1.0

estable,

reforzamiento

de

mantenimiento

Acción

de

estructura

o

preventivo

de

rehabilitación. > 1.0

Condición Optima, Estructura estable acción de mantenimiento rutinario.

  Como se puede apreciar los valores de RF se deben aplicar para todos los elementos de la superestructura y determinar según el clasificador de resistencia, con las que se puede concluir si el elemento o la estructura requieren reemplazo, reforzamiento o mantenimiento rutinario.

7.

PROCEDIMIENTO DE ANALISIS POR EL LRFR. Debido a que no se cuenta con planos de postconstruccion, se efectuará un levantamiento general de las formas del puente (longitud, ancho de calzada, ancho de veredas, ancho de vigas, altura de vigas, espesor de losa, número de vigas, separación entre vigas, número de INFORME DE EVALUACION

 

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diafragmas con dimensiones y espaciamiento, espesor de veredas, etc). Se determina la resistencia f’c del concreto actual. Con la sobrecarga de diseño conocida (por la antigüedad de los puentes no podría ser una sobrecarga menor que la H20-S16 que equivale a la HS20), se puede simular el diseño del puente para calcular su capacidad última o su capacidad en servicio y a partir de ella su capacidad última.

Se calcularán las acciones producidas por la

sobrecarga (momentos y cortantes para una línea de rueda) que multiplicadas por el factor de concentración de carga y el impacto (de acuerdo al AASHTO STD) se obtendría las acciones de diseño por sobrecarga.

Con las formas del puente y el peso específico delos materiales

empleados se calcularán las acciones de carga permanente y con esta información, se puede encontrar la capacidad (C) última de los puentes. Finalmente se aplicará la expresión correspondiente al LRFR para calcular el RF (capacidad de carga).

INFORME DE EVALUACION