Carga viva para puentes de carretera

Según el reglamento AASHTO , la carga viva a considerar en el diseño de puentes debe ser:

- El camión de diseño.

- La carga equivalente.

- La carga de ejes tándem

- Otras cargas mayores (sobrecargas)

Al camión más pesado de las normas AASHTO , se le denomina H20-S16 ó HS20 y tiene un peso total de 36 toneladas americanas que equivale a 32.67 toneladas métricas.

Camión de Diseño (Camiones tipo).

Adoptando la nomenclatura del sistema internacional y del AASHTO , se distinguen los tipos M y los MS.

Los camiones M están formados por dos ejes de ruedas espaciadas a 4.3 m. (ver figura 4.1) con las ruedas delanteras pesando la cuarta parte de las traseras. Cada eje consta de dos ruedas las que están espaciadas a 1.8 m.

Pertenecen a este grupo los camiones M18 y M13.5 cuyos pesos son de 20 y 15 toneladas inglesas respectivamente (cada tonelada inglesa tiene 2000 libras). En unidades del sistema internacional los pesos de los ejes son los que se detallan en la figura.

Los camiones MS están formados por un camión M y su acoplado S, es decir que el M es el detallado anteriormente y su acoplado corresponde a la adición de un eje trasero cuya separación es variable entre 4,3 y 9.0 m. (ver figura).

Pertenecen a este grupo el MS18 y MS13.5 con pesos en toneladas inglesas de 36 y 27 respectivamente.

En todos los casos incluida la carga equivalente, el ancho mínimo de cada faja de trafico para el diseño es de 3 m. pudiendo alcanzar un máximo de 4.5 m.

Carga equivalente.

Tiene la misma nomenclatura que los camiones M, cubriendo a su vez los correspondientes MS.

La carga equivalente esta constituida por una carga distribuida , que se puede aplicar por tramos o sectores acompañada de una sola carga puntual, que tiene valores diferentes según sea para corte o para momento flector .Esta carga abarca el ancho de una faja de tráfico mínima de 3 metros, en consecuencia se trata de una carga distribuida en superficie y una carga tipo borde de cuchillo

En la figura, se muestran estas cargas equivalentes aplicadas a un ancho mínimo de faja de 3 m., observándose una carga por unidad de longitud y otra puntual.

Esta puntual se aplica una sola vez en las líneas de influencia, sin embargo, existe un caso en el que se aplican dos puntuales tipo borde de cuchillo y es cuando se calcula el momento máximo sobre un apoyo interior.

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Figura Detalles de los camiones tipo M

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Todos los vehículos anteriormente descritos fueron establecidos el año 1944 bajo la notación inglesa de H para los camiones sencillos y HS para los que llevan acoplado.

La equivalencia de estas notaciones pueden ser mejor apreciadas en la tabla.

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Tabla Equivalencia de las Notaciones

En resumen, los camiones tipo están constituidos por cargas puntuales por lo que resulta interesante aplicar el teorema de Barre para la ubicación de los momentos máximos en vigas simplemente apoyadas.

En la actualidad ya se cuenta con un camión tipo de mayor peso, debido a que en el transporte se vio la necesidad de contar con un vehículo de mayor capacidad, esto llevó a la aparición de un nuevo camión tipo el HS - 25 , el cual tiene un incremento del 25 % del HS-20, los detalles de este se pueden observar en la figura.

El eje Tándem

El eje tándem está formado por la carga de dos ejes de 12 ton. c/u con una separación de 1.20 m. longitudinalmente. Transver­salmente, la separación entre eje de ruedas es de 1.8 m. (ver figura).

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Figura Detalle para el camión tipo HS-25 y su respectiva carga Equivalente

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Figura Detalle para el eje Tándem

Otras cargas mayores (Sobrecargas)

Las nuevas especificaciones de la AASHTO (2002), con­templan la consideración en el diseño, de cargas vivas mayores a los del sistema HS20 (MS18 y M18). De acuerdo al Art. 3.7.4 [1], la carga viva mínima de diseño para puentes que soportan tráfico pesado es la carga HS20 o la carga de los ejes tándem. En tal estado de carga, las tensiones resultantes de las combinaciones de carga muerta, viva e impacto aplicadas en la totalidad de la sección transversal no deben ser mayores que el 150% de las fatigas admisibles de acuerdo al diseño.

Cuando se consideran cargas vivas mayores (overloads), si el diseño es para cargas de servicio, se permite incrementar los esfuerzos permisibles; y si el diseño es en rotura, el factor de carga tiene que ser menor que el que se utiliza con la carga normal de diseño.

La carga viva de la AASHTO se aplica al diseño de puentes ordinarios de hasta una longitud de 150 m.; para puentes de mayores luces, como los colgantes, atirantados, etc., se utilizan generalmente otros sistemas de carga viva.

Es un hecho que las cargas reales que muchas veces circulan por nuestros puentes son bastante mayores que la carga de diseño del camión de la AASHTO, y que además existe una tendencia a que cada vez los camiones sean más pesados, es por ello que es conveniente entender, diferenciar y aplicar racionalmente los conceptos de carga viva de diseño, y de cargas vivas excepcionales además de los factores de carga que se utilizan en cada caso

[1] Carga mínima recomendada por la AASTHO

Carga viva para puentes de carretera Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Ing. Civil

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