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3.- PREDIMENSIONAMIENTO
Luz del Puente = m
CARACTERISTICAS GENERALES
Super-estructura de concreto armado, de dos tramos simplemente apoyada con alveolos
y bordillo.
GEOMETRIA :
Luz del Puente : m
Nº de Vias :
Carril de Diseño : m
Ancho de Berma : m (Berma minimo 0,60 m)
Ancho de calzada : m
Ancho de Bordillo : m
Ancho Total : m
MATERIALES:
CONCRETO ARMADO: Según ACI 318M-02
Concreto
Resistencia a la compresión (f´c) : Kg/cm2
Modulo de Elasticidad : Kg/cm2
Acero de refuerzo
Resistencia a la fluencia (fy) : Kg/cm2
Modulo de Elasticidad : Kg/cm2
PESO ESPECÍFICO DE LOS MATERIALES:
Concreto armado : Kg/m3
Concreto simple : Kg/m3
DETERMINACION DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Y LONGITUDINAL
PREDIMENSIONAMIENTO DE LA CARPETA DE RODADURA:
cm = m
PREDIMENSIONAMIENTO DE LA LOSA:
Solo para Tramos Simple
S = luz del tramo de losa
m
CR= 2,5 0,025
t= 0,76
16,00
16,00
2,00
7,20
6,00
0,60
0,40
8,00
270
248118,30
4200
2100000
2500
2400
ASUMIMOS:
m = cm
DONDE:
cm z= cm
mm
cm
PREDIMENSIONAMIENTO DE ALVEOLOS RECTANGULARES:
RECOMENDACIONES GEOMETRICAS
A >= 175 mm
D >= 140 mm
y >= 1,5 z
x >= 0,2 Hf
Tomamos:
A = cm
D = cm
z = cm
y = cm
x = cm
PREDIMENSIONAMIENTO DE BORDILLO :
Para nuestro puente utilizaremos un bordillo tipico
cm
81 cm
cm
cm
15
A bordillo= = m2
4.- ANALISIS DE CARGAS Y ESTADOS DE CARGAS:
ANALISI DE CARGAS PARA FRANJA: (1 m de ancho)
Carga Muerta Tablero + Bordillo (DC):
= t/m= T-m
= T
Carga por superficie de rodadura (DW):
= T/m
= T-m
= TVDW= (Wcr*L)/2
48
25,5
7,5
25
1339 cm2 0,13388
MDC=
Wcr=
Wlosa+bordillo-alveolos= ((t*8 m-9*0,35*,525)*2,5 t/m+A bordillo*2,5 t/m)/8 m
rec=
ϕ =d=
t=
75
0,8 80
2,5 rec+ϕ=
0,06
VDC= (WDC*L)/2 12,54
MDW= (Wcr*L²)/8 1,92
25
0,48
1,567
50,14(Wlosa*L²)/8
5
0,025*1 m*2,4 t/m
22
18
35
52,5
Hf
48
z
y x
A
D
e
35 cm
Carga viva (LL):
Para vehículo HL-93, y con la consideración de carga dinámica (33%) en estado límite de Resistencia I:
SOBRECARGAS VEHICULARES:
ASSHTO LRFD
Camión de Diseño : HL-93
Sobrecarga Distribuida:
Tandem de Diseño :
Estado límite de resistencia
Flexión, tracción
Corte, torsión
Compresión axial con espirales o estribos
Apalstamiento del concreto
Otros estados limites
MODIFICADORES DE CARGA
1 1,00 1,00Importancia n I
1,00
Factor Ø
1,00
Redundancia n R 1,05 1,00 1,00
Ductilidad n D
0.50-0.90
0,70
Resistencia Servicio Fatiga
1,00
1,00
1,05 1,00
0,90
0,90
n = n D . n R . nI 1,10
FACTORES DE CARGA Y COMBINACIONES
- Resistencia I , Estado Limite
U = n + +
- Estado limite de servicio I
U = n + +
- Estado limite de fatiga
U = n
5.- ANALISIS ESTRUCTURAL:
A-1) Camion de Diseño HL-93 K (1º CRITERIO)
Los efectos maximos sobre el puente se dan cuando x=L/2:
tn tn
tn
y1 = y3 =
y2=
Mmax= Tn-m
L= 16
Analisis estructural para la situacion anterior:
14,78
3,57
4,3 4,3
4
1,00
Simbolo
Carga muerta estructural y no estructural
DC
DW
LL + IM
Descripcion
Simbolo
1,25 DC ( LL+IM )
1,75
Factor de carga
1,25
1,50
1,00DC
Carga muerta estructural y no estructural
Carga muerta superficial y rodadura
Carga viva vehicular
MOMENTOS POR CARGA VIVA
1,50 DW
DC 1,00 DW
1,75
Descripcion Factor de carga
Factor de carga
3,70 3,70 1,85
1,00
LL + IM Carga viva vehicular 0,75
DW Carga muerta superficial y rodadura
1,00
LL + IM
Simbolo Descripcion
( LL+IM )
14,78
1,85
SOBRECARGA VEHICULAR HL-93
0,75 ( LL+IM )
1,00
Carga viva vehicular
4
93,1
y1= y2=
y3=y1
A-2) Camion de Diseño HL-93 K (2º CRITERIO)
Los efectos maximos sobre el puente se dan en la posicion mostrada.
