INSTRUCCION SOBRE LAS ACCIONES A CONSIDERAR EN EL PROYECTO DE PUENTES DE CARRETERAS (IAP)

3.2.3. Acciones variables (Q)

3.2.3.1. Sobrecargas de uso

Las acciones indicadas en este apartado serán de aplicación en puentes cuya anchura de plataforma del tablero sea inferior a veinticuatro metros (< 24,0 m). En los casos en que la plataforma del tablero sea igual o superior a veinticuatro metros (>24,0 m), el proyectista deberá justificar y someter a la aprobación de la Dirección General de Carreteras, los valores de las sobrecargas de uso que proponga.

Se define como plataforma del tablero de un puente de carretera, la superficie apta para el tráfico rodado (incluyendo por tanto todos los carriles de circulación, arcenes, bandas de rodadura y marcas viales) situada a nivel de calzada y comprendida: entre los bordillos de las aceras laterales del tablero -si éstas existen- cuando tengan más de ciento cincuenta milímetros (150 mm) de altura, o entre caras interiores de los pretiles del tablero, para el resto de los casos.

3.2.3.1.1. Tren de cargas
a) Componentes verticales

Las componentes verticales del tren de cargas corresponderán a las tres acciones siguientes actuando simultáneamente:

a1)

Una sobrecarga uniforme de cuatro kilonewtons por metro cuadrado (4,0 kN/m2) extendida en toda la plataforma del tablero o en parte de ella, según sea más desfavorable para el elemento en estudio.

a2)

Uno o dos vehículos de seiscientos kilonewtons (600 kN), cuyo eje longitudinal se considerará paralelo al de la calzada, y formado cada uno por seis cargas de cien kilonewtons (100 kN).

La separación entre cargas en sentido longitudinal será de un metro y cincuenta centímetros (1,50 m), y en sentido transversal de dos metros (2,00 m). La superficie de apoyo sobre la que actuará cada carga será de veinte centímetros (0,20 m), paralelamente al eje del vehículo, por sesenta centímetros (0,60 m) de ancho (figura 1).

Figura 1
Planta croquis de un vehículo pesado

En puentes de anchura de plataforma del tablero menor o igual que doce metros (<12,0 m) se considerará la actuación de un solo vehículo pesado en dicho tablero.

En puentes de anchura de plataforma del tablero mayor que doce metros (> 12,0 m) e inferior a veinticuatro metros (< 24,0 m), se considerará la actuación en dicho tablero de uno o dos vehículos pesados, según sea más desfavorable.

La posición de cada uno de ellos en dirección longitudinal, será la que resulte más desfavorable para el elemento en estudio.

En la disposición transversal de los vehículos pesados dentro de la plataforma del tablero (figura 2), se cumplirán las siguientes prescripciones:

Figura 2.
Esquema del posicionamiento transversal de los vehículos pesados

(*) Sólo podrá considerarse este 2º vehículo pesado actuando en la posición indicada si "b" es mayor que 12 m.

a3)

Una sobrecarga uniforme de cuatro kilonewtons por metro cuadrado (4,0 kN/m2) extendida en toda la superficie, o en parte de ella según sea más desfavorable para el elemento en estudio, de aceras, pistas para ciclistas o ciclomotores, zonas reservadas a paso de animales y medianas que estén físicamente separadas de la plataforma del tablero.

A efectos locales, si dichas zonas no se encuentran protegidas por una barrera rígida que impida el paso accidental de un vehículo, se comprobarán además con una carga de sesenta kilonewtons (60 kN), supuesta actuando sobre una superficie de treinta centímetros por treinta centímetros (0,3 x 0,3 m2) en la posición mas desfavorable, no compatible con la sobrecarga uniforme definida en este apartado, ni con las sobrecargas definidas en los epígrafes a1) y a2) del apartado 3.2.3.1.1 a) de la presente Instrucción.

En pasarelas, rampas y escaleras para peatones se supondrá la misma sobrecarga uniforme definida en el epígrafe a3) del apartado 3.2.3.1.1 a) de la presente Instrucción.

En todos los valores de las cargas definidas en este apartado está ya incluido el correspondiente coeficiente de impacto, que tiene en cuenta el carácter dinámico de las cargas que, en la presente Instrucción, se suponen aplicadas estáticamente.

b) Componentes horizontales

b1) Frenado y arranque

El frenado, arranque o cambio de velocidad de los vehículos, dará lugar a una acción cuyo valor se estimará en un veinteavo (1/20) de la sobrecarga definida en los epígrafes a1) y a2) del apartado 3.2.3.1.1 a) de la presente Instrucción.

