DISEÑO DE PUENTE VIGA

Información Preliminar:

L L

L = 20 m.Sobrecarga: - Camión Stándar

- AASHTO Standar HS20

Número de vías (n) = 2

Concreto: = 210Kg/cm2

Acero: = 4200 Kg/cm2

Superestructura1. Predimensionamiento:

a. Ancho del puente (a)a = 3.60 + 3(n-1)a = 3.60 + 3(2-1)a = 3.60 + 3(1)a = 6.60 m.Asumo: a = 7.20m.

b. Viga PrincipalAncho (b)

Asumo B: 2.00 (económico)

Asumo b = 45cm.

Peralte (h)

Asumo h = 1.30m.

c. Viga Diafragma

Ancho Asumo = 25cm.Peralte

= 75% h = 0.75 (1.26) = 0.94m.

Asumo = 1.00m.Donde: B = Distancia centro a centro de viga principal (m)

L = Longitud de tramo (m)

d. LosaPeralte (t)

Donde: s = Luz libre entre vigas principales (pies)

0.05 Asfalto

t Losa

Vigas principales

b = 0.45m. s b = 0.45m. s b = 0.45m.

B = 2.00m. B = 2.00m.

Asumo t = 0.542’ = 17 cm

2. Análisis y Diseño de Losaa) Análisis

Carga muerta (D)Se analiza en 1m2 de losaAsumo = 2” = 5cm.Peso de losa = 2400 Kg /m3 x 1.00m. x 0.17m. = 408 Kg/mPeso de Asfalto = 2200 Kg/m3 x 1.00m. x 0.05m. = 110 Kg/m

Kg/m

M- = M+ =

M- = M+ =

M- = M+ = 124.45 Kg-m

Sobrecarga (L)

Por continuidad

Por impacto

Asumo I = 0.30

Por lo tanto:

1.55m.

+

Momento Último

b) DiseñoCálculo del peralte efectivo (d)

D = t – recua. -

: Asumo ½’ = 1.27cmRecub.:Asumo 2” = 5cm.Por lo tanto:d = 17 – 5 – 1.27/2d = 11.36cm.

Cálculo de acero estructural(Perpendicular a la dirección del tránsito, colocada en dos capas superior e inferior)

a = d/5 = 11.36/5 = 2.27cm.

Iterando: As = 9.81cm2

Cálculo de acero de repartición

Asumo:67%

Asfalto

Losa

Viga Principal

1.55/2 0.45m. 1.55/2

2.00m.

0.17m.

0.83m.

1.00m.

0.45m.

0.17m.

1.13m.

Viga diafragma

Usar:1 1/2@0.20m.

Cálculo de acero por temperatura

Por norma:

s 45cm.3 = 3(17) = 51cm

Usar 1 1/2@0.45m.3. Análisis y diseño de viga principal

Viga Interior

a. AnálisisCarga muerta (D)Peso de losa: 2400Kg/m3 x 2m. x 0.17m. = 816Kg/mPeso de viga: 2400Kg/m3 x 0.45m. x 1.13m. = 1220.40Kg/mPeso asfalto: 2200Kg/m3 x 2m. x 0.05m. = 220Kg/m

= 2256.40Kg/m

Por peso de vigas diafragma

Para un tramo:Peso propio: 0.25m. x 0.83m. x 1.55m. 2400Kg/m3 = 771.90KgRepartición en los extremosP = 771.90/2 = 385.95 KgVigas interiores

20m. 20m.

WD = 2256.40Kg/m

16923 28205 16923

1692328205

2820516923

DFC

+

-

112820

63461.250 63461.250

7.5m.

7.5m.

DMF

-

+

Carga viva (L)Camión Stándar

771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg

10m. 10m. 10m. 10m.

20m. 20m.

RA =1302.582 Kg RB = 1013.118 Kg RC = 1543.8Kg

530.682Kg

241.218Kg771.90Kg

DFC

5306.82Kg-m

2894.64Kg-m

DMF

771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg

771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg 771.90Kg

10m. 10m. 10m. 10m.

20m.

Posición de la resultante:

Analizando por línea de influencia

P 4P 4P

4.27m. 4.27m.

