diseño de estribos puentes

PROYECTO: CONSTRUCCIÓN DE ESTRIBO PUENTE LA LUCHA EL BAGRE ANTIOQUIA

CALCULO DE ESTRIBO DE CONCRETO ARMADO PARA PUENTES

0.30 0.60

0.4 2.052.55

0.4

8.00 7.10

4.15

#N/A por esfuerzos sobre el terreno6.00 3.40 #N/A por seguridad al volcamiento

Requiere Dentellón por seguridad al deslizamiento

0.90 0.80

10.20

Datos de diseño :

Luz del puente 30.00 ml TIPOS DE CAMIONESAncho del puente 4.60 ml CAMION CARGA1 CARGA2 CARGA3 D. EJES CARGA TOTALconcreto f'c 210.00 kg/cm2 H 20-44 14.51 14.51 3.63 4.3 32.65fierro f'y 4200.00 kg/cm2Peso de la superestructura 193.248 tonTipo de camión de diseño H 20-44Carga viva por el tipo de camión 32.65 tonSobrecarga adoptada 0.50 t/m2 SUPERESTRUCTURAResistencia admisible del terreno* 1.50 kg/cm2 Concreto 76.8 m3 2.4 ton/m3 184 tonTipo del terreno 1.80 t/m3 por un metro 184 tonPeso específico del concreto 2.40 t/m2 Refuerzo 8928 kg 8.928Angulo de fricción interna Ø = 41.00 ° 193Nivel Freático (respecto al N.F.Z.) 0.50 mlCoeficiente de fricción del Suelo 0.50 *NOTA: Se hara un reemplazo con material ciclopeo para llegar a una

capacidad de soporte del suelo de 1 kg/cm2.-Reacciones de la SuperestructuraPor carga muertaPeso total de la superestructura 193.2 tonReacción por metro lineal 21.01 t/m (peso/ (2*ancho del puente)) la carga se reparte entre los 2 estribosPor carga viva 11.05 t/m (peso camion + sobrecarga) entre 2 veces el ancho del puente

Cargas y Fuerzasa) Infraestructura

Cuadro de cargas

Carga Peso (ton) Xa Ma-x (ton-m) Ya Ma-y (ton-m)

P1 4.37 3.60 15.72 3.18 13.87P2 1.99 3.93 #N/A 2.28 #N/AP3 0.24 3.97 #N/A 5.32 #N/AP4 1.08 3.85 #N/A 5.70 #N/AP5 1.48 4.15 #N/A 6.98 #N/AP6 1.49 4.07 #N/A 3.67 #N/AP7 0.18 4.13 #N/A 5.18 #N/AP8 0.75 4.25 #N/A 2.97 #N/AP9 75.40 7.25 #N/A 4.45 #N/AP10 22.03 5.10 #N/A 0.45 #N/Atotal 109.01 #N/A #N/A

b) SuperestructuraCarga Muerta D= 21.01 t/m M= 33.61 ton-m (1.6*D)Carga Viva L= 11.05 t/m M= 17.68 ton-m (1.6*L)

s =

1

2

3

4

5

6

7

8

10

9

Nota: Ingresar sólo losvalores que se encuentranen color plomo, los demás se calculan automáticamente.

zarpa delanterazarpa trasera

parapeto ancho caja de estribo

altura caja de estribo

vástago

A

Empuje de Tierras

Ka= = 0.21 h'= 3 m Altura de Relleno adicional

20.93 tonZ= 3.24 mMa= 67.7888 ton-m

Flotaciónnivel freático h= 0.50 m (respecto al nivel de desplante de cimentación)B= 5.1 tonMa= 26.01 ton-m

Vientoa) Viento sobre la superestructura que se transmite a la infraestructura a través del apoyo fijoAltura de aplicación h= 1.83 mWd= (0.059*luz libre*h/ancho puente) = 0.51 ton/mMa= 3.86 t-m/m

b) Viento sobre la carga vivapunto de aplicación de la carga h= 9Wl= (0.060*(luz+ancho caja estribo)/ancho puente= 0.40 t/mMa= 6.79 t-m/m

Fuerza LongitudinalAltura de aplicación h= 1.83 mLF= 0.55 t/m 0.05*LMa= 5.43 t-m/m

Fuerza Sísmica

Coef. Aceleración Zona Sísmica Coef. Sitio (S) Perfil Tipo Factor Mod. Respuesta "R"A= 0.05 1 1.00 I Crítica (1) Esencial (2) Otros (3)A= 0.09 2 1.20 II 1.5 1.5 2A= 0.19 3 1.50 IIIA= 0.29 4 2.00 IV

Zona Sísmica 3 A= 0.19 Fórmulas a UsarPerfil Tipo Suelo III S= 1.50 1 * Se usará la fórmula 1 al menos que sea especificado

"R" (*) 3 R= 2.00 que se deba usar algunas de las otras dos.Ct= 35 Tn= 0.2286 2 * Se usará la fórmula 2 cuando se tengan suelos TipoTp= 0.6 III y IV y cuando Tn<0.3 s.hn= 8.00 3 * Si el periodo de vibración Tn>4.0 s.

