1.2.12. CÁLCULOS ESTRUCTURALES · • Muros de contención 1.2. NORMATIVA DE APLICACIÓN Para la...

PROYECTO DE ACCESO A LLOSETA DESDE Ma-13. FASE 1

1.2.12. CÁLCULOS ESTRUCTURALES


DOCUMENTO Nº1: MEMORIA Y ANEJOS ANEJO Nº 12: CÁLCULOS ESTRUCTURALES

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ANEJO Nº 12: CÁLCULOS ESTRUCTURALES

1. ANEJO DE CÁLCULOS ESTRUCTURALES

1.1. OBJETO

Se recoge en el presente Anejo los trabajos realizados para el diseño y comprobación estructural de:

• Paso superiro sobre Ma-13

• Ampliación paso inferior

• Muros de contención

1.2. NORMATIVA DE APLICACIÓN

Para la realización del cálculo estructural, se ha empleado la normativa vigente:

1) Código Técnico de la Edificación (CTE).

a) Documento Básico de Seguridad Estructural (DB-SE).

b) Documento Básico de Seguridad Estructural - Acciones en la Edificación (DB-SE-AE).

c) Documento Básico de Seguridad Estructural - Acero (DB-SE-A).

d) Documento Básico de Seguridad Estructural - Cimientos (DB-SE-C).

2) Norma Europea EN 1991-1-4:2005, Eurocódigo 1, Parte 1-4 (EC1-1-4-2005).

3) Norma de Construcción Sismorresistente: Parte General y Edificación (NCSE-2002).

4) Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-2008).

5) Instrucción de Acero Estructural (EAE).

6) Norma de Construcción Sismorresistente: Puentes (NCSP-07).

7) Instrucción IAP-11



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1.3. DEFINICIÓN GEOMETRICA DE MUROS

Los diferentes tramos que integran los muros de contención de tierras incluidos en el presente

proyecto se definen geométricamente a partir del siguiente esquema y las tablas que lo

acompañan:

1.4. TIPOLOGÍAS DE MUROS PROPUESTAS

Tras el prediseño y justificación técnica de los diferentes tramos de muros en sus secciones iniciales y

finales, se proponen las siguientes tipologías de muros a ejecutar en función de geometría y

propuesta de armado:

TRAMO Long muro

(m) A (m) B (m) C (m) D (m) E (m) F (m)

Z arranque alzado muro

TIPOLOGIA ESTRUCTURAL

TRAMO Nº1.1 20.00 1.90 0.40 0.10 0.10 0.25 1.25 113.75 MURO TIPO C


TRAMO Nº1.3 20.00 1.75 0.40 0.10 0.10 0.25 1.25 113.90 MURO TIPO B


TRAMO Nº1.5 20.00 1.40 0.40 0.10 0.10 0.25 1.00 114.20 MURO TIPO A

TRAMO Nº1.6 20.00 1.40 0.40 0.10 0.10 0.25 1.00 114.20 MURO TIPO A



TRAMO Nº1.9 20.00 2.20 0.40 0.10 0.10 0.25 1.50 113.30 MURO TIPO D

TRAMO Nº1.10 20.00 2.20 0.40 0.10 0.10 0.25 1.50 113.30 MURO TIPO D



TRAMO Nº2.1 15.00 2.60 0.40 0.10 0.10 0.25 1.75 109.65 MURO TIPO E

TRAMO Nº2.2 10.00 1.80 0.40 0.10 0.10 0.25 1.25 110.65 MURO TIPO F

1.5. MATERIALES A EMPLEAR

En la presente obra, se ha previsto el empleo de los siguientes materiales en los diferentes elementos

estructurales del proyecto:

ELEMENTO DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL

- Acero barras corrugadas en armadura pasiva B-500S

- Acero en pernos de placas de anclaje B-500S

- Hormigón de limpieza en elementos de

cimentación.

HL-10

- Hormigón en muros de contención de tierras HA-25/P/20/IIb

1.6. AMBIENTE Y RECUBRIMIENTOS A EMPLEAR

Para el cálculo de los diferentes tramos de muros a proyectar, se ha considerado los siguientes datos

de partida:

• Tipo de ambiente: Clase IIa

• Recubrimiento en el intradós del muro: 4.0 cm

• Recubrimiento en el trasdós del muro: 4.0 cm

• Recubrimiento superior de la cimentación: 4.0 cm

• Recubrimiento inferior de la cimentación: 4.0 cm

• Recubrimiento lateral de la cimentación: 7.0 cm

• Tamaño máximo del árido: 20 mm

1.7. ACCIONES A CONSIDERAR EN EL CÁLCULO

1.7.1. PESO PROPIO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

El peso propio de cada elemento estructural es introducido por el programa de cálculo y aplicado

en el c.d.g. del mismo, de acuerdo a su sección y naturaleza del material.

1.7.2. CARGAS MUERTAS

En el cálculo estructural del muro se considera el peso del terreno situado sobre la cara superior de la

cimentación del trasdós del muro.



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1.7.3. SOBRECARGA DE USO

En el cálculo estructural de las diferentes boquillas de la balsa de laminación se ha considerado la

siguiente sobrecarga de uso:

Sobrecarga de tráfico: Se adopta una carga superficial constante de 1000kg/m2 aplicada en el

ancho de la calzada de la ctra Ma-6014 que discurrirá junto al muro a proyectar.

1.7.4. EMPUJE ACTIVO EN EL TRASDÓS DE LOS MUROS DE CONTENCIÓN DE TIERRAS

El empuje activo se resuelve aplicando la teoría de Coulomb. Los valores de la presión horizontal en

un punto del trasdós situado a una profundidad z se calcula como:

PH (z) = γ . z . Ka

siendo:

z: profundidad del terreno

α: ángulo del paramento del trasdós del muro con la horizontal (según la geometría de cada

muro)

γ: densidad del terreno (Se ha adoptado un valor de 1.80Tn/m3)

δ: ángulo del rozamiento muro-terreno (Se adopta un coeficiente de rozamiento muro-terreno:

0.58)

β: ángulo del talud del terreno (Varía según los casos)

φ: ángulo de rozamiento interno del terreno (Se adopta un valor mínimo según los casos de

30.000)

Se considera garantizada la evacuación por drenaje del 100% del agua que pudiera llegar al trasdós

de los muros de contención de tierras y las boquillas, mientras que en el caso de la arqueta de rotura

se asume una evacuación por drenaje del 1%.

1.8. COEFICIENTES DE SEGURIDAD

1.8.1. ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

Los coeficientes de seguridad aplicables son los establecidos en la EHE-2008

El coeficiente de seguridad aplicable a la resistencia del hormigón es 1,50.

El coeficiente de seguridad aplicable al límite elástico del acero es 1,15.

Los coeficientes parciales de seguridad para las acciones en los Estados Límites Últimos son los

establecidos en la tabla 12.1.a de la EHE-2008.

Los coeficientes parciales de seguridad para las acciones en los Estados Límites de Servicio son los

establecidos en la tabla 12.2 de la EHE-2008.

1.8.2. CIMENTACIÓN

La cimentación es de hormigón armado, por lo que el cálculo estructural se ha hecho conforme a la

EHE.

Los coeficientes de seguridad adoptados son los establecidos en el DB-SE-C, Tabla 2.1:

Coeficientes de seguridad parciales para situaciones persistentes o transitorias

2

2

2

)()(

)()(1)(

)(

+−−++

+=

βαδαβϕδϕα

ϕα

xsesen

xsensenxsen

senKa



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Materiales Acciones Tipo

γR γM γE γF

Hundimiento 3,0 1,0 1,0 1,0

Deslizamiento 1,5 1,0 1,0 1,0

Vuelco – Acc. favorables 1,0 1,0 0,9 1,0

Vuelco – Acc. desfavorables

1,0 1,0 1,8 1,0

Estabilidad global 1,0 1,8 1,0 1,0

Capacidad estructural EHE EHE 1,6 1,0

Coeficientes de seguridad parciales para situaciones extraordinarias

Materiales Acciones Tipo

γR γM γE γF

Hundimiento 2,0 1,0 1,0 1,0

Deslizamiento 1,1 1,0 1,0 1,0

Vuelco – Acc. favorables 1,0 1,0 0,9 1,0

Vuelco – Acc. desfavorables

1,0 1,0 1,2 1,0

Estabilidad global 1,0 1,2 1,0 1,0

Capacidad estructural EHE EHE 1,0 1,0

1.9. COMBINACIONES DE ACCIONES

1.9.1. ESTRUCTURAS DE ACERO

Los criterios para la combinación de acciones a efectos de la verificación de la capacidad portante

de la estructura son los establecidos en el artículo 4.2.2.- Combinación de Acciones, del DB-SE:

1 El valor de cálculo de los efectos de las acciones correspondiente a una situación persistente o transitoria,

se determina mediante combinaciones de acciones a partir de la expresión

Es decir, considerando la actuación simultánea de:

a) todas las acciones permanentes, en valor de cálculo (γG · Gk), incluido el pretensado (γP · P);

b) una acción variable cualquiera, en valor de cálculo (γQ · Qk), debiendo adoptarse como tal una tras otra

sucesivamente en distintos análisis;

c) el resto de las acciones variables, en valor de cálculo de combinación (γQ · ψ0 · Qk).

