DISEÑO DE PUENTE DE LOSA

DATOS DE DISEÑO

L 11.3A= 5

2400f´c= 350fy = 4200e= 0.03

2000

1. DISEÑO DE LOSA DE TABLERO1.01 numero de vias 1.01.02 predimencionamiento de espesor de losa 0.75 0.741.03 metrado de cargas

peso de losa 1776peso de asfalto 60

calculo de carga distribuidaw= 1836

a.Por analisis estructuralMd 29304.855

b. Por línia de influencia

Pab/L= 2.825Md= 29304.855

1.06 MOMENTO DE SOBRE CARGA

ᵞ concreto

ᵞ asfalto

tipo de carga: HS20 16000 16000 4000

R= 36000x= 0.7

a= 6.35b= 4.95c= 2.15d= 0.75y= 2.7816z= 0.9418

z1= 0.4215

momento max. Sc.= 61261.0619469027 Kg-m

1.07 MOMENTO POR SOBRE CARGA EQUIVALENTE

El calculo se hace para una via

el calculo de Momento por sobre carga equivalente se hace considerando las siguientes distribuciones de carga.

sobre carga equivalente HS20= 36000carga distribuida(w)(en Kg/m) 960

carga concentrada (en Kg) 9000

a) Por analisis estructural

Md = 40747.8 Kg-mb) Por linia de influencia

y= 2.82540747.8 Kg-m

comparando el M MAX. S/C y el M MAX S/C EQUIV.

comparando61261.0619469027 Kg-m

40747.8 Kg-m

Se elige el mayor para dar al puente la maxima seguridadante eventuales cargas superiores a las de diseñose selecciona

61261.0619469027 Kg-m

1.08 MOMENTO POR EJE LONGUITUDINAL DE LA RUEDA

30630.5309734513 Kg-m

a) ancho efectivo

E= 1.897 mb) calculo de momento po metro de losa

16147

0.3I= 0.309127789046653

4844 Kg-m

1.11 RESUMEN

M MAX. SC EQUIV. =

M MAX. S/C =M MAX. S/C EQUIV.=

M MAX=

M eje =

1.09 MOMENTO POR METRO DE LOSA (ML)

ML =

1.10 MOMENTO POR IMPACTO (MI)I ≤

MI =

momento por peso propio 29304.855 Kg-mmomento por sobrecarga 16147 Kg-mmomento por impacto 4844 Kg-mmomento total M= 50296 Kg-m

2. DISEÑO METODO ELASTICO2.1 momento total (M) M = 50296 Kg-m

2.2 Verificacion del tirante minimofc = 140 Kg/cm2fs = 1680 Kg/cm3r = 12n = 7k= 0.384j = 0.872

ancho analisado b= 100 cm

46.318 cm

t= 74

46.32<74.00 O.K ES CONFORME

2.3 peralte diseñado (d)

8 cmd = 66 cm

46.32<66.00 O.K ES CONFORME

2.4 Acero principal (As)As = 52.02 cm2

Md=ML=MI=

dmin =

se asume: (recub. + øb)=

1.3/8" 9.58Diametro a utilizar

18.4158 cmse adopta SAS = 18.42 cm

separacion Ø1.3/8"@0.18m.

verificacion de area minima0.0033 cm2/kg0.0031 cm2/kg0.0033

22

52.02>22.00 O.K ES CONFORME2.5 acero de reparticion (Asr)

%Asr = 16.3615%

0.16<0.50 O.K ES CONFORME

Asr = 8.51 cm2

sepacion de acero de reparticion 3/4" 2.85

Sas = 33.48Sas= 33

separcion AsrØ3/4"@0.33m.

2.6 acero de temperatuara (Ast) 5/8" 1.98

separacion de acero principal (SAS)

SAS =

ᶞmin =ᶞmin =ᶞmm =

Asmin. =

AS>Amin

Ast= 11.88Sast= 16.67

se adopta Sast= 17

separacion AstØ5/8"@0.17m.

2. DISEÑO POR LA ROTURA2.1 momento ultimo (Mu)

Mu= 83576.5411126628 Kg-mMu= 8357654.11 Kg-cm

2.2 verificacion del peralte minimo 0.65fc= 350 0.8

2.2.1 determinacion de constante "k"cuantia balanceada pd= 0.0271

indice de refuerzo balaceado(wb)wb= 0.325

indice de refuerzo maximo (w)w= 0.244

calculo de la constante "k" ø 0.9k = 0.18783

dmin= 35.66 cm

35.66<74.00 O.K ES CONFORME8 cm

t= 74 cm

peralte de diseño:d= 66 cm

β1β1=

se asume: (recub. + øb)

Ku= 0.055As= 34.82 cm2

2.3.1 separacion del acero principal1.3/8" 9.58

Sas= 27.516se adopta 27

separacion AsØ1.3/8"@0.27m.