En el caso en que la vía disponga de carriles de sentidos opuestos de circulación, se considerará como de sentido único si esta hipótesis resulta más desfavorable.

Se adoptarán como valores mínimo y máximo para esta acción del frenado y arranque que puede actuar sobre todo el puente, los siguientes:

donde b es la anchura de la plataforma del tablero en metros.

La acción del frenado y arranque, con los valores definidos anteriormente, se considerará aplicada en la dirección del eje de la plataforma del tablero y actuando a nivel de la superficie del pavimento, como una acción uniformemente distribuida sin solución de continuidad en una longitud, LF, que se tomará igual al menor de los siguientes valores: longitud del tramo de puente entre juntas contiguas -o longitud del puente si éstas no existen-, o doscientos setenta metros (270 m).

En los casos en que esta longitud, LF, sea igual a doscientos setenta metros (LF = 270 m), se situará longitudinalmente a lo largo del puente en la posición más desfavorable para el elemento en estudio.

b2) Fuerza centrifuga

En puentes de planta curva, la fuerza centrífuga se supondrá actuando horizontalmente perpendicular al eje de la plataforma del tablero, a cota del pavimento y con el valor deducido de la siguiente fórmula:

Fc=K·M·V2e/R

donde:

Al considerar la actuación de la fuerza centrifuga en un tablero, las componentes verticales del tren de cargas definidas en los epígrafes a1) y a2) del apartado 3.2.3.1.1 a) de la presente Instrucción, deberán disminuirse en el mismo factor K anteriormente definido.

3.2.3.1.2. Tren de cargas para fatiga

Las acciones variables repetitivas previsibles durante la vida útil de una estructura, pueden ser definidas por modelos simplificados de carga, que son los que habitualmente se emplean para la comprobación del estado límite de fatiga.

En el caso de que el fenómeno de fatiga sea producido por las acciones del tráfico, se tomará como modelo de carga representativo de éste un vehículo con las mismas características geométricas que el definido en el epígrafe a2) del apartado 3.2.3.1.1 a) de la presente Instrucción, pero con una carga total de trescientos noventa kilonewtons (390 kN) (seis (6) cargas de sesenta y cinco kilonewtons (65 kN) cada una). A este valor se le aplicará un coeficiente dinámico multiplicador, f, igual a uno con dos décimas (f=1,2).

La diferencia de tensiones extremas obtenidas al solicitar el puente con el vehículo mencionado colocado en las posiciones mas desfavorables posibles dentro de la plataforma del tablero, deberán ser afectadas, para obtener una mejor aproximación entre el efecto de fatiga debido al modelo utilizado y el originado por el tráfico real, por los factores correctores, tomados de las normas de materiales correspondientes, que se refieren a:

3.2.3.1.3. Sobrecarga en terraplenes adyacentes al puente

A efectos del cálculo del empuje del terreno sobre elementos de la estructura en contacto con él, se considerará actuando en la parte superior del terraplén, en la zona por donde pueda discurrir el tráfico, una sobrecarga uniforme de diez kilonewtons por metro cuadrado (10 kN/m2).

Esta sobrecarga se tendrá en cuenta únicamente en los casos en que las cargas producidas por el tráfico actúen a una distancia, medida en horizontal desde la parte superior de la estructura, menor o igual a la mitad de la altura del elemento de la estructura sobre el que actúe el empuje.

En su caso, deberán tenerse en cuenta los empujes locales debidos a la actuación de un eje del vehículo pesado del tren de cargas definido en el epígrafe a2) del apartado 3.2.3.1.1 a) de la presente Instrucción.

3.2.3.1.4. Empuje sobre barandillas

En el elemento superior de las barandillas, se considerará la actuación de una fuerza horizontal perpendicular a las mismas igual a un kilonewton y medio por metro (1,5 kN/m). La acción de dicha fuerza será simultánea a la de la sobrecarga uniforme de cuatro kilonewtons por metro cuadrado (4 kN/m2) definida en el epígrafe a3) del apartado 3.2.3.1.1 a) de la presente Instrucción.

La altura sobre el pavimento a la que se considerará actuando dicha fuerza será la del elemento superior de la barandilla, salvo que dicha altura sea mayor de un metro y medio (>1,5 m), en cuyo caso se adoptará este valor como altura máxima de aplicación de la solicitación.

Esta acción tiene carácter local y, por tanto, sólo se utilizará para la comprobación de la propia barandilla y de sus anclajes, sin que deba ser considerada a efectos de ninguna otra verificación de la seguridad general de la estructura.

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