Butlletí Oficial de l'Estat
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Ilustrísimo señor:
Desde la entrada en vigor de la Ley 51/1974, de 19 de diciembre, de Carreteras, de acuerdo con el artículo cinco, número seis de la misma, este Ministerio viene revisando y actualizando la normativa técnica vigente en la materia.
Esta comprobada desde hace varios años la eficacia y utilidad del empleo de colecciones oficiales de modelos de los elementos que más se repiten en las carreteras, como son las obras de fabrica y puentes de luces moderadas, que además de ahorrar la repetición de cálculos y dibujos permiten determinar con facilidad y suficiente aproximación la solución más idónea en cada caso.
En la actualidad están vigentes cinco colecciones de losas de hormigón armado y una de tramos con vigas de hormigón pretensado, por lo que la Dirección General de Carreteras ha estimado oportuno preparar una de losas de este último material, de acuerdo con la normativa actual, tanto en cuanto a cargas como a materiales.
En el cálculo de las losas de esta colección no se han tenido en cuenta los efectos sísmicos, ya que el hacerlo hubiera conducido a una complicación grande de la misma. Ahora bien, en caso de que se utilicen para proyectos en zonas sísmicas, es sumamente fácil efectuar el cálculo correspondiente al caso particular de que se trate.
Por otra parte, la colección objeto de la presente Orden ha sido informada favorablemente por la Comisión Permanente de Normas del citado Centro directivo.
Por lo expuesto, este Ministerio, en virtud de las facultades que le concede el artículo cinco, número seis, de la Ley 51/1974, de 19 de diciembre, de Carreteras, y a propuesta de la Dirección General de Carreteras, ha dispuesto:
Aprobar el documento «Obras de paso de carreteras. Colección de losas de hormigón pretensado. Tipo HP. 2», que se acompaña como anexo.
El uso de dicha colección no es obligatorio, debiendo considerarse en cada caso si las soluciones que en ella figuran son las más adecuadas al mismo.
Justificado el uso, en su caso, el proyectista queda eximido de incluir en el proyecto los cálculos justificativos y mediciones detalladas de la losa o losas de que se trate.
No habiéndose considerado en el cálculo de las losas de la colección los efectos sísmicos, ésta no es de aplicación directa en zonas sísmicas. No obstante, si se desean utilizar sus soluciones en una de estas zonas, deberá efectuarse e Incluirse en el proyecto correspondiente un estudio del caso particular de que se trate, de acuerdo con la normativa vigente en la materia.
Queda autorizado el empleo de la colección objeto de la presente Orden a partir de su publicación en el «Boletín Oficial del Estado».
Lo que comunico a V. I.
Dios guarde a V. I. muchos años.
Madrid, 13 de septiembre de 1978.
GARRIGUES WALKER
Ilmo. Sr. Director general de Carreteras.
INDICE
1. Memoria.
1.1 Generalidades.
1.2 Definición de las losas.
1.3 Instrucciones aplicadas.
1.4 Control de calidad.
1.5 Características de los materiales.
1.6 Elementos de pretensado.
1.7 Coeficientes de seguridad.
1.8 Cargas y sobrecargas.
1.9 Cálculo de esfuerzos.
1.10 Comprobación frente a solicitaciones normales.
1.11 Comprobación frente a solicitaciones tangentes.
1.12 Apoyos.
1.13 Planos.
1.14 Mediciones.
2. Planos.
2.1.1 Secciones tipo. Barreras semirrígidas.
2.1.2 Secciones tipo. Barreras rígidas.
2.2.1 Armaduras pasivas.
2.2.2 Cuadro de definición de armaduras pasivas de losas de barrera semirrígida.
2.2.3 Cuadro de definición de armaduras pasivas de losas de barrera rígida.
2.3.1 Definición de tendones de pretensado en alzado.
2.3.2 Definición de tendones de pretensado en planta.
2.3.3 Cuadro de tesado y notas.
2.4.1 Datos para el cálculo de apoyos elastoméricos en losas de barrera semirrígida.
2.4.2 Datos para el cálculo de apoyos elastoméricos en losas de barrera rígida.
3. Mediciones.
3.1 Mediciones de las losas de barrera semirrígida.
3.2 Mediciones de les losas de barrera rígida.
1. MEMORIA
1.1 Generalidades.
La presente colección define un conjunto de losas macizas de hormigón pretensado con armaduras postesas y planta rectangular, que son utilizables pana puentes de luces comprendidas entre 10 y 18 metros.