2.4 acero de reparticion (Asr)%Asr= 16.3615%

0.16<50.00 O.K ES CONFORME

Asr= 5.70 cm2

2.4.1 sepacion de acero de repaticion (Sasr)3/4" 2.85

Sar= 50.03se adopta Sar= 50

seapacion AsrØ 3/4"@0.50m.

2.5 acero de temperaturaacero de temperatuar para barras corrugadas > 3/8"

Ast= 11.88

5/8" 1.98

2.3 acero principal (SAS)

SAst= 16.67 cmse adopta SAst= 17 cm

separcion AstØ5/8"@0.17m.

DISEÑO DE VIGA DE SARDINEL

hs= 0.26 mb= 0.2 m

(recub + Øb/2) = 5 cmf´c = 350 Kg/cm2

peralte (d) = 95 cmh= 1 m

w= 480 kg/mMD = 7661.4 kg-m

ML= 9040 kg-m

I= 0.309127789046653MI= 2712 kg-m

3.4 diseño por roturaa) momento ultimo

Mu= 35422.49 kg-mMu= 3542248.66666667 kg-cm

3.1 momento por propio peso (MD)

3.2 momento por sobre carga (ML)

3.3momento por impacto (MI)

b) verificacion del peralte minimo

c) determinacion de la constante "K"(cuantia balanceada)fc= 350 0.8

pb= 0.0333indice de balanceo

wb= 0.4indice de refuerzo maximo

w= 0.300calculo de "k" Ø= 0.9

k= 0.2222

47.72 cm

47.72<95.00 O.K ES CONFORME

d) acero de traccionku= 0.0561As= 10.26 cm2

utilizamos acero 1" 5.07

N° de varillas 2.02se asume N° de varillas 2

acero: 2Ø1"

e) verificacion de cuantias:0.00540.0033

ρ max = 0.0250

β1=

dmin =

ρ vigas =ρ min =

0.0033<0.0054<0.0250 O.K ES CONFORME

para verificar deflexionesρmax. = 0.015

0.0150>0.0054 O.K ES CONFORME

f) acero del lecho superior de la viga.utilizamos 3/4" 2.85

Asmin= 6.33 cm2N° de varillas 2.22

sea asume N° de varillas 2.00acero 2Ø3/4"

g) acero lateralutilizamos 3/8" 0.71

Asl = 1.03 cm2N° de varillas 1.4

se asume N° de varillas 1.0acero 1Ø3/8"

h) esfuerzo cortanteh.1) cortante por peso propio

VD = 2712 kgh.2) cortante por sobre carga.

usuario: HS20Analisis: por eje longuitudinal.

x= 1

y= 0.628318584070796z= 0.256637168141593

VL= 27079.6460176991 kg

h.3) esfuerzo cortantepor impacto.VI= 8123.89380530973 kg

ancho efectivoE = 1.90a= 0.65 m

sobrecarga que toma la viga sardinelV+L= 12034.53

h.4) cortante ultimo actuanteVu = 29600.41 kg

h.5) cortante ultimo de diseñoVud= 29144.41

h.6) esfuerzo cortante nominal Ø= 0.85Vn= 18.05 kg/cm2

h.7) esfuerzo cortante resistente al concretoVc= 9.92 kg/cm2

Vn<Vc

utilizamos 3/8" 0.71Smax.= 47.5 85 60Smax.= 47.5

se adopta Smax.= 50 cm

por lo tanto:Ø3/8"◻ 1@0.05 3@0.15 3@0.2 R@0.5

DISEÑO DE ESTRIBOS

Longuitud del puente: 11.3 mancho de la calzada: 5 maltura del cimiento: 2.85 m

altura de sobre carga 0.6 mcapacidad portante: 2.5 kg/cm2espesor de asfalto: 0.03 m

espesor de losa: 0.74 mjunta de neopreno: 0.05 m

4.01 calculo de dimencionamiento.altura de cajuela

a= 0.82espesor de zapata de cimentacion

d= 0.43d= 0.57

se adopta d= 0.60

calculo de h1h1= 2.25 m

altura de talud yy= 1.43 m

ancho de talud xx= 0.143 m

ancho de cajuela c:c= 0.82 m

calculo de n:

sumimos n= 0.65 m

calculo de b:b= 1.613 m

ancho de talon e:se asume e= 0.2 m

calculo de f:se asume f= 0.3 m

ancho de la zapata B:b= 2.113 m

4.02 analisis de estabilidad

longuitud del puente L= 11.3 mespesor de losa t= 0.74 mviga sardinel 0.2x1 mangulo de friccion interna de relleno 30altura equivalente de sobrecaga h´= 0.6 mpeso especifico de relleno ᵞs= 1850 kg/m3peso especifico de concreto (losa) ᵞc= 2400 kg/m3peso especifico de concreto (estribo) ᵞc= 2300 kg/m3concreto superestructura f´c= 350 kg/cm2concreto ciclopeo f´c= 210 kg/cm2capaciada portante del suelo ᶞ= 2.5 kg/cm2usurio HS20peso especifico de asfalto 2000 kg/m3

0.65

ø=

peso del puentelosa= 100344 kg

asfalto= 3390 kgviga sardinel= 10848 kg

peso total 114582 kg

a) reaccion de estribo: 2.25R1= 57291 kg

reaccion por metro de estribo:R1= 11458.2 kg

0.60b) reaccion por sobrecarga:

16000 16000 4000 0.2x= 1y= 0.628318584070796z= 0.256637168141593

R2= 27079.6460176991 kg/viaR2max= 27079.6460176991 kg

reaccion por sobrecarga por metro de estribo:R2= 5415.92920353982 kg

c) reaccion por rodaduraHS20 P 9000

w 960

R3= 99.24 kg

A. analisis de estabilidad en la seccion A-Aa.1) empuje del terreno

k= 0.3333E= 510.72

Ev= 132.185Eh= 493.32

punto de aplicación de Eh:dh= 0.355 m

a.2) fuerzas estabilizadoras o fuerzas verticales actuantes.

seccion carga(kg) distancia (m) momento (kg-m)P1 1395.64 0.37 516.387Ev 132.185 0.65 85.920TOTAL 1527.82 602.307

Xv= 0.394 mZ= 0.114 me= 0.05 m

a.3) chequeo por compresiones y traccionesP= 0.333 kg/cm2fc= 84 kg/cm2

84.00>0.33 O.K ES CONFORME

a.4) chequeo por volteo:FSV= 3.44

3.44>2 O.K ES CONFORME

a.5) cheque por deslizamiento:coeficiente de friccion externa:

albañileria sobre albañileriaf= 0.7

factor de seguridad al deslizamientoFSD= 2.17

2.17>2 O.K ES CONFORME

B. Analisis de estabilidad en seccion B-Bb.1) estribo sin puente y con relleno de sobrecargab.1.1) empuje en el terreno

h1= 1.43h= 2.25h´= 0.6

k= 0.3333E= 2393.44

Ev= 619.467Eh= 2311.88ht= 1.8

punto de aplicación:dh= 0.880 m

b.1.2) fuerzas verticales estabilizadoras o fuerzas verticales actuantes.

seccion carga(kg) distancia (m) momento (kg-m)P1 3363.75 1.288 4332.510P2 2696.98 0.553 1491.430P3 235.1635 0.0953333333333333 22.419Ev 619.467 1.613 999.201TOTAL 6295.89 6845.559

Xv= 1.087 mZ= 0.323 me= 0.042 m

b.1.3) chequeo por compresiones y traccionesP= 0.452 kg/cm2fc= 84 kg/cm2

84.00>0.45 O.K ES CONFORMEb.1.4) chequeo por volteo:

FSV= 3.36

3.36>2 O.K ES CONFORME

b.1.5) cheque por deslizamiento:

coeficiente de friccion externa: albañileria sobre albañileriaf= 0.7

factor de seguridad al deslizamientoFSD= 1.91

1.91No es2 NO ES CONFORME

b.2) estribon con puente y con relleno sobrecargado:b.2.1) empuje del terreno.b.2.2 fuerza horizontales estabilizadoreas

seccion carga(kg) distancia (m) momento (kg-m)R1 11458.2 0.553 6336.385R2 5415.929 0.553 2995.009

P vertical 6295.894 1.087 6845.559TOTAL 23170.02 16176.95

Xv= 0.698 m

b.2.3 fuerza horizontales estabilizadoreas

seccion carga(kg) distancia (m) momento (kg-m)Eh 2311.88 0.880 2035.462R3 99.240 4.050 401.922TOTAL 2411.12 2437.38