Los valores de los coeficientes de seguridad, γ, para la aplicación de los Documentos Básicos de este CTE,

se establecen en la tabla 4.1 para cada tipo de acción, atendiendo para comprobaciones de resistencia a si

su efecto es desfavorable o favorable, considerada globalmente.

Para comprobaciones de estabilidad, se diferenciará, aun dentro de la misma acción, la parte favorable (la

estabilizadora), de la desfavorable (la desestabilizadora).

Los valores de los coeficientes de simultaneidad, ψ, para la aplicación de los Documentos Básicos de este

CTE, se establecen en la tabla 4.2.

2 El valor de cálculo de los efectos de las acciones correspondiente a una situación extraordinaria, se

determina mediante combinaciones de acciones a partir de la expresión


a) todas las acciones permanentes, en valor de cálculo (γG · Gk), incluido el pretensado (γP · P);

b) una acción accidental cualquiera, en valor de cálculo (Ad), debiendo analizarse sucesivamente con cada

una de ellas.

c) una acción variable, en valor de cálculo frecuente (γQ · ψ1 · Qk), debiendo adoptarse como tal, una tras

otra sucesivamente en distintos análisis con cada acción accidental considerada.

d) El resto de las acciones variables, en valor de cálculo casi permanente (γQ · ψ2 · Qk).

En situación extraordinaria, todos los coeficientes de seguridad (γG, γP, γQ), son iguales a cero si su efecto

es favorable, o a la unidad si es desfavorable, en los términos anteriores.

3 En los casos en los que la acción accidental sea la acción sísmica, todas las acciones variables

concomitantes se tendrán en cuenta con su valor casi permanente, según la expresión



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Los criterios para la combinación de acciones a efectos de la verificación de la aptitud al servicio de

la estructura son los establecidos en el artículo 4.3.2.- Combinación de Acciones, de la DB-SE:

1 Para cada situación de dimensionado y criterio considerado, los efectos de las acciones se determinarán a

partir de la correspondiente combinación de acciones e influencias simultáneas, de acuerdo con los criterios

que se establecen a continuación.

2 Los efectos debidos a las acciones de corta duración que pueden resultar irreversibles, se determinan

mediante combinaciones de acciones, del tipo denominado característica, a partir de la expresión


a) todas las acciones permanentes, en valor característico (Gk);

b) una acción variable cualquiera, en valor característico (Qk), debiendo adoptarse como tal una tras otra


c) el resto de las acciones variables, en valor de combinación (ψ0 · Qk).

3 Los efectos debidos a las acciones de corta duración que pueden resultar reversibles, se determinan

mediante combinaciones de acciones, del tipo denominado frecuente, a partir de la expresión



b) una acción variable cualquiera, en valor frecuente (ψ1 · Qk), debiendo adoptarse como tal una tras otra


c) el resto de las acciones variables, en valor casi permanente (ψ2 · Qk).

4 Los efectos debidos a las acciones de larga duración, se determinan mediante combinaciones de acciones,

del tipo denominado casi permanente, a partir de la expresión

Siendo:


b) todas las acciones variables, en valor casi permanente (ψ2 Qk).

Los coeficientes de combinación aplicables son los mismos establecidos en el apartado anterior.

1.9.2. ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

Se aplican los mismos criterios que en el apartado anterior.

1.9.3. CIMENTACIÓN

Se aplican los mismos criterios que en el apartado anterior.

1.10. TENSIÓN ADIMISIBLE DEL TERRENO

Se adopta un valor de tensión admisible de 2,00kg/cm2 para situaciones persistentes, e incrementado

en un 50% para situaciones accidentales.

1.11. CÁLCULOS POR ORDENADOR

Para el diseño y justificación de las boquillas de H.A. y de los muros de contención de tierras, se ha

empleado el programa ELEMENTOS DE CONTENCIÓN (MUROS EN MENSULA DE H.A.) de la colección

de programas CYPE 2014 (SOFTWARE PARA ARQUITECTURA, INGENIERÍA Y CONSTRUCCIÓN).



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APENDICE I: MEMORIA PASO SUPERIOR SOBRE MA-13

PROYECTO ACCESO A LLOSETA DESDE Ma-13.

PASO SUPERIOR SOBRE Ma-13.

Proyecto de Ejecución de Estructura. Memoria de Cálculo.

Nº Proyecto: OC-16/002

Abril 2016

PASO SUPERIOR ACCESO A LLOSETA DESDE Ma-13 Proyecto de Ejecución de Estructura.

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN. ................................................................................................................... 6

1.1. ANTECEDENTES. ............................................................................................................. 6

1.2. INFORMACIÓN DE PARTIDA .............................................................................................. 6

1.2.1. Información geotécnica disponible. ................................................................... 6

1.2.2. Condiciones Ambientales de Ubicación de los Elementos Estructurales. ......... 7

1.2.3. Documentación adicional. .................................................................................. 8

2. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA. ................................................................................. 8

2.1. TABLERO. ....................................................................................................................... 9

2.2. ESTRIBOS. ..................................................................................................................... 9

2.3. APARATOS DE APOYO. .................................................................................................... 9

2.4. JUNTAS DE DILATACIÓN. ................................................................................................ 10

3. PROCESO CONSTRUCTIVO .............................................................................................. 10

4. BASES DE CÁLCULO. ......................................................................................................... 10

4.1. NORMATIVA Y REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ............................................................... 10

4.1.1. Acciones. .......................................................................................................... 10

4.1.2. Estructuras de hormigón. ................................................................................. 10

4.1.3. Cimentaciones. ................................................................................................ 10

4.1.4. Otras referencias.............................................................................................. 11

4.2. PROGRAMAS INFORMÁTICOS UTILIZADOS. ...................................................................... 11

5. ACCIONES CONSIDERADAS. ............................................................................................ 11

5.1. ACCIONES PERMANENTES DE VALOR CONSTANTE (G). ................................................... 12

5.1.1. Peso propio. ..................................................................................................... 12

5.2. CARGAS MUERTAS. ...................................................................................................... 12

5.3. ACCIONES PERMANENTES DE VALOR NO CONSTANTE (G*). .............................................. 12

5.3.1. Pretensado. ...................................................................................................... 12

5.3.2. Acciones Reológicas: ....................................................................................... 13

5.3.3. Empujes del terreno. ........................................................................................ 14

5.4. ACCIONES VARIABLES (Q). ............................................................................................ 14

5.4.1. Sobrecarga de Uso. Componentes verticales. ................................................ 14

5.4.2. Sobrecarga de Uso. Componentes horizontales. ............................................ 15

5.4.3. Sobrecarga de Uso sobre el Terreno. .............................................................. 15

5.4.4. Viento. .............................................................................................................. 15

5.4.5. Acción Térmica. ............................................................................................... 16

5.5. ACCIONES ACCIDENTALES. ............................................................................................ 17


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5.5.1. Acción Sísmica. ................................................................................................ 17

6. BASES DE PROYECTO. ...................................................................................................... 17

6.1. COEFICIENTES DE MINORACIÓN DE LA RESISTENCIA DE LOS MATERIALES. ....................... 17

6.2. COEFICIENTES DE MAYORACIÓN DE ACCIONES. ............................................................. 18

6.2.1. Estados Límite de Servicio (E.L.S) .................................................................. 18

6.2.2. Estados Límite Últimos (E.L.U.) ....................................................................... 18

6.3. COMBINACIÓN DE ACCIONES. ........................................................................................ 19

6.3.1. Estados Límites de Servicio (E.L.S.) ................................................................ 19

6.3.2. Estados Límites Últimos (E.L.U.) ..................................................................... 20

6.4. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN EN SERVICIO. ..................................................................... 21

6.4.1. Estado Límite de Fisuración. ............................................................................ 21

7. MATERIALES. ...................................................................................................................... 22

7.1. HORMIGONES. .............................................................................................................. 22

7.1.1. Durabilidad. ...................................................................................................... 22

7.2. ACERO EN ARMADURAS PASIVAS Y ACTIVAS. ................................................................. 24

8. MODELOS DE CÁLCULO REALIZADOS. ............................................................................ 24

8.1. TABLERO Y PILAS. ........................................................................................................ 24

8.2. ESTRIBOS. ................................................................................................................... 26

9. ANÁLISIS DEL TABLERO. .......................................................................................................

