INDICEI. INTRODUCCIÓN...................................................................................................................2

II. ANTECEDENTES....................................................................................................................3

III. OBJETIVO:........................................................................................................................3

IV. MEMORIA DESCRIPTIVA..................................................................................................4

1. UBICACIÓN DE PROYECTO...............................................................................................5

2. UBICACIÓN GEOGRAFICA................................................................................................5

3. JUSTIFICACION DEL PROYECTO........................................................................................5

Importancia:........................................................................................................................5

4. DATOS NECESARIOS PARA EL DISEÑO:............................................................................6

4.1. TIPOS DE USO DE PROYECTO...................................................................................6

4.2. Geología:..................................................................................................................6

4.3. Estudios hidrológicos e hidráulicos.........................................................................6

V. MEMORIA DE CÁLCULO.......................................................................................................8

VI. DISEÑO DEL CUERPO DEL ESTRIBO.................................................................................9

VIII. DISEÑO DE LOSA............................................................................................................17

VIII. DISEÑO DE VIGAS22

IX. DISEÑO DE DIAFRAGMA27

X. PLANOS32

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I. INTRODUCCIÓN

A través de la historia los puentes son elementos principales en las carreteras y sus funciones

son distintas desde unir grandes tramos por la separación de un río, o los viaductos que sirven

para unir caminos separados por terrenos profundos, hasta los que se utilizan en los pasos a

desnivel. Estos además se deben construir de una manera funcional y segura para facilitar el

desplazamiento de la población y realizar labores económicas y sociales.

En nuestro país son muchas las condiciones que se deben tomar al momento de analizar y

diseñar puentes, la peligrosidad y la vulnerabilidad sísmica, las cargas que soportan estas

estructuras como: cargas vivas, accidentales, de impacto, etc. El mal diseño de estas cargas

producirá daños en el concreto y el acero. El tipo de cimentaciones también es importante ya

que este conforma la raíz del puente sosteniendo en el suelo toda la estructura, y un mal

diseño podría ocasionar daños como la socavación.

Los puentes de la red vial de nuestro país en su mayoría fueron construidos hace más de

cincuenta años, con especificaciones y condiciones de cargas muy distintas a las de hoy en día.

En los inventarios realizados por distintas investigaciones existen puentes que ya están

funcionalmente obsoletos y muchos con fallas de leves a graves que se ocasionaron por los

últimos sismos ocurridos en el país

Este trabajo es una guía para el pre-dimensionamiento de puentes en acero y concreto, el cual

tiene como fin definir los elementos principales para su construcción, con las normas actuales

haciendo énfasis en la super-estructura. A la hora de construir un puente se orienta a que éste

sea de concreto armado, con éste trabajo se pretende introducir al medio la eficiencia,

rapidez, limpieza, haciendo la comparación con un puente construido con concreto armado.

Se agregó a la teoría, el diseño de los estribos de entrada y salida. Con la introducción de

nuevos métodos y mejor calidad en los materiales, la fabricación de puentes carreteros ha

mejorado sustancialmente, las características generales del puente dependerán de su

funcionalidad, costo, mantenimiento, durabilidad, longitud, accesos y efectos sobre su

entorno.

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II. ANTECEDENTES.

Los puentes son considerados elementos importantes de las carreteras, estos se diseñan de manera funcional, de modo que ofrezcan a los usuarios seguridad y facilidad en su desplazamiento.Es muy importante que los puentes carreteros se rijan por normas que establezcan los parámetros de seguridad y utilidad. Gran parte de ellos se diseñan según las normas de la American Association of State Higway and Transportation Officcials (AASHTO). Este documento contiene las especificaciones necesarias y son muy conocidas a nivel mundial especialmente en aquellos países que no cuentan con normativa de diseño.Un puente se divide en dos partes: La superestructura y la subestructura. Cada una de ellas formada de elementos que tienen sus métodos de diseño y se rigen por las Normas AASTHO.En la Ingeniería de Puentes, el estudio de la subestructura es importante ya que se encarga de soportar todas las cargas a las que está sometida la superestructura del puente, desde los apoyos hasta la fundación donde esta cimentado el puente.En nuestro país se han realizado estudios para conocer de la Ingeniería de puentes ya que desde hace más de cincuenta años se han construido puentes en las carreteras y caminos por todo el país. Estos puentes en su momento fueron diseñados con materiales y normas distintas a los que existen hoy en día, durante estos años han evolucionado, los materiales y las normas.

III. OBJETIVO:

OBJETIVO GENERAL:

El objetivo de este proyecto es contribuir a mejorar la calidad de vida a través de una infraestructura vial segura y eficiente con la construcción de un puente que comunique a la zona beneficiada.