Se han establecido para cubrir esta gama de luces ocho tipos de losas, cuyos cantos varían, de 5 en 5 centímetros, entre 0,80 metros y 0,95 metros. Cada losa cubre una variación de luz de un metro.
Esta colección de losas presenta intervalos comunes con las ya publicadas. Así, el intervalo común con las HA 1, HA 2 y HA 3 es de 10 a 12 metros, con las HA 4 y HA 5, de 10 a 15 metros y con la HP 1, de 15 a Id metros. En dichos intervalos la elección de uno u otro tipo queda sometida al juicio del proyectista.
Para cada luz se han estudiado tres anchos distintos de calzada, cada uno de los cuales puede, a su vez, estar acompañado por dos tipos distintos de barrera (rígida o semirrígida), con lo que se obtienen, en definitiva, seis secciones transversales de tableros diferentes, que corresponden a las secciones tipo más frecuentes en nuestras carreteras.
1.2 Definición de las losas.
Se trata de losas macizas ortogonales de hormigón pretensado con armaduras postesas y apoyos puntuales en los bordes.
Las luces estudiadas y sus espesores correspondientes se Indican a continuación:
| L (m) | 10-11 | 11-12 | 12-13 | 13-14 | 14-15 | 15-16 | 16-17 | 17-18 |
| h (m) | 0,60 | 0,65 | 0,70 | 0,75 | 0,80 | 0,85 | 0,90 | 0,95 |
Los tres anchos de plataforma considerados son los de 12, 10 y 7 metros, que dan origen a losas de anchos 13,50, 11,50 y 8,50 metros con barreras semirrígidas y 12,60, 10,60 y 7,60 metros con barreras rígidas. Para anchos comprendidos entre los anteriores puede utilizarse la colección, sin más que interpolar linealmente el número de tendones de pretensado y disponiendo las demás armaduras según se indica en el capitulo 2, planos.
1.3 Instrucciones aplicadas.
Las normas que se han aplicado son las vigentes en el momento de la redacción de esta colección.
Las acciones se han considerado de acuerdo con la «Instrucción relativa a las acciones a considerar en el proyecto de puentes de carreteras» de 28 de febrero de 1972 («Boletín Oficial del Estado» de 18 de abril).
Para el cálculo de hormigón pretensado se ha seguido la «Instrucción para el proyecto y la ejecución de obras de hormigón pretensado EP-77» de 18 de febrero de 1977 («Boletín Oficial del Estado» de 22 de junio y siguientes).
Para el cálculo de hormigón armado se ha seguido la «Instrucción para el proyecto y la ejecución de obras de hormigón en masa o armado EH-73» de 19 de octubre de 1973 («Boletín Oficial del Estado» del 7 al 13 de diciembre de 1973).
Se considera que los tableros van a ubicarse en zona no sísmica, según la «Norma Sismorresistente P.DS.-1» («Boletín Oficial del Estado» de 21 de noviembre de 1974).
1.4 Control de calidad.
El control de calidad previsto para esta colección de losas se atendrá a lo especificado en la Instrucción EP-77, habiéndose elegido tanto para los materiales como para la ejecución los siguientes niveles:
a) Materiales:
‒ Acero. Control a nivel normal.
‒ Hormigón. Control a nivel normal.
b) Ejecución.
‒ Control a nivel normal.
1.5 Características de los materiales.
Las características adoptadas en el cálculo para el hormigón son:
Resistencia característica: fck = 300 kp/cm2.
Para el cálculo de los esfuerzos de pretensado se han utilizado los Valores del módulo de deformación longitudinal secante, que es variable, según se define en la norma EP-77.
Para el cálculo del reparto de esfuerzos en el tablero se han considerado los siguientes valores medios para el hormigón:
Módulo de deformación longitudinal: Ec = 330.000 kp/cm2.
Coeficiente de Poisson: v = 0,20.
Para el acero de armaduras pasivas se han considerado en el cálculo las siguientes características:
Límite elástico característico: fyk = 4.200 kp/cm2.
Módulo de elasticidad: Es = 2.100.000 kp/cm2.
Tipo: Barras corrugadas.
Para el acero en armaduras activas se han supuesto en el cálculo las siguientes características:
Módulo de deformación longitudinal: Ep = 2.100.000 kp/cm2.
