ANALISIS Y DISEO DE PUENTES

MODULO I.- INTRODUCCION AL MODELO, ANALISIS Y DISEO DE PUENTES;

APLICADO AL PROGRAMA CSiBRIDGE

TEMARIO DEL MODULO I

1.-Introduccin:

CSiBridge V15 es un nuevo software integral del estado de la tcnica para el anlisis estructural y ssmico; para el diseo

y evaluacin de los puentes simples y complejos. Todos los comandos se integran en una nica interfaz, que proporciona un

entono fcil de usar as como realizar un trabajo intuitivo. Los modelos de Puente son generados a partir de plantillas que

el programa trae como predefinidos; permitiendo al participante un gran ahorro de tiempo en la elaboracin del modelo del

puente a disear.

Modelo, anlisis y diseo de estructuras de puentes se han integrado en CSiBridge V15 para crear lo ltimo

en herramientas informticas a medida para satisfacer las necesidades de los profesionales de ingeniera. La facilidad

con que todas estas tareas pueden desarrollarse, hace que CSiBridge sea un programa ms verstil y productivo para

la industria del anlisis y diseo.

Usando CSiBridge, los ingenieros pueden definir geometras complejas de puente, condiciones de contorno y los casos

de carga demandadas. Los modelos de puente se definen paramtricamente, el uso de trminos que son familiares a los

ingenieros de puentes, como: lneas de diseo, estribo, apoyos, pilares, inclinaciones o esviaje, rotula, pos tensado,

secciones agrietadas; etc.

2.- UTILIDADES GRAFICAS

Definicin de los comandos del programa Interface Grafica

Men ORB (Nuevo, Abrir, Salvar y Salvar como, Importar, Exportar, Imprimir, Reporte, Fotos,

Control de archivos, Animacin, Configuraciones y Lenguaje).

Men HOME (Usando el Asistente de Puentes Bridge Wizard, Vista-

Snap, Seleccin, Despliegue y opciones de dibujo rpido).

Men LAYOUT (Definicin de Lneas de Diseo y lneas de va).

Men COMPONENTS (Propiedades de Materiales y definicin de Pilar, vigas, estribos, fundaciones;

Sper estructura Deck Sections , Sub estructura conexiones y tipos de apoyos).

Men LOADS (Vehculos, Patrones de Carga, Funciones de Cargas, Asignacin de Cargas).

Men BRIDGE (Objetos de los Puentes, Cargar datos definidos al puente).

Men ANALYSIS (Casos de Carga, Salvar respuesta, Lock Model, Opciones y Anlisis del modelo, Modificar la geometra no deformada).

Men DESIGN/RATING (Combinaciones de Carga, Diseo de la Sper estructura, Diseo Ssmico, Capacidad de Carga).

Men ADVANCED (Edicin, Definir, Dibujar, Asignar, Asignar Cargas, Analizar, Herramientas).

Modelo final, con vas de carga mvil asignadas a cada puente

Animacin con carga mvil, camin HS44 (HS20)

MODULO II.- DISEO DE SUPER ESTRUCTURA EN PUENTES (ACERO Y CONCRETO REFORZADO)

TEMARIO DEL MODULO II

1 Introduccin al Diseo de Superestructura 2 Requisitos de Diseo

En este captulo se describen los pasos que son necesarios para definir las cargas y las combinaciones de carga que el

usuario tenga previsto utilizar en el diseo de la superestructura del puente.

El usuario puede definir las combinaciones predeterminadas que CSiBridge genera automticamente segn el cdigo a

usar; el caso del cdigo de diseo se puede seleccionar mediante Design/Rating : Superstructure Design : Code

Preferences.

En la actualidad, la norma AASHTO STD 2002 y AASHTO LRFD 2007 son los cdigos de diseo usado por el CSiBridge V15.

2.1 Tipo de Patrones de Carga

Las tablas 2-1 y 2-2 muestran los tipos de cargas permanentes y los patrones transitorios que se puede definir en CSiBridge. Las tablas tambin

muestran la abreviatura AASHTO y las descripciones de los tipos de carga. Los usuarios pueden elegir cualquier nombre para identificar un patrn de

carga tipo.

2.2 Diseo por combinaciones de carga Segn el cdigo se generan las combinaciones de carga para ser usadas en el diseo; segn el tipo de patrn de carga (tabla 2-1 y 2-2) se genera los

factores de carga y sus respectivas combinaciones requeridas (tabla 2-3), de conformidad con a la norma AASHTO LRFD 2007.

La tabla 2-4 muestra el mximo y el mnimo de factores para las cargas permanente de conformidad con la norma AASHTO LRFD 2007.

Se definen dos combinaciones para cada modelo de carga permanente debido al factor de concentracin mximo y mnimo. Cuando las combinaciones

de carga por defecto son utilizadas, CSiBridge crea automticamente dos combinaciones de carga (uno para el mximo y uno para el factor mnimo), y luego

crea automticamente una tercera combinacin que representa la envolvente del mx. / min. de dichas combinaciones.

2.3 Combinaciones de Carga por Defecto Las combinaciones de carga por defecto se puede activar usando el comando Design/Rating: Load Combinations: Add Default; los

usuarios pueden configurar las combinaciones de carga seleccionando el comando Bridge Option.

Los usuarios pueden seleccionar el lmite de los estados deseados y los casos de carga usando el cdigo que genera las combinaciones de carga para

el diseo del puente como se muestra en la figura 2-1.

3.- Determinacin de Factores de Carga viva, concentracin para carga mvil

1.Determinar factores de distribucin

2. Aplicacin de los factores de distribucin

3.Generar combinaciones con concentracin de carga para chequear esfuerzo por torsin, corte y momento en las vigas (superestructura)

4. Leer resultados directamente desde las vigas (corte, momento y torsor)

5. Ejemplo completo de diseo de superestructura

Distribucin de carga para calcular concentracin de carga mvil

4.- Determinar los requerimientos de diseo de una superestructura

1. Tipo de superestructura a disear

2. Intervalo de estacin

3. Parmetros de diseo

4. Demanda a satisfacer

5. Factores de distribucin de carga mvil, viva. 5.- Diseo de puente de concreto armado seccin cajn (cerrada, sin alabeo)

1. Esfuerzos de Diseo segn AASHTO-LFRD-2007

2. Parmetros de capacidad

3. Ejemplo del proceso de diseo

4. Ejemplo de diseo por corte

5. Ejemplo de diseo por flexin; y torsin

6. Diseo de viga exterior y viga interior 6.- Diseo de puente de seccin compuesta y seccin abierta (usar diafragma)

1. Esfuerzos de Diseo segn AASHTO-LFRD-2007

2. Parmetros de capacidad

3. Ejemplo del proceso de diseo

4. Ejemplo de diseo por corte

5. Ejemplo de diseo por flexin; y torsin

6. Diseo de viga exterior y viga interior 7.- Resumen

1. Descripcin del modelo

2. Parmetro y preferencias para el diseo (concentracin de carga mvil)

3. Combinaciones de carga

4. Requerimiento para el diseo

5. Disear segn AASHTO-LRFD / chequear superestructura

MODULO III.- DISEO DE SUPER ESTRUCTURAEN PUENTES DE CONCRETO PRETENSADO

TEMARIO DEL MODULO III

Fundamentos Tericos (4 Horas)

1- Introduccin Materiales y Sistema de Pretensado.

2 Tipos de Secciones. Losas ahuecadas. Vigas AASHTO. Vigas de Cajn.

3 Perdidas en el Pretensado Perdidas Instantneas. Prdidas diferidas con el tiempo.

4 Consideraciones para el Diseo Teora Bsica de Diseo. Limites de Esfuerzo. Disposicin de Cables. Momentos

secundarios. Resistencia a Flexin. Resistencia al Corte. Deflexiones. Zonas de Anclaje.

5 Ejemplo Manual Diseo de Puente con Viga Cajn Pretensada de dos tramos.

7.- Aplicacin usando CSIBridge

7.1 Puente con Viga AASHTO Pretensada usando CSIBridge Descripcin del Modelo. Iniciando con el Bridge Wizard:

Lneas de Referencia. Seccin de la Losa del Puente. Objetos del Puente. Variacin Paramtrica. Abutment, Bents,

Diafragma y apoyos. Cargas Sobre el Puente: Lneas. Vehculos. Clases de Vehculo. Patrones de Carga. Casos de Carga

(Mvil y otros casos). Cargas adicionales. Anlisis de Resultados: Respuesta del Puente. Corriendo el Anlisis.

