VERIFICACION DEL COMPORTAMIENTO SÍSMICO NO LINEAL CONTRA EL TIEMPO

PUENTE BOTERO

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

Proyecto de Grado en Estructuras

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

BOGOTA D.C. 2018-II

Proyecto de Grado en Estructuras Héctor Fabián Chaparro Rivera

201610631

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1 RESUMEN

El presente informe contiene el diseño sísmico elástico y la verificación del comportamiento sísmico no lineal del puente Botero, diseñado con aisladores sísmicos considerando la No Linealidad de los Materiales, los Efectos por grandes Desplazamientos, la Flexibilidad de la Cimentación. En ésta verificación se emplearon los procedimientos del análisis Cronológico o Contra el Tiempo. Este procedimiento se adoptó debido a que es el método recomendado por la normatividad de diseño para representar apropiadamente los efectos inelásticos de las estructuras con largos periodos estructurales y amortiguamientos añadidos al sistema sísmicos.

2 ABSTRACT

The present report contains the elastic seismic design and verification of the non-linear seismic behavior of the Botero Bridge, designed with seismic isolators considering non-linearity of Materials, the effects of large displacements and foundation flexibility. In this verification, the procedures of Non Linear Time History Analysis were used. This procedure was adopted because it is the recommended method by design regulations in order to represent in the most appropriate way, the inelastic effects of structures with long structural periods and damping added to the seismic system.

3 INTRODUCCIÓN

El puente Botero se encuentra ubicado al nordeste antioqueño, dentro del proyecto de que pretende dar continuidad al desarrollo vial del Aburra Norte. El diseño estructural del puente se realizó siguiendo lo dispuesto en la Norma Colombiana de Puentes CCP-14 [1], y dadas las características del sistema de resistencia sísmica del puente, fue necesario recurrir a los requisitos de diseño sísmico del AASHTO [2] y a la guía de diseño de puentes con aislamiento sísmico del AASHTO [3].

El diseño del puente presentado en este informe contiene elementos básicos del pre dimensionamiento, análisis y diseño de la subestructura y superestructura del puente construido por voladizos sucesivos y finalmente presenta los resultados de los análisis sísmicos desarrollados desde los modelos lineales elásticos (EDA) hasta los modelos no lineales contra el tiempo (NL-THA).

4 NORMATIVIDAD

Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes CCP-14 [1]. AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design 2nd Edition 2011

(AASHTO GSBD) [2]. AASHTO Guide Specifications for Seismic Isolation 4th Edition AASHTO GSID [3]. Seismic Design Criteria of Caltrans SDC 1.7 [4].

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5 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El Puente Botero tiene 240 m de longitud, distribuidos en 3 luces de 60, 120 y 60 m. La superestructura consiste en una viga cajón continua de 11.50 m de ancho, altura variable entre 6.50 m y 2.50 m, y su construcción se proyecta mediante segmentos por voladizos sucesivos. La infraestructura consiste en estribos tipo silletas apoyadas sobre dos pilotes de 1.50 m de diámetro de 12 m de longitud, y dos pilas rectangulares huecas de altura de 23 y 17 m, apoyadas en dados de 2.50 m de altura que transportan las cargas a 4 pilotes de 2 m de diámetro y 15 m de longitud. Se proyectan aisladores sísmicos tipo LRB, para la conexión entre la superestructura y la infraestructura. En la figuras 1 y 2 se presenta la planta perfil general del puente.

Figura No. 1 Planta Puente Botero.

Figura No. 2 Perfil Puente Botero.

6 ESPECIFICIACIONE DE LOS MATERIALES

Dovelas: Peso específico = 24.5 KN/m³ Resistencia f ’c = 35 MPa Módulo de elasticidad = 28400 MPa

Columnas, Zapatas, Estribos, Barreras de Tráfico y Losas de Aproximación: Peso específico = 24 KN/m³ Resistencia f ’c = 28 MPa

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Módulo de elasticidad = 25400 MPa

Caisson, Pilotes: Peso específico = 24 KN/m³ Resistencia f ’c = 21 MPa Módulo de elasticidad = 21996 MPa

Refuerzo sin tensionar: A-60 ASTM 706 Resistencia a la fluencia fy = 420 MPa Módulo de elasticidad Es = 204000 MPa

Refuerzo Tensionado: Acero de baja relajación Cable diámetro 0.6” Esfuerzo último fpu = 1890 MPa Esfuerzo de fluencia fpy = 1610 MPa Módulo de elasticidad = 197400 MPa

Ductos de tensionamiento: Diametro : 0.08 m Coeficiente perdidas involuntarias, K = 0.00066 1/m Coeficiente Perdidas por fricción, = 0.25 1/rad Desviación c.g. eje ducto, Z = 20 mm

Aparatos de apoyo en estribos y pilas: Aisladores sísmicos de neopreno reforzado con núcleo de plomo LRB

7 METODOLOGÍA

a) Prediseño estructural de la superestructura y subestructura del puente. b) Diseño sistema de aislamiento sísmico elástico de la estructura. c) Determinación de las demandas máximas elásticas de desplazamientos y cortantes

sobre los aisladores y los apoyos. d) Desagregación sísmica y señales de diseño. e) Análisis No Lineal Contra el Tiempo. f) Análisis de resultados.

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8 DISEÑO SUPERESTRUCTURA

Secciones transversales

Se realizó el dimensionamiento transversal de la viga cajón de acuerdo al numeral 5.14.2.3.10d del CCP 14 [1] y las recomendaciones de los manuales de diseño de puentes postensados [8, 9, 10]. En la figura No 3 y 4 se se muestra la sección del puente en el centro de la luz y sobre las pilas eje 2 y 3.

Figura No. 3 Sección transversal en centro de luz.

.

Figura No. 4 Sección transversal sobre pilas.

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Trazado general de cables losa

En las siguientes figuras se presenta el trazado general de los cables superiores y de continuidad en la viga cajón. La figura No 6 y 7 muestra la planta de trazados típica de los cables superiores e inferiores, respectivamente.

Figura No. 5 Perfil general de cables.

Figura No. 6 Planta general de cables superiores de un martillo.

Figura No. 7 Planta general de cables de continuidad losa inferior de luz central.

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Proceso constructivo

Se realizaron las verificaciones de resistencia, esfuerzos y estabilidad de la viga cajón antes del cierre de los voladizos en el centro de la luz. A continuación se muestran los estados de carga, esfuerzos, deflexiones, cálculo de los apoyos temporales [Setra 10] y un chequeo de la resistencia a cortante de la viga cajón.

ANALISIS DURANTE CONSTRUCCION ESTADO LIMITE DE CARGA1. ELS esf: Esfuerzos y deflexiones Servicio (5.14.2.3.3)2. ELS est: Estabilidad obra Servicio (5.14.2.3.3, 5.14.2.4.4)3. ERL sup: Resist. Superestructura Resistencia (5.14.2.3.4a)4. ERL sub: Resist. Subestructura y conexiones Resistencia (5.14.2.3.4b)

CARGAS DURANTE CONSTRUCCION [5.14.2.3.2 CC-14 ]DC: Peso pórtico de las dovelasDEE: Carga muerta diferencial aplicada a voladizos (2% DC)CLL: Carga viva distribuida de construcción (0.25/0.5 KN/m²).CEQ: Peso del carro de avance (500 KN/m²)U: Carga de segmento desbalanceadoWUP: Viento levantamiento asimétrico (0,25 KN/m²)WS: Carga de viento horizontal sobre la estructura WE: Carga de viento horizontal sobre los equiposTU: Fuerzas debidas a temperatura (+/-6°)PS: Fuerzas debidas al postensado (ɥ = 0.25, K=0,00066/m, 12x0,6")EQ: Fuerza sísmica (50% Espectro Sísmico Diseño, 3.10.10 CCP-14)

TDP, SR, SH: Efectos secundarios y propiedades dependientes del tiempo; creep, retracción y relajación del acero: fcm, Ec, CR, SH, Relajación (CEB FIP Model 90)

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Verificación de esfuerzos en losa

A continuación se verifican los diagramas de esfuerzos a lo largo de la viga cajón para las condiciones de servicio del puente considerando los efectos de largo plazo y cargas transitorias sobre la viga.

Verificación de los esfuerzos de tracción en fibra superior e inferior (Servicio III):

Verificación de los esfuerzos de compresión en fibra superior e inferior (Servicio I):

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Verificación de los esfuerzos de compresión fibra superior e inferior (Servicio IV):

Evaluación de deflexiones

A continuación se presentan las deflexiones transitorias y de largo plazo sobre la viga cajón, con las cuales se determina la contra-flecha teórica de diseño.

Diseño sección transversal

El diseño de la sección transversal se realizó de acuerdo a las recomendaciones del manual de diseño de puentes postensado del FHWA [14].

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Caso 1: Fuerza transversal y longitudinal:Evento extremo II 1.0 DC + 1.0 DW + 0.50 (LL+IM) + 1.0 CT

Caso 2: Fuerza vertical:Evento extremo II 1.0 DC + 1.0 DW + 0.50 (LL+IM) + 1.0 FV

Caso 3: Fuerzas de ocupación de vehiculos sobre voladizo:Resistencia I 1.25 DC + 1.5 DW + 1.75 (LL+IM)

Momentos de diseño (Mu)h d ρ As req Diam Sepm m - mm²/mm m

Voladizo (Neg) 129.1 129.1 151.6 151.6 80.3 151.6 0.35 0.29 0.0051 1.46 # 7 0.26Voladizo (Neg) 237.4 237.4 387.0 387.0 235.9 387.0 0.60 0.54 0.0037 1.96 # 7 0.20

Losa Superior tabique ext (Neg) 104.6 95.1 262.1 262.1 235.9 262.1 0.60 0.54 0.0025 0.00Losa Superior (Pos) 26.6 24.9 72.6 72.6 41.0 72.6 0.25 0.20 0.0050 0.99 # 5 0.20

Tabique Ext (Neg) 94.1 116.2 126.8 126.8 80.3 126.8 0.35 0.30 0.0038 1.15Tabique Int (Neg) 36.2 36.2 126.4 126.4 80.3 126.4 0.35 0.30 0.0038 1.15

Losa inferior (Neg) 27.2 26.4 57.0 57.0 31.7 31.7 0.22 0.15 0.0041 0.60 # 4 0.22Losa inferior (Pos) 14.0 14.2 31.6 31.6 31.7 31.7 0.22 0.15 0.0041 0.60 # 4 0.22

Voladizo Der (Neg) 172.0 171.9 199.8 199.8 235.9 235.9 0.60 0.53 0.0023 1.21 # 4 0.11Voladizo Der (Neg) 112.7 112.7 147.1 147.1 80.3 147.1 0.35 0.28 0.0053 1.47 # 4 0.09

Momentos últimos (Mu) (kn-m/m)

Sección diseño: Caso 1 Caso 2 Caso 3 M req MrMu

diseño

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Diseño a cortante

El diseño de a cortante de la viga se realizó de acuerdo al numeral 5.8.6 del CCP-14 [1].

DISEÑO SEGÚN CCDP-14 SECCIÓN 5.8.2 Y 5.8.3

RESISTENCIA A CORTANTE:Vn = Vc + Vs + Vp (5.8.3.3) (19) Aps = Área del acero tensionado.

(5.8.3.3-1) (20) dp: distancia desde fibra extrema a compresión al centroide de los cables.Chequeo sección de concreto: (21) de = (Aps fps dp + As fy ds) / (Aps fps + As fy)Con el fin de garantizar que el tabique de la viga cajón no se fisure antes de que el refuerzo transversal entre en fluencia. (22) dv: Altura efectiva de los tabiques, no necesita ser menor que el mayor entre 0,9de o 0,72hVn1 = 0,25 f´c*bv*dv + Vp (5.8.3.3-2) (23) Vn = 0,25 f´c*bv*dv + Vp

(24)Vn1 >Vu/ɸContribución refuerzo transversal: (25) Mu/dv: relación de momento último y altura efectiva para el calculo de εx

(5.8.3.3) (26) Vu - Vp: fuerza cortante para el calculo de εxCuando el refuerzo transversal de los tabiques es vertical: (27) vu/f´c: relación para el cálculo de θ y β utilizando la tabla CB5.2-1 (Apendice B)

(5.8.3.3-4) (28) θ: valor determinado utilizando la tabla CB5.2-1 (Apendice B5, CCDP-14)Vs = Av*fy*dv*cot θ / s (29) εxi = ([Mu] /dv + 0.5*Nui+0.5 [Vu - Vp] cot Ɵ - Aps*fpo)/(Es*As + Ep*Aps)Av = Área total del refuerzo a cortante dentro de una distancia s. (30) εxf = ([Mu] /dv + 0.5*Nui+0.5 [Vu - Vp] cot Ɵ - Aps*fpo)/2*(Ec*Ac+ Es*As + Ep*Aps)

(31) β: valor determinado utilizando la tabla CB5.2-1 (Apendice B5, CCDP-14)Av mín (1) = 0,264 raiz(f´c) bv*s/fy Avmin/s 0,264 raiz(f´c) bv/fy (32) Vc = 0,0316 β raiz(f´c*bv*dv)Av mín = 3,5 bw s / fy Av mín/s = 3,5 bv / fy (5.8.2.5-1) (33) Vsreq = Vu/ɸ - Vp - Vc

(5.8.2.5-2) (34) Avi/s = Vs/ fy*dv*cot θ Contribución del concreto: (35) Avmin/s = Min (0,264 raiz(f´c) bv/fy, 3,5 bv / fy)

(5.8.3.3) (36) Av/s = Max(Avi/s, Avmin/s)Vc = 0,0316 β raiz(f´c*bv*dv) (37) Vn = Vs + Vc + Vpβ = Indicador de la habilidad de fisurar diagonalmente el concreto. (5.8.3.3-3) (38) Vn>Vu/ɸθ = Angulo de inclinación de la diagonal de esfuerzos a compresión.