tn tn
tn
Resultante Tn
d m
y1=
y2=
y3= 0L= 16 Mmax= Tn-m
Analisis estructural para la situacion anterior:
A-3) Camion de Diseño HL-93 K (TEOREMA DE BARRE)
Los efectos maximos sobre el puente se dan en la posicion mostrada.
R
tn tn
tn
Resultante Tn
d m
d/2 Tn
y1=
y2=
L= 16 y3= 0
Mmax= Tn-m
Analisis estructural para la situacion anterior:
B-1) Tamdem de Diseño (1º CRITERIO)
tn tn
y1=
y2=Mmax= Tn-m
L= 16 m
1,423
2,56
3,289
11,21 11,21
4,3
2,85
6,8
3,57
33,13
4
82,954
3,273
3,57
2,25
86,5
14,7814,78
2,5613
6,58
3,2887
14,78 14,78
1,45 1,4 2,28
4
8 1,2
3,40
1,45
33,13
2,845
4,3
4,3
86,5
2,8455,15
2,58
4
2,58
6,55
3,2725
4,3
5,12 1,4
R
y1= y2=
y1= y2=
Analisis estructural para la situacion anterior:
B-2) Tamdem de Diseño (2º CRITERIO)
R
tn tn Resultante Tn
d m
y1 = y2
Mmax= Tn-m
L= 16 m
Analisis estructural para la situacion anterior:
B-3) Tamdem de Diseño (TEOREMA DE BARRE)
R
tn tn Resultante Tn
d m
d/2=
y1=
y2=
Mmax= Tn-m
L= 16 m
Analisis estructural para siruacion anterior:
0,6
0,3
3,55
82,954
22,42
0,37,1
1,2
4
3,85
4
3,73,7
82,954
3,7
22,42
1,2 0,6
3,4
11,21 11,21
0,6 7,4
7,70,3
11,2111,21
7,4 0,6
3,85
3,55
0,6
4y1= y2=
y1= y2=
y1= y2=
USAMOS: M=
C) Carga de Carril:
W(T/m)= Tn/m
Calculamos la carga de carril con el momento maximo en: M=
Mcc= W*A= T-m
D-1) Camion de Diseño HL-93 K (1º CRITERIO)
Los efectos maximos sobre el puente se dan cuando x=d.
tn tn
tn y1=y2=
y2=
Vmax= Tn
L= 16
Analisis estructural para la situacion anterior:
D-2) Camion de Diseño HL-93 K (2º CRITERIO)
Los efectos maximos sobre el puente se dan en la posicion mostrada.
tn tn
tn
Resultante Tn
d m
y1=
y2=
y3=
L= 16 Vmax= Tn
Analisis estructural para la situacion anterior:
93,068
0,96
T-m
CAMION DE DISEÑO
TAMDEM DE DISEÑO
Mmax
RESUMEN DE RESULTADOS DE MOMENTOS (T-m)
1º Cri. 2º Cri. Teor.
86,463 86,463
82,954 82,954
93,068
82,95482,954
93,0675
0,953
3,55
0
93,07 T-m
30,72
CORTANTE POR CARGA VIVA
SOBRECARGA VEHICULAR HL-93
14,7814,78
3,57
4,34,3
14,7814,78
3,57
4,30
0,75
0
0,86
0,593
14,9
0,68438
16,53
10,95
33,13
2,10
2,845
2,8451,45 9,50
4,3
0,95
0,68438
0,75
R
y2= y3=
D-3) Camion de Diseño HL-93 K (TEOREMA DE BARRE)
Los efectos maximos sobre el puente se dan en la posicion mostrada.
tn tn
tn
Resultante Tn
d m
d/2
y1=
y2=
L= 16 y3=
Vmax= Tn
Analisis estructural para la situacion anterior:
E-1) Tamdem de Diseño (1º CRITERIO)
Los efectos maximos sobre el puente se dan cuando x=d.
tn tn
y1=
y2=
Vmax= Tn
L= 16
0,5934
0,953
R
14,78
4,3 3,57
CORTANTE POR CARGA VIVA
SOBRECARGA VEHICULAR HL-93
0,878
1,42
0
0,95
0,83
0,569
14,2
9,53 2,85
0,5692
20,528
0,83
33,13
1,42
0,75
14,78
0,91
0,86
0,751,45 4,3
1,2
11,2111,21
1,42
14,05
y2= y3=
y2= y3=
Analisis estructural para la situacion anterior:
E-2) Tamdem de Diseño (2º CRITERIO)
Los efectos maximos sobre el puente se dan en la posicion mostrada.