Desplegando los resultados (Grficos y Tablas). Comparacin de resultados.

7.2 Puente con Viga de Cajn Pretensada usando CSIBridge.

Descripcin del Modelo. Iniciando con el Bridge Wizard: Lneas de Referencia. Seccin de la Losa del Puente.

Objetos del Puente. Variacin Paramtrica. Abutment, Bents, Diafragma y apoyos. Cargas Sobre el Puente: Lneas.

Vehculos. Clases de Vehculo. Patrones de Carga. Casos de Carga (Mvil y otros casos). Cargas adicionales.

Anlisis de Resultados: Respuesta del Puente. Corriendo el Anlisis. Desplegando los resultados (Grficos y Tablas).

Comparacin de resultados.

MODULO IV.- DISEO SISMICO DE PUENTES (SEGN AASHTO LRFD)

TEMARIO DEL MODULO IV

1.- Creacin de un modelo de Puente

2.- Peligro y demanda Ssmica para diseo de puentes

1. Informacin General

2. Mapas de peligro ssmico AASHTO

3. Requerimiento para diseo ssmico

4. Diseo por desempeo ssmico

5. Patrones de carga y casos automticos de carga

3.- Propiedades de secciones agrietadas y anlisis por carga muerta

4.- Respuesta al espectro de diseo y revisin de desplazamientos

4.1 Respuesta al espectro de los casos de carga

4.2 Resultados debido al espectro aplicado

MODULO V.- ANALISIS NO LINEAL ESTATICO ( PUSHOVER)

TEMARIO DEL MODULO V

ANALISIS NO LINEAL ESTATICO PUSHOVER

1 Definicin de Rotulas y Fiber Hinge Anlisis.

2 Curva de Capacidad.

3 Mtodos Usado para estimar la mxima respuesta no lineal esperada en la estructura

4.- Anlisis no lineal de elementos de borde usando varios tipos de amortiguadores y aisladores basales.

5.- Evaluacin del desempeo ssmico (anlisis de pushover) utilizando espectros de capacidad. 6.- Preciso anlisis ssmico para anlisis historia-tiempo inelstico

utilizando numerosos modelos

de histresis.

7.- Anlisis de dao estructural utilizando modelos de fibra inelsticos. 8.- Definicin y asignacin de rotulas plsticas a las sub estructuras

1. Longitud de rtulas plsticas

2. Propiedades no lineales de las rotulas

3. Definicin de no linealidad de los materiales (concreto y acero)

5.4 Opciones de rotulas plsticas

9.- Anlisis por capacidad para desplazamientos

1. Resultados de los desplazamientos

2. Resultados del anlisis pushover

10.- Demanda/ Capacidad ratios

11.- Reporte

MODULO VI.- DISEO DE PUENTES ATIRANTADOS CON CABLES Y DISEO DE PUENTES SUSPENDIDOS.

TEMARIO DEL MODULO VI

1 Introduccin

1. Fundamentos tericos y aplicaciones prcticas

2 Modelo

1.Modelo, asignacin de vinculaciones al deck, cables, etiquetado de superestructura para secuencia de construccin.

3 Anlisis y Diseo

1.Clculo de la tensin inicial reflejados en el segmento de cierre para diseo de puentes atirantados.

2.Generacin automtica de fuerzas de tensin simulada durante la etapa constructiva; disposicin de la superestructura para secuencia de construccin.

3.Un mtodo preciso implementado para la configuracin del anlisis inicial en el diseo de puentes suspendidos.

4.Anlisis de construccin secuencial reflejando las no linealidades geomtricas de cada etapa en desmantelamiento o desmontaje.

5. Ingeniera dinmica de vientos para puentes de largos vanos.

4.- Reporte

4.1 Hoja de Reporte y diagrama gant

MODULO VII.- EVALUACION DE PUENTES EXISTENTES (Rating)

TEMARIO DEL MODULO VII

1.- Introduccin

1.1 Recomendaciones para realizar una evaluacin eficiente a un puente existente.

2.- Evaluacin de un puente de concreto armado

1. Evaluacin por flexin

2. Factor de evaluacin

3. Resistencia a la flexin

4. Mnimo refuerzo por flexin

3.- Evaluacin de un puente multicelular de concreto seccin cerrada

1. Evaluacin por flexin

2. Factor de evaluacin por flexin

3. Resistencia a la flexin

4. Distribucin de carga viva en las vigas

5. Mnimo refuerzo por flexin

6. Evaluacin por corte segn AASHTO-LRFD 2007

7. Factor de evaluacin por corte

8. Distribucin de carga viva para corte

9. Resistencia al Corte

4.- Evaluacin de un puente prefabricado de seccin compuesta

1. Evaluacin por flexin

2. Mnimo refuerzo por flexin

3. Evaluacin por corte segn AASHTO-LRFD 2007

5 .-Anlisis de Capacidad de Carga en Puentes Existentes Bridge Rating

1.Introduccin. Tipos de Rating (Inventario y Operacional). Mtodo ASR, LFR y LRFR.

2.Proceso Analtico y Algoritmo para un Puente de Concreto tipo Box Girder. 5.3Proceso Analtico y Algoritmo para un Puente de

Concreto prefabricado con losa compuesta.

5.4 Proceso Analtico y Algoritmo para un Puente de Concreto con vigas AASHTO.

DESCRIBIENDO EL MENU Orb.

Este men est localizado en la parte superior izquierda del programa. Este men est relacionado a todo lo que es el mantenimiento de los archivos Files

(Crear Nuevo Archivo, Abrir un Archivo existente, Salvar un Archivo), Producir salidas de resultados (Grficos, Reportes, Videos de Animacin), y para

establecer unos rangos de parmetros usados por el programa (Unidades, Tolerancias, Despliegue de Colores, Sonido, Informacin de Proyecto y

Comentarios). El botn Recent Models despliega los ltimos archivos de modelos que hemos abierto o usado, el botn Resources est relacionado a la ayuda

que tiene el programa.

Secuencia de Pasos para Iniciar un Nuevo Modelo Usando Quick Bridge (Opcin de Modelo Rpido).

Figura 1

1. Orb > New

Este comando es para desplegar un nuevo modelo figura 1. Esta forma tiene distintas opciones para iniciar desde unos modelos predefinidos con

propiedades por defecto que luego el usuario debe modificar. Note que tambin se pueden definir las unidades que se van a usar. Las unidades

seleccionadas en este paso sern las unidades de base que el programa va a usar en dicho modelo. Si en el transcurso de nuestro trabajo estas

unidades son cambiadas el programa internamente la convierte a la unidad de base y cada vez que abrimos el modelo se abre en estas unidades.

Tambin observe que es posible iniciar un modelo desde un archivo existente Initialize Model from an Existing File en este caso podemos traer

un archivo de un modelo existente e iniciar un nuevo modelo sin alterar el archivo que seleccionamos ya existente. Esta opcin se puede usar si

el modelo existente tiene propiedades en comn con el nuevo modelo que vamos a generar.

La opcin Quick Bridge tpicamente produce estructuras con espaciamientos uniformes, aunque este se puede modificar luego. Podramos describir

algunas opciones dentro del recuadro New Model:

Templates Blank:

Esta opcin permite abrir el programa en blanco si ningn modelo. Esta opcin puede ser til cuando Importamos algn modelo para iniciar nuestro

trabajo. Tambin si queremos generar el modelo desde cero usando las pestaas (Ribbon) o mejor aun si queremos usar el Bridge Wizard (Definido

ms adelante).

Templates Quick Bridge:

Esta opcin es para generar un modelo rpidamente, solo hay que especificar al programa la longitud y el tipo de seccin que compone al puente en

la Sper Estructura. Una vez generado el modelo es posible tambin usar el Bridge Wizard o las pestaas para hacer modificaciones o introducir

informacin.

Templates Cable Bridge:

Esta opcin es usada para crear un puente en suspensin con cables, basado en el ancho de la losa, pandeo mnimo de cables, y el nmero de

divisiones que contiene un tramo (Span).

