Diseño de cantiliver con tramos suspendidos.


EI tablero incluyendo lasas, sardineles, barandas se hacen en igual forma que en los casos anteriores. Existen tres clases de vigas principales:

1°)  En tramo de anclaje con voladizo.
2°)  Tramo suspendido que va  entre las juntas de voladizo o entre el voladizo y el estribo.
3º)  Tramo intermedio que aparece   en los puentes  de más de tres tramos, es un tramo con dos voladizos.

 figura 6.7
El dimensionamiento de las vigas principales tiene por objeto igualar los momentos en los apoyos, igualar las luces de los tramos intermedios, no así en los extremos que tienen una luz que es los 2/4 de la luz del tramo intermedio, el tramo suspendido la mitad de la luz del tramo intermedio.ç

Las relaciones recomendables entre las alturas en el centro del tramo y el apoyo son:

Para puentes losas o para vigas huecas:


Para puentes de tablero superior o viga T

 Figura 6.8

Como los momentos de inercia en esta clase de viga es variable, equivale gastar más encofrado, por eso en puentes pequeños no vale la pena hacerlo de altura variable; las luces mas económicas son:
Para puentes losas hasta 15 m.
Para puentes de tablero superior ó viga T de 15 a 25 m.
De 25 a 35 m. viga hueca en zona de momento negativos y viga T en zonas de momentos positivos.
Para puentes de luces mayores de 35 m; se hace totalmente de vigas huecas, que vienen a ser vigas T que presentan dos ventajas:
a)   Losa en compresión.
b)   Da lugar a la expansión del fierro.

La losa puede tener tres formas de colocación:
a)   Corrida a lo largo del puente; se la necesita por compresiones en los apoyos y en los otros sitios por expansión, generalmente usadas en luces mayores de 30 metros.   Tiene    la   ventaja  de   la   buena distribución, pero la desventaja es que no se puede recuperar el encofrado; para recuperarlo habría la necesidad una serie de huecos, otra dificultad es la relativa a las viguetas.
b)   Losa común en la   zona de compresión. Aquí la recuperación del encofrado puede hacerse, pero no cumplir la ventaja de ensanchamiento
c)  Colocar la losa en la zona de momentos negativos pero de sección variable, disminuyendo la sección conforme disminuye los docentes negativos.

Determinación de los momentos resistentes y esfuerzos cortantes
Vigas suspendidas por cantilivers
No es necesario considerarlo aquí ya que su diseño es el mismo que cuando se ha tratado de vigas de puentes losas,  exceptuando las vigas en los extremos en los cuales se  colocan unas pestañas de enlace que trataremos más adelante.

Vigas con cantiliver
Los   momentos   resistentes   en   las  vigas  con cantilivers son hallados separadamente para las fuerzas sobre el caníiliver y para aquellas sobre el mismo tramo los resultados son combinados.   

Momentos resistentes con cantilivers
El momento resistente en cantiliver para vigas con uno o dos cantilivers, puede ser hallado por medio de las siguientes reglas:    
                       
Para fuerzas muertas y sobrecarga, el máximo momento es  obtenido considerando   el tramo   suspendido por   los cantilivers   como enteramente cargado. EI cantiliver está entonces sujeto a   fuerzas concentradas actuando en   los extremos del cantiliver, que son iguales a las reacciones del tramo suspendido por la acción de las fuerzas muertas. Los  momentos resistentes son hallados    entonces por la fórmula para  cantilivers.

Para un tren de cargas la posición más desfavorable ocurre cuando está situada en el extremo del cantiliver y el tramo suspendido en el cantiliver es cargado por todas las fuerzas del tren de carga qué pueden ser acomodadas en él.

Momento resistente del tramo principal                       
Para cargas muertas todos los momentos positivos sobre el   tramo principal   pueden ser consideradas   como reducidos por el momentoo resistente del cantiliver en los apoyos de igual manera como los hallados cuando se trató de vigas con uno o más cantilivers.

Para fuerzas vivas los momentos positivos si se tratase de vigas simplemente apoyadas. Los momentos negativos en el tramo principal son producidos, cuando los cantilivers están enteramente cargados y el tramo descargado. (Ver figura 6.8)

Esfuerzos cortantes      
Para fuerzas muertas  y sobrecargas, los esfuerzos cortantes exteriores en los cantilivers varían de un mínimo en .el extremo donde es igual a la reacción del tramo suspendido, a un máximo en el apoyo donde es igual a la reacción del tramo suspendido más todos los pesos sobre el cantilivers.

En el tramo principal, de una viga con dos cantilivers simétricamente cargados, la fuerza cortante para fuerzas muertas es la misma que para una viga simplemente apoyada. Para una viga con un cantiliver la fuerza cortante debida a fuerzas muertas, en el entrante al cantiliver es incrementado por:


 
Donde Mc(d) es el momento resistente del cantiliver en el apoyo para fuerzas muertas “l” la longitud del tramo. En el extremo libre, el esfuerzo cortante disminuye en el mismo aumento.

Para fuerzas vivas, el esfuerzo cortante en el paño principal es considerado igual al esfuerzo cortante en una viga simplemente apoyada más Mc(l)/l, donde Mc(l) es el momento resistente producido por las fuerzas vivas en el cantiliver siguiente a la mitad del paño considerado. En una viga con un cantiliver no hay incremento en el esfuerzo cortante debido a .las fuerzas vivas en la mitad de la viga siguiente al final libre.

Calculo del extremo del voladizo
El apoyo  del tramo  suspendido en el cantiliver  se hace reduciendo el peralte a la mitad, poniendo lo que se llama una pestaña  de  enlace. Para  reforzar la  zona se acostumbra colocar una vigueta transversal  entre  la parte  comprendida entre el tramo extremo y el suspendido.
Se calcula como un  cantiliver corriente, siendo  el momento  igual  a la  reacción   máxima, por  la distancia del centro del apoyo a la cara:

Con  este  momento  se  calcula  al  área  de  acero, recomendándose aumentar ésta área al doble  de la que arroje él cálculo, esto como medida de seguridad, teniendo  en cuenta que el costo es pequeño con relación al costo del puente.

En el caso de que el área de acero de  la loza que se lleva, no es suficiente, se  colocarán bastones como lo muestra la figura, en la longitud AB.

Se  determinará  el  esfuerzo  cortante  que  permite calcular los estribos que se recomienda que  sean en forma de W y  se colocan hasta una  distancia  igual  a  la  altura  del voladizo para evitar rajaduras a 45º.
Esto podrá entenderse mejor con la ayuda del figura 6.9:

 Figura 6.9
                                            

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