Aps dp de dv Vn1 Mu/dv [Vu-Vp] vu/f´c θ εxi εxf β Vc Vs req Avi/s Avmín/s Av/s Vn

mm2 mm mm mm Kn Kn Kn kn/m2 ° eX1000 eX1000 - kn kn mm²/mm mm²/mm mm²/mm kn(-) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38)1.8 0 0 2400 2160 17010 OK bv 3941 3188 4.69 23 1.00 0.05 3.14 3043 499 0.23 0.75 0.75 3543 OK Av6.8 26880 3500 3506 3156 24852 OK bv 3966 1904 1.92 24 -1.71 -0.12 2.87 4064 0 0.00 0.75 0.75 4064 OK Av

11.8 30240 3850 3856 3470 27328 OK bv 5884 1682 1.54 27 -1.76 -0.14 2.75 4282 0 0.00 0.75 0.75 4282 OK Av16.8 36960 4220 4225 3802 29945 OK bv 5856 2767 2.31 25 -1.92 -0.17 2.72 4641 0 0.00 0.75 0.75 4641 OK Av21.8 40320 4620 4625 4162 32777 OK bv 8007 3986 3.04 26 -1.87 -0.17 2.60 4856 0 0.00 0.75 0.75 4856 OK Av26.8 47040 5050 5054 4549 35821 OK bv 10110 5272 3.68 24 -1.90 -0.19 2.78 5674 184 0.04 0.75 0.75 5858 OK Av31.3 60480 5920 5923 5331 41981 OK bv 11202 6459 3.85 23 -2.08 -0.24 3.14 7511 0 0.00 0.75 0.75 7511 OK Av35.8 60480 6370 6373 5736 45170 OK bv 14259 7674 4.25 22 -1.93 -0.22 3.75 9651 0 0.00 0.75 0.75 9651 OK Av40.0 60480 6370 6373 5736 45170 OK bv 18206 8856 4.90 22 -1.76 -0.19 3.75 9651 189 0.03 0.75 0.75 9840 OK Av44.3 60480 5920 5923 5331 41981 OK bv 23330 10078 6.00 22 -1.55 -0.18 3.75 8970 2228 0.40 0.75 0.75 11197 OK Av48.3 47040 5050 5054 4549 35821 OK bv 31280 11267 7.86 23 -0.80 -0.08 3.14 6409 6111 1.32 0.75 1.32 12519 OK Av52.0 0 0 4650 4185 32957 OK bv 38239 12424 9.42 25 1.00 0.15 2.72 5108 8697 2.31 0.75 2.31 13805 OK Av55.5 40320 4620 4625 4162 32777 OK bv 42106 13541 10.33 24 0.02 0.00 2.78 5192 9854 2.54 0.75 2.54 15046 OK Av60.5 30240 3850 3856 3470 27328 OK bv 63572 17059 15.61 26 1.00 0.15 2.60 4048 14906 5.03 0.75 5.03 18955 OK Av65.5 26880 3500 3506 3156 24852 OK bv 48888 15443 15.54 26 1.00 0.11 2.60 3682 13478 5.00 0.75 5.00 17159 OK Av69.0 20160 3180 3188 2869 22595 OK bv 45052 14354 15.88 25 1.00 0.13 2.72 3502 12447 4.82 0.75 4.82 15948 OK Av72.8 20160 3180 3188 2869 22595 OK bv 35157 13224 14.63 28 1.00 0.08 2.52 3244 11449 5.05 0.75 5.05 14693 OK Av76.8 10080 3850 3863 3476 27377 OK bv 20656 12061 11.01 23 1.00 0.09 3.14 4898 8503 2.41 0.75 2.41 13401 OK Av81.0 6720 3500 3516 3164 24917 OK bv 12870 10866 10.90 21 1.00 0.07 4.10 5821 6253 1.81 0.75 1.81 12073 OK Av85.3 3360 3180 3201 2881 22684 OK bv 10364 9708 10.70 22 1.00 0.07 4.75 6139 4647 1.58 0.75 1.58 10786 OK Av86.8 0 0 2400 2160 17010 OK bv 16539 9307 13.68 23 1.00 0.11 3.14 3043 7298 3.33 0.75 3.33 10341 OK Av89.8 3360 3180 3201 2881 22684 OK bv 19194 8516 9.39 23 1.00 0.10 3.14 4058 5404 1.85 0.75 1.85 9462 OK Av94.3 47040 130 435 2614 20582 OK bv 20540 7335 59.42 28 -1.58 -0.21 2.52 2955 5194 2.52 0.75 2.52 8150 OK Av99.3 33600 130 585 2866 22567 OK bv 19119 6050 36.47 25 -1.10 -0.11 2.72 3497 3225 1.25 0.75 1.25 6722 OK Av

104.3 20160 130 706 2383 18768 OK bv 22942 4790 23.92 25 0.12 0.01 2.72 2909 2414 1.12 0.75 1.12 5323 OK Av109.3 0 0 3530 3177 25019 OK bv 17016 3546 3.54 25 1.00 0.09 2.72 3877 63 0.02 0.75 0.75 3940 OK Av114.3 0 0 3880 3492 27500 OK bv 15163 2352 2.14 26 1.00 0.07 2.60 4074 0 0.00 0.75 0.75 4074 OK Av119.3 0 0 4650 4185 32957 OK bv 13129 1308 0.99 22 1.00 0.05 3.75 7042 0 0.00 0.75 0.75 7042 OK Av120.5 0 0 4650 4185 32957 OK bv 12921 983 0.75 22 1.00 0.04 3.75 7042 0 0.00 0.75 0.75 7042 OK Av

AbscisaChequeoVn >Vu/ɸ

ChequeoVn >Vu/ɸ

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9 DISEÑO DADO PARA CARGAS DE RESISTENCIA (PUNTAL TENSOR)

Los dados de los ejes 2 y 3 transferen las cargas de las columnas de las pilas sobre cuatro pilotes. Estos elementos se diseñaron por el método de puntal tensor de acuerdo al numeral 5.6.3 del CCP-14 [1].

Figura No. 8 Geometría dado y Modelo Puntal Tensor.

P M2 M3

kN kN-m kN-m

R1A -49537 6867 10198

R1B -38402 5644 9373

Caso de carga

Reacciónes en la base de la columna

phi Fnt Fu D/C Chequeomm2 # cant kN kN

Pil 1-2 24570 10 30 10319 4333 0.42 OK

Pil 2-3 24570 10 30 10319 5600 0.54 OK

Pil 3-4 24570 10 30 10319 2884 0.28 OK

Pil 4-1 24570 10 30 10319 6254 0.61 OK

Tensor principal

AtsChequeo Tensores Principales

Nombre Tipo Reduccion Nombre C/T PU (kN)C3 CCC 0.85 130.00 C -2288 0.40 9339 OK

0.85 127.00 C -4196 0.40 9339 OK

0.85 282.00 C -8806 0.37 8719 OK

P4 TTC 0.65 30.00 T 4333 2.00 35708 OK

0.65 31.00 T 6254 2.00 35708 OK

0.65 331.00 C -1172 1.70 30282 OK

0.65 19.00 C -12606 1.87 33337 OKC1 CCC 0.85 19.00 C -12606 0.34 7920 OK

0.85 329.00 C -1454 0.37 8719 OK

0.85 18.00 C -5041 0.21 4949 OK

0.85 128.00 C -1995 0.40 9339 OK

0.85 332.00 C -1625 0.40 9339 OK

Verificación de Nodos

NODO FuerzaAf (m2)

Phi Pn.  (kN)

cumple

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10 DISEÑO LINEAL ELÁSTICO – SISTEMA DE AISLAMIENTO SÍSMICO

Demanda de desplazamientos elásticos

Siguiendo lo dispuesto en la guía de diseño sísmico del AASHTO [2] se desarrolla el procedimiento para obtener la demanda de desplazamientos del puente.

10.1.1 Sistema de resistencia sísmica (ERS, 3.3 AASHTO GSBD [2])

Tipo 3: Subestructura y Superestructura elástica con un mecanismo fusible entre ambos componentes.

Debido a que la guía sísmica del AASHTO, permite incluir y no incluir al ERS, la contribución pasiva del terraplén sobre los estribos, se optó por no incluir éste efecto para fines de éste proyecto.

10.1.2 Amenaza sísmica del puente (3.4 AASHTO GSBD [2])

El proyecto queda ubicado en una zona de categoría sísmica C (Sd1<0.5), sin embargo, para el desarrollo de éste proyecto, se incrementó el nivel de amenaza a categoría D, aumentando el PGA, Ss y S1. A continuación se presenta el espectro elástico de respuesta al 5%, considerando el perfil de terreno tipo D encontrado en el proyecto.

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10.1.3 Categoría de diseño sísmico y requisitos de diseño (3.5 AASHTO GSBD [2])

Sd1 = Fv S1 = 0.58 SDC D

De acuerdo a la clasificación sísmica se requiere:

Identificar ERS Determinar la demanda de desplazamientos sísmicos. Determinar la capacidad a desplazamientos, P-Delta y longitud de soporte. Suministrar los requerimientos de capacidad para elementos dúctiles y elásticos

protegidos. Nivel de reforzamiento sísmico D. Evaluación potencial de licuefacción.

10.1.4 Procedimiento para determinar la demanda sísmica de diseño (4.2 AASHTO GSBD [2])

Puente regular, especial Procedimiento 2: Análisis elástico dinámico (EDA).

10.1.5 Determinación de la demanda de desplazamientos sísmicos laterales (4.2 AASHTO GSBD [2])

Demanda de desplazamiento global (D) = f + b +y +pd

f = Flexibilidad de la cimentación.

b = Flexibilidad de elementos elásticos como viga cabezal estribos.

y +pd = Flexibilidad debida a respuesta elástica e inelástica de las pilas.

10.1.6 Combinación de la demanda de desplazamientos sísmicos ortogonales (4.4 AASHTO GSBD [2])

Caso 1: 100% EQX + 30% EQY.

Caso 2: 30% EQX + 100% EQY.

No se considera sismo vertical debido a que no existen fallas activas a menos de 10 KM del proyecto según numeral 4.7.2 AASHTO GSBD [2].

Modelo de análisis para determinar demandas de diseño (5 AASHTO GSBD [2])

A continuación se presentan las consideraciones principales para elaboración del modelo de análisis:

Cimentaciones: - Los pilotes se modelan con elementos tipo “frame” y con sección fisurada en los

primeros 5 diámetros de longitud. Estas secciones fisuradas se calculan con base en el diagrama de Momento Curvatura para la carga mínima presente en sismo.

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- Las curvas p-y se modelan con links tipo “multi-lineal plastic”, las cuales representan el comportamiento inelástico e histérico del terreno cuando interactúan con los pilotes. En el modelo espectral modal, se emplean resortes lineales, determinados iterativamente, mediante el cálculo de la rigidez secante en las curvas p-y para los desplazamientos de diseño.

- No se considera la resistencia pasiva lateral de los dados. - En caso de que los desplazamientos de la cimentación aporten menos de un

20% del desplazamiento total de los apoyos, pueden modelarse como apoyos con base rígida [5.3 AASHTO GSBD].

Estribos sobre pilotes: - No se consideran: las aletas, el espaldar y la resistencia pasiva. - El pórtico se modela con elementos tipo “frame”. - La viga cabezal se modela con secciones sin fisurar debido a que se diseña

como elemento protegido según sección 8 de la guía sísmica del AASHTO. - Se modelan los aparatos de apoyos tipo aisladores LRB con la curva bilineal de

su rigidez a carga lateral.

Pilas sobre dado y 4 pilotes: - La zapata se modela como conexión rígida entre la base de las pilas y la cabeza

de los pilotes. Se asigna su masa y peso al nudo de enlace. - El dado se considera elástico y se diseña como elemento protegido según

sección 8 de la guía sísmica del AASHTO. - Las pilas se modelan con elementos tipo “frame” de sección fisurada, calculada

con base en el diagrama de Momento Curvatura para la carga mínima presente en sismo.

- Se modelan los aparatos de apoyos tipo aisladores LRB con la curva bilineal de su rigidez a carga lateral.

Superestructura: - Se modela con elementos tipo “frame” con secciones sin fisurar de acuerdo a lo

dispuesto en sección 5.6 de la guía sísmica del AASHTO, para elementos preesforzados.

Masa: - Se define que la masa participante en el análisis dinámico es igual a la carga de

peso propio DEAD, más la sobreimpuesta DC y más la de pavimento DW.

10.2.1 Determinación de las secciones fisuradas (numerales 4.7.1.3 [1] y 5.6 [2])

Las secciones fisuradas de los pilotes y las columnas, se determinan con base en el primer tramo de la curva del diagrama momento curvatura, desarrollado a partir de las cuantías de diseño a flexo compresión y al refuerzo de confinamiento del núcleo de las secciones.

Para desarrollar la curva M-, se parte de un diseño preliminar del sistema sísmico, donde se determinan las cuantías principales y las cargas verticales mínimas que pueden actuar durante el evento sísmico en la zona de posible generación de articulaciones plásticas.

A continuación se presenta la determinación de las secciones fisuradas.

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‐ Pilotes estribos:

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‐ Pilotes de pilas:

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‐ Base de pilas:

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10.2.2 Determinación de las curvas p-y:

De acuerdo a los parámetros del terreno del estudio de suelos se determinaron las curvas P-Y en el software AllPile. A continuiación se muestran los datos geotécnicos.