Templates Caltrans BAG:

Este es el generador de Anlisis de Puente, el cual genera un modelo para desarrollar un anlisis dinmico de respuesta espectral y un anlisis

esttico para un puente de concreto armado. Es una opcin que normalmente se usa para cumplir con los requerimientos del departamento de

transportacin y Obras Pblicas de California.

Templates Beam:

Usado para crear un modelo simple de viga, solo hay que especificar el nmero de tramos (spans), su respectiva longitud y la propiedad de la seccin

a usar.

Templates 2D Frame: Para usar un modelo de prtico en dos dimensiones basado en los parmetros especificados.

2. Orb > Open

Luego que el modelo es creado y salvado, este puede abrirse usando el comando Open.

3. Orb > Save Este comando es para guardar y almacenar el archivo en uso. La extensin de los archivos es .BDB

4. Orb > Import

Este comando es usado para traer datos de un modelo en varios formatos. Entre los formatos que se pueden importar estn:

- .XLS (Excel)

- .mdb (Acces)

- .b2k (Text)

- .STP (CIS/2)

- .dxf (Auto Cat)

- .ifc (IFC)

- .jgs (IGES)

- .dat (Nastran)

- .std/.gti (STAAD/GTSTRUDL)

- StruCAD*3D

5. Orb > Export

Este comando es usado para exportar el modelo generado en CSIBridge a una variedad de formatos (todos los anteriores, incluyendo el Perform 3D y

Perform 3D Structure.

6. Orb > Print Este comando est compuesto por tres subcomandos:

1- Print Graphis: La grafica que se despliega en la ventana activa es enviada a imprimir en una impresora. 2- Print Tables: Para especificar e

imprimir datos en el programa.

3- Print Setup: Este comando es usado para especificar la impresora que se usara por defecto, orientacin del papel y otras opciones.

7- Orb > Report

Comando Create Report: Genera un reporte para el file, usando la fuente de datos, el formato de salida y los tipos de datos seleccionados usando el

Report Setup.

Comando Report Setup: Este comando no es para generar un reporte sino mas bien cul ser el contenido del reporte, formato, tipo de salida, grupos,

orientacin de la pgina, componentes del reporte, datos de entrada, parmetros de salida y si se requiere incluir los nombres de todos los objetos en la

salida de resultados.

Comando Advanced Report Writer: Este comando permite que el usuario seleccione desde cero el contenido y el formato que tendr el reporte, y

entonces crea el reporte en funcin de lo especificado.

8 Orb > Pictures

Este comando despliega un men de sub comandos que permiten capturar la imagen en la pantalla del programa que esta activa, tambin es posible crear videos de animacin mltiple

o cclica.

9 Orb > Setting

Este comando despliega un men de sub comandos que puede ser usado para especificar las unidades de salida y de entrada de datos, tolerancias, la tabla de base de datos, colores

entre otras cosas.

10 Orb > Language Las lenguas validas en CSIBridge son el Ingles y el chino.

DESCRIBIENDO EL HOME. Ir a Home > Bridge Wizard.

Esta opcin guiara al usuario a travs de los pasos necesarios para crear un nuevo modelo. Para que este comando sea activo al igual que todos los TAB primero se debe haber seleccionado la

pantalla en blanco en la opcin nuevo modelo o crear un nuevo modelo con propiedades por defecto usando el comando Quick Bridge. El Bridge Wizard se ha diseado para trabajar con la

pantalla en blanco.

El recuadro desplegado mostrara cada paso que usted debe seguir en el proceso de crear su nuevo modelo. Si usted selecciona un paso determinado en la tabla de sumario Summary Table La

descripcin pertinente aparecer en el recuadro localizado en la parte superior. A mano izquierda estn las opciones para comenzar a trabajar con la definicin del modelo. Al seleccionar cualquier

opcin en el recuadro de definicin tambin aparece la definicin del mismo en el recuadro derecho. Puede ir deslizndose a travs de cada paso con las flechas que se encuentran en la parte

inferior en Step. Tambin puede visualizar todo el contenido en la tabla de sumario deslizando las flechas en Form Layout. La columna Note en la tabla de sumario presenta la palabra

Required y Component., lo requerido siempre deber definirse para poder crear el modelo, mientras que los otros parmetros son avanzados poco usuales. Cuando usted usa la opcin Quick

Bridge para iniciar su nuevo modelo el programa asigna propiedades por defecto a todo el puente. Estas propiedades pueden revisarse y modificarse a travs del Bridge Wizard. Tambin otra forma

de interactuar con las propiedades del puente es navegando a travs de cada TAB.

PASO S A SE G UIR C UANDO US A M O S E L BRIDG E WIZ ARD

2. Definir la Alineacin Horizontal y Vertical del Puente LAYOUT LINE.

3. Definir las Propiedades Bsicas de los Materiales, Secciones y Link (Cuando Aplique).

4. Definir las caractersticas Especificas del Puente (Seccin de la Losa, Diafragmas, Restricciones, Asientos, Esprines usados en las Fundaciones entre otras cosas).

5. Desde los pasos 5 hasta el 7 definir los objetos del puente, esto despus de haber definido la geometra en los pasos

anteriores.

8. Dibujar y asignar las propiedades a los objetos del puente.

9. Desde los pasos 9 hasta el 13 definir los parmetros bsicos del anlisis (Lineas, vehculos, casos de carga y opciones de salida). Observe que hay pasos que no pueden ser definidos hasta que un paso previo este definido por ejemplo no es posible definir los objetos del puente hasta que el Layout y las propiedades del

Deck no estn definidos. La asignacin a los objetos del puente no se puede completar hasta que los objetos no sean definidos. Para definir Lanes es necesario primero haber definido el

Layout y deben existir los objetos Frame en el puente.

DEFINICION DE LAYOUT LINE. Las lneas de Layout son lneas de referencia usadas para definir la longitud de los tramos del puente, como tambin su alineacin, el cual puede ser curvo o recto. En el caso de haber iniciado el modelo con el Quick Bridge el programa crea automticamente las lneas de Layout y algunas Definiciones del Lane. Estas definiciones pueden ser vistas desde la

pestaa (Tab) Layout. En el casos de haber iniciado el modelo usando el Bridge Wizard es posible seleccionar (Highlighting) el Item Layout Line y el Lane en la tabla de sumario y entonces hacer

click en Define/Show Layout Lines y Define/Show Lanes, otra alternativa es usar la pestaa. Los comando de Layout, tambin pueden ser usados si se inicia desde un modelo en blanco desde cero.

Esta opcin es para generar bsicamente las lneas de referencia usadas para definir la alineacin vertical y horizontal del puente. Tambin se usan para especificar las lneas vehiculares. Las lneas

de trazos pueden ser rectas, con dobles, con curvas tanto verticales como horizontales. Si hacemos doble Click en Layout Line que se encuentra en la tabla de sumario podremos entrar al recuadro

Define Bridge Layout Line.

Al presionar Set Preferences. En esta opcin usted puede modificar la orientacin de la

flecha Norte, la cual depender del ngulo que usted introduzca medido en direccin

contraria a las manecillas del reloj. Si

colocamos 0 gados el norte estar en la direccin global X y si colocamos 90 gados el norte estar en la direccin global Y. Tambin usted puede refinar la curva del puente colocando el

ngulo en grados, mientras ms pequeo ms discreta ser la curva del puente.

Si presionamos Add New Line se desplegara el recuadro Bridge Layout Line Data mostrado a continuacin. Note que tambin usted puede acceder a estos mismos recuadros a travs

del Tab Layout en la barra de herramientas.

Modify Layout Line Station: Esta opcin es usada para mover las lneas de trazado, de dos formas:

Shift Distance: Para mover la estacin inicial del Layout seleccionado, especificar la distancia a partir de eje global longitudinal. Todas las dems estaciones sern referenciadas

segn esta nueva estacin inicial.

New Starting Station: Mover la estacin inicial especificando una nueva estacin.

Coordinates of Initial Station: Esta opcin es usada para mover el punto donde comienza el Layout. Por defecto este punto est en el origen de los ejes globales de referencia. Initial Station (m): Aqu usted puede introducir una nueva estacin inicial, sin embargo solo se modificara dicha estacin las dems se quedaran igual.