Yh= 1.01 mpunto de aplicación de la resultante

Z= 0.105 me= 0.214 m

b.2.4) chequeo por compresion y por traccion

P= 2.577 kg/cm2fc= 84 kg/cm2

84.00>2.58 O.K ES CONFORME

b.2.5) chequeo por volteo:FSV= 6.71

6.71>2 O.K ES CONFORME

b.2.6) cheque por deslizamiento:coeficiente de friccion externa: albañileria sobre albañileria

f= 0.7

factor de seguridad al deslizamientoFSD= 6.73

6.73>2 O.K ES CONFORME

C. analisis de estabilidad en la seccion C-Cc.1) estribo sin puente y con relleno sobrecargadoc.1.1) empuje del terreno

h1= 1.43h= 2.85h´= 0.6

k= 0.3333E= 3558.94

Ev= 921.121Eh= 3437.67

punto de aplicación de Ehdh= 1.091 m

c.1.2) fuerza verticales establilizadoras o fuerzas verticales actuante.

seccion carga(kg) distancia (m) momento (kg-m)P1 3363.75 1.588 5341.635P2 2696.98 0.853 2300.524P3 235.1635 0.395 92.968P4 2915.94 1.0565 3080.691P5 832.500 2.013 1675.823Ev 921.121 2.113 1946.328TOTAL 10965.4543053296 14437.97

Xv= 1.32 mZ= 0.34 me= 0.082 m

c.1.3) chequeo por compresiones y traccionesP= 0.639 kg/cm2fc= 84 kg/cm2

84.00>0.64 O.K ES CONFORME

chequeo por volteo:FSV= 3.85

3.85>2 O.K ES CONFORME

c.1.4) cheque por deslizamiento:coeficiente de friccion externa: albañileria sobre roca.

f= 0.7

c.1.5) factor de seguridad al deslizamientoFSD= 2.23

2.23>2 O.K ES CONFORMEc.2) estribon con puente y con relleno sobrecargado:

seccion carga(kg) distancia (m) momento (kg-m)

R1 11458.2 0.853 9773.845R2 27079.646 0.853 23098.938P vertical 10965.454 1.317 14437.968TOTAL 49503.30 47310.75

Xv= 0.956 m

c.2.1) fuerza horizontales estabilizadoreas

seccion carga(kg) distancia (m) momento (kg-m)Eh 3437.67 1.091 3749.606R3 99.240 4.650 461.466TOTAL 3536.91 4211.07

Yh= 1.19 mpunto de aplicación de la resultante

Z= 0.085 me= 0.186 m

11.3

0.82 AstØ5/8"@0.17m. AstØ5/8"@0.17m. 0.82 0.65

AsrØ 3/4"@0.50m. AsØ1.3/8"@0.27m.

1.613 0.3 0.3 1.613 0.2

2.113 2.113

2.85

NºDiámetro Perímetro Peso

mm ó Pulg cm cm. kg/m 1 2

6 mm 0.600 1.88 0.22 1.98 0.28 0.57

2 1/4" 0.635 2.00 0.25 2.25 0.32 0.63

8 mm 0.800 2.51 0.40 3.60 0.50 1.01

3 3/8" 0.9525 3.00 0.58 5.22 0.71 1.43

12 mm 1.200 3.77 0.89 8.01 1.13 2.26

4 1/2" 1.272 4.00 1.02 9.18 1.27 2.54

5 5/8" 1.5875 5.00 1.60 14.40 1.98 3.96

6 3/4" 1.905 6.00 2.26 20.24 2.85 5.70

8 1" 2.540 8.00 4.04 36.36 5.07 10.13

11 1.3/8" 3.4925 11.00 7.90 71.10 9.58 19.16

f´c (kg/cm2) β1fc= 210 0.85fc= 280 0.85fc= 350 0.8fc= 420 0.75fc= 490 0.7

0.65

AREA (cm2) según número de barrasbarra (kg)

fc≥ 560

3 4 5 6 7 8 9 10

0.85 1.13 1.41 1.70 1.98 2.26 2.54 2.83

0.95 1.27 1.58 1.90 2.22 2.53 2.85 3.17

1.51 2.01 2.51 3.02 3.52 4.02 4.52 5.03

2.14 2.85 3.56 4.28 4.99 5.70 6.41 7.13

3.39 4.52 5.65 6.79 7.92 9.05 10.18 11.31

3.81 5.08 6.35 7.62 8.90 10.17 11.44 12.71

5.94 7.92 9.90 11.88 13.86 15.83 17.81 19.79

8.55 11.40 14.25 17.10 19.95 22.80 25.65 28.50

15.20 20.27 25.34 30.40 35.47 40.54 45.60 50.67

28.74 38.32 47.90 57.48 67.06 76.64 86.22 95.80

AREA (cm2) según número de barras