Apoyo eje 1: Tabla 1 Parámetros Geotécnicos Estibo 1

Apoyo eje 2: Tabla 2 Resultados Corte Directo PP2

Tabla 3 Parámetros Geotécnicos Apoyo 2

Apoyo eje 3: Tabla 4 Parámetros Geotécnicos Apoyo 3

Apoyo eje 4: Tabla 5 Parámetros Geotécnicos Estribo 4

Desde (m) Hasta (m)

0 3

3 7

7 13,5

13,5 25

Sap-Rock

Cuarzodiorita

Parámetros Geotécnicos

ф =25, g = 18.5kN/m3, k=10000 kN/m3

ф =37.5, g = 20,8 kN /m3, C=56.2 kN/m2

g = 23 kN /m3, qu=30kn/m2, RQD=50%

g = 26 kN /m3, qu=50kn/m2, RQD=80%

Perfil de Suelo

Suelo Residual

Saprolito

Desde (m) Hasta (m)γ húmeda (kN/m3)

c (kPa) ф

7.2 7.65 19.9 56.03 26.99

9.45 9.9 20.02 51.7 29.75

Desde (m) Hasta (m)

0 3.0

3.0 25.0

Parámetros Geotécnicos

ф =25, g = 18kN/m3, k=10000 kN/m3

ф =30, g = 20 kN/m3, C=50 kN/m2

Perfil de Suelo

Suelo ResidualSaprolito arenoso color café, con fragmentos de Cuarzodiorita de 1-

5cm.

Desde (m) Hasta (m)

0.0 7.0

7.0 17.0

17.0 25.2

Parámetros GeotécnicosSuelo residual rojizo limo areno

arcilloso.Saprolito limoso de color rosado.

Alta plasticidad

Sap Rock

Perfil de Suelo

ф =25, g = 18.5kN/m3, k=10000 kN/m3

ф =30, g = 20 kN/m3, C=50 kN/m2

g = 23 kN /m3, qu=30kn/m2, RQD=60%

Desde (m) Hasta (m)

0.0 20.0

20.0 23.0

23.0 24.0

24.0 30.0 g = 26 kN/m3, qu=30 kn/m2, RQD=50%

Perfil de SueloColuvión de suelo residual y

saprolito, con bloques de Saprolito

Cuarzodiorita

Gabro

Parámetros Geotécnicos

ф =31, g=20 kN /m3,

ф =32, g = 20 kN/m3, C=50 kN/m2

g = 26 kN/m3, qu=45 kn/m2, RQD=20%

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A continuación se presentan las curvas p-y de los pilotes de los estribos y las pilas:

Figura No. 9 Curvas P-Y Estribo 1 (Izq.) Estribo 2 (Der.) Pilotes =1.50m Longitud 12m.

Figura No. 10 Curvas P-Y Pila 1 (Izq.) Pila 2 (Der.) Pilotes =2.00m Longitud 15m.

Aislamiento sísmico (AASHTO GSID [3]):

El procedimiento simplificado (Sección 7.1 AASHTO GSID [3]) y el espectral multimodal (Sección 7.3 AASHTO GSID [3]), se basan en modelar el puente con las características anteriormente descritas, con un espectro amortiguado y una rigidez efectiva lineal de los aisladores. Tanto el amortiguamiento como la rigidez equivalente de los aisladores, se

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determinan mediante un proceso iterativo de los desplazamientos de diseño en dirección longitudinal y transversal.

Con el procedimiento simplificado, donde no se considera el acople de rigidez entre apoyos, se determinan los valores iniciales de las demandas de desplazamiento y posteriormente, con el análisis espectral modal se calibran los desplazamientos considerando los acoples de todo el sistema con los aisladores y las fuerzas sísmicas longitudinales y transversales.

El sistema de aislamiento sísmico se verifica con las propiedades de los aisladores en límite superior (Upper-Bound properties), según lo especificado en la sección 7, de la guía de diseño de puentes asilados del AASHTO [3].

Figura No. 11 Variación de Kd y Qd, y su impacto en la fuerza y desplazamiento de diseño (Figura C7-1

tomada de GSID AASHTO).

10.3.1 Propiedades de los aisladores LRB (Lower/Upper Bound)

Una vez realizado el diseño del aislamiento sísmico mediante el procedimiento iterativo simplificado y el análisis iterativo modal espectral, se determinaron las propiedades de los aisladores sísmicos requeridos para el sistema. A continuación se presentan las propiedades de los aisladores para cada eje de apoyo con las propiedades de fabricación nominales (Lower Bound):

De acuerdo a la guía de puentes aislados del AASHTO, se procedió a determinar la variación de las propiedades de la rigidez post fluencia (kd) y de la resistencia característica (Qd), debidas al cambio de temperatura, envejecimiento y al ahorcamiento (scragging).

Propiedades mínimas (Lower Bond) : ξ = 30%kd = 10% ku

Apoyo j Und i Cant Qd j, i Kd j, i Ku j dy j FykN kN/mm kN/mm mm kN

1 un 2.00 51.5 0.22 2.2 26 572 un 2.00 1000.0 2.86 28.6 39 11113 un 2.00 920.0 2.86 28.6 36 10224 un 2.00 51.4 0.22 2.2 26 57

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A continuación se presentan las propiedades máximas (Upper Bound) de cada aislador para cada eje de apoyo.

10.3.2 Sistema de aislamiento sísmico apoyos tipo LRB [Sección 7.1 AASHTO GSID]

El presente diseño del sistema de aislamiento sísmico, se realizó siguiendo las siguientes relaciones y propiedades para la determinación del amortiguamiento del sistema:

Figura No 1 Curva de comportamiento típica de aislador LRB (Figura 7.1-1 tomada de GSID AASHTO).

A continuación se presentan los resultados de la respuesta del sistema, después de realizar el proceso iterativo del Método Simplificado y posteriormente, del análisis Multi modal

Tipo de aislador: LDRB High Damping Rubber BearingTemperatura mínima diseño: T mín = 0.00 °Tipo de puente: Esencial

Qd KdFactor por temperatura: λ máx, T = 1.40 1.10 [Tabla 9-6]Factor por envejecimiento: λ máx, a = 1.10 1.10 [Tabla 9-7]Factor por scragging: λ máx, scrg = 1.00 1.00 [Tabla 9-8]

λ máx = 1.54 1.21

Factor de ajuste fa: fa = 0.75 0.75 (Puente esencial)

λ adj max = 1.41 1.16 [Ecuación 9-22]

λ adj mín = 1.00 1.00 [9.4.2.2]

Propiedades máximas (Upper Bond) :kd = 10% ku

Apoyo j Und i Cant de i Qd j, i Kd j, i Ku j dy j FykN kN/mm kN/mm mm kN

1 un 2 72 0.3 2.6 31 802 un 2 1405 3.3 33.1 47 15613 un 2 1293 3.3 33.1 43 14364 un 2 72 0.3 2.6 31 80

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espectral. En éste ejercicio se involucraron las siguientes características: rigidez lineal efectiva de los aisladores, rigidez fisurada de las pilas y cimientos, curvas p-y, y el amortiguamiento determinado para cada iteración.

Respuesta del sistema con propiedades mínimas (Lower Bound)

Después de realizar el proceso iterativo con el Método Simplificado y posteriormente con el Multi modal espectral, donde se involucró la rigidez efectiva de los aisladores, pilas, desplazamientos elásticos e inelásticos de los aisladores, se obtuvieron los siguientes resultados:

A continuación se presentan las curvas de comportamiento de los aisladores, las rigideces efectivas a los desplazamientos de diseño, para las propiedades mínimas.

Figura No. 12 Curva de aisladores y rigidez efectiva del sistema lineal (Lower Bound).

Apoyo j Kisol j,i dsub f disol f Kisol j,i dsub f disol f Kisol j,i dsub f disol f Kisol j,i dsub f disol fkN/mm mm mm kN/mm mm mm kN/mm mm mm kN/mm mm mm

1 0.434 1.5 245 0.419 1.5 257 0.434 0.5 245 0.419 1.5 2572 7.502 37.3 216 7.676 37.2 204 7.502 30.5 216 7.676 37.2 2043 6.947 28.7 225 6.792 29.6 240 6.947 20.7 225 6.792 29.6 2404 0.433 1.5 245 0.398 1.5 308 0.433 0.5 245 0.398 1.5 308

Keff j = 27.6 kN/mm Keff j = 27.5 kN/mm Keff j = 27.6 kN/mm Keff j = 27.5 kN/mmTeff = 2.88 s Teff = 3.02 s Teff = 2.88 s Teff = 3.07 s

ξ = 0.28 ξ = 0.27 ξ = 0.28 ξ = 0.27BL = 1.67 BL = 1.65 BL = 1.69 BL = 1.65Sa = 0.12 g Sa = 0.12 g Sa = 0.12 g Sa = 0.12 g

V basal L = 6912 kN basal L = 6938 kN basal T = 6977 kN basal T = 6857 kN

Respuesta LongitudinalMétodo Simplificado Análsis espectral-multimodal

Respuesta TransversalMétodo Simplificado Análsis espectral-multimodal

0, 0

257, 109

0, 0

308, 120

0

25

50

75

100

125

150

0 50 100 150 200 250 300 350 400

FU

ER

ZA

(kN

)

DESPLAZAMIENTO (mm)

Rigidez Efectiva Apoyos LRB -Estribos

Eje 1 Eje 4Kisol_1_Long Kisol_4_LongKisol_1_Trans Kisol_4_Trans

0, 0

204, 1584

0.00, 0.00

240, 1609

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 50 100 150 200 250 300 350 400

FU

ER

ZA

(kN

)

DESPLAZAMIENTO (mm)

Rigidez Efectiva Apoyos LRB - Pilas

Eje 2 Eje 3Kisol_2_Long Kisol_3_LongKisol_2_Trans Kisol_3_Trans

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Figura No. 13 Espectro compuesto de diseño del asilamiento (Lower Bound).

Respuesta del sistema con propiedades máximas (Upper Bound)

A continuación se presentan las curvas de comportamiento de los aisladores, las rigideces efectivas a los desplazamientos de diseño, para las propiedades máximas.

Figura No. 14 Curva de aisladores y rigidez efectiva del sistema lineal (Upper Bound).

3.07

3.07

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Sa

(g

)

T (seg)

Espectro de diseño compuesto - Aislamiento con propiedades mínimas (Lower Bond)

E. Elástico 5%

E. Compuesto Transversal ξ=27%E. Compuesto Longitudinal ξ=27%Ts Long

Ts Trans

Apoyo j Kisol j,i dsub f disol f Kisol j,i dsub f disol f Kisol j,i dsub f disol f Kisol j,i dsub f disol fkN/mm mm mm kN/mm mm mm kN/mm mm mm kN/mm mm mm

1 0.602 1.8 211.2 0.585 4.4 227.6 0.614 0.6 204 0.570 1.7 231.32 12.095 53.0 160.0 11.902 59.3 167.8 11.675 37.0 168 12.121 44.8 157.73 10.408 30.8 182.2 10.236 37.4 191.2 10.495 25.0 180 10.370 34.7 187.34 0.600 1.6 211.4 0.582 3.8 228.0 0.612 0.6 204 0.546 1.6 261.6

Keff j = 38.4 kN/mm Keff j = 37.8 kN/mm Keff j = 40.0 kN/mm Keff j = 40.2 kN/mmTeff = 2.44 s Teff = 2.55 s Teff = 2.39 s Teff = 2.59 s

ξ = 0.27 ξ = 0.25 ξ = 0.28 ξ = 0.26BL = 1.65 BL = 1.63 BL = 1.68 BL = 1.64Sa = 0.17 g Sa = 0.17 g Sa = 0.17 g Sa = 0.17 g

V basal = 9469 kN V basal = 9433 kN V basal = 9432.70 kN V basal = 9433 kN

Respuesta LongitudinalMétodo Simplificado

pmultimodal

Respuesta TransversalMétodo Simplificado

pmultimodal

0

231, 132

0, 0

262, 140

0

25

50

75

100

125

150

175

0 50 100 150 200 250 300

FU

ER

ZA

(kN

)

DESPLAZAMIENTO (mm)

Rigidez Efectiva Apoyos LRB -Estribos

Eje 1 Eje 4Kisol_1_Long Kisol_4_LongKisol_1_Trans Kisol_4_Trans

0, 0

158, 1928

0.00, 0.00

187, 1914

-200

300

800

1300

1800

2300

0 50 100 150 200 250 300

FU

ER

ZA

(kN

)

DESPLAZAMIENTO (mm)

Rigidez Efectiva Apoyos LRB - Pilas

Eje 2 Eje 3

Kisol_2_Long Kisol_3_Long

Kisol_2_Trans Kisol_3_Trans

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Figura No. 15 Espectro compuesto de diseño del asilamiento (Upper Bound).

Diseño Sísmico de Pilas y Pilotes

Para el diseño estructural de la infraestructura, se toman los resultados del modelo con las propiedades máximas de los aisladores (Upper Bound), ya que son las que generan mayor cortante basal en el puente. Sin embargo se observa que la cuantía requerida a flexo compresiones es la mínima (p=1%), por el método de diseño de las fuerzas.

Revisión flexo-compresión de Pilas (R=1.50)

Figura No. 16 Cuantía a flexo compresión de pilas con R=1.50 (Izq.) y R=1.0 (Der.)

Revisión flexo-compresión de cimientos (R=1.0)

Figura No. 17 Cuantía a flexo compresión de pilotes de estribos con R=1.0.

2.59

2.59

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Sa

(g

)

T (seg)

Espectro de diseño compuesto - Aislamiento con propiedades mínimas (Upper Bond)

E. Elástico 5%

E. Compuesto Transversal ξ=26%E. Compuesto Longitudinal ξ=25%Ts Long

Ts Trans

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Figura No. 18 Cuantía a flexo compresión de pilotes de pilas con R=1.0.