Initial Grade Percent: Representa el porciento de inclinacin del puente. End Station: Modifica la estacin final sin alterar las dems estaciones.

Horizontal Layout Data: Esta opcin despliega un recuadro que puede ser usado para definir el alineamiento horizontal del puente. Es posible definir una combinacin de layout usando ya sea

mltiples lneas rectas o curvas, a partir de una estacin previa de asientos (bearing), o de una nueva estacin. Las curvas pueden ser tanto a la derecha como a la izquierda. Las estaciones se

especifican como longitud medida desde la izquierda a la derecha, desde la estacin inicia.

Si seleccionamos Quick Start aparece el siguiente recuadro para hacer una definicin rpida del alineamiento horizontal.

Vertical Layout Data: Esta opcin despliega un recuadro que puede ser usado para definir el alineamiento vertical del puente. Es posible definir una combinacin de layout vertical con

mltiples alturas, ya sea constante desde una estacin previa con su respectivo grado o elevacin, o desde una nueva elevacin. La localizacin de las estaciones se miden en longitud de

derecha a izquierda desde la localizacin de la estacin inicial.

DEFINICION DE CARRILES (Layout > Lanes). Los carriles se definen para el anlisis del modelo bajo la carga viva. Esta definicin se usa cuando agregamos los casos de carga mvil y en la definicin de los patrones de carga viva los cuales que a la

vez se usan en los casos de carga esttico y dinmico con mltiples pasos. La carga viva vehicular pasa directamente sobre el Lane (Carril) definido, puede definirse uno o ms carriles. Estos carriles

pueden satisfacer los requerimientos del cdigo. Los carriles no necesariamente tienen que ser paralelos o tener la misma longitud.

En puentes simples con una carretera, los carriles usualmente son paralelos y con espaciamiento uniforme, recorriendo toda la longitud del puente. Tambin es posible definir mltiples patrones de

carriles para estudiar el efecto de diferentes posiciones vehiculares paralelas. Para propsitos de diseo se debe definir y cargas un solo carril. El factor de distribucin de la carga viva se debe definir

usando las opciones disponibles cuando definimos la sper estructura. En la siguiente figura se ilustran los comandos para definir los carriles.

Ver Siguiente pgina para descripcin de una nueva lnea.

Con este comando es posible alinear la geometra del puente definida a travs del Layout con el Lane que se est definiendo. Note que los

cuadros de edicin pueden usarse para especificar la localizacin de la estacin medida de izquierda a derecha en relacin al inicio del puente, la distancia

de separacin referente al Layout y el ancho del Lane. La separacin entre el Lane y el Layout puede variar por estacin. La lnea completa puede ser movida usando botn Move Lane, el cual se puede usar para cambiar la separacin entre el Layout o moviendo el

inicio de la lnea a otra posicin deseada. Note que para definir un simple Lanes se requiere como mnimo dos datos correspondientes al inicio y al final.

Este recuadro es usado para referenciar el Lane a un elemento Frame el cual se especifica con el label correspondiente al elemento. Es posible utilizar,

mltiples elementos como referencia para definir el Lane en caso de que el Lane sea mayor que uno de los elementos de referencia, en este caso hacemos

referencia a otro elemento.

DE SC RIBIE NDO L A PE STA A C O M PO NE NTS .

En la pestaa Component se encuentra el Properties Panel usado para agregar, copiar o modificar definiciones de materiales, elementos,

cables, tendones, link. Esta el Superstructure Panel usado para secciones de losas, diafragmas, variaciones paramtricas. Esta el Substructure

Panel usado para bearing, restricciones, esprines de fundaciones, abutment y columnas. Tambin existe un comando en Properties Panel usado para especificar el tamao de las barras, como tambin un comando para borrar una

definicin existente. Si el usuario ha usado el Quick Bridge para iniciar el modelo el programa deber crear automticamente definiciones por defecto para los

materiales, propiedades de elementos, seccin de la losa, bearing, abutment y columnas. Todas estas definiciones por defecto pueden

visualizarse a travs de la pestaa Components. Tambin se puede tener acceso a toda esta informacin a travs de las opciones del Bridge Wizart. Los comandos de la pestaa Components tambin pueden usarse si se a usado la opcin Blank para iniciar un nuevo modelo y todava no

se ha usado el Bridge Wizart.

COMPONENTS > MATERIALES

Al seleccionar Type se despliega una lista de propiedades y el nombre del panel cambiara en funcin de la propiedad seleccionada en

la lista. Si hacemos click en expandir se desplegaran una de los siguientes recuadros.

Recuadros que Corresponden a la Definicin de los Materiales.

Si seleccionamos esta opcin y presionamos Add New Material

Recuadros que Corresponden a la Definicin d e lo s E lemen to s FR AME S .

EL SECTION DESIGNER

El Section Designer provee una poderosa medida para definir

secciones con geometras complejas, incluyendo la disposicin

irregular de las barras y tomando en cuenta tanto las barras

longitudinales como tambin las transversales.

Caltrans Section Properties

Recuadro que Corresponde a la Definicin de los Cables.

Recuadro que Corresponde a la Definicin de los Tendones.

Recuadro que Corresponde a la Definicin de los Link.

Recuadro que Corresponde a las Propiedades de Barras.

COMPONENTS > SUPER ESTRUCTURA La Super Estructura del Modelo de un puente consiste en la Seccin del Deck, Diafragmas y es soportada por la Sub Estructura. Las dimensiones de la Seccin del Deck pueden varias de acuerdo con

la definicin de variacin paramtrica.

A continuacin se muestran los recuadros relacionados a cada Item. Recuadro para Definir la Seccin del Deck o Seccin Transversal de la Losa del Puente.

Usando este recuadro es posible la definicin de secciones tales como: secciones de concreto que incluyen cajones (Box), Cajones con mltiples celdas, Vigas T, Losa Plana, Vigas AASHTO

pretensadas y otros tipos de vigas pretensadas y Secciones con Vigas de Acero. Entre los parmetros que debes especificar podemos mencionar: Dimensiones del Deck, Localizacion de

parapetos (Esto es usado por el programa para determinar la extensin de la carga vehicular a travs de la seccin del Deck, para determinar los factores de distribucin de la carga viva LLDF).

Al presiona Add New Section aparecer el siguiente recuadro.

Recuadro para Definir los Diafragmas del Puente.

Los tipos de diafragma pueden ser: Slidos (nicamente para puentes de concreto), con diagonales (nicamente para puentes de acero), o vigas

simples (nicamente en puentes de acero).

Para Puentes de Concreto: Se usan diafragmas slidos y su definicin es basada en el ancho del diafragma y su altura.

Para Puentes de Acero: En el caso de un diafragma con diagonales, la definicin debe incluir las propiedades de la seccin a usarse en la parte en

la cuerda superior e inferior y en los elementos de brazos (estos pueden ser V, V invertida, X), como tambin especificar los puntos de trabajo en

funcin del cambio en elevacin.

Tambin en puentes de acero se pueden usar diafragmas como viga simple, la definicin incluye las propiedades de la seccin y la especificacin en el

cambio de elevacin en sus extremos.

Recuadro para Definir la Variacin Paramtrica del Puente.

La variacin paramtrica se refiere a como varia la seccin del Deck en su vista lateral a lo largo del puente. La variacin puede ser: Lineal, Parablica o Circular. El

botn Quick Start puede ser usado para agilizar el proceso. El recuadro para especificar la variacin paramtrica es el siguiente.

COMPONENTS > SUB ESTRUCTURA La Sub Estructura del Modelo de un puente consiste en los Asientos (Bearing), restricciones, esprines de fundaciones, estribos (Abutment) y Viga transversal para

apoyar la Super a travs de los asientos (BENT).

Una vez hemos seleccionado el Item desde el listado podemos seleccionar el despliegue de Items para ver el recuadro que corresponde al Item seleccionado.

A continuacin se ilustran los recuadros que corresponden a cada Item.

Recuadro que Corresponde a la Definicin de los Bearing.