P 4P 4P

4.27m. 4.27m.

9P

5.29m.

Lado derecho:

Lado izquierdo:

Reemplazando en (1):(5/3L-RD)L + RD(L-a) – (L2/3) = 05/3L – RD + RD – RDa – (L2/3) = 0RD = 4/3 (L2/a)

L = 20m. L = 20m.

RA RDRC

RB

a

L L

1

2

Reemplazando en (2):RA = 5/3L – 4/3(L2/a)RA = L/3(5 – 4L/a)

Tramo AD

Tramo DB

1

2

A BC

D

L L

x

a

Tramo BC

A DB

C

a

L L

x

2

1

A D CB

a

L L

Cálculo de reacciones:L = 20m.a = 10m.

Cálculo de los momentos cada décimo de la luz:

DistanciaX (m)

MomentoM (Ton – m)

0 02 0.754 1.526 2.328 3.1610 4.0612 3.0416 2.1118 1.2820 0.5722 0.5724 1.2826 2.1128 3.0430 4.0632 3.1634 2.3236 1.5238 0.7540 0

Por camión stándar:

Por lo tanto: Mmàx O 222720 Ton-mSe trabaja con un eje

4.06ton-m 4.06Ton-m

20m. 20m.

Y1Y

Y2

4.27 4.27P 4P 4P

5.73 8.545.73

20m. 20m.

Impacto

Asumo I=0.26

Momento Último negativo

Momento Último positivo

b) Diseño

Cálculo del peralte efectivo (d):d = h – recb. - - recub: Asumo 4cm.

: Asumo ½” = 1.27cm: Asumo 1” = 2.54cm

d = 130 – 4 -1.27 – 2.54d = 122.19cm

Cálculo del acero estructural:a = 0.85cAsumo: c = t

c = 17cm

a = 0.85 (17)a = 14.45cm

t c

dh

2m.

Entonces:C < t10.52cm < 17cmPor lo tanto: Se diseña como una viga rectangular

Iterando:

Chequeo de cuantías:

Por lo tanto:

Viga Exterior

a) AnálisisCarga muerta (D)Peso de losa: 2400Kg/m3 x 1.82m. x 0.17m. = 742.56Kg/mPeso de viga: 2400Kg/m3 x 0.45m. x 1.13m. = 1220.40Kg/mPeso de asfalto: 2200Kg/m3 x 1.60 x 0.05m. = 176.00 Kg/mPeso de vereda: 2400Kg/m3 x 0.70m. x 0.25m. = 420.00Kg/mPeso de barandas = 150Kg/m

= 2708.56Kg/m

vereda 0.25m.

0.45m. 0.60m. 0.50m.

Viga principal

Losa

Asfalto

1.00

1.55/2 0.45 0.38 0.70

0.30

Peso por viga diafragma

20m. 20m.

mKgWD /56.2708

mKgWD /56.2708

67162.20

201486201486

201486

6762.20

2014866762.20

DFC

75557.48 75557.48

135428

DMF

7.5

7.5

5 5

20m.

385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg

RC = 771.90Kg

2653.4Kg

Por carga viva

385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg 385.95Kg

10m. 10m. 10m. 10m.

20m.

RA =651.290Kg RB = 506.560Kg

265.34Kg

120.61Kg385.95Kg

1447.3Kg-m

DMF

Analizando por línea de influenciaSe trabaja con un eje

Impacto

Asumo I=0.26

Momento Último negativo

Momento Último positivo

DiseñoCálculo del peralte efectivo (d):d = h – recb. - - recub: Asumo 4cm.

: Asumo ½” = 1.27cm: Asumo 1” = 2.54cm

d = 130 – 4 -1.27 – 2.54d = 122.19cm

Cálculo del acero estructural:a = 0.85cAsumo: c = t

c = 17cm

a = 0.85 (17)a = 14.45cm

Entonces:C < t16.20cm < 17cmPor lo tanto: Se diseña como una viga rectangular

Iterando:

Chequeo de cuantías:

Por lo tanto:

Usar 20 1’ = 101.20cm2

4. Análisis y diseño de viga diafragma

a) AnálisisCálculo del momento torsor (Mt)

Donde: = Momento positivo o negativo de la losa D = Distancia a ejes de vigas secundarias

b) DiseñoCálculo del peralte efectivo (d)

Asumo: ¾ = 1.91cm.Recua. = Asumo 4cm.