Cuantía de refuerzo transversal mínimo pilas:

Figura No. 19 Sección típica de refuerzo de pilas.

Refuerzo mínimo de confinamiento para columnas:

Sentido 33 ó Y Sentido 22 ó X

hc 3-3 = 5.90 m hc 2-2 = 3.90 m

Ag 3-3 = 4.80 m² Ag 2-2 = 3.20 m²

Ac 3-3 = 3.54 m² Ac 2-2 = 2.34 m²

f´c = 28 MPa f´c = 28 MPa

fyh = 240 MPa fyh = 240 MPa

a = 100 mm a = 100 mm

Ash = 4200 mm2 Ash = 2867 mm2

Ash = 4720 mm2 Ash = 3120 mm2

# 5 199 mm2 # 5 199 mm2

# ramas = 24 # ramas = 16Φs Vc = 3333 kN Φs Vc 22= 2208 kNΦs Vs = 5830 kN Φs Vs = 3862 kNΦs Vn = 9162 kN Φs Vn = 6069 kNΦs Vn máx= 26365 kN Φs Vn máx= 17466 kNΦs Vn 33 dis = 9162 kN Φs Vn 22 dis = 6069 kN

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Cuantía de refuerzo de diseño de los pilotes:

Figura No. 20 Sección típica de refuerzo de pilotes.

Sección Pilote:

Φ = 1.50 m Φ = 2.00 m

f´c = 28 Mpa f´c = 28 Mpa

fy = 420 Mpa fy = 420 Mpa

Ag = 1.77 m2 Ag = 3.14 m2

Rec = 0.05 m Rec = 0.05 m

Ac = 1.50 m2 Ac = 2.78 m2

Cuantía de refuerzo longitudinal:

Cant = 26 un Cant = 40 un

Diam. = # 10 Diam. = # 10

Asi = 819 mm2 Asi = 819 mm2

As total = 21294 mm2 As total = 32760 mm2

Rec = 50 mm Rec = 50 mm

Paquete = 1 un Paquete = 1 un

Sep = 161 mm Sep = 205 mm

Cheq sep = Ok Sep Cheq sep = Ok Sep

psl = 1.20% psl = 1.04%

Cheq psl = Ok psl Cheq psl = Ok psl

Cuantía de confinamiento de pilote:

ps = 0.008 Vs/Vc ps = 0.008 Vs/Vc

Diam = # 6 Diam = # 6

Asi = 284 mm2 Asi = 284 mm2

Panillo = 4338 mm Panillo = 5909 mm

s req = 103 mm s req = 75 mm

s sum = 100 mm s sum = 70 mm

ps sumin = 0.008 Vs/Vc ps sumin = 0.009 Vs/Vc

ok ok

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Resumen de las demandas de diseño elástico

A continuación se presentan los valores combinados de diseño de la demanda de desplazamientos y cortantes sobre los aisladores sísmicos, los cuales serán la base de comparación con los resultados del Análisis No Lineal Contra el Tiempo (NLTH).

Tabla 6 Demanda de desplazamientos y cortantes de diseño de los aisladores

Figura No. 21 Relaciones de combinación ortogonal de los desplazamientos y cortantes (Figura 2.1-1 tomada

de GSID AASHTO)

La demanda de los desplazamientos globales del puente, en cada apoyo y en cada dirección ortogonal, se presenta a continuación:

Tabla 7 Demanda de desplazamientos globales del puente

Long Trans Long Trans Long Trans Long Transmm mm kN kN kN kN mm mm kN kN kN kN

1 274 411 225 68 65 216 241 362 266 80 79 2642 223 334 3270 981 939 3130 174 261 3993 1198 1147 38243 250 376 3217 965 980 3266 199 299 3915 1174 1166 38854 318 477 225 68 74 245 270 406 265 80 86 286

D diseño

Vbasal Caso I Vbasal Caso II1.5*D máx

1.5*D máx

Sistema aislado (Lower Bound) Sistema aislado (Upper Bound)Vbasal Caso I Vbasal Caso IID

diseñoApoyo

Long Trans Long Transmm mm mm mm

1 267 259 232 2332 263 241 227 2023 254 270 229 2224 266 310 232 263

Max = 267 310 232 263

ApoyoDemanda despl globales

Lower Bound Upper Bound

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11 ANALISIS NO LINEAL CONTRA EL TIEMPO

Considerando que el puente tiene un sistema de aislamiento sísmico, con el cual se aumenta considerablemente el amortiguamiento y los periodos fundamentales, las normatividades de diseño recomiendan desarrollar un Análisis Dinámico No Lineal contra el Tiempo, con el fin de representar apropiadamente el efecto de los aisladores sísmicos sobre la respuesta de la estructura.

El análisis contra el Tiempo elaborado tiene las siguientes características, las cuales están de acuerdo con los numerales 5.4.4 del AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design [2] y al 7.4 de Guide Specifications for Seismic Isolation Design [3]:

‐ El análisis se realizó mediante el procedimiento de Integración Directa No Lineal en el programa CSIBridge 2017, el cual permite tener sensibilidad numérica frente al tamaño de intervalo de tiempo usado en análisis.

‐ Se seleccionaron y escalaron 11 registros cronológicos de acuerdo al artículo 4.7.4.3.4 del CCP-14 y el numeral 16.2 del ASCE/SEI 7-16.

‐ El análisis se desarrolló con la acción simultánea de las tres componentes de los registros contra el tiempo (x, y, z).

‐ Las componentes horizontales de los registros (Norte y Este) se asignaron a una orientación de 0° grados.

‐ Se emplearon las características No Lineales de los aisladores tanto para las condiciones de rigidez Lower y Upper Bound.

‐ Para diseño y verificación de cada solicitación o comportamiento de los elementos del puente, se usa el promedio de la demanda máxima registrada en las 11 señales.

Después de realizar el análisis contra el tiempo se procedió a verificar los máximos valores de cada tipo de respuestas (fuerzas, desplazamientos, deformaciones, etc.), y los aisladores sísmicos de acuerdo a los requerimientos de la Sección 13 de Guide Specifications for Seismic Isolation Design [3].

Amenaza sísmica y señales de diseño

En el presente capitulo se resume el espectro de diseño, las fuentes sísmicas, la selección de señales y sus escalamientos para determinar las señales de diseño.

Sismo de diseño

El sismo de diseño corresponde a los 11 registros de aceleración contra el tiempo, escalados de manera que el promedio de los espectros máximos SRSS de cada señal, sean iguales o superiores al espectro de objetivo del diseño elástico según el numeral 16.2 del ASCE/SEI 7-16.

Amenaza sísmica regional

En la siguiente gráfica se muestran las fuentes sismo-génicas consideradas en el “Estudio General de Amenaza Sísmica de Colombia” (AIS, 2009). En ésta gráfica también se observa que, para el sitio en estudio, no hay fuentes sísmicas importantes a corta distancia (<50km), pero si hay gran influencia de fuentes corticales a mediana y larga distancia, con

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magnitudes últimas superiores a 6.5. Respecto a las fuentes profundas, se observa que bajo la zona en estudio, no existente eventos sísmicos registrados y que las fuentes representativas se encuentran principalmente debajo de la región de Bucaramanga y del Choco, a una profundidad de entre 100 y 180 km, es decir que se encuentran a más de 250 km de distancia hasta el foco, de acuerdo al catálogo sísmico del servicio geológico colombiano y al AIS-300.

En la tabla 8, se presentan algunas características de las principales fallas que tienen influencia en la amenaza sísmica del sitio en estudio en un radio menor a 200km.

Figura No. 22 Proyección de fallas regionales en superficie AIS 300 (2009).

Tabla 8 Fallas en el área de influencia del análisis (USGS Report 00-0284)

Falla  No.  Distancia (Km)  Mu 

Longitud  falla (km)  Movimiento  Tasa de 

movimiento Romeral Norte  32  72  6.5  697.4  Reverse/Sinistral  0.2‐1 mm/año 

Palestina  28  63  6.5  369.6  Reverse/Sinistral  0.2‐1 mm/año Cimitarra  12  95  6.5  136.5  Reverse  <0.2 mm/año 

Espíritu Santo  16  105  6.5  1224.4  Normal/Oblique dextral  0.2‐1 mm/año Arco de Dabeiba  1  135  6.9  ‐  Reverse  0.2‐1 mm/año 

Salinas  33  140  6.5  179.5  Reverse/Sinistral  <0.2 mm/año Murindó‐Atrato  24  165  7.3  60.6  Strike‐slip/Sinistral  0.2‐1 mm/año Benioff‐Inter. H  5  200  8.0  605.6  Underthrusting  70 mm/año 

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Desagregación sísmica magnitud – distancia

Con el fin de identificar las magnitudes y distancias dominantes del sismo en estudio, se realizó la desagregación sísmica empleando la hoja de cálculo “Desagregación.xlsm” desarrollada en el grupo de investigación de ingeniería sísmica y de materiales de la universidad de los Andes, donde se consideran las tasas de ocurrencia, las características de atenuación y distribución geográfica de las todas las fuentes empleados en el modelo probabilístico de amenaza de Colombia desarrollado por el Comité AIS-300 en el programa CRISIS 2007.

Considerando que la hoja de cálculo empleada para la desagregación, puede realizar sólo los análisis para las principales ciudades y para periodos de retorno de 475 años y 2500 años, se procedió a calcular la desagregación sísmica para un periodo de retorno de 2500 años, 1 segundo de periodo estructural y para la ciudad de Medellín, la cual se ubicada a tan solo 40 km de la zona en estudio y tiene aproximadamente las mismas características de la amenaza del proyecto.

Figura No. 23 Desagregación Sísmica Ciudad de Medellín – Tr = 2500 años – Ts = 1s.

Tabla 9 Contribución de los primeros 10 máximos

D: 100‐170 km, Mw: 7.0 – 7.9

D: 20‐60 km, Mw: 6.0 – 7.0

D: 170‐220 km, Mw: 8.0 – 8.5

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Selección y escalamiento de señales

La selección de señales se ha a partir de una base de datos reales de movimientos registrados en la aplicación web “PEER Ground Motion Database Web Application Beta Version – October 1, 2010”, donde se puede definir el espectro de diseño objetivo, buscar y escalar las señales. El procedimiento general para la obtención de señales y su escalamiento en la aplicación web de PEER, fue el siguiente:

a) Se definió el espectro objetivo. b) Se procedió a buscar 100 señales registradas en lugares con perfil de terreno D (

Vs30=180-360m/s) y que los registros tuvieran características similares al sitio del proyecto (Numeral 3.3) y al análisis de la desagregación sísmica (Numeral 3.4), en cuanto a distancia, magnitud y tipo de falla principalmente.

c) De la muestra de 100 señales encontrada, se escogieron 11 señales, que en cuento a la forma y magnitud del espectro de respuesta, fueran las más parecidas al espectro objetivo de diseño.

d) Posteriormente se procedió a escalar las señales escogidas, empleando el método “Range Period” basado en el dominio del tiempo y realizado con una función uniforme de escala en un intervalo entre 0.2 Ts y 1.5 Ts (Ts=2.55 s y 3.05 s upper bound y lower bound, respectivamente).

Figura No. 24 Espectro de respuesta elástico de señales escaladas.

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Tabla 10 Características de las señales escogidas.

Sensibilidad modelos al número de pasos

A continuación se presentan los resultados del análisis de sensibilidad al número de pasos en cada señal. Se puede observar, que con 4000 pasos o más, los resultados no cambian significativamente, por lo que se emplea este número de pasos en los modelos de diseño.

Sensibilidad modelos al tipo de amortiguamiento modal/viscoso:

A continuación se presentan los resultados del análisis de sensibilidad al tipo de amortiguamiento viscoso. Para esto se siguió lo recomendado por el docuemnto “Deepak R. Pant1, Anil C. Wijeyewickrema1, Appropriate viscous damping for nonlinear time-history analysis of

No. ID F.E. Vs 30 Mag Mecanism Rj Rrup Año Estación Evento- - m/s km km

1 1410 1.230 212 7.62 Reverse/O 101.3 102.4 1999 TAP 3 Chi-Chi, T2 1432 3.990 817 7.62 Reverse/O 116.6 118.3 1999 TAP 46 Chi-Chi, T3 1440 3.000 1023 7.62 Reverse/O 120.8 122.5 1999 TAP 65 Chi-Chi, T4 1445 3.537 856 7.62 Reverse/O 107.4 109.3 1999 TAP 75 Chi-Chi, T5 1446 4.284 1023 7.62 Reverse/O 117.3 119.0 1999 TAP 77 Chi-Chi, T6 1454 1.881 324 7.62 Reverse/O 103.7 105.6 1999 TAP 90 Chi-Chi, T7 1456 1.810 206 7.62 Reverse/O 107.8 109.0 1999 TAP 95 Chi-Chi, T8 1416 2.316 208 7.62 Reverse/O 100.1 101.8 1999 TAP 12 Chi-Chi, T9 1417 1.959 205 7.62 Reverse/O 100.8 102.6 1999 TAP 13 Chi-Chi, T10 1418 1.840 189 7.62 Reverse/O 103.5 103.5 1999 TAP 14 Chi-Chi, T11 1414 2.194 194 7.62 Reverse/O 102.8 104.5 1999 TAP 8 Chi-Chi, T

Tipo de análisis: FNA en XSeñal: CHICHI TAP03Viscous damping: Non modifications (5%)Aislador: Lower boundDuración señal (s): 124.885Otras características modelo:

Secciones fisuradasNo hingeNo p‐y cimentación

SA máx Dmáx CL Vmáx Dmáx  Dmáx top Vmáx

Numero de pasos: m/s2 mm kN mm mm kN500 1.87 180.3 1320 155.0 22.4 32391000 1.97 180.7 1359 155.3 22.6 32523000 2.02 182.5 1367 156.6 23.0 32825000 2.02 182.5 1368 156.7 22.9 328110000 2.03 182.5 1368 156.7 23.0 3283SA: Aceleración espectral máxima, TS=2.9s, =28%, Lower Bound:Dmáx CL: desplazamiento máximo en centro de luz de vigaDmáx: desplazamiento máximo

Respuesta:Viga CL Aislador Pila 2 Pila 2

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base-isolated reinforced concrete buildings, EARTHQUAKE ENGINEERING & STRUCTURAL DYNAMICS, The Journal of International Association for Earthquake Engineering”.

