Diseño de Estribo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUENTES Y OBRAS DE ARTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL DATOS CONCRETO HL 93 F'C (kg/cm3): 210 Longitud Del Puente: 30 m separacion entre vigas: 2.15 m altura de viga incluye tablero: 1.1 m Reaccion de carga Muerta RD: 30 Tn Reaccion de carga Viva RL: 35 Tn Ancho de calzada del puente: 9.4 m Numero de vias: 2 APOYO Lapoy= 0.4 m A apoy= 0.5 m h apoyo= 2 pulg RELLENO Altura del relleno 4.3 m ɣ = 1.7 Tn/m3 Ø = 40 ° Capacidad Admisible Del Suelo q(adm)= 2.5 kg/cm2 h'= 0.6 *B1= 0.658 m *adoptamos un valor para B2= 0.800 m *B3= 0.4 m Dato adoptado *B4=2x0.4+0.658+0.8+0.525= 2.783 m *H1=2X0.025+1.10= 1.150 m *H4= 4.3 m *H2=H4-H1= 3.150 m *H3= 0.6 m Dato Asumido camion de diseño: SOLUCION DISEÑO DE ESTRIBO Para el estribo se utilizara concreto ciclopeo de peso especifico 2300kg/m3, ademas se tomara como como dimensiones las que se predimencionaran a continuacion considerando un talud de 1:6 . Página 1 DISEÑO DE ESTRIBO

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  • UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUENTES Y OBRAS DE ARTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    DATOS CONCRETO

    HL 93 F'C (kg/cm3): 210

    Longitud Del Puente: 30 m

    separacion entre vigas: 2.15 m

    altura de viga incluye tablero: 1.1 m

    Reaccion de carga Muerta RD: 30 Tn

    Reaccion de carga Viva RL: 35 Tn

    Ancho de calzada del puente: 9.4 m

    Numero de vias: 2

    APOYO

    Lapoy= 0.4 m

    A apoy= 0.5 m

    h apoyo= 2 pulg

    RELLENO

    Altura del relleno 4.3 m

    = 1.7 Tn/m3

    = 40

    Capacidad Admisible Del Suelo q(adm)= 2.5 kg/cm2

    h'= 0.6

    *B1= 0.658 m

    *adoptamos un valor para B2= 0.800 m

    *B3= 0.4 m Dato adoptado

    *B4=2x0.4+0.658+0.8+0.525= 2.783 m

    *H1=2X0.025+1.10= 1.150 m

    *H4= 4.3 m

    *H2=H4-H1= 3.150 m

    *H3= 0.6 m Dato Asumido

    camion de diseo:

    SOLUCION

    DISEO DE ESTRIBO

    Para el estribo se utilizara concreto ciclopeo de peso especifico 2300kg/m3, ademas se tomara como como dimensiones las que se predimencionaran a

    continuacion considerando un talud de 1:6 .

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    Coeficiente De Empuje Activo: se calcula mediante la siguiente formula:

    Ka=(tan(45+/2))2

    0.217

    entonces: Ea= 0.499 tn

    Eah=Ea*cos( /2)= 0.469 tnEav=Ea*sen( /2)= 0.171 tnP1=2.3x1.15x0.8 2.116 tn

    posicion de la resultante:

    0.4812

    0.800

    dh=1.15x(3x0.6+1.15)/(3x(2x0.6+1.15))= 0.4812057

    Fuerzas Desestabilizadoras:

    ELEMENTO FUERZA(Tn) dh(m) M Des.

    Eah 0.469 0.481 0.226

    Fuerzas Estabilizadoras:

    ELEMENTO FUERZA(Tn) x(m) M est.

    P1 2.116 0.4 0.8464

    Eav 0.171 0.800 0.136669

    TOTAL 2.287 0.983

    luego se procede al calculo de X y econ su respectiva verificacion respecto al emax

    emax= 0.133

    x= 0.331 entonces e= 0.069 OK

    emax= 0.133Factor De Fuerza Al Deslizamiento: Fsd>1.5

    el valor de Cf es el valor de la resistencia al corte del concreto Vc y se calcula mediante la siguiente expresion:

    Cf= 52226.922

    luego: Fs= 111.270 OK

    entonces FS> 1.5

    Factor De Fuerza Al Volteo:Fsv>2

    Fsv> 2

    Fsv= 4.352 OK

    Transmision de esfuerzos: adm=0.4xf'c

    adm= 84 kg/cm2

    1= 0.434 kg/cm2 entonces SI CUMPLE

    2= 0.138 kg/cm2 entonces SI CUMPLE

    1.150

    SECCION A-A ESTRIBO CON RELLENO CARGADO

    Empuje Activo:

    Pgina 2 DISEO DE ESTRIBO

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    1.150

    3.150

    dh= 1.590

    0.525 0.658 0.800

    Empuje Activo Ea:

    Se calcula mediante la sgt expresion

    entonces se tiene:

    Ea= 4.371 Tn

    Eah=Ea*cos( /2)= 4.108 TnEav=Ea*sen( /2)= 1.495 Tn

    posicion de la resultante:

    dh= 1.590

    Fuerzas Desestabilizadoras:

    ELEMENTO FUERZA(Tn) dh(m) M Des.

