DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

DISEÑO DE PUENTES

Segundo Trabajo DISEÑO DE UN PUENTE EN VIGA LOSA

Presentado por: Edgar Alexander Illidge 2030422 Zeudiel Caballero Anaya 2012123

Presentado a: Ing. Gustavo Chio Cho

Universidad industrial de Santander Bucaramanga Santander 200

Diseñar el tablero o superestructura de un puente en sección de viga y losa de luces de 28.0 m apoyadas sobre estribos y pila central de concreto reforzado según el CCP – 95. Especificaciones Geometría Cuatro carriles de una via nacional, ancho de 3.65m Parapeto en el Separador central de 0.6m Andenes laterales de 1.5 m Bermas laterales de 1.0 m Barandas peatonal y de trafico en los laterales y en el centro del separador Dos luces de 28.0 m Materiales El puente se ha diseñado para ser construido en concreto reforzado con las siguientes características Concreto: Resistencia la compresión a los 28 días, f’c = 21 Mpa Modulo de elasticidad, Ec= 20000 Mpa Peso por unidad de volumen, γ = 2400ton / m 3 Relación de poisson, ν = 0.20 Acero: Resistencia ala fluencia, fy = 400 Mpa Modulo de elasticidad, Es = 200000 Mpa Capa de rodadura: Peso por unidad de volumen, γ = 2400ton / m 3

Normatividad Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes, CCP 200-94 Camión de Diseño: Camión C40-95

DIMENCIONAMIEMNTO

• • • •

Geometría de la plataforma: Calzada: 4*3.65 = 14.60 m Berma: 2*1.0 = 2.0 m Separador = 0.60 m

• • •

Andenes: 2*1.50 = 3.0 m Bordillo: 2*0.35 m = 0.70 m *Ancho total, B= 20.9 m

Separación entre vigas: La separación entre ejes de vigas debe ser menor de 3.0 m para cumplir con esta condición usaremos 8 vigas

S= B 20.9 = = 2.6125 8 8

S= 2.7 m

Altura de la superestructura: Para vigas T y simplemente apoyadas la altura mínima según la tabla A.7-1 para control de deflexiones es la siguiente:

H = 0.070 S

Donde S: Luz del puente (m) H=0.07*28 = 1.96 m

L  H = 1.1 *  0.15 +  = 1.87 m 18  

Para S= 28 m

H=2.0 m Espesor de la placa: Para el diseño Se considera que la losa se apoya sobre las vigas, por tanto usaremos la formula de la tabla A.7-1 para luces continuas

h= S + 3.05 2.7 + 3.05 = = 0.19 30 30

h = 0.20 m Ancho de la viga: Por economía y estética tomaremos b=0.40 m Apoyos: 3 3 * H = * 2.0 = 0.75m 8 8

CARGAS DE DISEÑO Carga Muerta:

• • • • • Ton m m Ton Capa Rodadura: 0.05m ⋅ 1.0m ⋅ 2.4 Ton 3 = 0.12 m m Ton Andenes: 0.20m ⋅ 2.4 Ton 3 ⋅ 1.0m = 0.48 m m (0.3 + 0.35) = 0.195 Ton 2.4 * 0.25 * Bordillo: 2 m

Peso Propio loza: 0.20m ⋅ 2.4 Ton

3

⋅ 1.0m = 0.48

Baranda (4):

= 0.40 Ton m

Ton m

WCM = 1.675

La carga transversal sobre los parapetos de concreto debe extenderse en una longitud de 1.50 m A.11.1.3.6

•

Parapeto del Separador:

= 1.30

Ton m

Carga Viva: Camión C40-95 Impacto: 16 16 I= = = 0.374 S + 40 2.7 + 40

I=37.47% < 30%

Ancho de distribución: Refuerzo perpendicular al tráfico. Cada rueda en el elemento perpendicular al tráfico debe distribuirse sobre un ancho