Con lo anterior, se proceden a ajustar los modelos con el tipo de amortiguamiento DAMP3, es decir con 1% para frecuencias mayores a la fundamental con base fija y con 0% para frecuencias menores a la fundamental con base fija.

Tipo de análisis: FNA en XSeñal: CHICHI TAP03Aislador: Lower boundDuración señal (s): 124.885No. Pasos: 4000Otras características modelo:

Secciones fisuradasNo hingeNo p-y cimentación

Tipo de modelos con diferentes amortiguamientos:Modelo Análisis

TH03L-4000-DAMP0-0%Cte FNA 0%TH03L-4000-DAMP1-1%Cte FNA 1%TH03L-4000-DAMP2-5%Cte FNA 5%TH03L-4000-DAMP3-1%/0%f<fs FNA 1%TH03L-4000-DAMP4-5%/0%f<fs FNA 5%fs: frecuencia fundamental puente, sin aisladores, con base fija. Fs = 0.85 (1/1.17s).

Respuesta de la estructura:

SA máx Dmáx CL Vmáx Dmáx Dmáx top VmáxAmortiguamiento: m/s2 mm kN mm mm kNTH03L-4000-DAMP0-0%Cte 1.95 208 1436 180 24.8 3666TH03L-4000-DAMP1-1%Cte 1.97 193 1395 166 24.0 3508TH03L-4000-DAMP2-5%Cte 2.02 182 1368 157 23.0 3283TH03L-4000-DAMP3-1%/0%f<fs 1.97 207 1435 180 24.5 3618TH03L-4000-DAMP4-5%/0%f<fs 1.99 205 1429 178 24.3 3583SA: Aceleración espectral máxima, TS=2.9s, x=28%, Lower Bound:Dmáx CL: desplazamiento máximo en centro de luz de vigaDmáx: desplazamiento máximo

Constante.

Viga CL Aislador Pila 2 Pila 2Respuesta:

Modal / Viscous Damping (x)

Constante.Constante.0% para frecuencias < fs.0% para frecuencias < fs.

Respuesta de los componentes de disipación de energía:OutputCase Input Kinetic Potential ModalDampLinkDamper LinkHystrtc Error

Text N-m N-m N-m N-m N-m N-m N-mTH03L-4000-DAMP0-0%Cte 8337169 1065276 279100 0 0 8299919 41TH03L-4000-DAMP1-1%Cte 8292338 1055579 268812 726729 0 7541610 44TH03L-4000-DAMP2-5%Cte 8127743 954578 254574 2710609 0 5412277 36TH03L-4000-DAMP3-1%/0%f<fs 8358698 1080309 281898 19407 0 8304658 47TH03L-4000-DAMP4-5%/0%f<fs 8385804 1101116 283993 74268 0 8276937 45

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Direccionalidad del análisis sísmico

Tanto la norma colombiana de puentes (CCP-14) como la guía de diseño sísmico del AASHTO (AASHTO GSBD), requiere que al menos 3 conjuntos de señales de aceleración contra el tiempo se apliquen independientemente, con sus 3 componentes ortogonales (x,y,z), para registrar las máximas demandas en cada tipo de solicitación y así tomar la mayor para el diseño. Sin embargo, no hay claridad en cuanto al direccionamiento de las componentes horizontales de cada conjunto de señales, para puentes que no tengan fallas cercanas, dado lo anterior y considerando la magnitud de recursos computacionales necesarios para analizar 22 modelos de las 11 señales, se decide realizar los análisis para una orientación a 0°.

Tipos y características de los modelos contra el tiempo

Los modelos denotados con una letra “L” y una letra “U” representan las condiciones con las propiedades de los aisladores en Lower y Upper Bound.

Tipo de análisis: Integración Directa NL Modelos:

Viscous damping: 1% f > fs, y 0% f < fs. 01_NTHA_03L_0°

02_NTHA_46L_0°

Señales: CHICHI TAP03 03_NTHA_65L_0°

CHICHI TAP046 04_NTHA_75L_0°

CHICHI TAP065 05_NTHA_77L_0°

CHICHI TAP075 06_NTHA_90L_0°

CHICHI TAP077 07_NTHA_95L_0°

CHICHI TAP90 08_NTHA_12L_0°

CHICHI TAP95 09_NTHA_13L_0°

CHICHI TAP95 10_NTHA_14L_0°

CHICHI TAP95 11_NTHA_08L_0°

CHICHI TAP95 12_NTHA_03U_0°

CHICHI TAP95 13_NTHA_46U_0°14_NTHA_65U_0°

Orientación señales0° 15_NTHA_75U_0°16_NTHA_77U_0°

NL Material: Secciones fisuradas 17_NTHA_90U_0°Fiber Hinge P-M2-M3 18_NTHA_95U_0°Aislador(Lower/Upper bound19_NTHA_12U_0°

20_NTHA_13U_0°Cimentación: Base fija (Aporte <20%) 21_NTHA_14U_0°

22_NTHA_08U_0°

Initial condition: PC_GRAV (Proceso constructivo DEAD, DC, DW, PE)

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Análisis de resultados

11.10.1 Desplazamientos y deformaciones

a) Demanda de desplazamientos globales de la estructura – Viga cajón.

b) Deformaciones máximas de los aisladores sísmicos para su diseño:

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05Y (

m)

X (m)

DESPLAZAMIENTO ESTRIBO 2 (GLOBAL)

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1

y (m

)

X (m)

DESPLAZAMIENTO CENTRO DE LUZ (GLOBAL)

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1

y (m

)

x (m)

ESPLAZAMIENTO ESTRIBO 1 (GLOBAL)

0.000.050.100.150.200.250.300.350.40

Deformación SRSS máxima Aisladores

Eje1 Eje2 Eje3 Eje4

EJE 1 PILA 1 PILA 2 EJE 4

EDA_máx 0.35 0.22 0.26 0.30

THA_máx 0.28 0.17 0.17 0.21

THA/EDA: 0.78 0.76 0.66 0.70DISEÑO: 0.35 0.22 0.26 0.30

CAPACIDAD: 0.45 0.35 0.35 0.45Aisladores EDA satisfacen demanda THA

DEFORMACIONES SRSS 

MÁX AISLADORES

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c) Deformaciones máximas en X – Y de los aisladores sísmicos sobre las pilas:

d) Desplazamientos máximos combinados SRSS de la cabeza de las pilas:

0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50

Desplazamiento máximo Junta

Eje 1_Long Eje 1_Trans Eje 4_Long Eje 4_Trans

LONG TRANS LONG TRANS

EDA_máx 0.29 0.31 0.29 0.27

THA_máx 0.19 0.30 0.18 0.29

THA/EDA: 0.65 0.97 0.63 1.05DISEÑO: 0.29 0.31 0.29 0.29

Junta con recorrido de +/‐ 300 mm en ambas direcciones

EJE 1 EJE 4RECORRIDO DE LA JUNTA 

+/‐

X Y X Y

PROM Lower Bound 0.131 0.076 0.131 0.100PROM Upper Bound 0.098 0.052 0.112 0.085DISEÑO: 0.13 0.08 0.13 0.10

Eje 2 Eje 3DEFORMACIONES 

AISLADORES

PILA 1 PILA 2

0.060322107 0.0483480.062868735 0.028853

0.06 0.05PROM UDISEÑO

DESPLAZAMIENTOS 

PILAS

U (SRSS)

PROM L

‐0.05

0

0.05

‐0.05 0 0.05y (m

)

X (m)

DESPLAZAMIENTO CABEZA PILA 1

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11.10.2 Fuerzas cortantes y Momentos

Comparación solicitaciones a momento del promedio de los máximos de los análisis THA, versus los resultados de los análisis elásticos EDA

e) Momentos sobre pilotes estribo 1:

Mu Mu/My Vu Vu/Vy

kN‐m ‐ kN ‐1942 0.62 2511 0.36667 0.17 3110 0.070.34 0.27 1.24 0.181942 0.62 3110 0.36

THA_máxTHA/EDA:

DISEÑO:

Tanto Mu como Vu permanecen por debajo del punto de plastificación y falla a cortante.

Mu ‐ Vu Máximo en Pilotes 

de Estribos

EDA_máx

050

100150200250300350400450

Cort

an

te (

t)

Vu vs Vn

Vu phi_Vn

050

100150200250300350400450500

Mom

ento

(t-

m)

Mu vs My

Mu My

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f) Momentos sobre pilotes Pila 1:

Mu Mu/My Vu Vu/Vy

kN‐m ‐ kN ‐56084 0.42 2227 0.1191488 0.66 3983 0.21.63 1.56 1.79 1.7991488 1.56 3983 1.79

THA/EDA:DISEÑO:

Tanto Mu como Vu permanecen por debajo del punto de plastificación y falla a cortante.

Mu ‐ Vu Máximo en base 

de pila eje 2

EDA_máxTHA_máx

0

5000

10000

15000

20000

25000

Mom

ento

(t-

m)

Mu vs My

Mu My Mp

0

500

1000

1500

2000

2500C

orta

nte

(t)

Vu vs Vn

Vu Vy

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12 CANTIDADES Y PRESUPUESTO

CONCRETO REFORZADO

Concreto Cuantía Acerom³ kg/m3 kg

ESTRIBOS 176 280.0 49,266DADOS 451 190.0 85,738PILAS 287 310.0 88,970DOVELAS 1,926 180.0 346,678

TENSIONAMIENTO DIAM 0.6":ml t‐m/ml t‐m

CABLES: 240 6000 1440000

ITEM

PRELIMINARES 1,941,075$                    

Localización y Replanteo m2 300  $                      15,000   $                    4,500,000 

Desmonte y limpieza en bosque Ha 0.6  $                 3,235,124   $                    1,941,075 ESTRUCTURA DEL PUENTE 9,663,645,978$            

INFRAESTRUCTURA 1,936,081,601$            PILOTES 536,731,044$                

Pilote de concreto vaciado in situ, diámetro 1.5m m 48  $                 2,436,833   $                116,967,984 Pilote de concreto vaciado in situ, diámetro 2m  m 120 $                 3,498,025   $                419,763,060 ESTRIBOS 176,870,179$                Excavaciones varias en material común seco m3 1,236 $                      20,400   $                  25,207,493 Rellenos para Estructuras Material Seleccionado m³ 1,125 $                      61,520   $                  69,197,373 Concreto Clase C (28 MPa) m³ 111 $                 1,097,591   $                121,678,928 Concreto Clase F (14 MPa) m³ 9 $                    574,649   $                    5,286,775 Acero de refuerzo fy = 420 Mpa kg 31,041 $                        5,528   $                171,583,404 DADOS 385,259,856$                Excavaciones varias en material común seco m3 1,302 $                      20,400   $                  26,569,098 Concreto Clase C (28 MPa) m³ 167 $                 1,097,591   $                183,297,682 Acero de refuerzo fy = 420 Mpa kg 31,730 $                        5,528   $                175,393,077 PILAS 832,106,219$                

Concreto Clase C (28 MPa) m³ 296  $                 1,097,591   $                324,886,909 Acero de refuerzo fy = 420 Mpa kg 91,760 $                        5,528   $                507,219,311 LOSA DE APROXIMACIÓN 5,114,303$                    

Concreto Clase D (21 MPa) m³ 5 $                    651,088   $                    3,489,830 Acero de refuerzo fy = 420 Mpa kg 294 $                        5,528   $                    1,624,473 SUPERESTRUCTURA 7,727,564,377$            DOVELAS 7,631,528,765$            

Concreto Clase A' (35 MPa) m³ 2,167 $                 1,426,868   $            3,091,960,564 Acero de refuerzo fy = 420 Mpa kg 390,052 $                        5,528   $            2,156,080,505 Torones de 5/8" alta resistencia fy=1.890 Mpa  ton.m 1,440,000 $                        1,655   $            2,383,487,696 BARRERAS DE TRAFICO 96,035,611$                  Concreto Clase D (21 MPa) m³ 87.84 $                    651,088   $                  57,191,545 Acero de refuerzo fy = 420 Mpa kg 7,027 $                        5,528   $                  38,844,066 OTROS 791,998,367$                

Mezcla densa en caliente Tipo MDC‐19 m3 2,388  $                    202,372   $                483,265,090 Baranda Metalica peatonal para puente  m 240 $                    472,653   $                113,436,778 Aisladores Sismicos (Estribos) un 4 $              60,000,000   $                240,000,000 Aisladores Sismicos (Pilas) un 4 $              80,000,000   $                320,000,000 Junta Elastomerica de 1.20m m 21  $                 5,500,000   $                115,500,000 Material Granular Filtrante m3 32  $                      84,046   $                    2,656,032 Geotextil no Tejido 2500 m2 53 $                        7,700   $                       405,557 

COSTO DIRECTO OBRA CIVIL   10,457,585,419$          LONGITUD DE LA ESTRUCTURA [m] 240

COSTO DE LA OBRA POR METRO LINEAL 43,573,273$            

DESCRIPCION UNID CANTIDADVR.UNITARIO INVIAS  

2018VR.TOTAL

Proyecto de Grado en Estructuras Héctor Fabián Chaparro Rivera

201610631

40

13 CONCLUSIONES

En este proyecto se realizó y verificó el diseño sísmico del puente mediante tres métodos de diseño:

Tipo 1: Análisis elástico dinámico (EDA)(Lower/Upper Bound) [GSID AASHTO]

Tipo 2: Respuesta Contra el Tiempo No Lineal (THA) (Lower/Upper Bound).