OBJETIVO ESPECIFICO:

Mejorar las condiciones de infraestructura de transportes, contribuyendo a la mejor eficiencia de los servicios y reducción de los costos de transporte.

Integración de los diferentes poblados, que unirá esta infraestructura. Mejorar las condiciones culturales, socio – económicos del poblador.

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IV. MEMORIA DESCRIPTIVA

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1. UBICACIÓN DE PROYECTO

Distrito: VilcashuamánProvincia: VilcashuamánDepartamento: AyacuchoAltitud: 2250 m.s.n.m.Cuenca: Vilcashuamán

2. UBICACIÓN GEOGRAFICA

El proyecto se encuentra ubicado en la microcuenca del río Vilcashuamán, Cuenca del Amazonas, Sub cuenca del Río Pampas, principal afluente del río Apurímac, el cual fluye hacia los ríos Ene, Tambo, Ucayali y Amazonas consecutivamente.

3. JUSTIFICACION DEL PROYECTO

Importancia:

El Proyecto constituye una respuesta a las necesidades de infraestructura vial para los habitantes de Vilcashuamán. Actualmente la construcción que existe para comunicar a la población de Añaycancha y Pallccacancha no es segura para el traslado de vehículos y peatones al casco urbano del municipio. Esta construcción no cumple con las especificaciones técnicas de un puente al no contar con los requisitos de altura y capacidad para soportar condiciones naturales durante la época de invierno, siendo sumamente vulnerable a inundaciones y desbordes de la quebrada. Por lo tanto, las

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personas que viven a la orilla de la Quebrada están incomunicadas con el resto del pueblo durante época de lluvia y se dificulta el transporte de productos agropecuarios y comerciales entre los barrios beneficiados y el casco urbano y demás centros de comercialización.

Con la ejecución del Proyecto se obtendrán beneficios directos para la población beneficiaria ya que permitirá el tránsito peatonal y vehicular de manera segura. La construcción del puente beneficiará a niños que asisten a escuelas al otro lado del río, a adultos que laboran en el casco urbano y a comerciantes y productores que deben trasladar sus productos para ser comercializados en los mayores centros de comercialización.

4. DATOS NECESARIOS PARA EL DISEÑO:

4.1. TIPOS DE USO DE PROYECTO.

El puente estará diseñado con dos carriles y el tipo de vehículo que circularan

será de tipo H20 – H16.

4.2. Geología:

El tramo en estudio presenta casi todos los momentos de constitución geológica acontecidos en el territorio peruano.Materiales volcánicos en un área que ha sufrido numerosos orogénesis demuestran que Ayacucho ya existía en el periodo precámbrico, hace más de 540 millones de años.Sin embargo la zona del proyecto, como en muchas partes del territorio ayacuchano sigue activo, como lo revelan sedimentos cuaternarios glaciares o fluviales de hace apenas cien mil años que están en un lento proceso de transformación hacia rocas sedimentarias.Incluso las actividades geomorfológicas actuales, como huaycos y derrumbes, forman parte de procesos de varios millones de años.La zona a lo largo del cauce del rio 100 m aguas arriba y aguas abajo, no presenta inestabilidad, no existe socavación que pueda comprometer a los estribos.

4.3. Estudios hidrológicos e hidráulicos.

4.3.1. Caudales mensuales históricas

Los caudales máximos, mensuales se han asumido con la precipitación máxima.

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4.3.2. Máximas y mínimas avenidas

Según el estudio hidrológico se determinó las máximas y mínimas avenidas en la cuenca que se adjuntan en el cuadro número 1.

- Cuenca Hidrográfica = 38 Km2.- Máxima Aven. = 56 m3/s.- Q para 25 años = 130.30 m3/s.- Q para 50 años = 180.56 m3/s.- Tirante de agua Max. = 2.50 m

Caudales mensuales históricas

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V. MEMORIA DE CÁLCULO

VI. D I S E ÑO D E L C U E R P O D E L E S T R I B O

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Datos de laboratorio:Angulo de fricción: Ø = 30Tipo de suelo:

GW: grava bien gradada, grava fina a gruesa (Margen Izquierdo). SM: arena limosa (Margen Derecho).