tn tn
Resultante
d
y1=
y2=
Vmax= Tn
L= 16
Analisis estructural para la situacion anterior:
E-3) Tamdem de Diseño (TEOREMA DE BARRE)
Los efectos maximos sobre el puente se dan en la posicion mostrada.
tn tn
Resultante
d
d/2
y1=
y2=
L= 16 Vmax= Tn
0,60
1,2
0,040,047
0,30
0
0,96
1,2
22,42
10,8
0,60
22,42
0,75 0,60 14,65 0,6
0,04
0,92
10,7
0,95
0,92
R
14,95
0,87813
11,21
11,21
0,60 0,75
11,21
11,21
R
0,95
0,3 0,3
y1= y2=
y2=
y1=
Analisis estructural para la situacion anterior:
USAMOS: V=
F) Carga de Carril:
M(T/m)= Tn/m
Calculamos la carga de carril con la Cortante maxima en: V=
T
G) Camion de Diseño HL-93 K
Los efectos sobre el puente se dan cuando x=d:
tn tn
tn
y1 =
y2 =
Mmax= Tn-m
L= 16
Analisis estructural para la situacion anterior:
TAMDEM DE DISEÑO 20,5283
20,528 T
MOMENTOS POR CARGA VIVA cuando x=d
SOBRECARGA VEHICULAR HL-93
14,78 14,78
3,57
4,34,3
0,71 0,51
10,95
20,53 T
6,9769
0,75 0,715
0,513
10,1
RESUMEN DE RESULTADOS DE CORTANTES (T)
V*A=Vcc=
Teor. Vmax
CAMION DE DISEÑO 16,5304 14,862 14,242 16,53
10,783 20,528
1º Cri. 2º Cri.
0,96
0,98 0,96
10,685
y2=
y1= y2=
H) Tamdem de Diseño para x=d
tn tn
y1=
y2=
Mmax= Tn-m
L= 16
Analisis estructural para la situacion anterior:
Momento Maximo cuando x=dM= Tn-m
I) Tamdem de Diseño
Los efectos sobre el puente se dan cuando x = cada metro:
1 metro: y1=
Y2=
Mmax=
2 metro: y1=
Y2=
Mmax=
3 metro: y1=
Y2=
Mmax=
4 metro: y1=
Y2=
Mmax=
5 metro: y1=
Y2=
Mmax=
6 metro: y1=
Y2=
Mmax=
7 metro: y1=
Y2=
Mmax=
8 metro: y1=
Y2=
Mmax=
0,71 0,66
Mmax a 0,9375
0,8625
20,178
Mmax a 1,75
1,6
37,554
Mmax a 2,4375
2,2125
0,71
0,66
15,40
0,75
15,40
MOMENTOS POR CARGA VIVA PARA PUNTOS DE CORTE
SOBRECARGA VEHICULAR
11,21 11,21
1,2 14,05
3,3
79,031
Mmax a 3,9375
3,4125
82,394
Mmax a 4
52,127
Mmax a 3
2,7
63,897
Mmax a 3,4375
3,0625
72,865
Mmax a 3,75
3,4
82,954
y1= y2=
9 metro: y1=
Y2=
Mmax=
10 metro: y1=
Y2=
Mmax=
11 metro: y1=
Y2=
Mmax=
12 metro: y1=
Y2=
Mmax=
13 metro: y1=
Y2=
Mmax=
14 metro: y1=
Y2=
Mmax=
15 metro: y1=
Y2=
Mmax=
L= 16
Mmax=
CALCULO PARA FRANJA
Calculo de Ancho de franja efectiva "E" para la carga viva:
Para mas de una vía cargada:
0,7
27,465
Mmax a 0,9375
0
10,509
82,95
82,4
79,031
72,865
63,9
52,13
20,18
37,55
43,719
Mmax a 1,75
80,712
Mmax a 3,75
3
75,668
Mmax a 3,4375
2,6125
67,821
Mmax a 3
2,1
57,171
Mmax a 2,4375
1,4625
43,719
27,465
10,5
3,2625
67,82
57,17
80,71
75,67
Mmax a 3,9375
≤ = mm
≤ = mm
mm = m
W/NL=
Como: < OK!!!
Calculo de M(LL) y M(IM): (para 1 m de ancho)
= T-m
= T
INCREMENTO POR CARGA DINAMICA DE 33%
= T-m
= TV(IM)= V/E*0,33 1,96
8,26
W1= S 8 m
M(IM)= M/E*0,33 8,88
8000
4000
M(LL)= M/E+Mcc/3 37,16
V(LL)= V/E+Vcc/3
L1= L 16 m 16000
3458
E= 3457,6
4000
3,46
22,42
22,42
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