El análisis No Lineal Contra el Tiempo se realizó con el fin de verificar el comportamiento sísmico del puente, el cual y según la normatividad, se aproxima al mejor a la respuesta de un puente con aisladores sísmicos y largos periodos fundamentales (TS>3.0s).

En los análisis NL THA no se consideró la interacción suelo estructura debido a que afectan poco la respuesta global de la estructura aislada, además su efecto reduce la demanda de solicitaciones sobre los aisladores y la estructura.

De acuerdo al promedio de resultados obtenidos del NL THA, se observó que los desplazamientos a pesar de que son un poco menores a los obtenidos en los análisis elásticos, se aproximan bastante bien a los determinados mediante los métodos aproximados presentes en la normatividad para este tipo de estructuras.

La demanda de deformaciones máximas de los aisladores en el THA no superan el desplazamiento admisible que tiene estos aparatos diseñados con el EDA (1.50 DEDA), por lo tanto son adecuados.

La junta de diseño diseñada con el EDA (+/-30 cm) satisface la demanda de desplazamientos del THA.

Se observa una reducción de la participación de los estribos y aun aumento significativo en las pilas en el THA respectos de las solicitaciones obtenidas en el EDA, sin embargo, estas demandas permanecen debajo de sus capacidades a falla o articulación plástica.

La demanda de solicitaciones en los otros elementos estructurales permanecen en el rango elástico de capacidad.

Proyecto de Grado en Estructuras Héctor Fabián Chaparro Rivera

201610631

41

14 REFERENCIAS

1. AIS Asociacion Colombiana de Ingenieria Sísmica, (2015), Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes CCP-14, Bogotá DC.

2. AASHTO (2011). AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, American Association of State Highway and Transportation Officials, 2nd Edition with 2014 Interim Revisions, Washington DC.

3. AASHTO (2014). AASHTO Guide Specifications for Seismic Isolation 4th Edition

AASHTO GSID, Washington DC.

4. Caltrans, (2013). “Seismic Design Criteria,” Version 1.7, California Department of Transportation, Sacramento, CA.

5. Menun, C. and Der Kiureghian, A. (1998). A Replacement for the 30%, 40%, and

SRSS Rules for Multicomponent Seismic Analysis, Earthquake SPECTRA, Vol. 14, Number 1, Oakland, CA.

6. Barton Newton (2014). 20-17 Understanding Directionality Concepts in Seismic

Analysis, CALTRANS, Memo to Designers 20-17 • June 2014, Sacramento, CA.

7. Federal Highway Administration U.S. Departamente of Transportation, (2011), FHWA-NHI-11-032, NHI Course No. 130094, LRFD Seismic Analysis and Design of Transportation Geotechnical Features and Structural Foundations.

8. Leonhardt Fritz, (1984). Estructuras de Hormigon Armado, Tomo VI Bases para la

Construcción de Puentes Monolíticos.

9. Prestressed Concrete Institute and Post-tensioning Institute, (1975). Precast Segemental Box Girder Bridge Manual.

10. Service dÉtudes techniques des routes et autoroutes Setra, (2003). Prestressed

Concrete Bridges Built Using The Cantilever Method.

11. American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO, (2003). Guide Specification for Design and Construction of Segemental Concrete Bridges, Second Edition.

12. Wai-Fah Chen & Lian Duan, (2014). Superestructure Design, Bridge Engineering

Handbook, Second Edition.

13. Menn Christian, (1990). Prestressed Concrete Bridges, Birkhauser. 14. Federal Highway Administration U.S. Departamente of Transportation, (2015), Post-

Tensioned Box Girder Design Manual. 15. Institution of Civil Engineers ICE, (2008). ICE manual of bridge engineering, second

edition. 16. CEB-FIP Model Code 1990, Bulletin d´Information No. 213/214, Comite Euro-

International du Beton, Lausanne, Switzerland, 1990.

ESPECIFICACIONES DE DISEÑO:

NORMA DE DISEÑO:

· CODIGO COLOMBIANO DE DISEÑO DE PUENTES (LRFD, CCP-14).

· GUIDE SPECIFICATIONS FOR SEISMIC ISOLATION DESIGN

(AASHTO, 2010)

· AASHTO GUIDE SPECIFICATIONS FOR LRFD SEISMIC BRIDGE

DESIGN (2007)

NORMAS COMPLEMENTARIAS:

· MANUAL DE DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES Y

PROFUNDAS PARA CARRETERAS (2013).

· AASHTO LRFD BRIDGE DESIGN SPECIFICATIONS (6TH EDITION

2012).

· GUIDE SPECIFICATIONS FOR DESIGN AND CONSTRUCTION OF

SEGMENTAL CONCRETE BRIDGES, AASHTO 1999, ITERIM 2003.

ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIÓN:

· ESPECIFICACIONES GENERALES DE CONSTRUCCIÓN DE

CARRETERAS, INVIAS 2013.

· AASHTO LRFD BRIDGE CONSTRUCTION SPECIFICATIONS (2ND

EDITION 2009).

· NORMAS TÉCNICAS COLOMBIANAS VIGENTES ALREDEDOR DE

LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN.

MATERIALES:

· CONCRETOS A LOSA 28 DÍAS: F´C EC

DOVELAS: 35 MPA 31108 MPA

PILAS Y DADOS: 28 MPA 25400 MPA

ESTRIBOS Y ALETAS: 28 MPA 25400 MPA

PILOTES: 28 MPA 25400 MPA

LOSA DE APROXIMACIÓN: 21 MPA 22000 MPA

ANDEN:A:A:A:A: 21 MPA 22000 MPA

MUROS ACOMPAÑAMIENTO: 21 MPA 22000 MPA

· TAMAÑO MÁXIMO DE AGREGADOS:

CONCRETO DE PILOTES, EXCAVADOS EN HUMEDO Y FUNDIDOS

CON TREMIE: 12.7 MM

CONCRETO OTROS ELEMENTOS: 19.0 MM

· REFUERZO NO TENSIONADO:

CALIDAD DE ACERO, GR-60 ASTM 706

ESFUERZO DE FLUENCIA, FY = 420 MPA

MÓDULO DE ELASTICIDAD, ES = 200 GPA

· REFUERZO TENSIONADO:

ACERO DE BAJA RELAJACIÓN GRADO 270

DIAMETRO TÓRÓN, 0.6”

ESFUERZO ÚLTIMO, FPU = 1860 MPA

ESFUERZO DE FLUENCIA, FPY = 1674 MPA

MÓDULO DE ELASTICIDAD, 197 GPA

· DUCTOS DE TENSIONAMIENTO:

DIAMETRO PARA 12 TORONES Ó: 8 CM

PERDIDAS INVOLUNTARIAS, 0.001 1/M

PERDIDAS POR FRICCIÓN, 0.25 1/RAD

DESVIACIÓN C.G. EJE DUCTO, 20 MM

CARGAS DE DISEÑO:

· CARGA VIVA DE DISEÑO CCP-14:

2 CARRILES DE DISEÑO.

A - CAMIÓN (360KN) + CARRIL DE DISEÑO (10.3 KN/M).

B - TÁNDEM (250KN) + CARRIL DE DISEÑO (10.3 KN/M).

· CARGA PEATONAL: 3.60 KN/M2

· PESOS UNITARIO:

CONCRETO REFORZADO : 24.0 KN/M3

CONCRETO POSTENSADO : 24.5 KN/M3

CARPETA ASFÁLTICA (7CM): 22.0 KN/M3

BARANDA VEHICULAR: 1.50 KN/M

· EFECTOS SÍSMICOS:

PERIODO DE RETORNO: 975 AÑOS

COEFICIENTE ACELERACIÓN PICO EFECTIVA EN ROCA

PGA: 0.57

COEFICIENTE ACELERACIÓN DE RESPUESTA ESPECTRAL

HORIZONTAL:

Ss = 1.32, S1 = 0.68.

PERFIL DE SUELO: E

ZONA DESEMPEÑO SÍSMICO: 4

· HUMEDAD RELATIVA: 80% +/-2%.

· TEMPERATURA: 27°C +/-1°C.

· NIVEL MÁXIMO DE AGUAS (TR 100AÑOS): 17.82 msnm.

PUENTE BOTERO

ESCALA:

1

2

3

4

FECHA:

ARCHIVO:

PLANO:

MODIFICACIONES:

DIBUJO:

DISEÑO:

N°:

REVISO:

REVISION:

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

ELABORO:PROYECTO:

PROYECTO DE GRADO EN ESTRUCTURAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE BOTERO

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

201610631

CONTIENE:

PUENTE BOTERO

ESPECIFICACIONES GENERALES

1080

10901100

1110

1090

RIO MEDELLIN

1100

1110

1120

1080

1090

A MEDELLIN

A PUERTO BERRIO

15+379.35m

15+379.35m

2.00%

-2.00%

1080

1090

1100

1110

1090

1100

RIO MEDELLIN

1100

1110

1120

1080

1090

1120

1130

A MED

ELLIN

A PUERTO BERRIO

0.00%

4.00%

8.00%

-4.00%

-8.00%

ESPECIFICACIONES

Especificaciones de diseño: CCP 14-LRFD

AASHTO LRFD-2012

Carga viva de diseño: Camión de Diseño o Tandem+Carril Diseño

Concretos:

Dovelas f'c=35 MPa

Pilas f'c=28 MPa

Infraestructura, pilotes f'c=21 MPa

guarda ruedas, f'c=28 MPa

Losas de aprox. f'c=28 MPa

Acero de refuerzo: fy=420 MPa, todos los diámetros

Cables de postensamiento: f's=1890 MPa

Acero de baja relajación

Torones Ø 0.60", A=1.40cm²/torón.

Apoyos de neopreno: Dureza 60, 100% Neopreno

Terreno Natural Eje via.

Rasante a nivel de pavimento.

CONVENCIONES PERFIL

Terreno Natural Izq.

Terreno Natural der.

Peralte Borde Derecho.

Peralte Borde izquierdo.

Dimensión por eje de puente

*

Fecha: Dec 05, 2018 - 9:46am

ESCALA:

1

2

3

4

INDICADAS

FECHA:

ARCHIVO:

PLANO:

MODIFICACIONES:

DIBUJO:

DISEÑO:

N°:

REVISO:

REVISION:

- 10

DICIEMBRE DE 2017

01-PP.dwg

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

0

ELABORO:PROYECTO:

PROYECTO DE GRADO EN ESTRUCTURAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE BOTERO

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

201610631

CONTIENE:

PUENTE BOTERO

PLANTA PERFIL

01-PP 01

7.20

.40

5.00

1.10

.70

2.50 3.40 2.50 1.551.20.35

1.80

1.50

1.20

.70

.30

11.50

4.00

4.29

2.50

.40

6.002.75

2.75

1.50

.30

1.252.50

1.50

2.70

4.51

.49

2.30

1.50

.70

.07

.25

-2.00 %

.35

.45

.20

.20

2.20

1.00

PLANTA - DIMENSIONES

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

ALZADO - DIMENSIONES

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

2.20

1.50

var 4.29-4.51

5.00

1.50

.25

1.00

1.20

.40

4.00

.50

3.08

.70 1.10

SECCION T. - DIMENSIONES

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

TOPE LATERAL

Escala 1:20 Pliego

Escala 1:40 Cuarto de pliego

PLANTA

SECCION G-G SECCION F-F

Proyeccion

superestructura

DETALLE JUNTA

Escala 1:10 Pliego

Escala 1:20 Cuarto de pliego

\\IN

GE

NIE

RIA

-56\C

om

partidos\C

ON

TR

OLA

DO

R F

CH

\03-P

LA

NO

S\D

WG

\02-03-04-05-10IN

FR

AE

ST

RU

CT

UR

A.dw

g

ESCALA:

1

2

3

4

FECHA:

ARCHIVO:

PLANO:

MODIFICACIONES:

DIBUJO:

DISEÑO:

N°:

REVISO:

REVISION:

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

ELABORO:PROYECTO:

PROYECTO DE GRADO EN ESTRUCTURAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE BOTERO

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

201610631

CONTIENE:

PUENTE BOTERO

DIMENSIONES Y DETALLES ESTRIBOS

Eje Pila

1107.08

5.60

4.00

5.00

1.10 1.00 1.10 .401.75 1.20 .45 1.20 1.15

1.15

1.20 .45 1.20 1.75

.60

.45

2.35 2.35

.45

.85

.85

Eje V

ía

3 3

1

.83

3.50

1.50

.40

.50

.30 9.70 Anden 1.20.30

11.50

.50

6.50

1107.08 Eje Puente

1.50

.80

.70

.25

.67

1.50

-3.6%

3.6%

Cables temporales

1.20

ACCCESO

5.00

3 3

1.00

3.50

4 4

6.50

SECCION T. - DIMENSIONES

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

SECCION 1 - 1

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

-3.6%

6.00

.80

2.70

2.00

2.00

2.30 1.40 2.30

.80

.80

.30

Eje de puente

Eje de pila

4.20

4.00

3.25

.20

.50

.50

1.40

ex

2.70

.80

Eje de puente

Eje de pila

ey=dy=4.20

dx

3.25

.50

.50

Bloques de

apoyo

Temporales

Apoyo

Definitivo

Cables

temporales

Bloques de

apoyo

Temporales

Cables

temporales

Apoyo

Definitivo

SECCION 3 - 3

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

SECCION 4 - 4

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

Caisson

Ø2.00

1.50

2.50

6.00

6.00

6.00

1.50

9.00

1.50 6.00

6.00

9.00

.40 2.60 2.60

.40

.40

4.00

.40

3.20

4.50

1.50 1.50

1.50

2.50

1.50

Eje de

puente

Eje

de pila

Ø

2

.

