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7.49. Puentes y Obras de Arte (Obligatorio)

7.49.1. Justificación ↑ Volver arriba

Puentes y Estructuras introduce los fundamentos de la ingeniería de puentes, desde la planificación conceptual y la selección de tipología hasta el análisis estructural y el diseño de superestructuras y subestructuras de puentes carreteros según las Especificaciones de Diseño AASHTO LRFD para Puentes. Partiendo del análisis estructural y el diseño de concreto armado, los estudiantes aprenden los estudios básicos de sitio y diseño requeridos para un proyecto de puente, las cargas y combinaciones de cargas que rigen el diseño de puentes, métodos aproximados y refinados para analizar superestructuras de losa y viga, y el diseño a flexión y cortante de elementos de superestructura de concreto armado, concreto presforzado, acero compuesto y armaduras. El curso también cubre el diseño de apoyos de puente, estribos y cimentaciones, y cierra con una introducción a la gestión de activos de carreteras y puentes, proporcionando la base de diseño requerida para la práctica profesional en ingeniería de puentes.

7.49.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Identificar los estudios básicos, especificaciones de diseño, consideraciones estéticas y factores de selección de tipología involucrados en un proyecto de puente.
2. Determinar las cargas, modelos de carga y combinaciones de cargas que rigen el diseño de puentes carreteros según AASHTO LRFD.
3. Modelar y analizar superestructuras de puentes utilizando métodos refinados y aproximados para sistemas de losa y viga.
4. Diseñar elementos de superestructura de puentes de concreto armado, concreto presforzado y acero compuesto para flexión y cortante según AASHTO LRFD.
5. Diseñar elementos de armaduras de puente sometidos a flexión y fuerza axial combinadas, y diseñar apoyos de puente, estribos y cimentaciones.
6. Reconocer los fundamentos de la gestión de activos de carreteras y puentes para la operación y conservación de la infraestructura vial.

7.49.3. Contribución a los resultados (Outcomes) ↑ Volver arriba

ABET-1) Habilidad para identificar, formular y resolver problemas complejos de ingeniería aplicando principios de ingeniería, ciencias y matemáticas. (Usage)

ABET-2) Habilidad para aplicar el diseño en ingeniería y producir soluciones que satisfagan necesidades específicas considerando la salud pública, seguridad y bienestar, así como factores globales, culturales, sociales, ambientales y económicos. (Usage)

7.49.4. Contenido ↑ Volver arriba

7.49.4.1. Diseño de Superestructura de Puentes (36 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Barker and Puckett, 2013; AASHTO, 2020; Chen and Duan, 2014)

Temas

1. Tipos de puentes, componentes y sistemas estructurales
2. Modelos de carga y combinaciones de carga para diseño de puentes
3. Diseño de puentes losa de concreto y puentes de vigas en T
4. Diseño de puentes de vigas de acero y losas de cubierta mixta
5. Puentes de vigas de concreto pretensado
6. Análisis de puentes de viga cajón y puentes curvos
7. Consideraciones para el diseño de puentes reticulados con elementos sometidos a flexión y fuerza axial combinadas

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Clasificar tipos de puentes y seleccionar sistemas apropiados para condiciones de sitio dadas [Familiarizarse]
2. Aplicar modelos de carga AASHTO y determinar combinaciones de carga críticas [Usar]
3. Diseñar puentes losa de concreto armado y superestructuras de vigas en T [Evaluar]
4. Dimensionar vigas de acero y diseñar sistemas de cubierta mixta [Evaluar]
5. Analizar y diseñar puentes de vigas de concreto pretensado [Evaluar]
6. Modelar puentes de viga cajón y analizar efectos de alineamiento curvo [Usar]
7. Diseñar elementos de puentes reticulados sometidos a flexotracción y flexocompresión [Usar]

7.49.4.2. Infraestructura de Puentes, Evaluación y Sistemas Especiales (4 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Barker and Puckett, 2013; AASHTO, 2020)

Temas

1. Diseño de infraestructura, incluyendo estribos y pilas
2. Conceptos de puentes atirantados y colgantes
3. Apoyos, juntas de dilatación y detalles de la cubierta del puente
4. Evaluación de carga y procedimientos de calificación de puentes
5. Diseño sísmico de puentes y sistemas de aislamiento

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Diseñar estribos y pilas de puentes para cargas verticales y laterales [Usar]
2. Explicar el comportamiento estructural de sistemas de puentes atirantados o colgantes [Familiarizarse]
3. Seleccionar y diseñar apoyos de puentes y sistemas de juntas de dilatación [Evaluar]
4. Realizar análisis de calificación de carga para puentes existentes [Usar]
5. Implementar criterios de diseño sísmico para estructuras de puentes [Evaluar]

7.49.4.3. Gestión de Activos Viales y de Puentes (2 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Hudson et al., 1997)

Temas

1. Inventario, inspección y evaluación de la condición de carreteras y puentes
2. Índices de condición, modelos de deterioro y criterios de priorización para programas de mantenimiento y rehabilitación
3. Análisis de costo del ciclo de vida y presupuesto para la conservación de redes viales y de puentes

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Describir los fundamentos de un sistema de gestión de activos de infraestructura para carreteras y puentes [Familiarizarse]
2. Aplicar índices de condición y criterios de priorización para planificar acciones de mantenimiento y rehabilitación en una red vial o de puentes [Usar]
3. Analizar el costo del ciclo de vida para presupuestar programas de conservación de infraestructura vial y de puentes [Evaluar]

7.49.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Barker, R. M. and Puckett, J. A. (2013). Design of Highway Bridges: An LRFD Approach. Wiley, 3rd edition.

AASHTO (2020). Aashto lrfd bridge design specifications. Technical report, American Association of State Highway and Transportation Officials.

Chen, W.-F. and Duan, L., editors (2014). Bridge Engineering Handbook. CRC Press, 2nd edition.

Hudson, W. R., Haas, R., and Uddin, W. (1997). Infrastructure Management: Integrating Design, Construction, Maintenance, Rehabilitation, and Renovation. McGraw-Hill.