    Eah 4.11 1.590 6.53

    Fuerzas Estabilizadoras:

    ELEMENTO FUERZA(Tn) X(m) M Des.

    P1 7.912 1.583 12.5247

    P2 4.76721 1.512 7.208022

    P3 1.803625 0.35 0.631269

    EaV 1.495 1.983 2.964624

    TOTAL 15.97785448 23.32861

    X= 1.05

    ademas:

    entoncces e= -0.060 OK

    emax= 0.331

    SECCION B-B. ESTRIBO SIN PUENTE Y CON RELLENO SOBRECARGADO.

    P1P2

    P3

    Ea

    EaH

    EaV

    B B

    Pgina 3 DISEO DE ESTRIBO

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    Factor De Fuerza Al Deslizamiento: Fsd>1.5

    Cf

    0.70 para el caso

    0.70

    0.60

    0.50

    0.33

    Fsd= 2.723 OK

    Fsd min= 1.5

    Factor De Fuerza Al Volteo:Fsv>2

    se calcula mediante la siguiente expresion:

    entonces Fsv= 3.573 OK

    Transmision de esfuerzos: adm=0.4xf'c

    adm= 84 kg/cm2

    1= 0.660 kg/cm2 entonces SI CUMPLE

    2= 0.952 kg/cm2 entonces SI CUMPLE

    Longitud Del Puente: 30 m

    Rd= 30 kg

    Rl= 35 kg

    separacion entre viguetas s= 2.15

    Weq= 970 kg.m

    Pmeq= 22400 kg.m

    numero de vias= 2

    numero de apoyos= 2

    ancho de la calzada= 9.4 m

    1.5897 m

    Calculando la fuerza de frenado mediante la siguiente formula:

    entonces se tiene que: Rf= 273.93617 kg

    luego calculando los valores de RD' y RL' se tiene:

    RD'=RD/s RD'= 13.9535 kg

    RL'=RL/s RL'= 16.2791 kg

    posicion de la resultante:

    dh= 1.590 m

    Albaileria sobre tierra o arcilla seca

    Albaileria sobre arcilla humeda

    COEFICIENTE DE ROZAMIENTO

    Albaileria sobre albaileria

    Albaileria sobre roca

    Albaileria sobre cascajo

    SECCION B-B. ESTRIBO CON PUENTE Y CON RELLENO SOBRECARGADO.

    Pgina 4 DISEO DE ESTRIBO

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    Fuerzas Desestabilizadoras:

    ELEMENTO FUERZA(Tn) dh(m) M Des.

    Eah 4.108 1.590 6.530

    Rf 0.274 6.130 1.679

    TOTAL 4.381 8.209

    Fuerzas Estabilizadoras:

    ELEMENTO FUERZA(Tn) X(m) M Des.

    P1 7.912 1.583 12.525

    P2 4.767 1.512 7.208

    P3 1.804 0.35 0.631

    EaV 1.495 1.983 2.965

    RD 13.953 0.958 13.367

    RL 16.279 0.958 15.595

    TOTAL 46.210 52.291

    luego se procede al calculo de X:

    entonces X= 0.954 m

    luego verificamos la excentricidad e:

    entonces : e= 0.0375 m SI CUMPLE

    emax=B/6 emax= 0.3305 m

    Factor De Fuerza Al Deslizamiento: Fsd>1.5

    Cf

    0.70 se considera.

    0.70

    0.60

    0.50

    0.33

    el factor de seguridad se calcula mediante la siguiente expresion.

    entonces: Fsd= 7.383

    ademas el factor de seguridad debe ser menor a: 1.5

    entonces: SI CUMPLE

    Factor De Fuerza Al Volteo:Fsv>2

    se calcula mediante la siguiente expresion:

    entonces:

    Fsv= 6.370 ademas el Fsv debe ser mayor que 2

    entonces: SI CUMPLE

    COEFICIENTE DE ROZAMIENTO

    Albaileria sobre albaileria

    Albaileria sobre roca

    Albaileria sobre cascajo

    Albaileria sobre tierra o arcilla seca

    Albaileria sobre arcilla humeda

    Pgina 5 DISEO DE ESTRIBO

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    Transmision de esfuerzos: adm=0.4xf'c

    adm= 84 kg/cm2

    1= 2.595 kg/cm2 entonces SI CUMPLE

    2= 2.066 kg/cm2 entonces SI CUMPLE

    1.7939891 m

    EMPUJE ACTIVO:

    el empuje activo se calcula mediante la siguiente expresion:

    remplasando los valores respectivos se tiene:

    Ea= 5.5245 Tn

    Eah=Ea*cos( /2)= 5.1913 TnEav=Ea*sen( /2)= 1.8895 Tn

    la posicion de la resultante la calcularemos mediante la siguiente expresion:

    entonces: dh= 1.794 m

    Fuerzas Desestabilizadoras:

    ELEMENTO FUERZA(Tn) dh(m) M Des.