Fórmula a usar: 2

* Critica=1;Esencial=2;Otros=3 Ct= coeficiente Periodo de estructura 4.2.2

a) InfraestructuraCoeficiente sísmico= 0.1629EQ= 17.75 tonAltura C. De G. = #N/A mMa= #N/A ton-m

b) Superestructura Altura de C.G. Respecto a bse de vigasw= 42.0104 m Peso/ancho h= 2.53 mEQ= 6.84 tonMa= 57.98 ton-m

Cálculo de la estabilidad del estribo

1a. Hipótesis : Estribo solo Código 11.- Grupo I = D + L + CF + E + SF + B Esfuerzos en el terreno 100%a) Esfuerzos sobre el terreno

excentricidad e= #N/A m D = Carga muerta del estribo

a) (4B-6e)*(Peso-Foltación)/B*¨B<=Esf. TerrenoL = Carga viva sobre la superestructuaCF = Carga muerta superestructuraE = Carga por empuje de Tierras

#N/A #N/A B = Carga por flotación

b) (6e-2B)*(Peso-Foltación)/B*¨B<=Esf. TerrenoSF = Mom. Carga muerta superestructuraW= Viento en superestructuraWL= Viento sobre la carga viva

#N/A #N/A EQ = Cargas de Sismo

b) Seguridad al volcamiento

Factor = #N/A #N/A (Ma-x - Mflotación)/(M empuje tierras)debe ser mayor que FV=1.5

c) Seguridad al deslizamientoCoeficiente de fricción 0.50

Factor= 2.48 Correcto (Peso-Flotación)*Coef. Fricción/(F empuje tierras)

E = 0.5 g h * (h+2h') Ka=

rmax =

rmin =

245tan 2

ATASC nsn 5.2/2.1 32

)0.48.0( TAC sn

75.03 nsn ASTC

2a. Hipótesis : Estribo cargado Código 21.- Grupo I = D + L + CF + E + SF + B Esfuerzos en el terreno 100%

a) Esfuerzos sobre el terreno

excentricidad e= #N/A m

a) (4B-6e)*(Peso+Pd+Pl-Foltación)/B*¨B<=Esf. Terreno

#N/A #N/A

b) (6e-2B)*(Peso+Pd+Pl-Foltación)/B*¨B<=Esf. Terreno

#N/A #N/A


Factor= #N/A #N/A


Factor = 3.25 Correcto

2.- Grupo II = D + E + SF + B + W Código 3Esfuerzos en el terreno 125%

a) Esfuerzos sobre el terreno

excentricidad e= #N/A m

a) (4B-6e)*(Suma alg. De cargas)/B*¨B<=Esf. Terreno

Suma de cargas= 124.92 tonSuma de Momentos #N/A ton-m

#N/A #N/A

b) (6e-2B)*(Suma alg. De cargas)/B*¨B<=Esf. Terreno

#N/A #N/A


Factor= #N/A #N/A


Factor= 2.91 Correcto

3.- Grupo III = D + L + CF + E + SF + B + 0.3W + WL + LF Esfuerzos en el terreno 125%Código 4a) Esfuerzos sobre el terreno

Suma de cargas= 135.97Suma deMomentos= #N/Aa) Esfuerzos sobre el terrenoexcentricidad= #N/A

#N/A #N/A

#N/A #N/A


Factor= #N/A #N/A


Factor= 3.08 Correcto

4.- Grupo VII = D + E + SF + B + EQ Esfuerzos en el terreno 133%Código 5a) Esfuerzos sobre el terrenoSuma de cargas= 124.92Suma de Momentos= #N/Aexcentricidad= #N/A m

#N/A #N/A

#N/A #N/A


Factor= #N/A #N/A


rmax =

rmin =

rmax =

rmin =

rmax =

rmin =

rmax =

rmin =

factor= 1.37 Requiere Dentellón

Resumen de los Resultados encontrados

Caso Grupo Esfuerzos sobre el terreno Seguridad al Volcamiento Seguridad al Deslizamiento

I#N/A #N/A

Factor #N/A #N/A Factor 2.48 Correcto

#N/A #N/A 1.37

I#N/A #N/A


#N/A #N/A

II#N/A #N/A


#N/A #N/A

III#N/A #N/A


#N/A #N/A

VII#N/A #N/A

Factor #N/A #N/A Factor 1.37

#N/A #N/A

#N/AResultado= #N/A

#N/A

Para Seguridad al volcamiento Resultado= #N/A

Para Seguridad al Deslizamiento Resultado= Requiere Dentellón

Recomendaciones finales

#N/A

#N/A

d) El Dentellón se deberá diseñar para el grupo VII para el caso de Estribo Cargado