Relajación, en ensayo a mil horas, a 20° C de temperatura y tensión inicial equivalente al 70 por 100 de la rotura: 4 por 100.
Se han considerado dos tipos de tendones:
a) Tendón tipo 1.
‒ Area neta de acero: As = 5,77 cm2.
‒ Carga de rotura garantizada: Pr = 96,9 Mp.
‒ Límite elástico característico: Pyk = 80,5 Mp.
b) Tendón tipo 2.
‒ Area neta de acero: As = 11,14 cm2.
‒ Carga do rotura garantizada: Pr = 185,1 Mp.
‒ Límite elástico característico: Pyk = 154,0 Mp.
Pérdidas por rozamiento:
Se ha utilizado la fórmula de pérdidas:
con los siguientes coeficientes:
‒ Coeficiente de rozamiento en curva (tesado y destesado):
μ = 0,21.
‒ Coeficiente de rozamiento parásito:
Tendón tipo 1: K = 0,0022.
Tendón tipo 2: K = 0,0013.
Penetración de cuñas:
Para ambos tipos de tendones se ha considerado una penetración comprendida entre 0 y 4 milímetros.
1.6 Elementos de pretensado.
Para determinar los valores de las dimensiones mínimas que deben mantenerse entre los distintos elementos de los tendones de pretensado (distancia entre anclajes, distancia entre tendones, etc.) se ha realizado un estudio de los valores recomendados en catálogo por los distintos sistemas de pretensado que se usan en nuestro país. Se han escogido valores que cubren los mínimos de cada sistema y que son los siguientes.
Distancia mínima vertical entre ejes de anclajes:
Tendón tipo 1: 240 mm.
Tendón tipo 2: 300 mm.
Distancia mínima vertical entre ejes de anclajes y cara superior o inferior de losa:
Tendón tipo 1: 150 mm.
Tendón tipo 2: 180 mm.
1.7 Coeficiente de seguridad.
De acuerdo con el control de calidad fijado en 1.4 se adoptan los siguientes coeficientes de seguridad para los estados límites últimos:
Coeficiente de minoración de fck: γc = 1,50.
Coeficiente de minoración de fyk: γs = 1.15.
Coeficiente de ponderación para las acciones desfavorables: γf = 1,60.
Coeficiente de ponderación de la fuerza de pretensado: γp = 1,00.
Coeficiente de ponderación de la fuerza de pretensado en los estados límites de utilización: 0,90 ó 1,10.
1.8 Cargas y sobrecargas.
Se han considerado para el cálculo las siguientes.
‒ Cargas permanentes:
Peso propio de la losa.
Cargas de borde: acera, barandilla y barrera o barrera rígida, en su caso, con un valor máximo total de 750 kp/metros en cada borde.
Cargas en superficie: pavimento de mezcla bituminosa con un peso específico relativo al agua de 2,40.
‒ Sobrecargas:
Uniforme en toda la plataforma: 400 kp/m2.
Vehículo pesado: Seis cargas puntuales de 10 Mp, dispuestas según la Instrucción de acciones.
1.9 Cálculo de esfuerzos.
Se han tenido en cuenta las siguientes hipótesis de carga:
1. Peso propio.
2. Resto de cargas permanentes.
3. Sobrecarga uniforme extendida a la totalidad del tablero.
4. Vehículo pesado en la posición de mayor excentricidad respecto al eje del tablero, en el centro del vano.
5. Vehículo pesado en el centro del tablero.
6. Vehículo pesado en la posición de mayor excentricidad respecto al eje del tablero, en los apoyos.
Para el cálculo de esfuerzos y deformaciones se ha considerado la losa como un emparrillado plano formado por vigas longitudiales con una separación aproximada de un metro y 11 vigas transversales. El proceso de cálculo se ha realizado mediante un programa de ordenador de la Dirección General de Carreteras.
Los datos de partida han sido los siguientes:
‒ Coordenadas de los nudos.
‒ Características geométricas de las barras: momentos de inercia a flexión y a torsión de las barras longitudinales y transversales.
‒ Características mecánicas: módulo de deformación longitudinal y coeficiente de Poisson.
‒ Apoyos: se dan los nudos de apoyo con la condición de desplazamiento nulo en dirección vertical.