E = 0 .8 * X + 1 .1 X=distancia desde la carga hasta el punto de soporte (m)

Combinación de cargas: La combinación de carga usada es la del grupo I

1.3 * D + 2.171 * (L + I ) = 1.3 * D + 2.8223 * L

ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA LOSA DEMANDA A FLEXION DEL VOLADIZO: Carga muerta Carga distribuida:

• •

Peso Propio losa puente Peso Propio losa anden

Ton m m Ton : 0.08m ⋅ 2.4 Ton 3 ⋅ 1.0m = 0.192 m m

: 0.20m ⋅ 2.4 Ton

3

⋅ 1.0m = 0.480

= 0.672

Ton m

Carga puntual:

• •

Baranda (1): Bordillo:

2.4 * 0.25 * 2

= 0.10

(0.3 + 0.35) = 0.195 Ton

Ton m

m = 0.295Ton

Md = 0.295 * 0.7 + 0.672 *

0.80 2 = 0.421 Ton − m 2

Carga viva

WV = 400Kg / m = 0.4Ton / m

Mv = 0.40 *

0.80 2 = 0.128 Ton − m 2

DEMANDA A FLEXION EN LOS APOYOS INTERIORES:

MOMENTOS POR CARGA MUERTA

MOMENTOS POR CARGA VIVA los momentos por metro de ancho, sin impacto, debidos a carga viva para las luces simples, se determinan de acuerdo con la siguiente formula

P ( S + 0 .6 ) 9 .8 de 0.80 M =

para luces continuas se aplica un factor de continuidad

M =

7.5 * (2.7 + 0.6 ) * 0.80 = 2.02 Ton − m 9 .8

DEMANDA A CORTANTE Y ADHERENCIA Se considera satisfactoria para cortante y adherencia DISEÑO DE LA LOSA REFUERZO PRINCIPAL – perpendicular al tráfico Momento último de diseño Usando la combinación más desfavorable

M U = 1.3 * M CM + 2.8223 * M CV

M D = 42.1Ton − cm M V = 12.8 Ton − cm M U = 1.3 * 42.1 + 2.8223 *12.8 = 90.85 Ton − cm d ' = 5 cm d = 15 cm b = 100 cm Ton cm 2 Ton fy = 4.2 2 cm f ' c = 0.21

m= fy 4 .2 = = 23.52 ′ 0.85 * f c 0.85 * 0.21

K=

MU 90.85 = = 0.00403 2 b*d 100 * 15 2

( )

ρ=

1 2*m*k  1  2 * 23.52 * 0.00403  1 − 1 − = 1 − 1 −  m fy  23.52  4 .2 

ρ = 0.000973 no cumple ρ min = 0.0018

As = 0.0018 * 15 * 100 = 3.0cm 2

M(D) M(L) Mu d

42.1 24 18 13 43 13 18 24 42.1 12.8 202 202 202 202 202 202 202 12.8 90.86 601.3 593.5 587.0 626.0 587.0 593.5 601.3 90.86 15 15 15 15 15 15 15 15 15 0.005 0.033 0.032 0.032 0.034 0.032 0.032 0.033 0.005 k 0 0 6 2 3 2 6 0 0 cuanti 0.001 0.008 0.008 0.008 0.009 0.008 0.008 0.008 0.001 a 8 8 6 5 2 5 6 8 2 As 3 13.1 12.9 12.8 13.8 12.8 12.9 13.1 3 1 #5 c/ 14 14 14 14 14 14 14 1#4c/ 33 33

REFUERZO TRANSVERSAL DE DISTRIBUCIÓN Acero para garantizar la distribución de las cargas concentradas se debe colocar longitudinalmente, en la cara inferior de la losa un porcentaje del refuerzo requerido para momento positivo Porcentaje de distribución:

121 121 = = 73.63 %, max imo 67 % OK S 2 .7

Asd = 0.67 * 13.8 = 9.25 cm 2

La

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