Análisis de carga para diseño de vigas cajon puente las Choapas

UNIDAD ADMINISTRATIVA

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1. ANTECEDENTES

MEMORIA DE CALCULO PARA PUENTE VEHICULAR DEL ARROYO GRANDE

ABRIL 2011

EL DISEÑO DEL PUENTE VEHICULAR, TIENE COMO OBJETIVO OBTENER LAS ACCIONES, DIMENSIONES, Y ESTRUCTURACION

PROYECTO:

LOCALIZACION:

CLIENTE:

“PROYECTO Y RESTAURACIÓN DE UN PUENTE, EN EL CAMINO E.C. (NUEVO LEON-LAS MARIAS) –EJIDO FRANCISCO VILLA, MUNICIPIO DE LAS CHOAPAS, VERACRUZ “.

EJIDO FRANCISCO VILLA, MPIO. DE LAS CHOAPAS, VER.

SECRETARIA DE COMUNICACIONES

2. ANALISIS DE CARGAS SUPERESTRUCTURA

EL DISEÑO DEL PUENTE VEHICULAR, TIENE COMO OBJETIVO OBTENER LAS ACCIONES, DIMENSIONES, Y ESTRUCTURACION

NECESARIAS PARA ASEGURAR LA ESTABILIDAD Y SEGURIDAD DE LAS ESTRUCTURAS QUE CONFORMAN EL PUENTE.


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DE ACUERDO A LA NORMA N-PRY-CAR-6-01-003/01 DE LA SCT, CAPITULO: 003. CARGAS Y ACCIONES

LAS CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA SON LAS SIGUIENTES:

2.1 CARGAS PERMANENTES.

2.2 CARGAS VARIABLES.

2.3 CARGAS EVENTUALES.

2.1 CARGA PERMANENTE:

2.1.1 CARGA MUERTA:

PROPUESTA INICIAL SECCION TRANSVERSAL DE PUENTE

ANALISIS DE CARGAS:

DATOS DE ANALISIS Y DISEÑO:

CONCRETO: f'c = 250.00 KG/CM2

f*c = 200.00 KG/CM2

f"c = 170.00 KG/CM2

ACERO DE REFUERZO: fy = 4200.00 KG/CM2

PESO ESP. CONCRETO ARMADO : 2.40 TON/M3

PESO ESP. CONCRETO SIMPLE : 2.30 TON/M3

PESO ESP. CONCRETO ASFALTICO : 2.20 TON/M3

PESO ESP. DEL ACERO : 7.85 TON/M3

FR (flexion) = 0.90

FR (cortante) = 0.80

FR (cortante losas) = 0.70

SUPERESTRUCTURA:

B = 8.0000 M


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L = 29.2000 M

A = 1.8202 M2

PESO DE LA LOSA : 127.5596

PESO DE LA VIGA CAJON : 0.0000 TON

W1 = 127.5596 TON

PARAPETO, PASAMANOS Y GUARNICION:

²

PARAPETO DE ACERO :

A = 0.0489 M2

ESPESOR = 0.0127 M

VOL = 0.0006 M3

No. PIEZAS POR PUENTE 32.0000 PZA

WPARAPETO = 0.1560 TON

PLACA BASE :

A = 0.0441 M2

ESPESOR = 0.0127 M

VOL = 0.0006 M3

No. PIEZAS POR PUENTE 32.0000 PZA

WPB = 0.1407 TON

PERNOS DE ANCLAJE :

A = 0.0005 M2

L = 0.2000 M3

VOL = 0.0001 M3


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No. PIEZAS POR PUENTE = 128.0000 PZA

WPERNOS = 0.1005 TON

PASAMANOS TUBULAR :

TUBO DE ACERO GALVANIZADO DE 2" CEDULA 40

PESO POR TUBO = 0.0054 TON/M

L = 29.2000 M

No. PIEZAS POR PUENTE = 2.0000 PZA

WTUBO 2 = 0.3171 TON

GUARNICION:

A = 0.1164 M2

L = 29.2000 M

VOL = 3.3989 M3

No. DE PIEZAS POR PUENTE = 2.0000 PZA

W = 16.3146 TONWGUARNICION = 16.3146 TON

W2 = 17.0289 TON

CARPETA ASFALTICA (SUPERFICIE DE RODAMIENTO FUTURA) :