    Eah 5.191 2.383 12.371

    Fuerzas Estabilizadoras:

    ELEMENTO FUERZA(Tn) X(m) M Des.

    P1 7.912 1.983 15.689

    P2 4.767 1.912 9.115

    P3 1.804 0.750 1.353

    P4 3.841 1.392 5.344

    P5 2.924 2.583 7.553

    Eav 1.889 2.783 5.258

    TOTAL 23.137 44.312

    luego calculamos el valor de X

    entonces: x= 1.380545676

    luego verificamos la excentricidad e:

    entonces : e= 0.011 m

    emax=B/6 emax= 0.464 m entonces: SI CUMPLE

    luego el valor de los esfuerzos 1 y dos se calcula mediante las siguientes expresiones, remplazando los valores

    se tiene

    SECCION C-C. ESTRIBO SIN PUENTE Y CON RELLENO SOBRECARGADO.

    Pgina 6 DISEO DE ESTRIBO

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    Factor De Fuerza Al Deslizamiento: Fsd>1.5

    Cf

    0.70

    0.70

    0.60 se considera.

    0.50

    0.33

    el factor de seguridad se calcula mediante la siguiente expresion.

    entonces: Fsd= 2.674

    ademas el factor de seguridad debe ser menor a: 1.5

    entonces: SI CUMPLE

    Factor De Fuerza Al Volteo:Fsv>2

    se calcula mediante la siguiente expresion:

    entonces:

    Fsv= 3.582 ademas el Fsv debe ser mayor que 2

    entonces: SI CUMPLE

    Transmision de esfuerzos:

    adm= 2.5 kg/cm2

    1= 0.851 kg/cm2 entonces SI CUMPLE

    2= 0.812 kg/cm2 entonces SI CUMPLE

    SECCION C-C ESTRIBO CON PUENTE Y CON RELLENO SOBRECARGADO.

    1.794 m

    EMPUJE ACTIVO:

    El empuje activo sera el mismo que para el caso anterior, siendo esto se tiene:

    Ea= 5.524 Tn

    Eah=Ea*cos( /2)= 5.191 TnEav=Ea*sen( /2)= 1.889 Tn

    La posicion de la resultante dh sera la misma que para el caso anterior

    entonces: dh= 1.794 m

    luego el valor de los esfuerzos 1 y dos se calcula mediante las siguientes expresiones, remplazando los valores

    COEFICIENTE DE ROZAMIENTO

    Albaileria sobre albaileria

    Albaileria sobre roca

    Albaileria sobre cascajo

    Albaileria sobre tierra o arcilla seca

    Albaileria sobre arcilla humeda

    Pgina 7 DISEO DE ESTRIBO

  • UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUENTES Y OBRAS DE ARTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    Fuerzas Desestabilizadoras:

    ELEMENTO FUERZA(Tn) dh(m) M Des.

    Eah 5.191 2.383 12.371

    Rf 0.274 6.730 1.844

    TOTAL: 5.465 14.214

    Fuerzas Estabilizadoras:

    ELEMENTO FUERZA(Tn) X(m) M Des.

    P1 7.912 1.983 15.689

    P2 4.767 1.912 9.115

    P3 1.804 0.750 1.353

    P4 3.841 1.392 5.344

    P5 2.924 2.583 7.553

    Eav 1.889 2.783 5.258

    RD 13.953 1.358 18.949

    RL 16.279 1.358 22.107

    TOTAL: 53.369 85.368

    luego calculamos el valor de X

    entonces: x= 1.333 m

    luego verificamos la excentricidad e:

    entonces : e= 0.058 m

    emax=B/6 emax= 0.464 m entonces: SI CUMPLE

    Factor De Fuerza Al Deslizamiento: Fsd>1.5

    Cf

    0.70

    0.70

    0.60 se considera.

    0.50

    0.33

    el factor de seguridad se calcula mediante la siguiente expresion.

    entonces: Fsd= 5.859

    ademas el factor de seguridad debe ser menor a: 1.5

    entonces: SI CUMPLE

    Factor De Fuerza Al Volteo:Fsv>2

    se calcula mediante la siguiente expresion:

    entonces:

    Fsv= 6.006 ademas el Fsv debe ser mayor que 2

    entonces: SI CUMPLE

    Albaileria sobre arcilla humeda

    COEFICIENTE DE ROZAMIENTO

    Albaileria sobre albaileria

    Albaileria sobre roca

    Albaileria sobre cascajo

    Albaileria sobre tierra o arcilla seca

    Pgina 8 DISEO DE ESTRIBO

  • UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUENTES Y OBRAS DE ARTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    Transmision de esfuerzos:

    adm= 2.5 kg/cm2

    1= 2.159 kg/cm2 entonces SI CUMPLE

    2= 1.677 kg/cm2 entonces SI CUMPLE

    `

    luego el valor de los esfuerzos 1 y dos se calcula mediante las siguientes expresiones, remplazando los valores

    Debido a que todas las verificaciones de factores de seguridad al volteo como deslizamiento cumplieron con satisfaccion entonces se afirma que el diseo

    definitibo de el estribo sera el siguiente:

    Pgina 9 DISEO DE ESTRIBO