Asumo 3/8 = 0.98cm.d = 100 – 4 – 1.91 – 0.98d = 93.11

Cálculo de acero estructuralA = 0.85 cAsumo:

C = t C = 0.17m = 17cm

a = 0.85 (17)a = 14.45cm.

Viga diafragma

Losa

Asfalto

0.05m.

0.17m.

0.83m.

0.25m.

1m.

Entoncesc < t1.145 < 17cmPor lo tanto: Se diseña como viga rectangular

a =d/5 = 93.11/5 = 18.62cm.

Iterando: As = 7.84cm2

Chequeo de cuantías

Por lo tanto:OK!

Usar: 2 1/2 + 2 3/4 = 8.24cm2

Cálculo de estribosSe usarán estribos de 3/8Se espaciarán:

a) S = 48 varilla=48 x 0.98 = 47.04 cm.b) S = d/2 = 93.11/2 = 46.56cm.

c) S =

Usar 3/8 1@0.05m ; 10@0.20m. ; R@0.45m.

5. Análisis y diseño de vereda

a) AnálisisCarga muertaPeso de vereda: 0.50m x 0.25m. x 2400Kg/m3 = 300Kg/mPeso de baranda: = 150Kg/m

= 450Kg/m

0.225m. 0.50m.

0.725m.

0.15m.

0.25m.

vereda

Viga sardinel

L = 0.50m.

P = 150Kg/m

0.15m.

mKgWD /300

+

37.5Kg-m

52.5Kg-m

0.15m.

M- =

M- =

M- = 37.5 + 52.5M- = 90Kg-m

Carga vivaSobrecarga: 415Kg/m2

Mmax =

Mmax =

Mmax =

Impacto:

No cumpleAsumo I = 0.30

Por continuidad

mKgWD /415

L = 0.50m

51.88Kg-m

Por lo tanto:

Momento Último

Verificación del peralte de la veredaPor flexiòn

Por lo tanto:Es menor que h =25cm. OK!

b) DiseñoCálculo del peralte efectivo (d)d = h – recub. -

Por lo tanto:d = 25 – 5 – 1.27/2d = 19.36cm

Cálculo de aceroa = d/5 = 19.36/5 = 3.87cm

Iterando: As = 0.43 cm2

Cálculo de acero mínimo

Como > As

Usar = 3.60cm2

s = 1.29cm2/3.60cm2 x 100cm = 36cm

Usar 1 1/2@0.35

Cálculo de acero de repartición

% =

% =

% = 170.24 > 67%

Asumo 67%

Asrepart = 67% As

Asrepart = 0.67(6.45)

Asrepart = 4.32 cm2

S = (1.29cm2/4.32cm2) x 100cm = 30cm

Usar 1 1/2@0.30m

Cálculo de acero por temperatura

Por norma:

S 45cm

3

Usar 1 1/2”@0.45m

Infraestructura1. Estribos

Información preliminar

Suelo:Peso específico: 1600Kg/cm3

Angulo de fricción: 45°Altura de estribo (H) = 6m.

a) Predimensionamiento

Pasando sobrecarga a equivalente al terreno

Chequeo de secciones críticasSección A

0.70 0.60S/C = 960kg/m2

6.00

0.500.50

0.50

3.50

1.50

Pared 1/50

C

B

A

b

H

163.2Kg/m2

1632Kg/m2

P1 =163.2Kg/m2 x 1.50m. = 244.8KgP2 = (408Kg/m2/2) x 1.50m. = 306KgW = 1.50m. x 0.7m. x 1.00m x 2300Kg/m3 = 2415Kg

a) Volteo:

P1

P2

b=0.70

h = 1.50

A

W4.08Kg/m2

b) Deslizamiento:

c) Esfuerzos:

0.14 < 0.12…….., si no hay tracciones

CL

e

W

M.volteo

W

A

=

q = 0.76 Kg. /cm2

q = 0.07 Kg. /cm2

* SECCION B