A = 175.2000 M2

t = 0.1200 M

VOL = 21.0240 M3

W3 = 46.2528 TON

CARGA MUERTA TOTAL :

WCM = W1 + W2 W3 = 190.8413 TON

2.2 CARGAS VARIABLES

2.2.1 CARGAS VIVAS

2.2.1.1 MODELOS DE CARGAS VIVAS VEHICULARES

TIPO DE CARRETERA: TIPO D

DE ACUERDO AL MODELO DE CARGAS VIVAS VEHICULARES IMT 20.5, PARA EL ANALISIS LONGITUDINAL, TRANSVERSAL


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O TRIDIMENSIONAL DE PUENTES Y ESTRUCTURAS SIMILARES, CON CLAROS IGUALES O MAYORES DE 15 M. EN ESTRUCTURAS

QUE SE PROYECTEN PARA CARRETERA TIPO D, SE TIENE:

SECCION LONGITUDINAL DEL MODELO:

L = 29.2000 M

No. DE CARGAS POR CARRIL : 4.8667

CARGA CONCETRADA :

W4 = 199.5333 TON

CARGA DISTRIBUIDA: w' = 0.9000 TON/MCARGA DISTRIBUIDA: w' = 0.9000 TON/M

W5 = 26.2800 TON

FACTOR DE REDUCCION = 0.9000

W6 = W4 +FR*W5 = 223.1853 TON

2.2.1.2 CARGA VIVA EN BANQUETA

ANCHO BANQUETA : 0.7500 M

LONGITUD BANQUETA : 29.2000 M

CARGA EN BANQUETA : 300.0000 KG/M2

W7 = 13.1400 TON

2.2.1.3 CARGA VIVA SOBRE GUARNICION

CARGA : 750.0000 ML

W8 = 43.8000 TON

CARGA VIVA TOTAL CONSIDERADA

WV = W6 + W7 +W8 = 280.1253 TON

2.2.2 IMPACTO

LA CARGA POR IMPACTO ES UN INCREMENTO EN PORCENTAJE QUE SE APLICA A LAS CARGAS VIVAS VEHICULARES

SOBRE LA CALZADA, PARA TOMAR EN CUENTA LOS EFECTOS DE LA VIBRACION DE LA ESTRUCTURA.

SE INCREMENTA LA CARGA VIVA DEL MODELO IMT 20.5 EN UN TREINTA (30) POR CIENTO.


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w' INCREMENTAMOS 30% DE LA CARGA VIVA.

WI = 7.8840 TON

2.2.3 FUERZA CENTRIFUGA

ESTA FUERZA ES LA MULTIPLICACION DE LAS CARGAS VIVAS VEHICULARES POR EL SIGUIENTE FACTOR:

FC = FACTOR DE FUERZA CENTRIFUGA

S = VELOCIDAD DE PROYECTO PARA EL GRADO DE LA CURVA EN QUE SE ALOJA EL PUENTE Y PARA LA SOBRELEVACIÓN

TRANSVERSAL PREVISTA, (KM/H)

R = RADIO DE LA CURVA, (M)

CALCULO DE LA FUERZA CENTRIFUGA:

R = 38.3900 M

S = 50.0000 KM/H (SCT, TIPO "D")

FC = 0.5145

WFC = 114.8192 TON

2.3 CARGAS EVENTUALES

2.3.1 FRENAJE

LA FUERZA SE CONSIDERA DE CINCO (5) POR CIENTO DE LA CARGA VIVA VEHICULAR

AFECTADO POR EL FACTOR DE REDUCCION DE 0.9

WFL = 10.0433 TON

2.3.2 SISMO

CLASIFICACION DE LA ESTRUCTURA:

SEGÚN IMPORTANCIA

TIPO B PUENTES Y ESTRUCUTURAS SIMILARES UBICADOS EN O SOBRE CARRETERAS DE DOS CARRILES, DE

LOS TIPOS ET2, A2, B2 C Y D SEGÚN LA CLASIFICACION ESTABLECIDA EN EL REGLAMENTO SOBRE

EL PESO, DIMENSIONES Y CAPACIDAD DE LOS VEHICULOS DE AUTOTRANSPORTE QUE

TRANSITAN EN LOS CAMINOS Y PUENTES DE JURISDICCIÓN FEDERAL, Y EN CAMINOS RURALES.