Estribo solo

rmax =

rmin = es el mínimo factor de seguridad al deslizamiento

Estribo Cargad

o

rmax =

rmin =

Estribo Cargad

o

rmax =

rmin =

Estribo Cargad

o

rmax =

rmin =

Estribo Cargad

o

rmax = Requiere Dentellón

rmin =

Para Esfuerzos sobre el terreno

rmax =

rmin =

c) El uso del Dentellón es indispensable para su estribo, pase a la hoja de cálculo respectiva para realizar su diseño


DISEÑO DE LA ARMADURA EN ESTRIBO PARA PUENTES

f'c= 210 kg/cm2 resistencia del concreto 0.90 factorr 0.0045 cuantíaw 0.0900

a) Diseño del vástago

Refuerzo Vertical

1.- Sección en la baseE= 17.39 t/m Se toma la altura desde la parte superior de la zapataZ= 2.91 m

Mu= 80.91 t-mVa= 27.82 tonb= 100 cm h= 80 cmd calculado= 22 cmUsar d= 73 cm.

verificación por Corte Barra Num Ø Diametro(cm) Area(cm2)

4 1/2" 1.27 1.27

Vdu= 27.82 ton 5 5/8" 1.59 1.98

Vdu/ 30.91 ton

6 3/4" 1.91 2.85

7 7/8" 2.22 3.88

Vc= 56.07 ton 8 1" 2.54 5.07

Vce= 2/3 Vc 37.38 ton 10 1 1/4" 3.175 7.917

Vce deberá ser mayor que Vdu/ Correcto

As= 32.85 cm2Asmin= 13.14 cm2 Usar acero calculadoIngrese # de variila a usar 8

# varillas 7.00 varillass= 0.14 (1m)/# de varillas

Usar : 1 Ø 1" @ 0.14 m

Determinación del punto de Corte

Mmax/2=0.16546*(H-hc)^3 H= altura total del estribode aquí se obtiene hc= altura de cortehc= 1.75 m hLc= 2.48 m

Lc= 2.48

Profundidad= 4.62 m

Se deberá analizar varias secciones con el objeto de ir disminuyendo armadura a medida que el momento es menor

El punto de corte es el lugar donde se debe volver a calcular el área de acero pues a partir de allí es posible reducirla

La siguiente sección de análisis de la armadura será en la profundidad del punto de corte

Profundidad del punto de corte con respecto a la altura del estribo

Diagrama del punto de corte

2.- Sección a 4.62 m de profundidad

E= 9.18 t/m Cálculo de hZ= 1.98 m Hm= 8.30

h= 0.56Mu= 29.03 t-mVa= 14.69 tonb= 100 cm h= 56 cmd calculado= 13 cmUsar d= 49 cm


4 1/2" 1.27 1.27

Vdu= 14.69 ton 5 5/8" 1.59 1.98

Vdu/ 16.32 ton

6 3/4" 1.91 2.85

7 7/8" 2.22 3.88

Vc= 37.73 ton 8 1" 2.54 5.07

Vce= 2/3 Vc 25.15 ton

Vce deberá ser mayor que Vdu/ Correcto



Usar : 1 Ø 5/8" @ 0.08 m

3.- Sección a 2.05 de profundidad

E= 3.08 t/mZ= 0.94 m

Mu= 4.63 t-mVa= 4.94 tonb= 100 cm h= 30 cmd calculado= 5 cmUsar d= 23 cm


4 1/2" 1.27 1.27

Vdu= 4.94 ton 5 5/8" 1.59 1.98

Vdu/ 5.48 ton

6 3/4" 1.91 2.85

7 7/8" 2.22 3.88

Vc= 6.99 ton 8 1" 2.54 5.07

Vce= 2/3 Vc 4.66 ton

Vce deberá ser mayor que Vdu/ Aumente h en la base



Usar : 1 Ø 1/2" @ 0.20 m

Refuerzo Horizontal

1.- Sección en la baseBarra Num Ø Diametro(cm) Area(cm2)