0

0

.50

.50

.15

1.50 1.50

.40

1.50

9.00

2.00

.15

.15

ALZADO ZAPATA - DIMENSIONES

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

PLANTA ZAPATA Y COLUMNA - DIMENSIONES

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

3 hileras x #10 c/0.25 (Z1) en ambos sentidos

3 hileras x #10 c/0.22 (Z1) en ambos sentidos

2 hileras x #5 c/0.50 (Z2) en ambos sentidos

#4 c/0.80 (Z3)

en ambos sentidos

#5 c/0.40 (Z4)

.15

.05

.05

ALZADO ZAPATA - REFUERZO

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

#8 c/0.15 en cada cara + #4 c/0.15 (C4)

#8 c/0.15 en cada cara + #4 c/0.15 (C4)

#8 c/0.18 en cad

a cara +

#

4 c/0.18 (C

4)

#8 c/0.18 en cad

a cara +

#

4 c/0.18 (C

4)

#5 c/0.30 (C1)

#5 c/0.30 (C2)

#5 c/0.30 (C2)

#5 c/0.10 (C1)

#5 c/0.10 (C2)

#5 c/0.10 (C2)

#5 c/0.30 (C3)

#5 c/0.30 (C3)

#5 c/0.10 (C3)

#5 c/0.10 (C3)

Pila eje 2

Pila eje 3

Distribución 14.00 a 23.00 m Distribución 0.00 a 14.00 m

Distribución 10.00 a 17.00 m Distribución 0.00 a 10.00 m

.05

.05

.05

.05

PLANTA COLUMNA - REFUERZO

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

\\IN

GE

NIE

RIA

-56\C

om

partidos\C

ON

TR

OLA

DO

R F

CH

\03-P

LA

NO

S\D

WG

\02-03-04-05-10IN

FR

AE

ST

RU

CT

UR

A.dw

g

ESCALA:

1

2

3

4

FECHA:

ARCHIVO:

PLANO:

MODIFICACIONES:

DIBUJO:

DISEÑO:

N°:

REVISO:

REVISION:

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

ELABORO:PROYECTO:

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

201610631

CONTIENE:

PUENTE BOTERO

DIMENSIONES Y REFUERZO DE PILA

Barra

Longitud de Empalme

210 Mpa 280 Mpa 350 Mpa

#3

0,50 0,50 0,50

#4 0,60 0,60 0,60

#5

0,70 0,70 0,70

#6 0,90 0,80 0,80

#7 1,20 1,10 1,00

#8 1,60 1,50 1,30

#9 2,00 1,80 1,60

#10 2,50 2,20 2,00

LONGITUD DE GANCHOS

Barra

Diametro

barra db

(mm)

Refuerzo

Longitudinal

Refuerzo

Transversal

D=6db

(mm)

Gancho

(mm)

D=4db

(mm)

Gancho

(mm)

90°/180°

90°/135°

/180°

#3 9,5

57 150 38 125

#4 12,7

76 200 51 150

#5

15,9

95 250 64 200

#6 19,1

115 300 76 250

#7 22,2

133 350 89 300

#8 25,4

152 400 102 350

#10

32,3

194 450129500

D = Diametro de doblamiento de la barra ( medido en la cara interior de la barra ).

PROYECTO DE GRADO EN ESTRUCTURAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE BOTERO

12.00

6.00

#6 c/0.10 (P1)

.10

5.60

#5 c/0.22 (P1A

)

1.30

#6 c/0.10 (P1)

.100

Vig

a

cab

ezal

15.00

Vig

a cab

ezal

8.05 #

6 c/0.07 (P1)

.07

6.66

#5 c/0.18 (P1A

)

2.31

#6 c/0.07 (P1)

.070

#10 (P2)

#10 (P4)

#10 (P3)

#10 (P5)

#10 (P2)

#10 (P4)

#10 (P3)

#10 (P5)

11

2 2

CAISSON ∅ 1.50

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

CAISSON ∅ 2.00

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

.05

26#10

#6 (P1)

.05

40#10

#6 (P1)

CORTE 1-1

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

CORTE 2-2

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

#3 c/.23 #3 c/0.24 (A1)

(A2)

.10

1.00

.15

.05

.05

#3 L=

1.15 (A

1)

1.15

#3 c/ 0.23 (A

2)

Ø Caisson

Anillo para entibado

#3 (A1)

.15 .15

Ø Caisson

Traslap

o

L=

.15

DETALLES ANILLOS

Escala 1:25 Pliego

Escala 1:50 Cuarto de pliego

SECCION 1-1 DETALLE ANILLO

CORTE ANILLO - DIMENSIONES CORTE ANILLO - REFUERZO

18#8 (V1 y V8) en cada cara

6#

6 (V

2) en cad

a cara

3 filas x 5#4 c/0.40 (V3)

#4 (V4)

#4 (V5)

#4 (V6)

3 filas x #4 (V7)

.05

.05

.05

VIGA CABEZAL

SECCION T. - REFUERZO

Escala 1:25 Pliego

Escala 1:50 Cuarto de pliego

#4 c/0.20 (V4, V5 y V6) #4 c/0.10 (V4, V5 y V6) #4 c/0.20 (V4, V5 y V6)

3 filas x #4 c/0.40 (V7)

6#

6 (V

2)

en cad

a cara

#8 (V8) #8 (V1)

#8 (V8)

#8 (V1)

ALZADO VIGA CABEZAL - REFUERZO

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

#4 c/0.30 (E1) en cad

a cara

#4 c/0.30 (E2)

#4 c/0.38 (E3)

#7 c/0.19 (E4)

.05

.05

.05

ESPALDAR

SECCION T. - REFUERZO

Escala 1:25 Pliego

Escala 1:50 Cuarto de pliego

#4 c/0.30 (E1) en cad

a cara

#4 c/0.38 (E3)

#7 c/0.19 (E4)

#4 c/0.30 (E2)

ALZADO ESPALDAR - REFUERZO

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

#6 c/0.20 (P2)

#5 c/0.20 (P1)

#4 (P3)

5#10 (T2)

#6 c/0.15 (T1)

#4 c/0.15 (T4)

#6 c/0.18 (T3)

.05

.05

.05

TOPE Y PEDESTAL

ALZADO - REFUERZO

Escala 1:25 Pliego

Escala 1:50 Cuarto de pliego

#5 c/0.20 (P1) #5 c/0.30 (P1)

#6 c/0.20 (P2)#4 (P3)

#6 c/0.15 (T1)

#10 (T2)

#6 c/0.18

(T3)

#4 c/0.15 (T4)

.05

.20

.05

.05

TOPE Y PEDESTAL

SECCION T. - REFUERZO

Escala 1:25 Pliego

Escala 1:50 Cuarto de pliego

#6 c/0.15 (A1)#6 c/0.20 (A1)

#5 (A2)

c/0.15

#5 (A2)

c/0.20

#6 c/0.15 (A

L3)

intercalad

as co

n

#6 c/0.15 (A

L4)

#6 (A

L3)

c/0.15

#5 (A

L5)

c/0.15

#5 (A

L5)

c/0.15

#5 (A

L5)

c/0.20

#6 c/0.20 (A1)#5 c/0.20 (A2)

2#5 (AL6)

Cara relleno

Cara relleno

Cara libre

Cara lib

re

ALZADO ALETA - REFUERZO

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

\\IN

GE

NIE

RIA

-56\C

om

partidos\C

ON

TR

OLA

DO

R F

CH

\03-P

LA

NO

S\D

WG

\02-03-04-05-10IN

FR

AE

ST

RU

CT

UR

A.dw

g

ESCALA:

1

2

3

4

FECHA:

ARCHIVO:

PLANO:

MODIFICACIONES:

DIBUJO:

DISEÑO:

N°:

REVISO:

REVISION:

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

ELABORO:PROYECTO:

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

201610631

CONTIENE:

PUENTE BOTERO

REFUERZO DE ESTRIBOS Y CIMENTACIÓN

Barra

Longitud de Empalme

210 Mpa 280 Mpa 350 Mpa

#3 0,50 0,50 0,50

#4 0,60 0,60 0,60

#5 0,70 0,70 0,70

#6 0,90 0,80 0,80

#7 1,20 1,10 1,00

#8 1,60 1,50 1,30

#9 2,00 1,80 1,60

#10 2,50 2,20 2,00

LONGITUD DE GANCHOS

Barra

Diametro

barra db

(mm)

Refuerzo

Longitudinal

Refuerzo

Transversal

D=6db

(mm)

Gancho

(mm)

D=4db

(mm)

Gancho

(mm)

90°/180°

90°/135°

/180°

#3 9,5

57 150 38 125

#4 12,7

76 200 51 150

#5

15,9

95 250 64 200

#6 19,1

115 300 76 250

#7 22,2

133 350 89 300

#8

25,4

152 400 102 350

#10 32,3

194 450129500

D = Diametro de doblamiento de la barra ( medido en la cara interior de la barra).

PROYECTO DE GRADO EN ESTRUCTURAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE BOTERO

0

1

2

3

45

6

78

9

10

11

12

1.25 5 Dovelas L=5.00 L.total=25.00 2 Dovelas L=4.50 L.total=9.00 2 Dovelas L=4.25 L.total=8.50 Dovela L=4.00 Dovela L=3.75 Dovela L=3.50Dovela L/2=5.00

60.00

2.80

6.50

H

.25

.25

I

Cota

Escala 1:100 pliego

Escala 1:200 Cuarto de pliego

DOVELA - 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

H 2.80 2.83 2.91 3.06 3.26 3.52 3.80 4.12 4.48 4.87 5.28 5.70 6.12

I 0.22 0.22 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.26 0.28 0.29 0.31 0.32 0.34

Q 1.20 1.20 1.20 1.15 1.10 1.05 1.00 1.00 0.90 0.85 0.75 0.70 0.60

R 0.24 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.20 0.20 0.18 0.17 0.15 0.14 0.12

LONG - 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 4.50 4.50 4.25 4.25 4.00 3.75 3.50

.22

.35

VOLADIZO TIPO ENTRE APOYOS

0

1

2

3

4

5

6

7 8

9

10

11

12

Dovela

L/2=1.25

5 Dovelas L=5.00 L.total=25.002 Dovelas L=4.50 L.total=9.002 Dovelas L=4.25 L.total=8.50Dovela L=4.00Dovela L=3.75Dovela L=3.50Dovela L/2=5.00

60.00

2.80

6.50

H

.25

I

DC

Cota

Centro

d

e luz

Escala 1:100 pliego

Escala 1:200 Cuarto de pliego

DOVELA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 DC

H 6.12 5.70 5.28 4.87 4.48 4.12 3.80 3.52 3.26 3.06 2.91 2.83 2.80

I 0.34 0.32 0.31 0.29 0.28 0.26 0.26 0.25 0.24 0.23 0.22 0.22 0.22

Q 0.60 0.70 0.75 0.85 0.90 1.00 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.20 1.20

R 0.12 0.14 0.15 0.17 0.18 0.20 0.20 0.21 0.22 0.23 0.24 0.24 0.24

LONG 3.50 3.75 4.00 4.25 4.25 4.50 4.50 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 2.50

VOLADIZO TIPO ENTRE APOYO INTERMEDIO Y CENTRO DE LUZ

3.00

1.20 1.40

Eje de puente

I

Eje de vía

1.20

1.201.40

H

.20

Carril 3.65

.85

.25

.60

.35

1.55 1.20.40

.40 1.20 1.55

3.00

Corta gotera

Corta

gotera

1.20.30

Berma 1.80 Carril 3.65 .30.60

.20.20

1.10

R

Q

2.80

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

11.50

SECCION TRANSVERSAL TIPICA

\\IN

GE

NIE

RIA

-56\C

om

partidos\C

ON

TR

OLA

DO

R F

CH

\03-P

LA

NO

S\D

WG

\06_D

IM

_D

OV

.dw

g

Fecha: Dec 05, 2018 - 9:48am

ESCALA:

1

2

3

4

INDICADAS

FECHA:

ARCHIVO:

PLANO:

MODIFICACIONES:

DIBUJO:

DISEÑO:

N°:

REVISO:

REVISION:

- 10

DICIEMBRE DE 2017

06_DIM_DOV.dwg

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

0

ELABORO:PROYECTO:

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

201610631

CONTIENE:

PUENTE BOTERO

DIMENSIONES DE DOVELAS

06-DIM_DOV 01

PROYECTO DE GRADO EN ESTRUCTURAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE BOTERO

#5 c/0.20 (A1)

3#5 (A1)

3#5 (A1)

#4 c/0.30 (A2) en cada cara

4#4 (A2)

4#4 (A2)

c/.15 (D9)

#5 c/.15 (D5)

#7 c/.15 (D1)

#4 c/0.20 (A2)

#4 c/0.20 (A2)#4 c/0.20 (A2)

c/.15 (D10)

#4 c/.30 (D2)

#4 c/.30 (D2)

#4 c/.30 (D4)

#4 c/.30 (D4)

#4 c/0.20 (A2) en cada cara

#4 c/0.20 (A2) en cada cara

c/.15 (D6)

#4 c/.30 (D8)

2#5 (A2)

#3 c/.30 (D11)

#4 c/.30 (D8)

2#5 (A2)

#3 c/.30 (D11)

#4 c/0.20 (A

2) en cad

a cara

#4 c/0.20 (A

2) en cad

a cara

#4 c/.30 (D3)

#4 c/.30 (D3)

c/.15 (D6)

SECCION TRANSVERSAL TIPICA - REFUERZO

Escala 1:25 Pliego

Escala 1:50 Cuarto de pliego

REFUERZO LONGITUDINAL DOVELAS

PESO TOTAL (Kg) /DOVELADOVELA

VARILLAS Peso refuerzo transversal (kg)

A1 A2#3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10# Long. Cant. # Long. Cant.