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SEGÚN SU COMPORTAMIENTO SÍSMICO.

TIPO 1S ESTRUCTURAS REGULARES EN LAS CUALES LA SUPERESTRUCTURA ESTA FORMADA POR TRAMOS

LIBREMENTE APOYADOS O CONTINUOS DE LOSAS.

CONSIDERACIONES PREVIAS

REGIONALIZACIÓN SÍSMICA

ZONA "C" ESTADO DE VERACRUZ

TIPOS DE SUELOS

SUELO TIPO II FORMADO POR ARCILLAS SEMIRIGIDAS, CON O SIN LENTES DE ARENA, O POR OTROS SUELOS

FRICCIONANTES, CON ESTRATOS CONSTITUIDOS POR SUELOS RIGIDOS Y ESTABLES.

METODO SIMPLIFICADO

ESTE METODO ES APLICABLE A ESTRUCUTURAS QUE SEGÚN SU COMPORTAMIENTO SISMICO, SON DEL TIPO S1.

LA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE (S) SE CALCULA CON LA SIGUIENTE EXPRESION:

DONDE :

S = FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE, (TON)

c = ORDENADA MAXIMA DEL ESPECTRO SISMICO SE OBTIENE DE LA TABLA 1 DE LA NORMA

N-PRY-CAR-6-01-005/01 (ADIMENSIONAL).

Q = FACTOR DE COMPORTAMIENTO SISMICO, SE OBTIENE DE LA CLAUSULA K DE LA NORMA

N-PRY-CAR-6-01-005/01, (ADIMENSIONAL).

W = PESO DE LA ESTRUCTURA, (TON)

CALCULO :

c = 0.5000

ao = 0.1300

Q = 4.0000

c/Q = 0.1250

W = 190.8413 TON

SE TOMA EL MAYOR DE ao Y c/Q

S = 24.8094 TON

COMBINACION DE EFECTOS SISMICOS.

LA FUERZAS DEBIDO AL SISMO SE COMBIMA PARA EVALUAR EL EFECTO TOTAL DE LA MANERA SIGUIENTE:

St = 32.2522 TON


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2.3.3 VIENTO

CLASIFICACION :

SEGÚN IMPORTANCIA :

TIPO B PUENTES Y ESTRUCUTURAS SIMILARES UBICADOS EN SOBRE CARRETERAS DE DOS CARRILES, DE

LOS TIPOS ET2, A2, B2 C Y D SEGÚN LA CLASIFICACION ESTABLECIDA EN EL REGLAMENTO SOBRE

EL PESO, DIMENSIONES Y CAPACIDAD DE LOS VEHICULOS DE AUTOTRANSPORTE QUE

TRANSITAN EN LOS CAMINOS Y PUENTES DE JURISDICCIÓN FEDERAL, Y EN CAMINOS RURALES.

SEGÚN SU RESPUESTA A LA ACCION DEL VIENTO

TIPO 1V ESTRUCTURA POCO SENSIBLE A LOS EFECTOS DE RAFAGA, PUENTES RIGIDOS CON

SUPERESTRUCTURAS FORMADAS POR LOSAS .

METODO SIMPLIFICADO.

ESTE METODO ES APLICABLE A ESTRUCTURAS COMUNES, QUE SEGÚN SU RESPUESTA A LA ACCIÓN DEL VIENTO, SON

DEL TIPO 1v.DEL TIPO 1v.