Las propiedades del Bearing son usadas en el Abutment, en el Bent y asignacin de Hinge a los objetos del puente. Por ejemplo en los Abutment los Bearing son

usados en la conexin entre los girders y la Sub Estructura, en el Bent los Bearing son usados en la conexin entre los girders y el Bent Cap Beam, en el Hinge los

Bearing son usados en la conexin entre los girders y las dos caras del Hinge. Las propiedades de los Bearing pueden ser especificadas como Soportes Link o

pueden definirse por el usuario que es mas recomendado. Cuando el usuario define el Bearing debe especificar las condiciones de restriccin en los seis grados de

libertad (Fijo, libre o parcialmente restringido) con una constante especfica de resorte.

Recuadro que Corresponde a la D efinic i n d e Cable de Restriccin.

Las restricciones bsicamente son usadas donde hay discontinuidad, por ejemplo cuando la super estructura es discontinua sobre el abutment o el bent. Esta opcin

permite conectar la super estructura con la sub estructura en la localizacin del Bearing a travs de un cable de restriccin o inmovilizacin (Cable Restrainers). El

usuario puede definir las propiedades especificando un Link o definiendo las propiedades directamente lo cual es recomendado, en tal caso el programa calcula

automticamente las propiedades del Link desde las caractersticas de cable especificadas por el usuario. El Link de restriccin se localizara en el mismo lugar donde se

localiza el Link del Bearing, aunque en realidad lo que estamos haciendo es conectar el Link de restriccin a la super y al Bearing, mientras que el Link del bearing se

conecta al Bent Cap. En resumen definimos: Restriccin definida por un Link: Se genera un simple Link que conecta el Bent Cap con el Bearing. Restriccin definida por el

usuario a travs de las caractersticas de un Cable para que el programa calcule automticamente las propiedades del Link: Se generan dos Links conectando el Bent Cap con

el Bearing. Un Link tiene propiedades de Gap y el otro Link tiene propiedades de Hook. Esto es para simular que el cable es nicamente efectivo cuando la super estructura

se mueve en sentido opuesto a la sub estructura.

Recuadro que Corresponde a la Definicin de Esprines para las Fundaciones.

Los esprines para las fundaciones son usados para conectar la Sub Estructura al suelo. Estas propiedades pueden usarse en el Abutment y en el Bent.

En el Bent los esprines para las fundaciones son usados en la base de cada columna como esprines puntuales al igual que el Abutment. La propiedad

de estos esprines en por unidad de longitud. Las propiedades de un esprn pueden especificarse como Link o definidas por el usuario lo cual es

recomendado. En tal caso las propiedades pueden darse en los seis grados de libertad (Fijo, libre y parcialmente restringido) con una constante de

esprn especfica. Esta definicin de esprn tambin puede usarse para apoyar vigas continuas se debe especificar un factor indicando la longitud

sobre la cual dichas propiedades deben aplicar.

Rigidez (ejemplo KN/m) / 1 m

Rigidez (ejemplo KN/m) / 1 m^2

Recuadro que Corresponde a la Definicin del Estribo Ab utmen t . Este recuadro es para especificar las condiciones de soporte en los extremos del puente. Permite especificar la conexin entre el abutment y los girders ya sea

como integral o conectado a la base del girder nicamente, permitiendo la conexin a travs de una serie de esprines puntuales (uno en casa girder) o sobre una

viga continua transversal.

Recuadro que Corresponde a la D efinic i n d el Be nt .

Este recuadro es para especificar la geometra y las propiedades de la seccin del Bent Cap y del Bent Columns. Tambin se especifica las condiciones de soporte en la

base de las columnas, la conexin entre abutment y girders ya sea integral o conectada en la base de los girders nicamente, una simple lnea de bearing continua o

una lnea de bearing doble. La super estructura del puente deber tomarse como continua o discontinua basado en el tipo de Bent a usarse. El botn Modify/Show Columns

Data, desplegara los datos para las columnas del Bent (Localizacin, altura y condicin de soporte en la base).

DESCRIBIENDO LA PESTAA LOAD C ARGAS

La pestaa Cargas (Load), permite el acceso eficiente a los datos necesarios para agregar, copiar o modificar definiciones de vehculos y clases de vehculos, patrones de carga, espectros de

respuesta, funciones de carga en el tiempo, cargas puntuales, lineales y cargas de reas. Esta tambin disponible un comando para borrar una definicin especifica. Si se us el Quick Bridge para iniciar

el modelo, el programa deber tener creado definiciones de vehculos por defecto, clases de vehculos, patrones de carga, ect. Todas estas definiciones pueden visualizarse usando los comandos de

la pestaa Loads o tambin usando el Wizard. Los comandos de esta pestaa tambin pueden ser usados si se usa la opcin en blanco para iniciar el nuevo modelo. Los vehculos deben ser

definidos para analizar el modelo de un puente bajo carga viva vehicular. En el programa CsiBridge la carga vehicular son aplicadas a la estructura a travs de los Lanes. Cada definicin de los

vehculos consiste de una o ms cargas concentradas o cargas uniformes.

Luego de haber seleccionado una opcin del listado de Item para los vehculos (Vehicles, Vehicles Classes) podemos hacer click en la flecha expandir para tener acceso a los siguientes recuadros de

definicin.

Define Vehicles: Hay un gran nmero de vehculos estndares definidos en el programa, este recuadro es usado para aadir cualquiera de estos vehculos.

Define Vehicles Classes: Esto es simplemente un grupo de uno o ms vehculos que son usados en un anlisis con carga mvil (Un vehculo a la vez). Esta definicin por clase permite evaluar la

mxima y mnima respuesta del puente de la ms extrema de varios tipos de vehculos. La opcin para definir clases de vehculos no est habilitada hasta que no se haya definido un vehculo

estndar.

Si hacemos Click en Add Vehicle en el recuadro Define Vehicles, tendremos acceso al recuadro Standart Vehicle Data. En este

recuadro tenemos una gran variedad de tipos de vehculos que representan la carga viva, en base a varios cdigos de diseo. El

factor de escala que se introduce en algunos vehculos es para especificar el peso nominal en las unidades en cuestin, por

ejemplo para un H o HS las unidades son en Toneladas, para vehculos UIC las unidades son en kN/m y as por el estilo. En la carga

dinmica permisible se especifica la adicin al porcentaje para incrementar las cargas concentradas y de ejes, la carga uniforme no

se afecta, si este nmero es 33 todas las cargas concentradas de ejes sern multiplicadas por 1.33.

Si del recuadro Define Vehicles, seleccionamos Add General Vehicle, y luego hacemos click en Add Vehicle tendremos el siguiente recuadro para agregar un

vehculo general:

Un vehculo general consiste en n ejes con una distancia especifica entre uno y otro. Cargas concentradas en los ejes. Carga uniforme entre pares de ejes. Rango de variacin en la distancia entre

ejes y distancia fija.

Si en el recuadro Define Vehicles Clases hacemos Click en Add New Class.. tendremos el recuadro:

LOADS > LOAD PATTERNS Los patrones de carga se componen por un nombre, tipo de carga y distribucin espacial de fuerzas, desplazamientos, temperatura, entre otros efectos que

actan sobre la estructura. Estos patrones de carga una vez se definen deben ser aplicados a la estructura. Tambin es posible generar un patrn con mltiples pasos

de carga viva el cual es usado en un anlisis esttico de pasos mltiples o en un anlisis dinmico de pasos en el tiempo. Si hacemos click en la pestaa DL Load Patterns

se despilega el siguiente recuadro:

Cada patrn de carga debe tener un nombre nico. Los tipos de carga que se despliegan en este recuadro estn definidos en el Cdigo AASHTO LRFD. Los tipos de carga son

usados para determinar las combinaciones automticas de carga. Note que en el caso de carga Bridge Live podemos tener acceso al recuadro Multi Step Bridge.., en

este recuadro se pueden especificar uno o ms vehculos para que transiten por un carril (Lane) especifico a una cierta velocidad, direccin y un determinado tiempo

de inicio.

El multiplicado de peso propio es un factor de escala que multiplica el peso de la estructura y aplica esta fuerza en direccin de la gravedad (-Z). El peso propio de la

estructura es determinado al multiplicar el peso especfico del material por el volumen de cada objeto con propiedades estructurales. El patrn automtico de carga lateral se aplica en los casos de terremotos, olas y vientos. Con esta opcin el usuario puede especificar los cdigos para que el programa

haga los cmputos internamente. Otra alternativa es aplicar manualmente estas cargas usando la pestaa Advanced esto se explicara ms adelante.