- Capacidad portante de terreno: στ=2.896 kg /cm2(Margen derecho)

- Peso específico de terreno: γτ=1600Kg /cm3

A) D i m e n s i o n a m i e n t o:

Reacciones máximas: RA = 112859.3 kg Área de cimentación: Ac = RA /σ t

Ac = 112859.3/2.896 = 38970.75 cm2

Asumimos un Ac = 2.78 x 7.60 m Ancho del puente = 7.60 m

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B) C h e qu e o d e la s ec c ión A

- A : E m pu j e d e t i e r r a :

Ea = c w h ( h + 2h´ )

2

c = 1 - s e n θ = 1 – s e n 30º = 0.33

1 + senθ 1 + sen

30º w = 1600 kg/m3

h = 0.50 m (del gráfico)

h´ = s / c = 1000 kg/m2 = 0.625 m

w 1600 kg/m3

Ea = ( 0 . 33 )( 1600 )( 0.50) [0.50 + 2 x 0.625] = 231 kg

2

Pu n t o d e a p li c a c ió n :

y = h h + 3h´ = 0.50 0.50 + 3 x 0.625 = 0.22 m

3 h + 2h´ 3 0.50 + 2 x 0.625

Fu e r z as v er t i c al e s : (∑Fv)

Peso propio: p.p. = 0.50 x 1.20 x 2300 kg/m3 x 1.00 = 1380 kg

C h e q u e o al vol t e o :

Momento estable: Me = p.p. x r = 1380 kg x 0.60 m = 828 kg.m

Momento al volteo: Mv = Ea x y = 231 kg x 0.22 m = 50.82 kg.m

CSV = M e = 828 = 16.29 > 2 ∴ no se voltea Mv 50.82

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C h e q u e o al d e s li z a m i e n t o :

Para: F = 0.70 (para albañilería sobre albañilería)

CSD = ∑ F v x F = 1380 x 0 . 70 = 4.18 > 2 ∴ no se deslizaEa 231

C h e q u e o d e la E x ce n t r i c i d ad ( e ) :

e = B – Me – Mv = 1.20 – 828 – 50.82 = 0.56 m2 ∑Fv 2 1380

Pero: e máx. = B / 4 = 1.20 / 4 = 0.3 m

∴ e < e máx. .... (O.K.)

C) C h e q u e o d e la e l e va c ión ( se cc i ón B – B ) :

* E st r i b o s in p u e nt e y c on r e l l e n o

s o b re c a r ga d o : E m p uj e d e t i e rr a s :

w = 1600 kg/m3

h = 4.50 m (del gráfico)

h´ = 0.625m

c = 0.33

Ea = c wh ( h + 2h´ ) = ( 0 . 33 )( 1600 )( 4 . 50) [4.50 + 2 x 0.625] = 6831 kg2 2

P un t o d e a p l i c a c ió n :

y = h h + 3h´ = 4 . 50 4.50 + 3 x 0.625 = 1.66 m

3 h + 2h´ 3 4.50 + 2 x 0.625

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F u e r z as v e r t i c al e s : (∑Fv)

Peso propio = 4.50 x 1.20 x 1.00 x 2300 + 0.60 x 4.00 x 1.00 x 2300 +

+ 4.00 x 0.45/2 x 1.00 x 2300 =

= 12420 + 5520 + 2070 = 20010 kg

A p li c a c ión d e F v :

12420 (1.65) + 5520 (0.75) + 2070 (0.45 x 2/3) = 20010 (x)

x = 1.26 m

Fv

B B X

C h e q u e o d e la E x ce n t r i c i d ad ( e ) :

e = B – x – E a . y = 2.25 – 1.26 – 6831 x 1.66 = 0.43 m2 ∑Fv 2 20010

Pero: e máx. = B / 4 = 2.25 / 4 = 0.56 m

∴ e < e máx. .... (O.K.)

C h e q u e o al vol t e o :

Momento estable: Me = p.p. (x) = 20010 kg x 1.26 m = 25212.6kg.m

Momento al volteo: Mv = Ea x y = 6831 kg x 1.66 m = 11339.46 kg.m

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CSV = M e = 25212.6 = 2.22 > 2 ∴ no se voltea

Mv 11339.46

C h e q u e o al d e s li z a m i e n t o :

Para: F = 0.70 (para albañilería sobre albañilería)

CSD = ∑ F v x F = 20010 x 0 . 70 = 2.05 > 2 ∴ no se deslizaEa 6831

* E st r i b o c on p u e n t e y c on re l l e n o s o b r e c a r ga d o

Ff = 0.15 RA = 0.15 (112859.3)

Ff = 16928.90 kg

∑Mb´ = 0

112859.3 (0.75) – 16928.90 YF = 0

YF = 4.99 = 5m

∑FM = Ea + Ff = 6831 + 16928.90 = 23759.9 kg

YH = E a ( y ) + F f ( Y F) = 6831 x 1.66 + 16928.90 x 5 = 4.04 m∑FM 23759.9

∑Fb = ∑FV + RA = 20010 + 112859.3 = 132869.3 kg

∑Mb´ = ∑Me + RA x 1.00

∑Mb´ = 25212.6 + 112859.3 x 1.00 = 138071.9 kg.m

C h e q u e o al vol t e o :

