Puente Centella

Tablero:Viga cajón de 1.50m de alto, de 4 nerviosAnálisis estructural por medio del programa CSI Bridge v15.01

Diseño por medio de hojas de cálculo con los datos de salida del programa para cumplir los requisitos de diseño AASHTO, estado límite “Servicio 1” (Strength 1).

Pila central:Análisis y diseño estructural mediante Sap2000 v15.1 para cumplir con los requisitos de diseño sísmico AASHTO y NEC11, estado límite “Extremo 1” (Extreme 1).

Estribos:Análisis y diseño estructural por medio de hojas de cálculo, para cumplir solicitaciones últimas y de servicio.

Ingreso de datos en CSI Bridge

Definición de la Geometría del puente:Sección transversal:

Pila central:Viga superior 200cm x 160cmColumna: 400cm x 200cm

Definición de trazado:Horizontal: Curva de radio 35m; longitud de curva= 45m (en el eje central)Longitud de primer tramo: 21.5mLongitud de segundo tramo: 23mDiafragmas espesor 40cm en cada uno de los apoyosDiafragmas espesor 25cm al tercio de cada tramoPeralte de curva: 10%

Vertical: Pendiente longitudinal de -4.65%

Definición de materiales:Concreto f’c= 280kg/cm2

Definición de carriles de circulaciónCarriles de 4.42m de ancho en cada posible dirección de tráfico:

Definición de cargas vivas:Incluyen el 33% de incremento por carga dinámica

Camión individual HL-93.

Camión combinado HL-93 (90% de la solicitación debida a dos camiones de diseño separados como mínimo 15m entre el eje delantero de un camión y el eje trasero del otro).

Tandem HL_93

Camión HS-MOP

Fuerzas Centrífugas:Se ingresan como un estado de carga adicional a cada camión de diseño; la fuerza centrífuga es equivalente a un momento producido por una fracción de los pesos por eje del camión de diseño

colocado en los puntos donde la acción de la fuerza centrífuga más el camión de diseño producen las mayores solicitaciones.

La fracción de los pesos por eje del camión “C” se calcula con la expresión: donde:

v = velocidad de diseño de la carretera (m/s)g = aceleración de la gravedad: 9,807 (m/s2)R = radio de curvatura del carril de circulación (m)

C= 4∗16.672

3∗9.807∗36=1.01

Ubicación de momentos por fuerza centrífuga en el centro de cada tramo:

Ubicación de momentos por fuerza centrífuga en los extremos de cada tramo:

Ubicación de momentos por fuerza centrífuga en el apoyo:

Cargas muertas debido a componentes adicionales

Protecciones laterales: 0.37T/m

Veredas: 0.36T/m2

Asfalto:: 0.11T/m2

Combinaciones de análisis y diseño:

Casos de análisis de cargas vivas

Situación de Análisis Carriles cargados

factor de presencia múltiple

ACASE1carril 1 1carril 2 1

ACASE2carril 3 1carril 4 1

ACASE3carril 1 1carril 4 1

ACASE4carril 3 1carril 2 1

Combinaciones de diseño “Servicio 1” (Strength 1)

factor de escala

caso de cargafactor de

escalacaso de carga

factor de escala

caso de carga

1.5 protecciones 1.75 ACASE11.5 veredas 1.75 centrif-centro1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE11.5 veredas 1.75 centrif-extremos1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE11.5 veredas 1.75 centrif-apoyo1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE21.5 veredas 1.75 centrif-centro1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE21.5 veredas 1.75 centrif-extremos1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE21.5 veredas 1.75 centrif-apoyo1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE31.5 veredas 1.75 centrif-centro1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE31.5 veredas 1.75 centrif-extremos1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE31.5 veredas 1.75 centrif-apoyo1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE41.5 veredas 1.75 centrif-centro1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE41.5 veredas 1.75 centrif-extremos1.5 asfalto1.5 protecciones 1.75 ACASE41.5 veredas 1.75 centrif-apoyo1.5 asfalto

COMB12 1.25 DEAD

COMB10 1.25 DEAD

COMB11 1.25 DEAD

COMB8 1.25 DEAD

COMB9 1.25 DEAD

COMB6 1.25 DEAD

COMB7 1.25 DEAD

COMB4 1.25 DEAD

COMB5 1.25 DEAD

COMB2 1.25 DEAD

COMB3 1.25 DEAD

Carga VivaPeso propio de componentes estructuralesCombinación

Peso propio de componentes no

estructurales

COMB1 1.25 DEAD

Resultados de análisis en CSI Bridge

A continuación se presentan tablas de los mayores valores (envolventes) de cortes, torsión y momentos de cada uno de los nervios y de la sección completa producidos por el conjunto de combinaciones de diseño.