9.1. MODELO DE CÁLCULO REALIZADO. ..........................................................................

9.1.1. Definición Geométrica. .........................................................................................

9.1.2. Hipótesis De Carga. .............................................................................................

9.1.3. Envolventes Empleadas en los Cálculos. ............................................................

9.2. VIGAS PREFABRICADAS. ............................................................................................

9.2.1. Esfuerzos Flexión Longitudinal Vigas. .................................................................

9.2.2. Esfuerzos Cortantes y Torsión Vigas. ..................................................................

9.2.3. Análisis Flexión Transversal Vigas. .....................................................................

9.2.4. Vigas Tipo 1. (Vigas Laterales Vano 1). ..............................................................

9.2.5. Vigas Tipo 2. (Vigas Centrales Vano 1). ..............................................................



9.3. LOSA DEL TABLERO. ...................................................................................................

9.3.1. ELU Flexión Transversal. .....................................................................................

9.3.2. ELU Cortante. ......................................................................................................

9.3.3. Comprobación de Prelosas. .................................................................................


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10. APARATOS DE APOYO...........................................................................................................

11. JUNTAS DE DILATACIÓN. ......................................................................................................

12. ESTRIBOS. ..............................................................................................................................

12.1. ESTRIBO 1. .......................................................................................................................

12.2. ESTRIBO 2. .......................................................................................................................

12.3. ALETAS ESTRIBO 1 (TRAMO 1). .........................................................................................

12.3.1. Alzados. ...............................................................................................................

12.3.2. Cimentación. ........................................................................................................


12.4.1. Alzados. ...............................................................................................................

12.4.2. Cimentación. ........................................................................................................


12.5.1. Alzados. ...............................................................................................................

12.5.2. Cimentación. ........................................................................................................


12.6.1. Alzados. ...............................................................................................................

12.6.2. Cimentación. ........................................................................................................

13. PILAS. ......................................................................................................................................

13.1. CIMENTACIÓN DE PILAS. ...................................................................................................

13.2. ALZADO DE PILAS. ............................................................................................................

13.2.1. ELU Flexión (ELU y Sismo). ................................................................................

13.2.2. ELS Cuasipermanente. Fisuración. .....................................................................

13.2.3. ELU Cortante (ELU y Sismo). ..............................................................................

14. PRUEBA DE CARGA. ..............................................................................................................

14.1. CARACTERÍSTICAS Y DISPOSICIÓN DE LOS VEHÍCULOS. ......................................................

14.2. PRUEBAS DE CARGA A EFECTUAR. ....................................................................................

14.3. ESFUERZOS Y DESPLAZAMIENTOS EN LA ESTRUCTURA. ......................................................

14.3.1. Tren de Cargas de la I.A.P 11. .............................................................................

14.3.2. Prueba de Carga: .................................................................................................

14.4. RESULTADOS REPRESENTATIVOS. .....................................................................................

14.4.1. Prueba de Carga Vano 1. ....................................................................................

14.4.2. Prueba de Carga Vano 2. ....................................................................................

14.5. CRITERIOS DE ESTABILIZACIÓN. .........................................................................................

14.6. VALORES REMANENTES. ...................................................................................................

14.7. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN. .............................................................................................

15. REPLANTEO. ...........................................................................................................................


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15.1. DATOS DE TRAZADO. ..................................................................................................

15.1.1. Datos de entrada del eje en planta. .....................................................................

15.1.2. Datos de entrada del trazado en alzado. .............................................................

15.1.3. Ley de peraltes. ....................................................................................................

15.2. DATOS PARA EL ENCAJE DE LA ESTRUCTURA. .......................................................

15.2.1. Estribos. ...............................................................................................................

15.2.2. Pilas. ....................................................................................................................

15.3. TABLERO. .........................................................................................................................

15.4. VIGAS. .............................................................................................................................


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1. INTRODUCCIÓN.1.1. Antecedentes.

El presente proyecto contempla el diseño de un paso superior dentro del Proyecto de

Acceso a LLoseta desde la Ma-13, en Mallorca. Dicho paso superior consta de un dos vanos

con una tipología de vigas artesa pretensadas, prefabricadas.

El proyecto general de la actuación ha sido desarrollado por Grusamar Ingeniería, que ha

encargado a QLINGENIERÍA el desarrollo del proyecto del paso superior.

El presente anejo de cálculo tiene por objeto describir la tipología estructural, bases de

cálculo y procesos empleados en el dimensionamiento de los diferentes elementos que

componen la estructura resistente del puente, así como de los elementos de cimentación del

mismo.

Después de hacer referencia a la información disponible se realiza una descripción de la

estructura. Tras presentar las bases de cálculo adoptadas, se expone la metodología de

análisis empleada para cada uno de los elementos estructurales.

Finalmente, se presentan los resultados de los cálculos realizados que justifican la solución

representada en los planos.

1.2. Información de Partida

Se cita a continuación un resumen de todos los datos de partida relevantes a efectos de la

elaboración de este estudio.

1.2.1. Información geotécnica disponible.

Para la realización del presente proyecto, se ha contado con el Informe Geotécnico

contemplado en el Proyecto Original, realizado por la empresa LBC Cemosa.

1.2.1.1. Caracterización geotécnica.

En base al estudio geotécnico existente, y a modo de resumen, la situación geotécnica de la

zona de proyecto puede estimarse del siguiente modo:


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NIVEL Descripción y espesores

NIVEL 1: Terreno vegetal formado por limo-arcilloso marrón a marrón oscuro con gravas y gravillas.

Se detecta este nivel hasta una profundidad máxima de 0.60 m. este nivel debe ser eliminado previamente a la ejecución de cualquier cimentación.

NIVEL 2: Terreno de carácter granular, constituido por gravas, gravillas y bolos calcáreos.

Se detecta este nivel hasta la profundidad final de los sondeos (hasta 8.0 m en S-1 y 8.4 m en S-2, S-3 y S-4).

Cabe indicar que la profundidad alcanzada en los sondeos realizados no alcanza en su

totalidad la longitud correspondiente a los bulbos de presiones de las zapatas. Teniendo

esto en cuenta, si bien se consideran adecuados los parámetros de diseño indicados en el

informe, se recomienda la realización, en la fase de obra, de una nueva campaña de

contraste en la que al menos se realice un sondeo hasta una profundidad de 15 m.

1.2.1.2. Nivel freático.

De acuerdo con la información indicada en el informe geotécnico, no se ha detectado la

presencia de agua en ninguno de los cuatro sondeos realizados.

1.2.1.3. Agresividad de los suelos.

Teniendo en cuenta los ensayos realizados, el suelo puede calificarse como no agresivo

para el hormigón.

1.2.1.4. Condiciones de cimentación, carga de hundimiento.

Para el dimensionamiento de las zapatas de pilas y estribos se obtienen valores variables en

función de las dimensiones de la cimentación proyectada. Puede establecerse un valor

medio ! 2,0 kp/cm² teniendo en cuenta las dimensiones de los elementos proyectados.

1.2.2. Condiciones Ambientales de Ubicación de los Elementos Estructurales.

La vida de la estructura se garantiza fundamentalmente si se evita la corrosión de las

armaduras o su alteración por otros procesos, y esto depende en gran parte de la clase de

ambiente en que se encuentra. Los tipos de ambiente se engloban en dos grupos (EHE Art.

8.2):


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a) Ambientes que afectan primariamente a la corrosión de las armaduras.

b) Ambientes que producen otros procesos de degradación distintos a la corrosión.

Cualquier elemento estructural está sometido a una única clase o subclase entre los

ambientes que afectan a la corrosión de las armaduras, y a ninguna, una, o varias subclases

de los ambientes no relativos a la corrosión.

Si un elemento estructural está sometido a varias clases de ambiente, se expresarán todas

separándolas con el signo +.

Las clases y subclases de exposición relativas a la corrosión que afectan al presente

proyecto figuran en la siguiente tabla:

CLASE GENERAL DE EXPOSICIÓN

Clase Subclase Designación Tipo de proceso

Normal Humedad alta IIa Corrosión de origen diferente de los cloruros

Marina Aérea IIIa Corrosión por cloruros

Considerando la ubicación de los diferentes elementos estructurales, consideraremos las

siguientes clases de exposición:

Elementos de Superestructura: IIIa

Cimentaciones: II a

1.2.3. Documentación adicional.

Para la realización del proyecto se ha contado con datos correspondientes a la topografía y

trazado de la vía.

2. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA.

El puente tiene una longitud total de 52.50 m entre ejes de apoyos en estribos, distribuidos

en dos vanos de 23.50 y 29.00 m. El ancho del tablero es constante e igual a 15.0 m. La

sección transversal estará formada por los siguientes elementos:

! Calzada central de 10.60 m de ancho.

! Aceras a ambos lados, de 2.20 m de ancho.


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La rasante del tablero está a una altura del terreno natural variable, que determina unas

alturas de estribos diferentes, en el orden de los 8.00-9.00 desde el eje de apoyos hasta el

arranque de la cimentación. El tablero se encuentra situado en una alineación circular en

planta, de 1100 m de radio, constante en todo el puente.

2.1. Tablero.

El tablero tiene un canto constante en toda su longitud de 1,60 metros, lo que da una

relación luz/canto de 23.50 / 1,60=14.70 para el vano 1 y 29.00 / 1.60 = 18.15 para el vano

2.

El tablero está formado por tres vigas artesa sobre las que se dispone un conjunto de

prelosas prefabricadas colaborantes. Sobre estas prelosas se ejecuta la losa del tablero,

con un canto total (incluyendo prelosas), de 0.25 m.

El pretensado de las vigas está formado por entre 50 y 76 (en función de la viga)

monotorones de 0.6” de diámetro alojados en la tabla inferior de la viga y 6 u 8 monotorones

de 0.6’’ en el ala superior. El pretensado dispuesto en el ala inferior se enfunda parcialmente

en función de los esfuerzos solicitantes en para la estructura en vacío. El tesado de los

cables se realizará con una fuerza total de tesado del 75 % de la carga de rotura del cable.

2.2. Estribos.

Los estribos se han resuelto mediante estribos cerrados de hormigón armado que apoyan

directamente sobre el terreno natural.

2.3. Aparatos de apoyo.

El apoyo del tablero sobre estribos se materializa mediante apoyos de neopreno. En ambos

estribos se emplearán apoyos de neopreno antideslizante. Debe indicarse que se han

verificado los desplazamientos durante la acción sísmica, siendo los apoyos dispuestos

suficientes para hacer frente a los desplazamientos previstos, sin necesidad de recurrir a la

disposición de topes sísmicos.


Página 10

2.4. Juntas de dilatación.

El puente se ha proyectado con juntas de dilatación en ambos estribos.

3. PROCESO CONSTRUCTIVO

La ejecución del puente se realizará siguiendo la secuencia constructiva indicada a

continuación:

" Ejecución de estribos.

" Montaje de vigas mediante grúa.

" Montaje de prelosas.

" Hormigonado de la losa superior del tablero.

4. BASES DE CÁLCULO. 4.1. Normativa y Referencias Bibliográficas.

Se relacionan a continuación las normas, instrucciones o reglamentos y recomendaciones

de aplicación a esta estructura.

4.1.1. Acciones.

Instrucción sobre acciones a considerar en el proyecto de puentes de carretera. IAP.

Ministerio de Fomento, Secretaría de Estado de Infraestructuras y Transportes,

Dirección General de Carreteras, 2011.

Norma de Construcción Sismorresistente: Puentes NCSP-07. Dirección General del

Instituto Geográfico Nacional. 1994.

4.1.2. Estructuras de hormigón.

o Instrucción EHE de hormigón estructural (2008).

o Model Code CEB-FIP 1990.

4.1.3. Cimentaciones.

o Guía de cimentaciones en obras de carretera. Ministerio de Fomento.


Página 11

4.1.4. Otras referencias.

o Nota técnica sobre aparatos de apoyo para puentes de carretera. Ministerio de Obras

Públicas, Transportes y Medio Ambiente. Dirección General de Carreteras. 1995.

4.2. Programas Informáticos Utilizados.

Se indican a continuación los programas informáticos empleados para el dimensionamiento

de los diversos elementos estructurales en el presente proyecto.

CUBUS: Paquete de software desarrollado por CUBUS AG (Zurich), compuesto por

diversos programas de cálculo:

o Fagus VI: Este programa permite realizar los cálculos usuales de la resistencia

de secciones de barras sometidas a esfuerzo axil y a flexión según uno o dos

ejes, especialmente en el ámbito de secciones metálicas, de hormigón armado

y de hormigón pretensado. Las secciones pueden tener una forma poligonal

cualquiera y pueden estar dotadas de partes de hormigón, acero estructural y

armaduras pasivas y activas.

SOFISTIK AG: Este programa permite realizar un completo análisis espacial 3D por

métodos de elementos finitos. EL paquete incluye pre y post-procesadores interactivos

así como generador de mallas automático. El usuario puede resolver cualquier

problema estático lineal y no lineal (estático o dinámico) para estructuras 3D, desde

una losa hasta cualquier superficie incluyendo el armado de losas, vigas y celosías.

Prontuario Informático del Hormigón Estructural: Desarrollado por el Instituto Español

del Cemento y sus Aplicaciones (IECA), se emplea como complemento a los

programas anteriores se emplea para el cálculo de secciones de hormigón armado.

Software QL INGENIERÍA: QL dispone de software y hojas de cálculo propias, desarrolladas

específicamente para el pre y post-proceso de estructuras de hormigón, metálicas y de

madera, así como para el diseño estructuras de contención y cimentación.

5. ACCIONES CONSIDERADAS.

Se han seguido los criterios especificados en la Instrucción sobre las acciones a considerar

en el Proyecto de Puentes de Carretera (IAP-11).


Página 12

5.1. Acciones Permanentes de Valor Constante (G). 5.1.1. Peso propio.

Esta acción es la que corresponde al peso de los elementos estructurales, evaluado

mediante el área teórica de las secciones multiplicada por el peso específico del hormigón,

para el que se ha adoptado un valor de 25 kN/m3.

5.2. Cargas Muertas.

Son las debidas al peso de los elementos no estructurales que gravitan sobre los

estructurales tales como: pavimentos de calzada y las barreras de seguridad e impostas

dispuestas en los bordes del tablero.

" Pavimento. Se considera una densidad de 23 kN/m3. En este caso, la calzada se

dispone en los 10.60 m centrales indicados previamente. Se ha contemplado,

teniendo en cuenta que a efectos de cálculo se deben considerar dos valores

extremos:

o Un valor inferior, determinado con los espesores teóricos definidos en el

proyecto (10 cm: 2.30 kN/m2).

o Un valor superior, obtenido incrementando en un cincuenta por ciento (50%)

los espesores teóricos definidos en el proyecto: (15 cm: 3.45 kN/m2).

Relleno de hormigón para la formación del peralte: En este caso, la estructura

“acompañará” al peralte previsto en el trazado, por lo que no es necesario ningún

tipo y de relleno adicional y, por lo tanto, de carga adicional

Aceras: A ambos lados, y en un ancho de 2.20 m se disponen sendas aceras, cuyo

espesor medio es de 25 cm. Se prevé, por lo tanto, un peso propio de 6.25 kN/m2.

Pretiles: Se ha adoptado, para los pretiles metálicos, una carga de 5.0 kN/m.

5.3. Acciones permanentes de valor no constante (G*). 5.3.1. Pretensado.

Las acciones debidas al pretensado se deducen de las fuerzas de pretensado de los

tendones que constituyen su armadura activa. Estas acciones varían a lo largo de su trazado

y en el transcurso del tiempo.


Página 13

En cada tendón se aplica una fuerza de tesado, que en la zona de anclaje adopta el valor

P0. En función del tipo de pretensado (pretensado propiamente dicho o postesado) se

obtendrá los valores de las pérdidas instantáneas )( iP y diferidas )( difP de este valor

inicial de la fuerza de tesado. El valor característico de la fuerza de pretensado en una

sección y fase cualquiera será: Pk=Po- Pi - Pdif

La justificación de estas fuerzas se adjunta como Anexo al final de este documento.

5.3.2. Acciones Reológicas:

El valor característico de las acciones reológicas se obtiene a partir de los valores

característicos de las deformaciones provocadas por la retracción. Estas deformaciones se

calculan a partir de los artículos 39.7 y 39.8 de la Instrucción EHE.

5.3.2.1. Retracción.

Para la evaluación del valor de la retracción, se tienen en cuenta las diversas variables que

influyen en el fenómeno: el grado de humedad ambiente, el espesor o menor dimensión de

la pieza, la composición del hormigón y el tiempo transcurrido desde la ejecución, que marca

la duración del fenómeno. Considerando la humedad relativa media anual en Lloseta (82 %):

Se ha calculado la deformación por retracción en el hormigón, estimando unos valores de

entre 20 y 120 !", a partir del hormigonado de la losa superior del tablero, en función del

nivel de pretensado de las vigas.