1 # 5 4.15 32 # 4 4.05 162 0.00 653.13 206.11 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 859.24

2 # 5 4.40 32 # 4 4.30 247 0.00 1054.02 218.52 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1272.54

3 # 5 4.65 32 # 4 4.55 238 0.00 1075.95 230.94 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1306.89

4 # 5 4.90 32 # 4 4.80 229 0.00 1094.04 243.35 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1337.39

5 # 5 4.90 32 # 4 4.80 221 0.00 1054.44 243.35 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1297.79

6 # 5 5.15 32 # 4 5.05 213 0.00 1070.20 255.77 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1325.97

7 # 5 5.15 32 # 4 5.05 206 0.00 1035.06 255.77 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1290.83

8 # 5 5.65 32 # 4 5.55 200 0.00 1103.89 280.60 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1384.49

9 # 5 5.65 32 # 4 5.55 195 0.00 1073.00 280.60 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1353.60

10 # 5 5.65 32 # 4 5.55 190 0.00 1046.52 280.60 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1327.12

11 # 5 5.65 32 # 4 5.55 186 0.00 1026.11 280.60 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1306.71

12 # 5 5.65 32 # 4 5.55 184 0.00 1012.87 280.60 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1293.47

DC # 5 2.40 32 # 4 2.40 182 0.00 434.66 119.19 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 553.85

PESO TOTAL (kg) / No. BARRA 0.00 12733.87 3176.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0015909.88

PESO TOTAL (kg)

REFUERZO TRANSVERSAL DOVELAS

PESO TOTAL(Kg) /

DOVELADOVELA

VARILLASPeso refuerzo transversal (kg)

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D8 D9 D10 D11

# 3 4 5 6 7 8 9 10

# Long. Cant. # Long. Cant. # Long. Cant. # Long. Cant. # Long. Cant. # L1 L2 Long. (*) Cant. # Long. Cant. # Long. Cant. # Long. Cant. # L1 (*) L2 (*) Long. (*) Cant.

1 # 7 12.00 23 # 4 2.20 24 # 4 2.70 24 # 4 2.05 24 # 5 3.80 23 # 7 6.39 6.01 6.90 92 # 4 2.50 24 # 7 6.60 23 # 7 6.60 23 # 3 0.30 0.20 0.55 48 14.78 225.44 135.64 0.00 3694.37 0.00 0.00 0.00 4070.23

2 # 7 12.00 25 # 4 2.20 26 # 4 2.70 26 # 4 2.05 26 # 5 3.80 25 # 7 6.01 5.59 6.50 100 # 4 2.50 26 # 7 6.60 25 # 7 6.60 25 # 3 0.30 0.20 0.55 52 16.02 244.23 147.44 0.00 3893.93 0.00 0.00 0.00 4301.62

3 # 7 12.00 26 # 4 2.20 26 # 4 2.70 26 # 4 2.05 26 # 5 3.80 26 # 7 5.59 5.17 6.08 104 # 4 2.50 26 # 7 6.60 26 # 7 6.60 26 # 3 0.30 0.20 0.55 52 16.02 244.23 153.34 0.00 3916.82 0.00 0.00 0.00 4330.40

4 # 7 12.00 28 # 4 2.20 28 # 4 2.70 28 # 4 2.05 28 # 5 3.80 28 # 7 5.17 4.76 5.67 112 # 4 2.50 28 # 7 6.60 28 # 7 6.60 28 # 3 0.30 0.20 0.55 56 17.25 263.01 165.13 0.00 4076.72 0.00 0.00 0.00 4522.11

5 # 7 12.00 28 # 4 2.20 28 # 4 2.70 28 # 4 2.05 28 # 5 3.80 28 # 7 4.76 4.37 5.27 112 # 4 2.50 28 # 7 6.60 28 # 7 6.60 28 # 3 0.30 0.20 0.55 56 17.25 263.01 165.13 0.00 3940.44 0.00 0.00 0.00 4385.83

6 # 7 12.00 30 # 4 2.20 30 # 4 2.70 30 # 4 2.05 30 # 5 3.80 30 # 7 4.37 4.01 4.89 120 # 4 2.50 30 # 6 6.50 30 # 6 6.50 30 # 3 0.30 0.20 0.55 60 18.48 281.80 176.93 871.65 2880.38 0.00 0.00 0.00 4229.23

7 # 7 12.00 30 # 4 2.20 30 # 4 2.70 30 # 4 2.05 30 # 5 3.80 30 # 7 4.01 3.69 4.55 120 # 4 2.50 30 # 6 6.50 30 # 6 6.50 30 # 3 0.30 0.20 0.55 60 18.48 281.80 176.93 871.65 2756.26 0.00 0.00 0.00 4105.12

8 # 7 12.00 33 # 4 2.20 34 # 4 2.70 34 # 4 2.05 34 # 5 3.80 33 # 6 3.69 3.41 4.15 132 # 4 2.50 34 # 6 6.50 33 # 6 6.50 33 # 3 0.30 0.20 0.55 68 20.94 319.37 194.62 2183.15 1204.86 0.00 0.00 0.00 3922.95

9 # 7 12.00 33 # 4 2.20 34 # 4 2.70 34 # 4 2.05 34 # 5 3.80 33 # 6 3.41 3.15 3.88 132 # 4 2.50 34 # 6 6.50 33 # 6 6.50 33 # 3 0.30 0.20 0.55 68 20.94 319.37 194.62 2103.49 1204.86 0.00 0.00 0.00 3843.29

10 # 7 12.00 33 # 4 2.20 34 # 4 2.70 34 # 4 2.05 34 # 5 3.80 33 # 6 3.15 2.95 3.65 132 # 4 2.50 34 # 5 6.40 33 # 5 6.40 33 # 3 0.30 0.20 0.55 68 20.94 319.37 850.19 1076.82 1204.86 0.00 0.00 0.00 3472.19

11 # 7 12.00 33 # 4 2.20 34 # 4 2.70 34 # 4 2.05 34 # 5 3.80 33 # 6 2.95 2.80 3.48 132 # 4 2.50 34 # 5 6.40 33 # 5 6.40 33 # 3 0.30 0.20 0.55 68 20.94 319.37 850.19 1025.19 1204.86 0.00 0.00 0.00 3420.56

12 # 7 12.00 33 # 4 2.20 34 # 4 2.70 34 # 4 2.05 34 # 5 3.80 33 # 5 2.80 2.72 3.26 132 # 4 2.50 34 # 5 6.40 33 # 5 6.40 33 # 3 0.30 0.20 0.55 68 20.94 319.37 1518.04 0.00 1204.86 0.00 0.00 0.00 3063.22

DC # 7 12.00 16 # 4 2.20 16 # 4 2.70 16 # 4 2.05 16 # 5 3.80 16 # 5 2.69 2.69 3.19 64 # 4 2.50 16 # 5 6.40 16 # 5 6.40 16 # 3 0.30 0.20 0.55 32 9.86 150.29 729.07 0.00 584.18 0.00 0.00 0.00 1473.39

PESO TOTAL (kg) / No. BARRA 232.85 3550.67 5457.27 8131.96 31767.40 0.00 0.00 0.0049140.14

PESO TOTAL (kg)

REFUERZO ADICIONAL ANDEN

Escala 1:25 Pliego

Escala 1:50 Cuarto de pliego

DESPIECE LONGITUDINAL DOVELA

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

DESPIECE LONGITUDINAL DOVELA DC

Escala 1:50 Pliego

Escala 1:100 Cuarto de pliego

\\IN

GE

NIE

RIA

-56\C

om

partidos\C

ON

TR

OLA

DO

R F

CH

\03-P

LA

NO

S\D

WG

\06_D

IM

_D

OV

.dw

g

Fecha: Dec 05, 2018 - 9:48am

ESCALA:

1

2

3

4

INDICADAS

FECHA:

ARCHIVO:

PLANO:

MODIFICACIONES:

DIBUJO:

DISEÑO:

N°:

REVISO:

REVISION:

- 10

DICIEMBRE DE 2017

06_DIM_DOV.dwg

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

0

ELABORO:PROYECTO:

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

201610631

CONTIENE:

PUENTE BOTERO

REFUERZODE DOVELAS

10-REF_DOV 10

PROYECTO DE GRADO EN ESTRUCTURAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE BOTERO

···

·

·

·

·

·

··

··

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

Fecha: Dec 05, 2018 - 9:48am

ESCALA:

1

2

3

4

INDICADAS

FECHA:

ARCHIVO:

PLANO:

MODIFICACIONES:

DIBUJO:

DISEÑO:

N°:

REVISO:

REVISION:

- 10

DICIEMBRE DE 2017

07-09_TRAZ CABLES.dwg

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

0

ELABORO:PROYECTO:

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

201610631

CONTIENE:

PUENTE BOTERO

PLANTA PERFIL TRAZADO DE CABLES

PERFIL_CALBES_07 07

PROYECTO DE GRADO EN ESTRUCTURAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE BOTERO

Fecha: Dec 05, 2018 - 9:48am

ESCALA:

1

2

3

4

INDICADAS

FECHA:

ARCHIVO:

PLANO:

MODIFICACIONES:

DIBUJO:

DISEÑO:

N°:

REVISO:

REVISION:

- 10

DICIEMBRE DE 2017

07-09_TRAZ CABLES.dwg

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

0

ELABORO:PROYECTO:

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

201610631

CONTIENE:

PUENTE BOTERO

PLANTA TRAZADO DE CABLES PRINCIPALES

CABLES_SUP_08 08

PROYECTO DE GRADO EN ESTRUCTURAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE BOTERO

CANTIDADES ANCLAJES DE LOSA INFERIOR A, B CANT. 1 BLOQUE

MARCA DESPIECE

DIAMETR

O

LONG.

(m)

CANTIDA

D

L. TOTAL

(m)

PESO

A1

#4

8.68 4 34.71 34.50

A2

#4

3.70 14 51.80 51.49

A3

#6

2.17 60 130.20 291.00

A4

#4

1.61 16 25.76 25.61

A5A

#4

5.90 8 47.20 46.92

A6

#4

0.86 8 6.88 6.84

A7

#6

3.00 12 36.00 80.46

A8A

#4

5.90 4 23.60 23.46

Peso hierro(Kg) fy = 4200Kg/cm2

560.27

Vol. De concreto(m3) f'c = 350Kg/cm2

2.45

Cantidad =

4.00

Peso hierro(Kg) fy = 4200Kg/cm2 2241.07

Vol. De concreto(m3) f'c = 350Kg/cm2

9.80

CANTIDADES ANCLAJES DE LOSA INFERIOR C Y R CANT. 1 BLOQUE

MARCA DESPIECE

DIAMETR

O

LONG.

(m)

CANTIDA

D

L. TOTAL

(m)

PESO

A1

#4

8.68 6 52.07 51.76

A2

#4

3.70 18 66.60 66.20

A3

#6

2.17 90 195.30 436.50

A4

#4

1.61 24 38.64 38.41

A5

#4

5.90 8 47.20 46.92

A6

#4

0.86 12 10.32 10.26

A7

#6

3.00 18 54.00 120.69

A8

#4

5.90 4 23.60 23.46

Peso hierro(Kg) fy = 4200Kg/cm2

794.18

Vol. De concreto(m3) f'c = 350Kg/cm2

2.45

Cantidad =

2.00

Peso hierro(Kg) fy = 4200Kg/cm2 1588.37

Vol. De concreto(m3) f'c = 350Kg/cm2

4.90

Barra

Longitud de Empalme

210 Mpa 280 Mpa 350 Mpa

#3 0,50 0,50 0,50

#4 0,60 0,60 0,60

#5 0,70 0,70 0,70

#6 0,90 0,80 0,80

#7 1,20 1,10 1,00

#8 1,60 1,50 1,30

#9 2,00 1,80 1,60

#10 2,50 2,20 2,00

LONGITUD DE GANCHOS

Barra

Diametro

barra db

(mm)

Refuerzo

Longitudinal

Refuerzo Transversal

D=6db

(mm)

Gancho

(mm)

D=4db

(mm)

Gancho (mm)

90°/180

°

90° 135° 180°

#3 9,5

57 150 38 75 100 125

#4 12,7

76 200 51 100 125 150

#5 15,9

95 250 64 125 150 200

#6

19,1

115 300 76 250 175 225

#7 22,2

133 350 89 300 225 250

#8 25,4

152 400 102 350 250 300

#10

32,3

194 450 129 450 300 375

D = Diametro de doblamiento de la barra ( medido en la cara interior de la barra ).

.

Fecha: Dec 05, 2018 - 9:48am

ESCALA:

1

2

3

4

INDICADAS

FECHA:

ARCHIVO:

PLANO:

MODIFICACIONES:

DIBUJO:

DISEÑO:

N°:

REVISO:

REVISION:

- 10

DICIEMBRE DE 2017

07-09_TRAZ CABLES.dwg

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

0

ELABORO:PROYECTO:

HECTOR FABIAN CHAPARRO RIVERA

201610631

CONTIENE:

PUENTE BOTERO

PLANTA PERFIL

CALES_INFE_09 09

PROYECTO DE GRADO EN ESTRUCTURAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE BOTERO