PUENTES PROY

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3 PUENTES

DISEO DE UN PUENTE

1. INTRODUCCION.-

A travs de la historia, los puentes en sus variados tipos y formas, han evolucionado sustancialmente dependiendo fundamentalmente de dos aspectos: conocimiento que tiene el hombre de las caractersticas de los materiales y del comportamiento de estos desde el punto de vista de la resistencia a los diferentes esfuerzos que son sometidos. El primero ha motivado el desarrollo de nuevos tipos, desde los inicios cuando los materiales utilizados eran la madera y la piedra, luego cuando apareci el acero como material para la construccin que ms tarde se combinara con el hormign para formar el hormign armado, gran salto este en la evolucin de los materiales no solo para la construccin de puentes sino tambin para todo tipo obras de la rama de la construccin. Despus al aparecer los aceros de un alto lmite elstico se dio paso al hormign pretensado, importantsimo avance en la bsqueda de salvar grandes luces sin la necesidad de colocar pilas intermedias. Referente al segundo aspecto acerca del conocimiento del comportamiento de los materiales desde el punto de vista de la resistencia a los diferentes esfuerzos a permitido la reduccin en las secciones de los elementos componentes del puente y adems usar los criterios tcnicos provenientes de los resultados obtenidos de diversos anlisis para llegar a conformar as nuevos tipos con una adaptacin mejor del puente como conjunto a la funcin estructural encomendada. En este epgrafe se ilustraran algunas de las clasificaciones ms utilizadas pero sin llegar a un gran nivel de detalle, es decir, de manera global, recogiendo en lo fundamental aquellas que nos permitan tipificar los puentes ms usados en la actualidad.

2. OBJETIVOS.-

2.1. Objetivo general

Realizar el anlisis y calculo estructural de un puente losa para la calle Bueno y Juan de la Riva2.2. Objetivos especficos Realizar el predimensionamiento de la estructura Realizar el clculo de la losa Verificar la losa a carga y fractura 3. ALCANCE.-

El puente se lo realizara entre la calle Bueno y Juan de la Riva ubicado en el departamento de La Paz, provincia Murillo Nuestra seora de La Paz.

4. DISEO DE LA LOSA DE HA

SECCIN TRANSVERSAL

A. Pre-dimensionamiento

Tmin = Tmin = => tomamos 40 cm

B. Diseo de franja interior (1 m de ancho)B.1. Momentos de flexin por cargas Carga muerta (DC):

Wlosa = Wlosa =

MDC = MDC = MDC =

Carga por superficie de rodadura (DW):

Wasf 2= Wasf 2=

MDW =MDW = MDW =

Carga viva (LL):MIM+LL = 49.42 t-m

Siendo la luz del puente , el ancho de faja E para carga viva es aplicable. El momento se distribuye en un ancho de faja para carga viva ECaso de dos o ms vas cargadas:E = 2100 + 0.12 mE = 2100 + 0.12 mE = 3.02 m

Caso de una va cargada:

E = 250 + 0.42 mE = 250 + 0.42 mE = 3.45 m

El ancho de faja critico es E = 3.02 m

MIM+LL = MIM+LL =

B.2.Resumen de momentos flectores y criterios LRFD aplicablesMOMENTOS POSITIVOS POR CARGAS (FRANJA INTERIOR)CargaM (+) T-m

Resistencia IServicio IFatiga

DC5.881.251.00

Dw0.701.501.00

LL + IM16.361.751.00.75

Resistencia I:U = n [1.25 DC + 1.50 DW + 1.75 (LL + IM)]Servicio I:U = n [1.00 DC + 1.00 DW + 1.0 (LL + IM)]Fatiga:U = n [0.75 (LL + IM)]B.3.Calculo del aceroPara el estado lmite de resistencia I, con n= nDnRni = IMu = n [1.25 MDC + 1.50 MDW + 1.75 M (LL + IM)]Mu = 1 [1.25 (5.88) + 1.50 (0.70) + 1.75 (16.36)]Mu = 37.03 T-m As principal paralelo al trficoUtilizando As 1 y recubrimiento r= 2.5 cmZ = 2.5 + Z = 3.77 cm

d = 40 cm 3.77 cmd = 36.23 cm

La separacin ser:

Usar 25 @ 0.18 m As mximoUna seccin no sobre reforzada cumple con: c/de Como 1 = 0.85 0.05 , 1 = 0.825

Ok As mnimoLa cantidad de acero proporcionado debe ser capaz de resistir el menor valor de 1.2Mcr y 1.33MU:a. Siendo:

b. 1.33 Mu = 1.33(37.03 T-m) = 49.25 T-mEl menor valor es 10.76 T-m y la cantidad de acero calculada (29.10 cm2) resiste Ok

As de distribucin

Utilizando varillas 16, la separacin ser:

USAR 1 16 @ 0.33 m As de temperatura

Utilizando varillas 12, la separacin ser:

USAR 1 12 @ 0.36 m

NOTA: el acero de temperatura se colocara por no contar con ningn tipo de acero en la parte superior de la losa en ambos sentidos

B.4.Revisin de figuracin por distribucin de armadura Esfuerzo mximo del acero:

Para el acero principal positivo (direccin paralela al trfico)

b = espacio. Del acero = 18 cmNv = nmero de varillas = 1

Z = 30000 N/mm (condicin de exposicin moderada) = 30591 Kg/cmLuego:

Esfuerzo de acero bajo cargas de servicio

Para el diseo por estado lmite de servicio I, con n = nddrnI = I:Ms = n [1.00MDC + 1.00 MDW + 1.00 M (LL + IM)]Ms = 1 [1.00 * (5.88) + 1.00 * (0.70) + 1.00 * (16.36)]Ms = 22.94 T-m/m

Para un ancho tributario de 0.18 m:

rea de acero transformada:

Momento respecto del eje neutro de seccin transformada:

Y = 10.75 cmC = 25.48 cmInercia respecto del eje neutro de seccin transformada:

Luego:

C. Diseo de franja de bordeC.1. Ancho de franja para bordes longitudinales de losa

Se tomara el ancho efectivo en bordes longitudinales se toma como la sumatoria de la distancia entre el borde del tablero y la carga interna de la barrera, mas 30cm, ms la mitad del ancho de faja E ya especificado. No deber ser mayor que E, ni 1.80m

Con E = 3.02m tenemos: Cumple

C.2.Momentos de flexin por cargas (franja de 1.0m de ancho) Carga muerta:

El peso de la barrera se asume distribuido en

Carga por superficie de rodadura: Carga viva: C.3.Resumen de momentos flectores y criterios LRFD aplicablesMOMENTOS POSITIVOS POR CARGAS (FRANJA DE BORDE)CargaM(+) t*m

Resistencia IServicio IFatiga

DC8.391,251,00,0

DW0,501,501,00,0

LL+I16.391,751,800,75

Resistencia I:Servicio I:Fatiga:C.4.Clculo del acero:Para el estado lmite de resistencia I, con n= nDnRni = 1

rea de acero principal paralelo al trficoUtilizando As 25 y recubrimiento Tenemos un rea de acero igual a:

cmLa separacin ser:

Por lo tanto el acero a utilizar ser:

rea de acero mximaUna seccin no sobre reforzada cumple con:

Como para CUMPLE

rea de acero mnimoLa cantidad de acero proporcionado debe ser capaz de resistir el menos valor de 1.2Mcr y 1.33Mu

a.

Siendo:

b. El menor valor es 10.76 t*m y la cantidad de acero calculada 31.58 cm2 resiste por lo tanto cumple

rea de acero de distribucin Utilizando acero , la separacin ser:

Por lo tanto el acero a utilizar ser:

Nota: Por facilidad en el colocado se uniformizara este resultado con el obtenido para la franja interior, adoptndose

C.5.Revisin de fisuracin por distribucin de armadura Esfuerzo mximo del acero:

Para el acero principal positivo (direccin paralela al trfico): Luego:

Esfuerzo del acero bajo cargas de servicio

Para el diseo por estado lmite de servicio I, con : Para un ancho tributario de 0.16m:

rea de acero transformada:

Momentos respecto al eje neutro de seccin transformada:

Inercia respecto del eje neutro de seccin transformada:

Luego:

D. FatigaD.1.Carga de fatiga:Se calcula con un camin de diseo, con una separacin constante de 9.0 m entre los ejes de 14.8t. No se aplica el factor de presencia mltiple.

Para el diseo por fatiga, con Considerando el ancho efectivo para una sola va cargada, y

D.2.Seccin fisurada:Se utiliza una seccin fisurada si la suma de esfuerzos debido a cargas permanentes no mayoradas mas de 1.5 veces la carga de fatiga, da por resultado una tensin de traccin mayor que:

Esfuerzo debido a cargas permanentes no mayoradas ms 1.5 veces la carga de fatiga en una franja interior:

Como , se usara seccin agrietada.D.3.Verificacin de esfuerzosEsfuerzo en el refuerzo debido a la carga viva:Con

Rango mximo de esfuerzo:El esfuerzo mnimo es el esfuerzo por carga viva mnimo combinado con el esfuerzo por carga permanente.El momento por carga muerta para una franja interior es:

El esfuerzo por carga permanente es:

Por ser la losa simplemente apoyada, el esfuerzo por carga viva mnimo es cero.

Luego, el esfuerzo mnimo es:

El esfuerzo mximo es el esfuerzo por carga viva mximo combinado con el esfuerzo por cargas permanentes:

El rango de esfuerzos es:

El rango lmite es:

DISTRIBUCIN DE ACERO EN LOSA

5. CONCLUSIONES Mediante la utilizacin de la norma LRFD se lleg a realizar el anlisis y el clculo del puente losa ubicado entre la calle Bueno y Juan de la Riva Basados en la Norma LRFD calculamos el peralte mnimo para la losa del puente. Se realiz el clculo de la losa tomando en cuenta los parmetros que nos da la Norma LRFD llegando a obtener una altura de 40cm. Mediante los clculos realizados se lleg a verificar la losa a carga y fractura utilizando cargas de servicio. Se realiz el diseo del paso a desnivel sin considerar el bordillo para evitar as el paso peatonal beneficiando as al trafico

6. RECOMENDACIONES

Siempre es bueno contar con una Norma de diseo para contar con seguridad y confiabilidad al momento del diseo por este motivo se disea acero de temperatura, acero de distribucin y sus respectivas verificaciones.

7. BIBLIOGRAFA

Puentes Con AASHTO-LRFD 2010 (Fifth Edition), MC Ing. Arturo Rodrguez Serqun, Per- 2012 Apuntes Puentes Ing. Marco A. Cossio Alvarez