Cargas De Viento

INTRODUCCIÓN

Los avances técnicos, tanto en el campo del proyecto como en el de la construcción, que han originado la aparición de nuevas tipologías de puentes y, en general, un incremento de la importancia de estas estructuras (mayores luces y alturas de pilas, nuevos procesos constructivos, etc.), por lo que requieren un tratamiento más preciso y completo de las cargas que las solicitan.

El mejor conocimiento, teórico y experimental, de los valores característicos de las acciones, en especial de las acciones de viento y que hace conveniente y necesario modificar su consideración cualitativa y cuantitativa.

La aparición en los últimos años de normativa europea al respecto, cuyo fin a corto plazo es la convergencia de las normativas de los Estados miembros de la Unión Europea y que, al modificar el tratamiento de la seguridad: coeficientes de ponderación, combinación de acciones, etc., obliga a llevar a cabo su revisión completa.

El presente trabajo determina las clases de acciones, los coeficientes de ponderación y las combinaciones de acciones que deberán tenerse en cuenta para el proyecto de puentes de carretera cuyas luces sean inferiores a doscientos metros (<200 m). En puentes de luces iguales o superiores a los 200 m (>200 m), el proyectista podrá utilizar acciones, coeficientes o combinaciones distintos a los aquí definidos.

En el concepto puentes de carretera, se consideran incluidas las obras de paso que soportan cualquier tipo dé vía definida en la Ley, como de competencia estatal, cuya función sea por tanto, salvar una discontinuidad en un trazado para permitir el paso del tráfico rodado formado por vehículos convencionales del parque automovilístico que circula por dicha Red.

También el presente trabajo será de aplicación en el proyecto de obras asimilables de la red de carreteras, tales como pontones, tajeas y muros; en las pasarelas para peatones, ciclistas y/o ciclomotores que salven dicha red; y en las obras de acompañamiento, como son las escaleras y rampas de acceso.

Si el puente soportara tráfico rodado y ferroviario, se considerará la parte que de esta Instrucción sea aplicable, sometiendo siempre a la aprobación de la Entidad competente las acciones, coeficientes y combinaciones que el proyectista considere oportuno aplicar.

Esta aprobación será también condición necesaria para poder autorizar el paso de un puente que soporte otras vías de comunicación, ya sean férreas o carreteras, sobre las vías de la Red de Carreteras del Estado.

En su aplicación estará unida al resto de la normativa que exista sobre puentes y sus materiales constituyentes.

CARGAS DE VIENTO (W)

Las cargas de viento y explosiones producen presión o succión sobre las superficies expuestas de las construcciones. La carga de viento es una carga muy importante en el diseño de estructuras altas o muy flexibles, como los puentes colgantes, o de gran superficie lateral, como las bodegas o grandes cubiertas.

Los factores que influyen en la magnitud de esta carga son: la velocidad del viento y su variación con la altura, la magnitud de las ráfagas, las condiciones locales de la superficie del terreno circunvecino, la forma de la superficie expuesta al viento, la zona o región; es especialmente crítico el efecto en aquellas zonas del mar Caribe sometidas a huracanes o ciclones, que producen velocidades del viento superiores a los 200 KMH.

Las estructuras muy flexibles como los cables de transmisión o los puentes colgantes pueden recibir fuerzas periódicas que inducen vibraciones, causando hasta la falla. Es famosa la falla del Puente de Tacoma (USA), en 1940, que con un viento suave entró en resonancia, produciéndose su colapso, que afortunadamente sirvió para impulsar el estudio del fenómeno y definió un nuevo rumbo en el diseño de puentes colgantes y en la consideración del efecto dinámico del viento como carga o acción estructural. (Jimenez)

Cargas debidas al viento

Para los puentes regulares convencionales, se recomienda calcular las fuerzas de viento de acuerdo a los registros de viento de nuestro país. En aquellos casos en que la acción del viento pueda originar fenómenos vibratorios importantes (por ejemplo: Inestabilidad aerodinámica), se deberán realizar los estudios especiales correspondientes. Los puentes colgantes son los más sensibles a las acciones del viento.

La presión ejercida por el viento incide tanto en la superestructura como en la carga viva y la infraestructura. Su dirección es variable, pero para el diseño se trabaja solo con las componentes en la dirección perpendicular al tráfico (sobre la elevación del puente) y paralela al tráfico.

Viento en la superestructura.

Estas solicitaciones vienen expresadas por unidad de superficie expuesta en elevación, es decir que esta superficie en elevación sirve para las dos componentes.

Cuando se diseña la superestructura sólo se toman en cuenta las fuerzas transversales o perpendiculares al tráfico con valores de 3.75 kN/m2 para reticulares y 2.25 kN/m2 para vigas de alma llena.

En cambio cuando se diseña la infraestructura, además de las reacciones en las dos direcciones transmitidas por la superestructura se tiene las presiones del viento aplicadas directamente en la infraestructura según se detalla en el inciso correspondiente.

Las fuerzas transversales como longitudinales transmitidas por la superestructura para diversos ángulos de la dirección del viento son las que se indican en la tabla 4.5, en los que el ángulo de esviaje es medido entre la dirección del viento y la perpendicular al eje del camino. La dirección supuesta del viento será aquella que produce los máximos esfuerzos en la infraestructura debiendo ser aplicadas simultáneamente en las dos direcciones.

En puentes corrientes con luces hasta de 50 m. se emplearán las siguientes cargas:

Viento longitudinales en la superestructura. 0.60 kN/m2

Viento transversal en la superestructura. 2.45 kN/m2

Tabla Fuerzas del viento en la superestructura para diferentes ángulos de incidencia.

Viento en la carga viva.

Será considerada como una fuerza por metro lineal de estructura de acuerdo a la tabla.

Dichas cargas se aplican a 1.80 m. por encima de la capa de rodadura.

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