4 1/2" 1.27 1.27

5 5/8" 1.59 1.98

0.0020 y f'y= 4200 kg/cm2 6 3/4" 1.91 2.85

0.0025 en otros casos 7 7/8" 2.22 3.88

usando el primer caso 8 1" 2.54 5.07

bt= 80 cmAst= 16.00 cm2Ingrese # de variila a usar 5

# varillas 8.08 varillas#varillas en cara 5.00s= 0.20 (1m)/# de varillas

Usar : 1 Ø 5/8" @ 0.20 m

2.- Sección a 4.62 m de profundidadBarra Num Ø Diametro(cm) Area(cm2)

bt= 56 cm 4 1/2" 1.27 1.27

Ast= 11.23 cm2 5 5/8" 1.59 1.98

Ingrese # de variila a usar 5 6 3/4" 1.91 2.85

7 7/8" 2.22 3.88

8 1" 2.54 5.07

# varillas 5.67 varillas#varillas en cara 3.00 varillass= 0.33 (1m)/# de varillas

Usar : 1 Ø 5/8" @ 0.33 m

3.- Sección a 2.05 de profundidadBarra Num Ø Diametro(cm) Area(cm2)

bt= 30 cm 4 1/2" 1.27 1.27

Ast= 6.00 cm2 5 5/8" 1.59 1.98

Ingrese # de variila a usar 4 6 3/4" 1.91 2.85

7 7/8" 2.22 3.88

8 1" 2.54 5.07

# varillas 4.72 varillas#varillas en cara 3.00 varillass= 0.33 (1m)/# de varillas

Usar : 1 Ø 1/2" @ 0.33 m

Pero se usará varillas en ambas caras por lo que el # de varillas se debe dividir entre 2



ttst xbA r

tr8/5


DISEÑO DE LA ZAPATA EN ESTRIBO PARA PUENTES

Se hará el análisis de las cargas para el caso con estribo cargado por ser más desfavorable

1.- Zarpa Delantera

M1= #N/A t-m Xo1= #N/A V1= 103.91M2= #N/A t-m Xo2= #N/A V2= 135.97M3= #N/A t-m Xo3= #N/A V3= 124.92M4= #N/A t-m Xo4= #N/A V4= 135.97 6 3.4M5= #N/A t-m Xo5= #N/A V5= 124.92

5.17 0.83 0.83 2.57El Momento más desfavorable es #N/A t-mque pertenece a #N/A 0.8La carga más desfavorable es #N/A ton 0.90

Xo= #N/A mT=ancho de zapata 10.2 m

#N/Aexcentricidad= #N/A m #N/A #N/AT/6= 1.7 m #N/A #N/A #N/A #N/A

#N/A

#N/A

Hm= #N/A m Hm para zarpa delanteraHm= #N/A m Hm para zarpa trasera

Vu= #N/A tonVdu/fi= #N/A tonVc= 63.7476 ton

Ø Diametro(cm)Vce= 42.50 ton

Vce deberá ser mayor que Vdu/ #N/A 4 1/2" 1.27 1.27

5 5/8" 1.59 1.98

Mu= #N/A t-m 6 3/4" 1.91 2.85

As= #N/A cm2 7 7/8" 2.22 3.88

Asmin= 14.94 cm2 #N/A 8 1" 2.54 5.07

Ingrese # de variila a usar 6

Barra Num

Area(cm2)

d

para zarpa delantera

para zarpa trasera

para zarpa delantera

para zarpa trasera

# varillas #N/A varillass= #N/A (1m)/# de varillas

Usar : 1 Ø 3/4" @ #N/A m

2.- Zarpa TraseraSe analiza con el Grupo I estribo solo

M1= #N/A t-m Xo1= #N/A V1= 103.91excentricidad= #N/A mT/6= 1.7 m

#N/A

Vu= #N/A tonVdu/fi= #N/A tonVc= 63.7476 ton

Ø Diametro(cm)Vce= 42.50 tonMu= #N/A t-m 4 1/2" 1.27 1.27

5 5/8" 1.59 1.98

Vce deberá ser mayor que Vdu/ #N/A 6 3/4" 1.91 2.85

7 7/8" 2.22 3.88

As= #N/A cm2 8 1" 2.54 5.07

Asmin= 14.94 cm2 #N/AIngrese # de variila a usar 6

# varillas #N/A varillass= #N/A (1m)/# de varillas

Usar : 1 Ø 3/4" @ #N/A m

Armadura de distribución para las dos zarpasAs= 14.94 cm2Ingrese # de variila a usar 6


Barra Num

Area(cm2)

Usar : 1 Ø 3/4" @ 0.17 m


ESQUEMA FINAL DEL ACERO EN ESTRIBO

1 Ø 1/2" @ 0.20 m1 Ø 1/2" @ 0.33 m

1 Ø 5/8" @ 0.08 m 1 Ø 5/8" @ 0.33 m

1 Ø 1" @ 0.14 m 2.48

1 Ø 3/4" @ #N/A m 1 Ø 5/8" @ 0.20 m

Acero de distribución 1 Ø 3/4" @ #N/A m1 Ø 3/4" @ 0.17 m

Zona de cambio de armadura o punto de corte

Zona de análisis final de armadura

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