La justificación de estos valores se adjunta como anexo en el apartado de diseño de las

vigas.

5.3.2.2. Fluencia.

Se ha calculado la deformación por fluencia en el hormigón, a partir del hormigonado de la

losa superior del tablero, obteniendo valores entre 390 y 590 !".

La justificación de estos valores se adjunta como anexo en el apartado de diseño de las

vigas.


Página 14

5.3.3. Empujes del terreno.

Para determinar los empujes del terreno sobre los muros (con rellenos adecuados) se han

empleado los siguientes valores:

Densidad aparente 20.0 kN/m3

Ángulo de rozamiento interno: 30 º.

Coeficiente de empuje activo: Ka= 0.333.

Para las situaciones persistentes o transitorias, los empujes debidos al peso de las tierras se

obtendrán multiplicando las tensiones efectivas verticales debidas al peso de las tierras por

los coeficientes de empuje correspondientes. El coeficiente de empuje activo, empleado

para el cálculo de los muros de contención, se ha obtenido a partir de la fórmula de

Coulomb:

Bajo la acción del sismo, el empuje en los muros se considera como un empuje adicional

considerando el coeficiente de Mononobe-Okabe:

Kasen2# $% &'( )

cos&sen2#sen # &' *'( ) 1

sen $ *%( ) sen $ +' &'( )

sen # &' *'( ) sen # +%( )%

,-.

/01

223

5.4. Acciones variables (Q). 5.4.1. Sobrecarga de Uso. Componentes verticales.

Se consideran las sobrecargas de uso según la distribución de carriles virtuales que realiza

la noma IAP-11 (Tabla y Figuras 4.1).

En el caso particular de esta estructura, con un ancho de calzada de 10.60 m, se obtienen

tres carriles virtuales de 3.00 m y un ancho remanente de 2.60 m. Tal y como se especifica

en la Instrucción:

2

2

2

)()(

)()(1

)(

4

4

5

6

7

7

8

9

%:'

':%%:

%3

+;*;

+


Página 15

= Se adopta una sobrecarga uniforme de 9.0 kN/m2 en el carril virtual 1, y de 2.5

kN/m2 en el resto de carriles virtuales y en el área remante.

= Actuará asimismo 1 vehículo pesado en cada uno de los carriles virtuales, con unas

cargas respectivas de 2·300 kN, 2·200 kN y 2·100 kN.

5.4.2. Sobrecarga de Uso. Componentes horizontales.

Se consideran las debidas al arranque y frenado, que dan lugar a una fuerza horizontal

uniformemente distribuida en la dirección longitudinal de la carretera, aplicada al nivel de la

superficie del pavimento.

El valor característico de esta acción Qlk será igual a una fracción del valor de la carga

característica vertical que se considere actuando sobre el carril virtual número 1. En el caso

de este puente, con un carril virtual de 3 m de anchura y L>1,20 m: Qlk = 360 + 2,7 L. Este

valor está limitado a superior e inferiormente: 180 kN < Qlk < 900 kN

= En el caso particular de este proyecto, la fuerza total aplicada en el tablero para el

frenado Qlk adopta un valor de 503.91 kN

5.4.3. Sobrecarga de Uso sobre el Terreno.

= De forma simplificada se considera una única sobrecarga uniforme, de valor q = 10

KN/m2 ( 1T/m2) aplicada en el trasdós de los estribos.

5.4.4. Viento.

Para la determinación de la acción del viento sobre el tablero, se aplica el procedimiento

definido en el artículo 4.2.8 de la Instrucción IAP-11, considerando que Lloseta se ubica en

una zona eólica C, y que la altura de aplicación del empuje de viento se ubica a 8.0 m de

altura en un entorno tipo II:

= Empuje transversal del viento sobre el tablero: 2.41 kN/m2.

o Carga de viento no concomitante con la sobrecarga de uso: 2.41 x 1.85 =

4.26 kN/m.

o Carga de viento concomitante con la sobrecarga de uso: 2.41 x 3.60

=8.67kN/m.


Página 16

= Empuje transversal del viento sobre pilas: 2.95 kN/m2.

= Empuje longitudinal del viento sobre el tablero: Se adopta una fracción de un 25 %

de la carga anterior:

o Carga de viento no concomitante con la sobrecarga de uso: 4.26 x 0.25 =

2.13 kN/m.

o Carga de viento concomitante con la sobrecarga de uso 8.67 x 0.25 = 2.16

kN/m.

5.4.5. Acción Térmica. 5.4.5.1. Componente uniforme de la temperatura.

A efectos de la determinación de los valores representativos de la acción térmica, se

clasifica el puente como tipo 3.

La temperatura mínima anual del aire en Lloseta (Tabla 4.3.a), sería de -5ºC, mientras que la

máxima es de 42 ºC, en ambos casos para un periodo de retorno de 50 años. Estos valores,

corregidos para un periodo de retorno de 100 años son, respectivamente, de -5.55ºC, y

43.62 ºC.

Para un tablero de hormigón, se obtiene una temperatura de Te.min (2.44 ºC) y Te, max

(45.62 ºC).

Teniendo en cuenta la temperatura media anual en Lloseta (16.1ºC), se aplican las

siguientes componentes de variación de temperatura:

= TN,exp: 45.62-16.1 = 29.52 ºC

= TN,con: 16.1-2.44 = 13.66 ºC

5.4.5.2. Componente uniforme de la temperatura.

Para un puente de vigas, la diferencia vertical de temperatura en los tableros es la que se

indica a continuación:

= TM,heat: 15.00 ºC

= TM,cool: 8 ºC

Estas componentes se combinan según lo indicado en el apartado 4.3.1.3 de la IAP-11.


Página 17

5.5. Acciones accidentales. 5.5.1. Acción Sísmica.

La acción sísmica se considera de acuerdo con las prescripciones recogidas en la vigente

Norma de Construcción Sismorresistente de Puentes (NCSP-07). Se clasifica el viaducto

dentro de la categoría puentes de importancia especial (por su carácter de acceso a un

núcleo de población).

De acuerdo con el emplazamiento de la obra, en Lloseta, se ha adoptado un valor de

aceleración sísmica básica 0,04g, según se recoge en el Anejo 1 de dicha Normativa.

Dado que la estructura cumple las condiciones necesarias, se aplica el método simplificado

del tablero rígido (se prevé la disposición de topes sísmicos), en el cual los efectos sísmicos

se podrán determinar aplicándole una carga estática horizontal equivalente. El cálculo se

realiza considerando separadamente las componentes longitudinal y transversal de la

acción sísmica. En este caso, no ha sido necesario tener en cuenta los efectos de la

componente vertical de la acción sísmica sobre las pilas y estribos, ya que únicamente es

preceptivo (apartado 4.2.1 NCSP-07) en tipologías en que los esfuerzos inducidos por esta

componente pueden ser comparables a los generados por el sismo horizontal.

Se considera la acción sísmica de como la peor de las combinaciones siguientes:

= AEx + 0,30 AEy;

= 0,30 AEx + AEy.

Donde AEx y AEy son las acciones en las direcciones horizontales X e Y. En los estribos se

consideran además los efectos dinámicos del empuje de tierras sobre los hastiales, tal y

como se ha comentado previamente.

6. BASES DE PROYECTO. 6.1. Coeficientes de Minoración de la Resistencia de los Materiales.

Para los materiales se han adoptado los siguientes coeficientes:

Coeficiente de minoración de la resistencia del hormigón >c=1,50

Coeficiente de minoración de la resistencia del acero pasivo y activo >s=1,15

Coeficiente de minoración de la resistencia del acero estructural >s=1,05


Página 18

6.2. Coeficientes de Mayoración de Acciones.

Con carácter general se consideran los criterios especificados en las Instrucciones EHE e

IAP11.