‒ Cargas: pera cada hipótesis se dan las cargas en los nudos, obtenidas de la distribución de las cargas actuantes para dichos nudos.
1.10 Comprobación frente a solicitaciones normales.
Para la comprobación de las secciones correspondientes a cada tipo de losa estudiada se ha utilizado un programa de cálculo electrónico que valora las pérdidas de pretensado, y pana los estados límites de utilización, considera las siguientes fases de carga:
a) Losa cargada exclusivamente con el peso propio y realizada la operación de tesado.
b) Losa soportando el resto de las cargas permanentes.
c) Losa en situación de servicio con las sobrecargas actuando en la posición más desfavorable.
Mediante el programa citado y dada la simetría de las losas se han estudiado tres secciones de la viga de borde y tres de la viga intermedia, haciendo referencia al emparrillado al que se asimilaran para el cálculo de esfuerzos, considerando los siguientes factores:
‒ Características mecánicas de las secciones netas u homogeneizadas, según corresponda al estado concreto de que se trate.
‒ Evolución en el tiempo de los valores del módulo de deformación longitudinal del hormigón y de los fenómenos de retracción, relajación y fluencia dé acuerdo con las instrucciones y normas ya mencionadas.
‒ Las fuerzas de tesado se han supuesto, introducidas tendón a tendón, a partir del momento en que la resistencia característica del hormigón alcanza los 250 kp/cm2, considerando la evolución de las fuerzas de rozamiento en los procesos de tesado y destesado en cada sección y para cada tendón. Las pérdidas de pretensado se introducen como fuerzas negativas que actúan sobre la sección correspondiente en el estado considerado.
‒ Una penetración de cuñas comprendida entre 0 y 4 milímetros.
De este modo se ha comprobado que en servicio se respeta el estado límite de descompresión (clase I).
Se ha verificado la seguridad a rotura en la sección central, teniendo en cuenta los valores de los límites elásticos y coeficientes de seguridad antes descritos para los estados límites últimos.
La comprobación a rotura se ha realizado utilizando el método del «diagrama rectangular» de tensiones en el hormigón. Como se trata de flexión simple, se ha supuesto que los aceros han alcanzado en la zona de tracción los límites elásticos, deduciéndose, por las condiciones de equilibrio, la profundidad del rectángulo de compresiones en el hormigón y comprobándose, por las respectivas deformaciones, que el supuesto inicial era cierto.
1.11 Comprobación frente a solicitaciones tangentes.
La comprobación a esfuerzo cortante se ha efectuado en seis secciones de la viga de borde y otras seis de la intermedia, a partir de los valores obtenidos en el emparrillado para las cargas permanentes y sobrecarga uniforme; mediante un reparto a 45° para la sobrecarga del vehículo de 60 t., con excepción de la sección de apoyo en la que este esfuerzo se obtiene también del emparrillado, por ser más desfavorable; y por último los valores del esfuerzo cortante debidos a la acción del pretensado se obtienen del programa citado en el apartado 1.10.
1.12 Apoyos.
En los bordes de apoyo de las losas se disponen aparatos de apoyo elastoméricos con una separación aproximada de un metro.
En los planos 2.4.1 y 2.4.2 se dan los siguientes valores para cada apoyo:
‒ Reacción vertical mínima.
‒ Reacción vertical máxima.
‒ Desplazamiento horizontal por retracción.
‒ Desplazamiento horizontal por temperatura.
‒ Desplazamiento horizontal por acortamiento elástico.
‒ Desplazamiento horizontal por acortamiento diferido.
‒ Rotación.
En cuanto al esfuerzo de frenado, en los planos se dan los valores totales por tablero, ya que, para determinar la fuerza absorbida por cada apoyo, puede ser preciso tener en cuenta las rigideces de la estructura portante.
1.13 Planos.
La presente colección de losas consta de cuatro planos con un total de diez hojas, donde se han dibujado todos los detalles precisos para su definición.
1.14 Mediciones.
Se incluyen mediciones de cada uno de los tipos de losa estudiadas, que permitirán conocer el presupuesto de éstas al aplicarles los precios vigentes en el momento de su utilización.
Los valores de las mediciones de las losas de luces y anchos comprendidos entre los intervalos que se fijan en los cuadros 3.1 y 3.2 se podrán obtener por interpolación.
No se han incluido las mediciones de las cimbras correspondientes, dado que su volumen depende de las condiciones de ubicación de la obra.
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