Para el diseño de las vigas, las cargas actúan como puntales tanto en el sentido longitudinal como en el transversal, en cambio en losas se distribuye en lo que se denomina ancho de distribución.
Si nos imaginamos una sección transversal de un puente, la reacción de cada fila de ruedas en el sentido longitudinal no incidirá en su totalidad sobre una sola viga, sino que la influencia sobre cada viga será de todas y cada una de las filas de ruedas. Para considerar esta influencia se tiene para las vigas interiores las denominadas fracciones de carga que son coeficientes en función de la separación entre ejes de vigas. O sea que tanto el esfuerzo cortante como el momento flector que se calculan para una sola fila de ruedas al ser multiplicados por la fracción de carga dan la solicitación en cada viga interior.
En cambio para las vigas exteriores o laterales se asume que la losa o el piso actúan como simplemente apoyados sobre la viga inmediata interior, por otra parte se debe ubicar el camión tipo a una distancia de 0.6 m. del bordillo y si se aplica pesos unitarios a las ruedas la fracción de carga para las vigas exteriores será la reacción isostática sobre ella.
Una vez evaluadas las fracciones de carga se debe tomar en consideración lo siguiente:
Posición de las cargas para el esfuerzo cortante.
En el cálculo de las reacciones en las vigas longitudinales no se aplica fracción de carga a la rueda en correspondencia con el apoyo, en cambio si se lo hace con las ruedas situadas en otras posiciones.
Momentos flexores en las vigas longitudinales.
En vista de la complejidad del análisis teórico para la distribución de las cargas de las ruedas sobre las vigas, el método empírico descrito acá está autorizado para el diseño de puentes corrientes de carretera.
En el cálculo de los momentos flectores en vigas longitudinales se supondrá que no hay distribución longitudinal de las cargas de las ruedas, la distribución lateral se determinará como sigue:
a. Vigas longitudinales interiores.
El momento flector por carga viva para cada viga interior será determinado aplicando la fracción de carga que se la obtiene de la tabla donde s es la separación promedio entre ejes de vigas longitudinales.
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Nota 1.- En este caso, la carga en cada viga longitudinal será la reacción producida por las cargas de las ruedas, suponiendo que entre las vigas longitudinales el piso actúa como simplemente apoyado.
Nota 2.- La carga viva en las aceras será suprimida para las vigas de la sección cajón, tanto interiores como exteriores diseñadas de acuerdo con la distribución de la carga de ruedas indicada acá.
b. Vigas longitudinales exteriores.
b.1 Acero - Madera - Vigas T de hormigón.
La carga muerta que se considera soportada por la viga exterior, además de su peso propio y el de la losa incluida la capa de rodadura está constituida por el bordillo, acera, postes y pasamanos salvo cuando se construye vaciando primero la losa y en segunda fase estos últimos, con lo que su carga se la tomará como soportada por el conjunto de vigas, es decir se evalúa toda la carga muerta y se la divide entre el número de vigas.
El momento flexor por carga viva, para las vigas longitudinales exteriores será determinado aplicando al larguero la reacción de la carga de la rueda suponiendo que entre las vigas longitudinales el piso actúa como si fuera simplemente apoyado. Si el piso es de hormigón armado y está soportado por cuatro o más largueros de acero, la fracción de carga de la rueda no será menor que:
0.596 s Cuando s < 1.8 m.
Cuando 1.8 m. < s < 4,3 m.
Si s es mayor que 4.3 m. se aplicará la nota 1.
s = Distancia en metros entre la viga longitudinal exterior y la interior.
b.2. Vigas de sección cajón.
La carga muerta que se considera soportada por la viga exterior será determinada de la misma manera que para el acero, madera o vigas T de hormigón armado según se describe en b.1
La distribución de la carga de la rueda para la viga exterior será:
0.469 We
Donde:
We = Ancho de la viga exterior en metros.
El ancho que se emplea para determinar la distribución de la rueda en la viga exterior será el ancho de la losa superior medido desde el punto medio entre las vigas hasta el borde superior de la losa. La dimensión en voladizo de cualquier losa que se extiende más allá de la viga exterior preferentemente no excederá de s /2.
c. Capacidad total de las vigas longitudinales.
La capacidad combinada de todas las vigas para la carga de diseño en el tramo, no será menor que la requerida para soportar la totalidad de las cargas muerta y viva en dicho tramo.
c.1. Momentos flexores en las vigas transversales
En el cálculo de los momentos flexores en las vigas transversales, estas se diseñarán para las cargas determinadas de acuerdo con la tabla donde s es la separación entre ejes de vigas en metros.
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Nota 3 .- En este caso la carga de la viga será la reacción producida por las cargas de las ruedas suponiendo que entre las vigas actúa el piso como simplemente apoyado.
d. Vigas Múltiples de hormigón prefabricado
Corresponden a los denominados puentes multiviga que son en base a vigas prefabricadas que son colocadas lado a lado y son tanto de hormigón armado como de hormigón preesforzado. La interacción de vigas es desarrollada por llaves de cortes continuos longitudinales y pernos laterales que pueden ser o no preesforzados.
En el cálculo del momento flexor en vigas múltiples prefabricadas de hormigón armado o de hormigón presforzados no se debe tomar una distribución longitudinal de las cargas de las ruedas y la distribución lateral debe ser determinada como sigue:
d.1. Fracción de carga.
El momento flexor por carga viva para cada sección de viga debe ser determinado aplicando la fracción de carga al efecto provocado por una fila de ruedas determinada por la siguiente relación:
Fracción de carga = S / D
Donde:
(Parámetro de rigidez)
W = Ancho total del puente entre cabezales de vigas prefabricadas en metros.
L = Longitud de la luz en metros.
Si C ≤ 3
Si C > 3
Nl = Número total de fajas de trafico.
Ng = Número de vigas longitudinales.
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