Combinación de cargas en Puente Grúa según ISO 8686-5:2005

Clasificación y valores característicos de las cargas

Cargas permanentes G (peso propio, carro, carril), cargas variables Q (carga suspendida, carga de viento, impacto) y cargas accidentales A (terremoto, colisión). El factor de carga dinámica oscila entre 1,1 y 1,3 (se adopta el valor superior para servicio pesado), y el coeficiente de impacto por rodadura entre 1,1 y 1,3. Particularidades del puente grúa: coeficiente de carga excéntrica sobre la rueda del carro de 1,05 a 1,1, fuerzas horizontales (tracción del puente 15 %, fuerza motriz del carro 10 %, oscilación de la carga suspendida 5 %–8 %).

Combinación de cargas según estados límite

Combinación I para estado límite último (ELU): γG×G + γQ×Q (γG=1,2, γQ=1,5). Combinación II para ELU: combinación básica + carga de viento + excentricidad del carril × 0,9. Combinación para estado límite de servicio (ELS): G + Q con valores característicos (deflexión ≤ L/400 a L/500). Combinación para estado límite de fatiga (ELF): factor de espectro de carga. Secciones de control: centro del vano (momento flector máximo), extremos (esfuerzo cortante máximo) y cuarto del vano.

Inspección de la viga principal

La contraflecha se mide mensualmente (≥S/2000, con una flecha anual ≤S/3000). La curvatura horizontal se verifica trimestralmente (≤S/2000). La deformación por ondulación se controla semestralmente (≤3mm/m). La pintura se revisa anualmente (corrosión ≤5%). El par de los pernos del testero se comprueba trimestralmente.

En el diseño de la estructura de acero de un Puente Grúa, la carga permanente G incluye el peso propio de la Viga Principal, el Testero, el Carro, el carril y sus accesorios, así como el equipo eléctrico (Línea de contacto, Cable, etc.). El peso propio de la Viga Principal representa aproximadamente el 40%~50% de la carga permanente total, siendo el factor de control principal en el diseño estructural. El peso propio de la Viga Principal puede controlarse optimizando las dimensiones de la sección transversal y la relación canto-luz: la relación canto-luz económica para una Viga de cajón suele estar entre 1/12 y 1/18 (cuanto mayor es la Luz, menor es la relación), y la separación entre Almas (ancho del cajón) se toma como 0,4~0,5 veces el Canto de la viga. La Carga por rueda del Carro se transmite a la placa de ala superior de la Viga Principal a través del carril; la tensión de flexión local en la placa de ala superior debe controlarse mediante una disposición adecuada de los Rigidizadores transversales (separación ≤ 2 veces la altura del Alma).

Aunque las cargas horizontales en un Puente Grúa son mucho menores que las verticales, no pueden ignorarse en grúas de gran Luz y gran tonelaje. La fuerza de inercia horizontal longitudinal generada durante el arranque y el Frenado del Puente se calcula como el 15% de la fuerza de tracción máxima de la Rueda motriz (el número de Ruedas motrices se determina según el Peso Propio total del Puente y el coeficiente de fricción entre la rueda y el Carril, que se toma entre 0,12 y 0,15). La fuerza de inercia horizontal transversal durante el arranque y el Frenado del Carro se calcula como el 10% de la fuerza de tracción del Carro. La fuerza horizontal debida a la oscilación de la carga suspendida está relacionada con la Altura de Elevación y el Alcance de oscilación: cuando la Altura de Elevación es considerable (>12m), la oscilación de la carga suspendida durante la Elevación y el desplazamiento puede alcanzar 0,5~1m, y la fuerza de inercia horizontal resultante puede tomarse como el 5%~8% de la carga suspendida. En Puentes Grúa que operan a la intemperie también debe considerarse la carga de viento: la presión de viento sobre el lateral de la Viga Principal se toma como 250N/m² (condición de trabajo), y el área expuesta se calcula como el área proyectada del lateral de la Viga Principal multiplicada por un coeficiente de relleno de 0,5 (0,4 para doble viga expuesta al viento).

Preguntas frecuentes sobre el diseño estructural