Sección completa

Distance P V2 V3 T M2 M3m Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m0.0 213.9 412.5 170.4 1054.1 923.3 220.40.2 215.4 408.4 170.4 1054.0 889.5 166.72.4 227.0 310.1 160.9 1012.0 528.8 685.04.3 236.6 240.7 149.8 937.1 271.5 1143.36.6 249.3 151.5 134.8 722.7 304.0 1486.48.5 258.3 101.9 122.5 636.6 506.6 1577.2

11.0 269.5 192.8 106.2 440.6 733.3 1449.612.8 276.3 261.1 93.8 369.8 885.9 1196.415.2 284.7 359.7 77.1 382.3 1061.9 630.417.1 289.8 426.8 65.0 389.5 1169.4 863.219.5 295.2 514.6 50.8 370.1 1290.3 1608.221.5 298.3 581.2 39.9 459.8 1362.5 2363.623.8 260.2 526.7 50.1 459.3 1299.6 1420.126.2 260.7 440.5 63.5 468.8 1214.3 646.228.6 260.0 353.9 79.4 435.2 1091.6 954.630.5 259.7 276.9 93.2 355.2 967.2 1412.232.9 258.7 186.7 110.4 485.6 772.5 1769.935.4 256.7 96.1 127.2 688.2 543.0 1886.637.8 254.8 179.1 143.7 887.3 285.4 1727.739.6 251.7 247.1 155.5 1003.9 430.3 1428.742.1 245.6 339.6 170.7 1101.8 804.6 766.944.3 241.8 437.0 176.8 1130.8 1169.2 144.544.5 242.0 441.1 176.8 1130.9 1202.3 199.0

Viga 1

Distance P V2 V3 T M2 M3m Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m0.0 54.1 60.9 43.1 35.3 2.5 54.30.2 54.1 70.7 57.0 52.9 7.0 58.02.4 46.7 52.7 59.8 62.1 62.1 190.94.3 90.6 42.0 56.5 63.1 94.4 267.86.6 138.8 41.1 40.4 55.3 115.1 330.48.5 165.5 49.4 26.2 46.8 121.2 346.0

11.0 185.2 61.8 10.1 39.3 109.2 330.212.8 191.5 76.4 21.1 30.5 87.0 275.815.2 190.7 82.6 35.5 30.3 46.6 153.517.1 183.2 96.3 44.8 29.4 75.7 183.619.5 165.7 112.6 60.7 28.5 128.4 325.621.5 134.9 127.1 69.2 86.5 168.3 469.623.8 163.7 111.4 61.4 28.7 111.6 285.126.2 184.8 95.9 44.8 23.8 57.6 137.728.6 196.5 78.5 33.3 27.4 68.1 222.230.5 198.7 75.5 22.6 30.8 105.2 322.932.9 192.7 60.0 13.1 43.9 137.5 402.635.4 174.4 45.3 30.9 54.7 146.7 417.237.8 138.5 41.8 47.7 62.4 135.4 383.039.6 101.8 44.9 58.5 69.4 116.0 334.142.1 54.1 57.9 63.2 69.7 69.2 216.644.3 76.7 77.6 58.0 55.5 11.5 68.344.5 76.6 63.7 42.3 38.8 3.4 66.2

Viga 2

Distance P V2 V3 T M2 M3m Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m0.0 29.2 132.8 52.7 58.4 3.6 35.10.2 29.2 131.6 59.9 146.7 9.6 18.82.4 38.4 85.2 70.7 133.8 32.9 226.24.3 43.2 73.0 69.4 124.6 31.0 338.86.6 56.4 48.8 65.1 111.5 18.9 426.78.5 67.3 44.2 48.1 81.5 19.6 446.8

11.0 88.5 62.4 41.4 57.8 20.9 421.612.8 104.6 81.6 31.6 41.0 21.6 353.715.2 130.3 114.7 24.2 58.1 22.1 189.117.1 150.4 138.0 19.1 62.8 25.6 266.019.5 178.7 173.1 13.1 58.6 34.3 489.121.5 204.6 199.4 84.2 87.9 14.8 693.523.8 159.7 176.4 12.1 78.9 34.7 434.726.2 133.6 142.0 19.8 76.9 24.8 203.328.6 109.9 112.4 25.5 65.9 20.5 285.630.5 93.3 86.9 31.2 46.5 21.4 417.832.9 73.4 61.4 39.9 64.5 19.5 517.335.4 56.7 42.8 50.9 100.0 19.3 539.037.8 45.3 55.0 66.4 128.6 20.5 498.039.6 38.6 76.6 71.3 141.2 32.1 425.142.1 35.4 95.1 70.7 153.1 34.7 255.544.3 37.4 142.3 56.4 163.6 14.3 27.144.5 37.4 143.4 50.7 45.8 4.5 31.0

Viga 3

Distance P V2 V3 T M2 M3m Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m0.0 98.2 153.6 43.0 43.3 2.5 100.10.2 98.7 152.5 43.3 153.6 10.6 84.32.4 80.6 107.4 49.6 140.6 23.7 196.34.3 65.9 87.5 46.1 130.2 18.8 348.26.6 43.5 46.7 46.2 117.1 21.4 432.58.5 36.7 49.8 45.1 78.4 25.4 479.0

