Vigas Diafragma

IMPORTANCIA DE LAS VIGAS TRANSVERSALES EN PUENTES
ANÁLISIS DEL PUENTE LLACOLEN-SISMO DE CHILE
Dr. Ing. Roberto Aguiar Falconí
Centro de Investigaciones Científicas
Escuela Politécnica del Ejército
Enviado de la ESPE a estudiar el Sismo de Chile de 2010

RESUMEN
Una buena parte de los puentes que sufrieron daño en Chile, durante el sismo del 27
de febrero de 2010, fue debido a que notuvieron vigas transversales, que les permita soportar
en forma adecuada la fuerza sísmica transversal al puente y sobre todo que le permita
mantener la geometría del tablero, con una rigidización apropiada.
En este artículo se presenta la falla de un tramo del Puente Llacolen, que une la ciudad
de Concepción con San Pedro de la Paz y una de las principales causas del colapso fue la falta
devigas transversales.
Con el propósito de ilustrar que no es difícil construir las vigas transversales que
también se conocen como diafragmas, se presenta la construcción de estas vigas en el puente
que une Bahía de Caráquez con San Vicente.

1. INTRODUCCIÓN
El Manual de Carreteras 2002, de Chile; al igual que la norma AASHTO 2005, permiten
diseñar puentes sin la presencia de diafragmastransversales, siempre y cuando se demuestre
en forma detallada que la estructuración del puente en sentido transversal, es capaz de
soportar la acción sísmica. Si el proyectista lo demuestra no tiene necesidad de colocar vigas
transversales ya que tendrá otros elementos que lo soporten.
Es conveniente en cualquier estructura tener rigideces parecidas en sentido
longitudinal y en sentido transversal.Cuando solo se colocan vigas en un solo sentido, se hace
muy rígido en esa dirección pero muy débil en sentido transversal y la falla se va a dar en el
sentido débil. En los puentes pasa igual si solo se tienen vigas en un solo sentido va a fallar en
el sentido contrario sobre todo cuando el puente tiene cierta curvatura.

Figura 1 Sección transversal de las vigas longitudinales en losapoyos. Kawashima et al. (2010)
En la figura 1 se ilustra el caso que está en estudio, presentando la sección transversal
de varias vigas longitudinales que llegan a un apoyo. El caso de la derecha es más crítico ya
que las vigas en su parte inferior no tienen la traba sísmica que de alguna manera ayuda a
resistir las cargas sísmicas laterales. Se notan las vigas sobre los apoyos de Neopreno y enla
parte superior se tiene el tablero del puente.

2

IMPORTANCIA DE LAS VIGAS TRANSVERSALES EN PUENTES
ANÁLISIS DEL PUENTE LLACOLEN-SISMO DE CHILE

Si la traba sísmica no tiene la suficiente capacidad al corte, va a sufrir daño el mismo
que se propaga al ala inferior de la viga longitudinal, al alma y al tablero del puente, como se
verá más adelante en el Puente Llacolen.
Una vez quese produce este daño va a caerse si la longitud de apoyo de las vigas no
es la adecuada. La longitud de apoyo N requerida, de acuerdo al Manual de Carreteras 2002
se encuentra con las siguientes ecuaciones. Hube y Santa María (2010)

(

N ≥ (203 + 1.67 L + 6.66 H ) * 1 + 0.000125 α 2

(

N ≥ (305 + 2.5 L + 10 H ) ∗ 1 + 0.000125 α

2

)

)

(1)
(2)

Donde L es la longitud delvano en m.; H es la altura del puente; α es el ángulo del
eje de las vigas con el eje del puente. Cuando el puente es completamente recto α = 0 pero
cuando no lo es (curvas) α ≠ 0 . Con lo cual se incrementa la longitud de apoyo N , que se
ilustra en la figura 2. La ecuación (1) es para puentes de la categoría “a” y “b”; mientras que la
ecuación (2) para puentes de la categoría “c” y “d”. Porotra parte, AASHTO (2005) recomienda
que la longitud de apoyo sea mayor a:

(

N ≥ (200 + 0.0017 L + 0.0067 H ) ∗ 1 + 0.000125 α 2

)

(3)

Figura 2 Longitud de apoyo de las vigas.

2. DESCRIPCIÓN DEL FALLO DEL PUENTE LLACOLEN
El sismo del 27 de febrero de 2010, tuvo una magnitud M w = 8.8 y en San Pedro de
la Paz un registro sísmico tuvo una aceleración máxima horizontal de 0.648 g...