VIENTO SOBRE LA SUPERESTRUCTURA

PRESION : 250.0000 KG/M2

FUERZA : 450.0000 KG/M

B = 8.0000 M

L = 29.2000 M

CARGAS DE DISEÑO

58.4000 TON

13.1400 TON

FUERZA DE VOLCAMIENTO

PARA GRUPO II Y V (NORMA N-PRY-CAR-6-01-006/01)

WV3 = 23.3600 TON

PARA GRUPO III Y VI (NORMA N-PRY-CAR-6-01-006/01)

WV4 = 7.0080 TON

CARGAS PARA COMBINACIONES:

PARA GRUPO II Y V (NORMA N-PRY-CAR-6-01-006/01)

81.7600 TON

PARA GRUPO III Y VI (NORMA N-PRY-CAR-6-01-006/01)

65.4080 TON

WVE1 =

WVE2 =

PRESION*B*L =

FUERZA*L =

WVE1 + WV3 =

WVE1 + WV4 =

WII,V =

WIII, VI =


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FUERZA DEL VIENTO SOBRE CARGA VIVA:

TRANSVERSAL = KG/M

1200.0000 KG

LONGITUDINAL = KG/M

1752.0000 KG

WVCV = 2.9520 TON

3. COMBINACIONES DE CARGAS

DE ACUERDO A LA NORMA N-PRY-CAR-6-01-006/01 DE LA SCT, CAPITULO: 003. CARGAS Y ACCIONES

LAS COMBINACIONES DE CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA SON LAS SIGUIENTES:

WTRANS =

60 x 29.2 = WLONG =

150.00

60.00

150 x 8 =

GRUPOS DE CARGAS :

PARA CADA GRUPO A CONSIDERAR, LAS COMBINACIONES DE CARGAS SE INTEGRAN DE CARGAS PERMANENTES,

VARIABLES Y EVENTUALES:

PARA EL GRUPO N :

N = NUMERO DEL GRUPO A CONSIDERAR

CPN = COMBIANCION DE CARGAS PERMANENTES PARA EL GRUPO N.

CVN = COMBIANCION DE CARGAS VARIABLES PARA EL GRUPO N.

CEN = COMINACION DE CARGAS EVENTUALES PARA EL GRUPO N.

COMBINACIONES DE CARGAS, PRODUCTO DE LOS COEFICIENTES DE LA TABLA 1 DE LA NORMA N-PRY-CAR-6-01-006/01,

POR LAS CARGAS OBTENIDAS ANTERIORMENTE:

COMBINACION DE CARGAS PERMANENTES (CPN):

COMBINACION DE CARGAS VARIABLES (CVN):

COMBINACION DE CARGAS PERMANENTES (CPN):


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DONDE .

CM = CARGA MUERTA

ET = EMPUJE DE TIERRA

V = CARGA VIVA

I = IMPACTO

FC = FUERZA CENTRIFUGA

VE = VIENTO SOBRE LA ESTRUCTURA

VCV = VIENTO SOBRE LA CARGA VIVA

S = SISMO

FL = FRENAJE

A = ACORTAMIENTO DE ARCOS

C = EFECTO DE CONTRACCION POR FRAGUADO

T = EFECTO DE TEMPERATURAT = EFECTO DE TEMPERATURA

PL = EMPUJE DINAMICO DEL AGUA

SP = SUBPRESION

GRUPO I

CPI = 190.8413 TON

CVI = 402.8286 TON

CEI = 0.0000 TON

γI = 1.5000

I = 890.5048 TON

GRUPO II

CPII = 190.8413 TON

CVII= 0.0000 TON

CEII = 81.7600 TON

γII = 1.3000

II = 354.3817 TON

GRUPO III

CPIII = 190.8413 TON

CVIII = 460.4304 TON

CEIII = 32.6177 TON


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γIII= 1.3000

III = 889.0563 TON

GRUPO IV

CPIV = 190.8413 TON

CVIV = 460.4304 TON

CEIV = 0.0000 TON

γIV= 1.2500

IV = 814.0897 TON

GRUPO V

CPV = 190.8413 TON

CVV = 0.0000 TON

CEV = 81.7600 TON

γ = 1.2500γV= 1.2500

V = 340.7517 TON

GRUPO VI

CPVI = 190.8413 TON

CVVI = 460.4304 TON

CEVI = 32.6177 TON

γVI= 1.2500

VI = 854.8619 TON

GRUPO VII

CPVII = 190.8413 TON

CVVII = 0.0000 TON

CEVII = 32.2522 TON

γVII= 1.3000

VII = 290.0216 TON

COMBINACION DE DISEÑO:

GRUPO I

W = 890.5048 TON

CARGA DISTRIBUIDA:


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AREA DE DISEÑO = 233.6000 M2

w = 3.8121 TON/M2

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