11.0 32.1 60.5 47.7 50.2 29.2 444.312.8 35.5 91.4 44.0 40.4 29.6 374.815.2 44.4 105.9 45.4 71.8 28.4 194.717.1 54.0 128.7 42.6 67.2 28.6 245.719.5 73.8 163.4 38.7 49.3 19.4 472.521.5 98.8 190.6 102.3 89.9 47.9 690.923.8 55.9 168.3 36.8 70.3 17.8 418.426.2 35.2 133.8 40.4 80.5 27.0 183.428.6 23.9 105.3 43.4 82.4 28.1 291.130.5 31.0 94.2 42.9 45.8 29.2 432.132.9 30.6 62.5 45.7 60.5 28.0 543.435.4 24.8 51.4 43.0 97.9 25.7 568.737.8 39.1 62.1 44.5 134.9 21.9 508.439.6 60.7 87.0 47.6 147.8 17.7 430.042.1 90.1 114.5 54.2 160.0 26.2 221.644.3 110.7 155.1 46.2 172.6 13.6 73.144.5 110.8 156.2 45.3 38.9 4.6 91.1

Viga 4Distance P V2 V3 T M2 M3

m Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m0.0 140.1 203.4 39.8 29.3 2.1 142.20.2 140.2 202.4 39.8 63.9 9.3 119.12.4 115.5 125.3 16.6 81.8 28.9 145.14.3 101.9 103.7 16.5 76.5 68.8 267.66.6 90.2 68.5 11.6 58.3 107.7 345.98.5 75.3 48.5 23.7 40.1 116.6 367.0

11.0 50.6 44.6 32.5 23.2 108.2 326.512.8 30.8 69.0 38.8 27.0 87.3 271.415.2 62.3 84.7 43.7 44.7 48.8 145.117.1 87.0 99.7 49.2 46.6 61.0 169.219.5 121.9 116.4 64.8 37.5 112.3 329.621.5 152.2 131.5 72.2 78.9 170.2 515.223.8 123.5 122.9 63.1 53.1 97.2 286.726.2 88.9 107.2 48.2 55.7 46.5 128.628.6 57.2 87.8 42.9 46.9 71.1 216.430.5 39.2 74.5 38.6 29.7 102.7 312.332.9 72.5 43.5 31.5 29.9 130.0 395.735.4 98.7 50.6 22.4 49.8 137.8 433.237.8 119.2 86.1 11.8 70.8 121.9 400.839.6 129.5 108.7 17.5 86.4 87.6 330.942.1 153.1 137.9 15.3 91.7 30.2 159.244.3 182.8 225.7 41.5 68.8 12.5 127.044.5 182.8 226.6 41.5 33.0 3.9 153.0

Análisis y diseño estructural pila central mediante Sap2000

Geometría

Fuerzas aplicadas:

Live Dead

1 46.34 105.92 64.27 159.343 71.09 166.134 69.12 128.59

Total: 250.82 559.96

Fuerza de frenado:BR = 0.25*(14.5+14.5+3.5) = 8.125 TonBrTotal=8.125 x 2carriles= 16.25 TonBr i= 16.25 Ton/4 apoyos = 4.06 Ton

Carga sísmica aplicada:Wd= 0.26 * 559.96 = 145.6 Ton

Wd= 145.26

Factor de proporcionalidad de carga ( Ɛ )

Carga sísmica en X (Wix)

Carga sísmica en Y (Wix)

Ɛ = P (dead total)/P (individual) Wix=Ɛ*Wd Wiy= 30% de Wdx

1 0.19 27.5 8.22 0.28 41.3 12.43 0.30 43.1 12.94 0.23 33.4 10.0

1.00 145.3 43.6

P (Ton)Apoyo de

viga:

Apoyo de viga:

Sismo sentido X

Sismo sentido Y

Fuerza de frenado

Combinaciones de carga para diseño, estado límite “Extremo 1” (Extreme 1):

factor de escala

caso de cargafactor de

escalafactor de

escalacaso de

cargaCOMB1 1.25 dead 0.5 live freno y 1 sismo xCOMB2 1.25 dead 0.5 live freno y neg 1 sismo xCOMB3 1.25 dead 0.5 live freno y 1 sismo x negCOMB4 1.25 dead 0.5 live freno y neg 1 sismo x negCOMB5 1.25 dead 0.5 live freno y 1 sismo yCOMB6 1.25 dead 0.5 live freno y neg 1 sismo yCOMB7 1.25 dead 0.5 live freno y 1 sismo y negCOMB8 1.25 dead 0.5 live freno y neg 1 sismo y neg

Carga Viva

caso de carga

SismoCombinación

Peso propio de componentes estructurales

Resultados de diseño:

Area de refuerzo longitudinal (cm2)

Area de refuerzo transversal (cm2/cm)