6.2.1. Estados Límite de Servicio (E.L.S)

Para los coeficientes parciales de seguridad se tomarán los siguientes valores:

CONCEPTOSITUACIONES PERSISTENTES O TRANSITORIAS

EFECTO FAVORABLE EFECTO DESFAVORABLE

Acciones permanentes >G = 1.00 >G = 1.00

PretensadoArmadurasPostesas >G = 1.10 >G = 0.90

Acciones Reológicas >Q* = 1.00 >Q* = 1.00

Acción del terreno >Q* = 1.00 >Q* = 1.00

Acciones variables >Q = 0.00 >Q = 1.00

6.2.2. Estados Límite Últimos (E.L.U.)

Para los coeficientes parciales de seguridad se tomarán los siguientes valores:

CONCEPTO

SITUACIONES PERSISTENTES O TRANSITORIAS

SITUACIONES PERSISTENTES O TRANSITORIAS

EFECTOFAVORABLE

EFECTOFAVORABLE

EFECTODESFAVORABLE

EFECTOFAVORABLE

Acciones permanentes >G = 1.00 >G = 1.35 >G = 1.00 >G = 1.00

Pretensado >G = 1.00 >G = 1.00 >G = 1.00 >G = 1.00

Acción del terreno >Q* = 1.00 >Q* = 1.50 >Q* = 1.00 >Q* = 1.50

Acciones variables >Q = 0.00 >Q = 1.50 >Q = 0.00 >Q = 1.00

Acciones accidentales '? '? >A = 1.00 >A = 1.00


Página 19

6.3. Combinación de Acciones. 6.3.1. Estados Límites de Servicio (E.L.S.)

Según se recoge en el artículo 4.2. de la Instrucción IAP, las combinaciones de acciones se

definirán de acuerdo a los siguientes criterios:

Combinación característica (poco probable):

Combinación frecuente:

Combinación cuasipermanente:

Donde:

Gk,j : Valor característico de las acciones permanentes.

G*k,j : Valor característico de las acciones permanentes de valor no constante.

Pk: Valor característico de la acción del pretensado.

Qk,1 : Valor característico de la acción variable determinante.

#0,i Qk,i: Valor representativo de combinación de las acciones variables concomitantes.

#1,1· Qk,1: Valor representativo frecuente de la acción variable determinante.

#2,i·Qk,i: Valores representativos cuasipermanentes de las acciones variables con la

acción determinante o con la acción accidental.

iki

i

iQkQKPjk

j

jGjk

j

jG QQPGG ,,01

,1,1,

*

,

1

*,,

1

, ::%:%:%:%: @@@ABB

#>>>>>

iki

i

iQkQKPjk

j

jGjk

j

jG QQPGG ,,21

,1,1,11,

*

,

1

*,,

1

, ::%::%:%:%: @@@ABB

#>#>>>>

iki

i

iQKPjk

j

jGjk

j

jG QPGG ,,21

,

*

,

1

*,,

1

, ::%:%:%: @@@BBB

#>>>>


Página 20

El valor adoptado para los coeficientes de simultaneidad es el siguiente:

COEFICIENTES DE SIMULTANEIDAD Tipo de Carga #0 #1 #2

Vehículos pesados 0.75 0.75 0.00

Sobrecarga uniforme (Situaciones Persistentes)

0.40 0.40 0.00

Sobrecarga uniforme (Sismo) 0.40 0.40 0.20

Frenado 0.00 0.00 0.00

Viento 0.60 0.20 0.00

Acción Térmica 0.60 0.60 0.50

6.3.2. Estados Límites Últimos (E.L.U.)

Como en el caso anterior las combinaciones de hipótesis consideradas en el proyecto

corresponden la Instrucción IAP y se detallan a continuación:

Situaciones permanentes o transitorias:

Situaciones accidentales:

Donde:

Gk,j : Valor característico de las acciones permanentes.

G*k,j : Valor característico de las acciones permanentes de valor no constante.

Pk: Valor característico de la acción del pretensado.

Qk,1: Valor característico de la acción variable determinante.

#0,i·Qk,i: Valor representativo de combinación de las acciones variables concomitantes.

#1,1 ·Qk,1: Valor representativo frecuente de la acción variable determinante.

#2,i·Qk,i: Valores representativos cuasipermanentes de las acciones variables con la

acción determinante o con la acción accidental.

Ak: Valor característico de la acción accidental.

iki

i

iQkQkpjk

j

jGjk

j

jG QQpGG .,01

,1,1,

*

,

1

*,.

1

, ! ! ! ! """#$$

%&&&&&

iki

i

iQkQkAkPjk

j

jGjk

j

jG QQAPGG .,21

,1,1,11,

*

,

1

*,.

1

, ! ! ! ! ! """$$$

%&%&&&&&


Página 21

6.4. Criterios de Aceptación en Servicio. 6.4.1. Estado Límite de Fisuración.

En estructuras de hormigón suele ser inevitable la aparición de fisuras, que no suponen

inconveniente para su normal utilización, siempre que se limite su abertura máxima a

valores compatibles con las exigencias de durabilidad, funcionalidad, estanqueidad y

apariencia. El valor máximo de abertura de fisura el caso particular del presente proyecto se

recoge, conforme a lo indicado en el artículo 5.1 de la EHE se indica en la siguiente tabla:

Tipo de Elemento

Clase de Exposición (s/Art. 8)

Combinación Cuasipermanente [mm]

CombinaciónFrecuente

VigasPretensadas

IIIa - Descompresión

Alzados de Estribosy

Aletas(Trasdós), Arranquesde Pilas

IIa 0.30 -


Página 22

7. MATERIALES.7.1. Hormigones.

Los hormigones a emplear en la estructura del proyecto tendrán las siguientes

características:

Hormigón de limpieza y nivelación: HL-15 / C / TM

Hormigón en zapatas: HA-25 / B / 20 / IIa

Hormigón en alzados de estribos: HA-30 / B / 20 / IIIa

Hormigón en tablero (losa) HA-30 / B / 20 / IIIa

Hormigón en prelosas HP-30 / F / 12 / IIIa

Hormigón en vigas prefabricadas HP-50 / F /12 /IIIa

Según la vigente Instrucción EHE, la tipificación del hormigón tiene el significado siguiente:

HA, HP: Hormigón armado; Hormigón pretensado.

25,30,50: Resistencia característica en N/mm2;

B, F: Consistencia blanda; Consistencia fluída

12,20: Tamaño máximo del árido;

IIa,IIb, Qc: Clase de exposición en la que se considera la estructura (tabla 8.2.2 de

EHE),

7.1.1. Durabilidad. 7.1.1.1. Consideraciones generales.

En cualquier caso, y en lo que al hormigón respecta, se debe resaltar que las prescripciones

de la Instrucción EHE se deben orientar a asegurar que:

Se dosifique el hormigón con una mínima cantidad de cemento.

Se emplee una relación agua/cemento que no supere los máximos indicados (ambas

cuestiones se definen en las tablas 37.3.2.a y 37.3.2.b);

En el caso particular de esta estructura:

o En aquellos elementos en contacto con el terreno, sometidos a un ambiente

tipo IIa, la relación agua-cemento máxima utilizada será a/c = 0.60 y el

contenido mínimo de cemento será de 275 kg/m3.

o En el resto de elementos, sometidos a un ambiente tipo IIIa, la relación agua-

cemento máxima utilizada será:


Página 23

! Relación agua/cemento máxima: a/c = 0.50 y el contenido mínimo de

cemento será de 300 kg/m3 en elementos armados.

! Relación agua/cemento máxima: a/c = 0.45 y el contenido mínimo de

cemento será de 300 kg/m3 en elementos pretensados.

Se disponen separadores para garantizar que los recubrimientos son al menos los

consignados en los planos (como se indica en el artículo 66.2).

Se efectúan una correcta puesta en obra del hormigón y un curado suficiente (artículos

70º a 75º).

Todo ello se refleja oportunamente en los planos, al igual que el recubrimiento nominal

consignado de las armaduras.

7.1.1.2. Recubrimientos.

En base a las clases de exposición mencionadas, se deberá de verificar que cualquier

armadura pasiva (incluso estribos) cumpla que la distancia entre la superficie exterior de la

armadura y la superficie del hormigón más cercana, sea igual o superior al valor:

rnom= rmin+_r rnom : Recubrimiento nominal que depende de la clase de exposición e incluye un margen de

tolerancia durante su colocación en función del nivel de control de ejecución. Este valor es el

que debe definirse en proyecto.

rmín : Recubrimiento mínimo según tipo de ambiente ( EHE Art. 37.2.4)

'r: Margen de recubrimiento según el nivel de control de ejecución (en mm):

Elementos in situ con control intenso: 5 mm

En base a los conceptos anteriormente definidos, se indica a continuación el valor a adoptar

para el recubrimiento nominal en función de la resistencia del hormigón, clase de exposición

y tipo de elemento estructural:

( Elementos de cimentación: 50 mm.

( Elementos de hormigón armado ubicados en ambiente IIIa: 40 mm.

( Elementos de hormigón pretensado ubicados en ambiente IIIa: 30 mm

Los recubrimentos adoptados consideran en empleo de un tipo de Cemento CEM I.


Página 24

7.2. Acero en Armaduras Pasivas y Activas.

El tipo de acero a emplear en las armaduras pasivas, salvo especificación en contra en los

planos, será del tipo AP 500 SD, con un límite elástico de 500 N/mm2.