CSV = ∑Mb´ = 138071.9 = 1.58 > 1.5 ∴ no se voltea

∑FM x YH 23759.9 x 4.04

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C h e q u e o al d e s li z a m i e n t o :

Para: F = 0.70 (para albañilería sobre albañilería)

CSD = ∑Fb x F = 132869.3 x 0 . 70 = 3.91 > 2 ∴ no se desliza

∑FM

23759.9

C h e q u e o d e la E x ce n t r i c i d ad ( e ) :

e = ∑FM x YH = 23759.9x 4.04 = 0.42 m

∑Fb

132869.3

Pero: e máx. = B / 4 = 2.25 / 4 = 0.56 m

∴ e máx. > e .... (O.K.)

D) C h e qu e o d e la Ci m e n t a c i ón ( s ec c ión C – C ) :

* E st r i b o s in p u e nt e y c on r e l l e n o

s o b re c a r ga d o : E m p uj e d e t i e rr a s :

w = 1600 kg/m3

h = 8.00 m (del

gráfico) h´ = 0.625

m

c = 0.33

Ea = c wh ( h + 2h´ ) = ( 0 . 33 )( 1600 )( 5) [5 + 2 x 0.625] = 8250 kg2 2

P un t o d e a p l i c a c ió n :y = h h + 3h´ = 5.00 5.00 + 3 x 0.625 = 1.83 m

3 h + 2h´ 3 5.00 + 2 x 0.625

E m p uj e p a s ivo :

c = Tag2 (45º + θ / 2) = 0.30 ; h = 0.50 m

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Ep = cwh2 = (0.30)(1600)(0.50)2 = 60 kg2 2

P un t o d e A p l i c a c i ó n : 0.50 / 3 = 0.17 m

F u e r z as v e r t i c al e s : (∑Fv)

Peso propio: 4.00 m x 0.285 m x 1.00 m x 2300 kg/m3= 2622 kg

Peso tierra: 0.30 m x 4.50 m x 1.00 m x 1600 kg/m3 = 2160 kg

Peso elevación: = 20010 kg ∑Fv = 24792 kg

Pu n t o d e a p li c a c ión d e la r e s u l t a n t e F v :

2622 (1.425) + 2160 (2.7) + 20010 (1.5) = 24792 (x)

x = 1.60 m

C h e q u e o d e la E x ce n t r i c i d ad ( e ) :

e = B / 6 = 2.85 / 6 = 0.48 m

Pero: e máx. = B / 4 = 2.85 / 4 = 0.71 m

∴ e máx. > e .... (O.K.)

C h e q u e o al vol t e o :

Momento estable: Me = (∑Fv).(x) = 24792 kg x 1.60 m = 39667.2 kg.mMomento al volteo: Mv = (Ea).(y) = 8250 kg x 1.83 m = 15097.5 kg.m

CSV = M e = 39667.2 = 2.63 > 2 ∴ no se volteaMv 15097.5

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C h e q u e o al d e s li z a m i e n t o :

Para: F = 0.70 (para albañilería sobre albañilería)

CSD = ∑ F v x F + E p = 24792 x 0 . 70 + 60 = 2.10 > 2 ∴ no se desliza

Ea 60 + 8250

* E st r i b o c on p u e n t e y c on re l l e n o s o b r e c a r ga d o :

Ff = 0.15 RA = 0.15 (112859.3) = 16928.90 kg ; YF = 5 m

∑FM = Ea + Ff = 8250 + 16928.90 = 25178.9 kg

YH = E a ( y ) + F f ( Y F) = 8250 x 1.83 + 16928.90 x 5 = 3.96 m

∑FM 25178.9

∑Fb = ∑Fv + RA = 24792 + 112589.3 = 137381.3 kg

∑Mb´ = ∑Me + RA (1.00)

∑Mb´ = 24792 kg x 1.60 m + 112859.3 kg x 1.00 m = 152526.2 kg

C h e q u e o al vol t e o :

CSV = ∑ M b ́ = 152526.2 = 2.1 > 2 ∴ no se voltea∑FM x YH 25178.9 x 3.96

C h e q u e o al d e s li z a m i e n t o :

Para: F = 0.70 (para albañilería sobre albañilería)CSD = ∑ F b x F = 137381.3 x 0 . 70 = 3.82 > 2 ∴ no se desliza

∑FM 25178.9

C h e q u e o d e la E x ce n t r i c i d ad ( e ) :

e = B / 6 = 2.85 / 6 = 0.48 m

Pero: e máx. = B / 4 = 2.85 / 4 = 0.95 m

∴ e máx. > e ....(O.K)

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