LOADS > FUNCTIONS

En referencia a la funcin espectral podemos decir que es una funcin que relaciona el periodo versus la aceleracin espectral. Los valores de la aceleracin son normalizados o sea sin unidades de esta forma

las unidades son asociadas al factor de escala que es el multiplicador de la funcin el cual se debe especificar cuando se define la funcin. Existen muchas opciones para definir la funcin espectral,

principalmente AASHTO 2006 y AASHTO 2007. En el caso de AASHTO 2006, hay que especificar en los valores el coeficiente de amortiguamiento y el tipo de suelo, los valores de periodo y aceleracin

estn por defecto, podemos tambin convertir dicha funcin a definida por el usuario y entonces modificar valores de periodos y aceleraciones. En el caso de AASHTO 2007, el programa CSIBridge se basa en

los procesos descritos en AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, Seccion 3.4.1. Los valores de Ss, S1 y PGA deben tomarse de los mapas USGS y AASHTO los cuales estn internamente

incluidos en CSIBridge, tambin el usuario puede especificar directamente estos valores.

En referencia a la funcin Time History podemos decir que consiste en un listado de valores de tiempo y de la funcin que ocurren en intervalos igualmente

espaciados. Los valores de la funcin representan la aceleracin del terreno y estn normalizados.

Nota: Una vez hemos definido la funcin espectral y de aceleraciones en el tiempo, se pueden usar en la definicin de los casos de carga.

LOADS > DISTRIBUTIONS

Recuadro para Definicin de Carga Puntual:

Esta opcin permite definir una carga puntual nica en una direccin, localizacin e intensidad especfica. Esta carga puede ser un momento o una fuerza y el sistema de coordenada puede ser

local o global. La localizacin de la carga puntual en la direccin transversal se hace en referencia al extremo derecho o izquierdo del deck.

Recuadro para Definicin de Carga Lineal:

Esta opcin permite definir una nica carga lineal, en direccin y localizacin especifica. Puede ser una fuerza o un momento. El sistema de coordenadas pude ser local o global. La localizacin de

la carga lineal en la direccin transversal se hace en referencia al extremo derecho o izquierdo del deck.

Recuadro para Definir una Carga por unidad de rea:

Esta opcin permite definir una nica carga por unidad de rea, en direccin y localizacin especifica. Puede ser una fuerza o un momento. El sistema de coordenadas pude ser local o global. La

localizacin de la carga en la direccin transversal se hace en referencia al extremo derecho o izquierdo del deck. Ambas distancias son requeridas para definir las condiciones de borde en los extremos

de la carga por unidad de rea. Recuadro para Definir el Gradiente de Temperatura:

El gradiente de temperatura esta creado para el cumplimiento con los requerimientos del cdigo AASHTO o el Cdigo Chino JTG D60 o tambin puede ser definido por el usuario.

DESCRIBIENDO LA PESTAA BRI DG E

La pestaa Bridge se compone de comandos para agregar, copiar o modificar definiciones de objetos, como tambin borrar y actualizar definiciones previas. Otros

comando permiten acceder a formas de datos para la revisin de tramos (Diafragmas, rotulas y discretizacin), soportes (Abutmen y Bent), sper elevacin, tendones

de pretensado y cargas. Tambin hay otros comandos para agregar barras a las vigas y para definir los grupos que componen la secuencia de construccin. Si para iniciar el

modelo se usa el Quick Bridge el programa habr generado automticamente los objetos del puente usando las definiciones por defecto, las cuales pueden visualizarse

a travs de la pestaa Bridge. Si se ha usado el Bridge Wizard para iniciar el modelo, podemos acceder a todos los comando que estn en la pestaa Bridge, a

travs de Bridge Object Asignments. Todos los comando de la pestaa Bridge tambin pueden usarse si se inicia el modelo con la opcin Blank

El modelo de un puente est representado paramtricamente por una serie de objetos. Al usar la pestaa Bridge lo que hacemos es reunir todos estos objetos en

un mismo modelo llamado Bridge Object, ya sea como slido, lnea o rea. En otras palabras el Bridge Object representa toda la estructura del puente.

Al hacer click en New aparece el siguiente recuadro:

Todas las asignaciones que se pueden hacer al Bridge Object aparecen en la lista ubicada a mano derecha de este recuadro. Si seleccionamos un Item y presionamos Modify aparecen los

mismo recuadros disponibles en la pestaa Bridge.

Asignando el Span al Bridge Object

El comando Span despliega el recuadro usado para poder asignar la seccin del Deck previamente definida a travs de la pestaa Components. A travs de este recuadro se puede

aplicar la variacin paramtrica a travs de Section Varies o Modify/Show.

Asignando Diafragmas al Bridge Object La asignacin del diafragma debe incluir la seleccin del tramo o span, en donde se ubicara el diafragma (a lo largo de la longitud), la identificacin de las

propiedades del diafragma, la localizacin medida desde el comienzo del tramo y la indicacin de asientos.

Asignando Junta de Expansin Hinge

Esta opcin es usada para especificar zonas de expansin (Discontinuidad). Para asignar una discontinuidad, junta, rotula o expansin es necesario especificar

su localizacin y orientacin, propiedades de asiento, elevacin, y ngulo de rotacin, propiedades de restricciones, propiedades de diafragma antes y despus

de la discontinuidad, la abertura inicial (Gap) arriba y debajo de la sper estructura.

Asignando Puntos de Discretizacin En la gran mayora de modelos no es necesario discretizar, debido a que el programa discretiza cuando actualizamos el modelo. Sin embargo al usar esta opcin reemplazamos lo que hace el programa

controlando la divisin del tramo a lo largo del puente. Este recuadro permite especificar los puntos donde el tramo ser discretizado. Esta opcin tambin es usada cundo requerimos la

salida de resultados en un punto especfico. Tambin se puede especificar un Skew asociado a un punto de discretizacin.

Asignando los Soportes

Abutment: Permite la asignacin en el inicio y en el final del puente de: Inclinaciones (Skew), Propiedades de Diafragma en los extremos, sub estructura en el abutment, propiedades, elevacin

vertical y localizacin horizontal de la sub estructura, propiedades de los asientos ect. La elevacin de los asientos se refiere a los puntos de accin o punto en el cual ocurren todas las traslaciones y

rotaciones.

Bent: Permite la asignacin de la sper estructura incluyendo propiedades de diafragmas (En el caso de sper estructura discontinua una propiedad de

diafragma se puede especificar en cada extremo, tambin como propiedades de restricciones, abertura arriba y abajo), propiedades del Bent y orientacin,

elevacin vertical y localizacin horizontal, propiedades de asientos, elevacin y ngulo de rotacin. Para bent con sper estructura discontinua se debe

especificar un asiento en los dos extremos de la discontinuidad.

Asignando la Super Elevacin.

La sper elevacin indica la rotacin de la sper estructura a lo largo de su eje longitudinal y est se referenciada a la lnea de Layout. La sper elevacin se especifica en porcentaje.

Asignando los Tendones de Pretensado. Para asignar los tendones de pretensado debemos especificar la localizacin del inicio y el final del tendn, la configuracin

(geometra) vertical y horizontal, propiedades de la seccin transversal del tendn, parmetros para las perdidas y opciones

para el Jacking o dispositivo que se usa para tensar los cables, fuerza o esfuerzo a aplicarse en el cable y modelamiento del

tendn como carga o como elemento.

Asignando Barras de Acero a la Viga. Es posible a travs de este comando asignar el acero longitudinal y transversal a cada viga. Este acero es usado en el clculo del Load Rating. El refuerzo transversal se

especifica en trminos del rea, espaciamiento, nmero de espacios y localizacin de inicio y final. Similarmente el refuerzo longitudinal se especifica por el rea de la

barra, y la distancia desde el tope o el inferior de la viga con una localizacin inicial y final a lo largo de la longitud de la viga.

Carga Puntual. Este comando es para aplicar cargas puntuales que se han definido previamente a un patrn de carga determinado como parte de la definicin del Bridge

Object. La carga puntual y los patrones de carga pueden definirse usando los comandos apropiados sobre la pestaa Load. Los patrones de carga pueden ser

usados en los casos de carga.

Carga de Linea.