El tipo de acero a emplear en las armaduras activas, salvo especificación en contra en los

planos, será del tipo Y 1860 S7, con un límite elástico de 1860 N/mm2.

En el caso de las prelosas, se empleará un acero Y 1770 S7, con un límite elástico de 1770

N/mm2.

8. MODELOS DE CÁLCULO REALIZADOS. 8.1. Tablero y Pilas.

Para el estudio del tablero y las pilas se ha realizado un modelo de elementos finitos tipo

barra + elementos finitos tipo placa elaborado mediante el empleo del programa Sofistik. En

este modelo se representa, la superestructura y los vínculos de conexión (apoyos) con los

estribos.

El tablero se representa mediante un barras que siguen la disposición de las vigas. Para la

discretización del modelo se han dividido las vigas longitudinales del tablero en un número

de elementos constante. Todos los elementos son de la misma longitud, excepto las barras

que modelizan las culatas de las vigas. Cada una de estas vigas ha sido caracterizado con

los materiales y las secciones del tablero según su situación, (vigas centrales o vigas

extremas).

La losa superior se modeliza mediante elementos finitos tipo placa. Para analizar los

esfuerzos en el conjunto viga+losa se han dispuesto unos elementos (SIR-Cuts) que

permiten integrar conjuntamente los esfuerzos de las vigas y la losa del tablero.

En el caso de los estribos lo que se trata de obtener en este análisis son los esfuerzos en

cabeza de estribos generados por la estructura propiamente dicha. Para ello, se han

modelizado los apoyos en estribos mediante una conexión tipo muelle. La rigidez adoptada

para estos muelles ha sido la correspondiente al comportamiento de los neoprenos frente a

acciones rápidas.


Página 25

Una vez obtenidos estos esfuerzos se llevará a cabo el estudio individualizado de los

estribos por un doble procedimiento:

( Se analiza el cuerpo general del estribo mediante una hoja de cálculo

especialmente diseñada para ello.

( Se realiza un modelo de cálculo para el análisis de las aletas.

El programa Sofistik permite aplicar sobre cada una de las barras del modelo de elementos

finitos todo tipo de acciones:

Cargas lineales de valor constante o variable.

Cargas puntuales en distintas posiciones del elemento.

Cargas de peso propio en función de la densidad del material y de la geometría.

Deformaciones impuestas.

Curvaturas impuestas.

Estas hipótesis se han combinado posteriormente mediante los correspondientes

coeficientes de combinación para la definición de las envolventes de los estados límite

últimos y de servicio.

Las envolventes permiten determinar los esfuerzos mínimos y máximos actuantes en cada

sección, en función de los cuales ha llevado a cabo el dimensionamiento de la estructura.

Los resultados obtenidos de este modelo se emplearán para el análisis de:

Tablero:

o Proceso constructivo

o Estado límite de servicio frecuente.

o Estado límite último de flexión.

o Estado límite último de cortante y torsión

Aparatos de apoyo: Tensiones y Deformaciones.

Estribos.


Página 26

Modelo de Cálculo del Tablero.

8.2. Estribos.

En el caso de los estribos, se ha realizado su dimensionamiento mediante una hoja de

cálculo que ha permitido determinar las dimensiones y armados de todos sus elementos, así

como realizar las comprobaciones geotécnicas mediante una hoja de cálculo.

Para el análisis de las aletas se han desarrollado modelos de cálculo específicos a partir de

los cuales se han realizado todas las verificaciones correspondientes.

Modelo de Cálculo de Aletas

En dicho modelo se han aplicado, como reacciones exteriores, las reacciones obtenidas en

los apoyos del modelo de cálculo del tablero.

PASO SUPERIOR ACCE3SO A LLOSETA DESDE Ma-13 Proyecto de Ejecución de Estructura.

9. ANÁLISIS DEL TABLERO.


9.1. MODELO DE CÁLCULO REALIZADO.


9.1.1. Definición Geométrica.

QUANTUM LEAP INGENIERIA S.L.P. * 30008 MurciaSOFiSTiK 2014-12 SOFiMSHC - STRUCTURAL ELEMENTS AND GEOMETRY (V 14.12)

Page 12016-05-03

Mesh Generation

SO

FiS

TiK

AG

- w

ww

.sof

istik

.de

No. 1 C 30/37 (EN 1992)

Young's modulus E 32837 [N/mm2] Safetyfactor 1.50 [!]

Poisson ratio " 0.20 [!] Strength fc 25.50 [MPa]

Shear modulus G 13682 [N/mm2] Nominal strength fck 30.00 [MPa]

Compression modulus K 18243 [N/mm2] Tensile strength fctm 2.90 [MPa]

Weight # 25.0 [kN/m3] Tensile strength fctk,05 2.03 [MPa]

Density $ 2350.00 [kg/m3] Tensile strength fctk,95 3.77 [MPa]

Elongation coefficient % 1.00E!05 [1/K] Bond strength fbd 2.59 [MPa]

Service strength fcm 38.00 [MPa]

Fatigue strength fcd,fat 14.96 [MPa]

Tensile strength fctd 1.15 [MPa]

Stress!Strain for serviceability "[o/oo] #!m[MPa] E!t[N/mm2]

Is also extended beyond the 0.000 0.00 34478

defined stress range !1.081 !28.31 17746

!2.162 !38.00 0

!3.500 !22.47 !23499

Safetyfactor 1.50

Stress!Strain for ultimate load "[o/oo] #!u[MPa] E!t[N/mm2]

Is only valid within the defined 0.000 0.00 25500

stress range !2.000 !25.50 0

!3.500 !25.50 0

Safetyfactor 1.50

Stress!Strain of calc. mean values "[o/oo] #!r[MPa] E!t[N/mm2]


stress range !1.081 !14.67 5278

!2.162 !17.00 0

!3.500 !15.23 !2279

Safetyfactor ( 1.50)

-m

-u

-r

[o/oo]

-3.5

0

-2.1

6-2

.00

-1.0

8

0.0

[MPa]

0.00

-40.00

-20.00

0.00

C 30/37 (EN 1992)

Thermal material constants

No. T[°C] S[kJ/K/m3] Kxx[W/K/m] Kyy[W/K/m] Kzz[W/K/m]

1 AUTO 2.12E+03 1.951E+00 0.000E+00 0.000E+00 C 30/37 (EN 1992)No. material number S Heat capacity

T Temperature Kxx,Kyy,Kzz Heat conductivity


Page 22016-05-03

Mesh Generation

SO

FiS

TiK

AG

- w

ww

.sof

istik

.de

S [kJ/K/m3]

[°C]10

00.0

0

500.

00

0.00

[kJ/K/m3]

3000

2000

1000

0.0

k [W/K/m]

[°C]

1000

.00

500.

00

0.00

[W/K/m]2.00

1.00

0.0

S [kJ/K/m3] Humidity= 2.00 % k [W/K/m] (upper)

! [o/oo]

[°C]

1000

.00

500.

00

0.00

[o/oo]

10.0

5.00

0.0

& [o/oo]

No. 3 C 45/55 (EN 1992)


Poisson ratio " 0.20 [!] Strength fc 38.25 [MPa]

Shear modulus G 15118 [N/mm2] Nominal strength fck 45.00 [MPa]

Compression modulus K 20157 [N/mm2] Tensile strength fctm 3.80 [MPa]

Weight # 25.0 [kN/m3] Tensile strength fctk,05 2.66 [MPa]

Density $ 2350.00 [kg/m3] Tensile strength fctk,95 4.93 [MPa]

Elongation coefficient % 1.00E!05 [1/K] Bond strength fbd 3.39 [MPa]

Service strength fcm 53.00 [MPa]

Fatigue strength fcd,fat 20.91 [MPa]

Tensile strength fctd 1.51 [MPa]



defined stress range !1.198 !37.62 23606

!2.397 !53.00 0

!3.500 !34.13 !37866

Safetyfactor 1.50



stress range !2.000 !38.25 0

!3.500 !38.25 0

Safetyfactor 1.50



stress range !1.198 !21.23 8307

!2.397 !25.50 0

!3.500 !23.28 !3646



Page 32016-05-03

Mesh Generation

SO

FiS

TiK

AG

- w

ww

.sof

istik

.de

-m

-u

-r

[o/oo]

-3.5

0

-2.4

0

-2.0

0

-1.2

0

0.0

[MPa]

0.00

-60.00

-40.00

-20.00

0.00

C 45/55 (EN 1992)



3 AUTO 2.12E+03 1.951E+00 0.000E+00 0.000E+00 C 45/55 (EN 1992)No. material number S Heat capacity

T Temperature Kxx,Kyy,Kzz Heat conductivity

S [kJ/K/m3]

[°C]

1000

.00

500.