Este comando es para aplicar cargas uniformes o lineales que se han definido previamente a un patrn de carga determinado como parte de la definicin del

Bridge Object. Los patrones de carga pueden ser usados en las combinaciones de carga.

Carga por Unidad de rea. Este comando es para aplicar cargas en un rea.

Carga por Temperatura.

La asignacin del cambio de temperatura puede ser uniforme o como gradiente sobre la altura de la sper estructura.

Grupos (Usados para la Secuencia de Construccin) Este comando es usado para agregar nuevos grupos al modelo. Los grupos se pueden usar en la definicin de los casos de carga por secuencia de construccin.

COMANDO ACTUALIZACION (UPDATE).

Una vez hemos definido todos los objetos del puente estos no son ensamblados hasta que no actualicemos el modelo.

Cada vez que se actualiza el modelo la condicin de definiciones previa a la actualizacin se reemplazan por la nueva actualizacin. Por otro lado si

efectuamos cambios de edicin fuera de la pestaa Bridge estos cambios pueden perderse si actualizamos nuevamente el modelo. En la actualizacin

automtica el programa har actualizaciones automticamente cada vez que se realicen cambios al modelo.

DESCRIBIENDO LA PESTAA AN AL YSIS La pestaa Analysis nos permite el acceso a los comandos necesarios para la definicin de los casos de carga, programa de construccin (Schedule) el cual es

usado cuando desarrollamos un anlisis de secuencia de construccin, conversin de combinaciones de carga a casos no lineal, especificacin de los resultados

a salvarse para todos los casos de carga mvil y la ejecucin del anlisis. Esta pestaa tambin tiene comandos para bloquear y desbloquear el modelo, ver

deformada y colocar la condicin no deformada del modelo.

Los casos de carga definen como las cargas sern aplicadas a la estructura (Eje. Estticamente o Dinmicamente), como la estructura responde (Eje. Lineal o No

lineal) y como ser ejecutado (Eje. Integracin Directa o Modal).

Para el anlisis ssmico los casos usados son el esttico, respuesta espectral y historial de tiempo. El casos pushover puede emplearse para el anlisis esttico

no lineal, como tambin el anlisis de secuencia constructiva se desarrolla usando casos estticos no lineales. Hay algunas opciones disponibles para analizar

con carga viva vehicular, para computar las lneas de influencia a fin de obtener los valores mximos y mnimos de la respuesta. Para el anlisis de la respuesta

en el tiempo de la estructura mediante integracin directa es posible definir un caso de carga dinmico de pasos mltiples (Multi Step Dynamic) a fin de obtener

la respuesta de uno o mas vehculos movindose a travs del puente, tambin se puede definir un casos esttico de pasos mltiples para estos fines (Multi

Step Static). Estos casos de pasos mltiples usan patrones de carga viva que estn en funcin de la direccin, tiempo de inicio y velocidad del vehculo que se mueve a

travs del puente.

Definicin de los Tipos de Carga.

ALL > New Este recuadro es general para definir todos los casos de carga.

CASOS ESTATICOS STATICS Lineal: Para definir casos los casos de carga ms usuales estticos (Lineal o No lineal).

Nonlinear: Usado para el Anlisis Pushover.

Nonlinear Staged Construction: En este anlisis las ecuaciones de toda la estructura son resueltas mediante un anlisis de integracin directa Time Hystory en cada

paso de tiempo a diferencia de un anlisis modal Time History que usa el mtodo de sper posicin modal.

CASO ESTATICO LINEAL DE MULTIPLES PASOS LINEAR MULTI STEP STATIC

Un caso de mltiples pasos de carga esttica desarrolla un anlisis lineal esttico en distintas posiciones vehiculares, tomando en cuenta el efecto de varios vehculos a la vez

sobre el puente. En este caso de carga no es posible la consideracin del efecto dinmico, de ser necesario la evaluacin del efecto dinmico hay que efectuar un anlisis

dinmico time history.

CASO MODAL

Un anlisis modal es un anlisis dinmico para calcular los modos de deformacin usando los mtodos Eigenvector y Ritz Vector. Un anlisis modal

siempre es lineal. El anlisis usando el mtodo Eigenvector determina la vibracin libre no amortiguada de la estructura determinando las deformaciones

y las frecuencias de cada modo. El mtodo Ritz Vector es usado para determinar los modos que son excitados baja cargas particulares y es recomendado

cuando usamos espectros de respuesta o time history, que son basados en superposicin modal.

CASO DE RESPUESTA ESPECTRAL RESPONSE SPECTRUM

Un anlisis de respuesta espectral es usado para en funcin de una demanda estadstica de aceleraciones calcular la respuesta de la estructura. Antes de definir este caso de

carga es necesario haber definido la funcin espectral.

CASO DE RESPUESTA HISTORIAL EN EL TIEMPO TIME HISTORY

En este caso de carga se aplica a la estructura cargas que varan con el tiempo. Antes de definir este caso de carga es necesario definir la funcin de carga en el tiempo. La

solucin puede ser por los mtodos de sper posicin modal o por integracin directa y puede ser lineal o no lineal. En la aplicacin a puentes se puede usar este

anlisis para determinar la respuesta dinmica producto de una determinada carga viva vehicular.

CASO DE CARGA MOVIL MOVING LOAD

Antes de proceder con la definicin del caso de carga mvil es necesario haber definido los vehculos, carriles y clases de vehculos. El caso de

carga mvil es para calcular la respuesta mas severa que puede resultar del movimiento de vehculos a lo largo de los carriles del puente. Los

vehculos son movidos en ambas direcciones a lo largo de cada carril. Usando la superficie de influencia los vehculos son ubicados automticamente

en distintas posiciones a lo largo del ancho y longitud del carril a fin de producir la respuesta mxima y mnima sobre la estructura. Se puede permitir

que un vehculo actu en un solo carril o que se mueva en varios carriles.

CASO DE PANDEO BUCKLING

Este caso de carga es para calcular el modo de pandeo bajo aplicacin de cargas. El anlisis lineal de pandeo busca la los modos de inestabilidad de una estructura, como resultado del efecto P-delta

en un determinado conjunto de cargas. El termino es llamado factor de pandeo. Este es el factor de escala que debe multiplicarse por las cargas aplicadas para causar el modo de pandeo. Se

recomienda un mnimo de 6 modos de pandeo. Es importante entender que el modo de pandeo va a depender de las cargas.

CASO DE CARGA STEADY STATE Este caso de carga es usado para evaluar la respuesta de una estructura bajo cargas cclicas en una o ms frecuencias de inters. Luego que el

anlisis es ejecutado es posible visualizar la deformada de la estructura y las fuerzas y esfuerzos en la frecuencia deseada y en algn ngulo de fase o

sea si usamos un ngulo de fase de 0 grados obtendremos el comportamiento dado a la carga horizontal ms un componente de amortiguamiento dado

a la carga vertical. La magnitud de la respuesta en una frecuencia determinada es dada por la raz cuadrada de la suma de los cuadrados de la respuesta

de los componentes en 0 grados y 90 grados (imaginarios).

CASO DE CARGA POWER SPECTRAL DENSITY

Al igual que el Steady State este anlisis es para obtener la respuesta de la estructura resultante de cargas cclicas, sobre un rango de frecuencias a diferencia de que se obtiene un espectro resultante

en el rango de frecuencia.

CASO DE CARGA HIPERSTATIC

Este caso es para calcular la respuesta lineal de la estructura asumiendo que todos los soportes se han removido y se han reemplazado por una

reaccin que proviene del anlisis de otro caso de carga. Este anlisis es usado para calcular las fuerzas secundarias bajo cargas de pretensado.

COMANDO CALENDARIO DE FASE CONSTRUCTIVA SCHEDULE STAGES.

Este comando es usado para identificar las actividades de construccin segn su programacin, duracin, tareas a completarse antes de que se pueda

completar otra tarea y la operacin que especifica como la tarea afecta el desarrollo de la construccin. Una etapa (stage) es una coleccin de operaciones

que deben ejecutarse en un momento dado. Cada etapa debe tener definido su duracin en das (Un nmero entero igual o mayor a cero). Cada etapa

inicia con una condicin inicial igual al final de la etapa previa.

COMANDO PARA COMBERTIR COMBOS A UN CASO NO LINEAL NL CONVERT COMBOS.