00

0.00

[kJ/K/m3]

3000

2000

1000

0.0

k [W/K/m]

[°C]

1000

.00

500.

00

0.00

[W/K/m]2.00

1.00

0.0

S [kJ/K/m3] Humidity= 2.00 % k [W/K/m] (upper)

! [o/oo]

[°C]

1000

.00

500.

00

0.00

[o/oo]

10.0

5.00

0.0

& [o/oo]

No. 4 B 500 B (EN 1992)


Poisson ratio " 0.30 [!] Yield stress fy 500.00 [MPa]

Shear modulus G 76923 [N/mm2] Compressive yield fyc 500.00 [MPa]

Compression modulus K 166667 [N/mm2] Tensile strength ft 540.00 [MPa]

Weight # 78.5 [kN/m3] Compressive strength fc 540.00 [MPa]

Density $ 7850.00 [kg/m3] Ultimate strain 50.00 [o/oo]

Elongation coefficient % 1.20E!05 [1/K] relative bond coeff. 1.00 [!]

max. thickness 32.00 [mm] EN 1992 bond coeff. k1 0.80 [!]

Hardening modulus Eh 0.00 [MPa]


Page 42016-05-03

Mesh Generation

SO

FiS

TiK

AG

- w

ww

.sof

istik

.de

No. 4 B 500 B (EN 1992)

Proportional limit fp 500.00 [MPa]

Dynamic allowance '!dyn 152.17 [MPa]



defined stress range 50.000 540.00 0

2.500 500.00 842

0.000 0.00 200000

!2.500 !500.00 842

!50.000 !540.00 0

!1000.000 !540.00 0

Safetyfactor 1.15




2.174 434.78 727

0.000 0.00 200000

!2.174 !434.78 727

!50.000 !469.57 0

!1000.000 !469.57 0





2.174 434.78 727

0.000 0.00 200000

!2.174 !434.78 727

!50.000 !469.57 0

!1000.000 !469.57 0


-m -u -r

[o/oo]

50.0

2.50

-50.

0

-2.5

0

[MPa]

500.00

0.00

-500.00

0.00

B 500 B (EN 1992)



4 AUTO 3.45E+03 5.333E+01 0.000E+00 0.000E+00 B 500 B (EN 1992)No. material number S Heat capacityT Temperature Kxx,Kyy,Kzz Heat conductivity


Page 52016-05-03

Mesh Generation

SO

FiS

TiK

AG

- w

ww

.sof

istik

.de

S [kJ/K/m3]

[°C]

1000

.00

500.

00

0.00

[kJ/K/m3]

20000

10000

0.0

k [W/K/m]

[°C]

1000

.00

500.

00

0.00

[W/K/m]

40.0

20.0

0.0

S [kJ/K/m3] k [W/K/m]

! [o/oo]

[°C]

1000

.00

500.

00

0.00

[o/oo]

15.0

10.0

5.00

0.0

& [o/oo]

Sectional Values

No. Mat A[m2] Ay[m2] Iy[m4] yc[mm] ysc[mm] E[N/mm2] g[kN/m]

MRf It[m4] Az[m2] Iz[m4] zc[mm] zsc[mm] G[N/mm2]

Ayz[m2] Iyz[m4]

1 3 1.2049E+00 2.522E!01 0.0 0.0 36283 30.12

4 3.185E!02 9.644E!01 762.1 1607.0 15118 (BEAM)

!4.020E!17

= V!ART

2 1 7.8540E!01 4.909E!02 0.0 0.0 32837 19.63

4 9.817E!02 4.909E!02 0.0 0.0 13682 (COMPR)

= D 1000 mm

= (R!As 400 mm)

3 1 4.5688E!01 2.380E!03 0.0 0.0 32837 11.42

8.669E!03 1.272E!01 125.0 125.0 13682 (BEAM)

= B/H = 1827.5 / 250 mm

4 1 7.1375E!01 3.717E!03 0.0 0.0 32837 17.84

1.396E!02 4.848E!01 125.0 125.0 13682 (BEAM)

= B/H = 2855 / 250 mm

5 1 1.6903E+00 2.520E!01 351.2 9.8 32837 42.26

4.189E!02 3.166E+00 38.0 !105.0 13682

!9.673E!02

= SECC.LONG VIGA+LOSA

5.1 1 3.6560E!01 8.250E!02 0.0 0.0 32837 9.14

3.424E!03 9.532E!03 628.4 419.8 13682

= CS 1 Viga Prefabricada

6 1 1.4662E+00 2.440E!01 0.0 0.0 32837 36.66

3.626E!02 1.787E+00 62.9 !93.9 13682


6.1 1 3.6560E!01 8.250E!02 0.0 0.0 32837 9.14

3.424E!03 9.532E!03 628.4 419.8 13682


7 1 1.6903E+00 2.520E!01 !351.2 !9.8 32837 42.26

4.189E!02 3.166E+00 38.0 !105.0 13682

9.673E!02


Page 62016-05-03

Mesh Generation

SO

FiS

TiK

AG

- w

ww

.sof

istik

.de

Sectional Values

No. Mat A[m2] Ay[m2] Iy[m4] yc[mm] ysc[mm] E[N/mm2] g[kN/m]

MRf It[m4] Az[m2] Iz[m4] zc[mm] zsc[mm] G[N/mm2]

Ayz[m2] Iyz[m4]

7 = SECC.LONG VIGA+LOSA

7.1 1 3.6560E!01 8.250E!02 0.0 0.0 32837 9.14

3.424E!03 9.532E!03 628.4 419.8 13682


8 1 1.6903E+00 2.520E!01 351.2 9.8 32837 42.26

4.189E!02 3.166E+00 38.0 !105.0 13682

!9.673E!02


8.1 1 3.6560E!01 8.250E!02 0.0 0.0 32837 9.14

3.424E!03 9.532E!03 628.4 419.8 13682


9 1 1.4662E+00 2.440E!01 0.0 0.0 32837 36.66

3.626E!02 1.787E+00 62.9 !93.9 13682


9.1 1 3.6560E!01 8.250E!02 0.0 0.0 32837 9.14

3.424E!03 9.532E!03 628.4 419.8 13682


10 1 1.6903E+00 2.520E!01 !351.2 !9.8 32837 42.26

4.189E!02 3.166E+00 38.0 !105.0 13682

9.673E!02


10.1 1 3.6560E!01 8.250E!02 0.0 0.0 32837 9.14

3.424E!03 9.532E!03 628.4 419.8 13682

= CS 1 Viga PrefabricadaNo. section number ysc,zsc shear centre

Mat material number E Young's modulusA sectional area g weight per lengthAy,Az,Ayz transverse shear deformation area MRf reinforcement material number

Iy,Iz,Iyz bending moment of inertia It torsional moment of inertiayc,zc centre of gravity G Shear modulus

Structural Elements

Structural Points

Number X[m] Y[m] Z[m] Support Conditions Title

1 0.105 !4.402 0.000

2 0.505 !4.396 0.000

3 2.846 !4.365 0.000

4 5.186 !4.334 0.000

5 7.526 !4.303 0.000

6 9.867 !4.273 0.000

7 12.208 !4.242 0.000

8 14.548 !4.211 0.000

9 16.888 !4.180 0.000

10 19.228 !4.149 0.000

11 21.569 !4.118 0.000

12 23.459 !4.093 0.000

13 23.860 !4.089 0.000

14 0.000 0.000 0.000

15 0.400 0.006 0.000

16 2.750 0.036 0.000

17 5.100 0.068 0.000

18 7.449 0.098 0.000

19 9.799 0.129 0.000

20 12.149 0.160 0.000

21 14.499 0.191 0.000

22 16.849 0.222 0.000

23 19.199 0.253 0.000

24 21.548 0.284 0.000

25 23.448 0.309 0.000

26 23.849 0.314 0.000

27 !0.105 4.402 0.000

28 0.295 4.407 0.000

29 2.655 4.438 0.000

30 5.013 4.469 0.000

31 7.373 4.500 0.000

32 9.732 4.531 0.000

33 12.092 4.562 0.000


Page 72016-05-03

Mesh Generation

SO

FiS

TiK

AG

- w

ww

.sof

istik

.de

Structural Points

Number X[m] Y[m] Z[m] Support Conditions Title

34 14.451 4.594 0.000

35 16.809 4.624 0.000

36 19.168 4.656 0.000

37 21.528 4.686 0.000

1.2.12. CÁLCULOS ESTRUCTURALES · • Muros de contención 1.2. NORMATIVA DE APLICACIÓN Para la...

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