Use esta opcin para especificar que combinacin de carga deber usarse en el anlisis no lineal esttico. Este comando es conveniente para crear una carga no

lineal mientras se hace uso de una combinacin de carga. Para usar este comando primero debemos definir las combinaciones de carga a usarse en el modelo.

COMANDO SHOW TREE. Este comando es para desplegar y visualizar los casos de carga que hemos definido con los comando anteriores en forma diagrama de flujo (rbol)

COMANDO BRIDGE RESPONSE BRIDGE

Este comando despliega los resultados correspondientes al caso de carga viva mvil que se desea salvar o guardar. En otras palabras es posible especificar al programa que informacin nosotros

necesitamos calcular en las juntas y elementos frame dado al movimiento de la carga viva. Los clculos se pueden limitar a resultados especficos como tambin a resultados solo en grupos de

objetos en el modelo. Tambin hay una opcin para usar los valores Mximos y Mnimos en el diseo de elementos frame. El mtodo para el clculo de la respuesta puede ser exacto o con un

grado especifico de refinamiento la cual provee rpidos resultados para verificaciones preliminares.

COMANDO PARA BLOQUEAR EL MODELO MODEL LOCK LOCK

Es un comando usado para el bloqueo y desbloqueo del modelo. El bloqueo puede evitar que se hagan cambios al modelo.

DESCRIBIENDO LOS COMANDOS PARA ANALIZAR LA ESTRUCTURA

OPCIONES DE ANALISIS ANALYSIS OPTIONS

Son opciones usadas para especificar los grados de libertad a tomar en cuenta en el anlisis, opciones para solucin de ecuaciones y para salvar

resultados en Microsoft acces o Excel.

CORRIENDO EL ANALISIS RUN ANALYSIS Es usado para seleccionar los casos de carga que queremos correr en el anlisis.

DESPLEGANDO LA LTIMA CORRIDA LAST ANALYSIS Esta opcin es para el despliegue de resultados del anlisis mas reciente que se haya ejecutado.

DESCRIBIENDO LOS COMANDOS PARA FUNCIONES DE FORMA

La opcin Modify Geometry Shape es usada para mostrar la configuracin deformada de la estructura. La opcin Reset Geometry es usada

para regresar la estructura a su condicin original no deformada.

DESCRIBIENDO LA PESTAA DESIGN/RATING

Esta pestaa permite acceder a comandos usados para agregar, copiar, modificar o borrar combinaciones de carga; establecer preferencias y crear

los requerimientos del diseo de la sper estructura; establecer preferencias para el diseo ssmico; establecer preferencias y generar el

Load Rating. Entre las preferencias se encuentra el cdigo AASHTO LRFD 2007 y STD 2002.

COMBINACIONES DE CARGA

Las combinaciones de carga pueden ser agregadas por el usuario o pueden ser generadas por el programa dependiendo del cdigo seleccionado.

Las combinaciones que se basan en los cdigos tambin pueden modificarse segn deseado. Las combinaciones son usadas en el proceso

de diseo y pueden definirse antes o despus del anlisis. Al hacer Click en la flecha expandir aparece el siguiente recuadro:

Todos los casos previamente definidos aparecen listados en este recuadro, al hacer click en Add New Combo es posible

definir un nuevo caso de carga usando el siguiente recuadro:

TIPOS DE COMBINACIONES:

Linear: En este tipo todos los casos de carga se multiplican por su factor de escala y se aplican en conjunto. Este tipo de combinacin

puede usarse en cargas estticas. Envelope: Se evala una envolvente de valores mximos y mnimos de los casos de carga en dicha combinacin, para cada elemento y junta.

El caso de carga que arroja el mximo y mnimo es el que se usa para esta combinacin. Por lo tanto la combinacin de carga tendr dos

valores en la salida. Este tipo de combinacin puede ser usada para cargas mviles y algn otro caso donde la carga produce valores de fuerza o

esfuerzo mximo y mnimo. Absolute Add: Los valores absolutos de cada caso de carga se suman. Se obtienen valores positivos y negativos en la salida de resultados. Esta

combinacin se puede usar para cargas laterales.

SRSS: Se obtiene la raz cuadrada de la suma de los cuadrados en los casos de carga para obtener valores positivos y negativos. Este combo

tambin se puede usar para carga lateral.

Range: Es un rango de Combinacin Mxima y Mnima, donde el mximo es la suma de los valores mximos positivos de la contribucin de

cada caso de carga (excluyendo valores negativos), y el mnimos de los valores mnimos negativos de la contribucin de cada caso de carga

(excluyendo valores positivos). Este tipo de combinacin es usado en patrones de carga donde usted debe considerar todas las permutaciones en

la contribucin de los casos de carga.

Para agregar las combinaciones por defecto hacer click en Add Default Design Combos:

DISEO DE LA SUPER ESTRUCTURA El diseo en CSIBridge se basa en los patrones de carga, casos de carga, combinaciones de carga y requerimientos de diseo. Cabe sealar que el diseo de la sper

estructura de un puente es un tema complejo y que los cdigos cubren muchos aspectos de este proceso. CSIBridge es una herramienta que nos ayuda con este

proceso. nicamente los aspectos descritos en el documente de diseo CSIs Design Manual son automatizados en CSIBridge. Por lo anterior el usuario debe

verificar los resultados y cubrir otros aspectos que no son cubiertos por el programa.

Estos comandos nos permiten el acceso a los recuadros necesarios para seleccionar los cdigos de diseo y otros parmetros como: agregar, copiar modificar, o

borrar requerimientos de diseo y seleccionar los requerimientos a tomar en cuenta para la corrida.

Comando Code Preferences

Este recuadro es para especificar el cdigo de diseo que vamos a usar y algunos otros parmetros de diseo si aplica. Hay otras pestaas que permiten

seleccionar el cdigo, solo aplica un cdigo a la vez, cualquiera que sea la va para seleccionarlo.

Comando Design Requests

En este comando se requiere especificar los requerimientos para el diseo con un nico nombre para el Bridge Object (Se refiere a todo el puente previamente

definido), seleccin del objeto del puente para el cual se establecen los requerimientos, la accin que se va a verificar (Flexin, esfuerzo de corte, ect.), rango de

estaciones (porcin del puente a ser diseada), parmetros de diseo (ejemplo factor de esfuerzo), y demanda (Combinaciones de carga).

Tipo de Chequeo (Check Type): Determina cual es el chequeo a completarse cuando se corren los requerimientos para el diseo. Esta lista refleja los tipos

de Deck a ser usados en el puente.

Rango de Estaciones (Station Ranges): Define el inicio y el final de la localizacin a considerarse en el diseo de la sper estructura. Se pueden especificar

mltiples zonas con un simple requerimiento de diseo.

Set de Demanda (Demand Set): Es para identificar la combinacin de carga a usarse en el diseo. Se pueden definir mltiples combinaciones de demanda

en un mismo requerimiento de diseo. Las combinaciones tpicamente usadas para el diseo del puente tpicamente son de tipo envolvente de otras

combinaciones y el diseo se desarrolla para cada combinacin dentro de la combinacin envolvente seleccionada.

Comando Run Super

En este comando seleccionamos el requerimiento de diseo que vamos a correr. El anlisis debe ejecutarse primero antes de efectuar la corrida de diseo.

Comando Optimize

Despus de haber completado el anlisis y diseo de una viga de acero, se puede usar esta opcin para de manera iterativa optimizar el diseo.

DISEO SISMICO

CSIBridge permite al ingeniero definir parmetros especficos para el diseo ssmico que debern aplicarse al modelo

del puente durante ciclos automatizados de anlisis a travs del diseo. Si el ingeniero lo especifica el programa puede

determinar automticamente las propiedades agrietadas de la seccin, la demanda espectral para el anlisis, como

tambin en el anlisis no lineal esttico pushover. El programa tambin determina la relacin Demanda/Capacidad

para Sistemas Resistentes a Terremotos (ERS).

Comando Preferences

Con este comando tambin es posible especificar el cdigo de diseo y es similar al mostrado en las opciones de diseo para

sper estructura, pero solo un cdigo puede aplicar a la vez.

Comando Design Request Esta opcin es para especificar los requerimientos para el diseo ssmico. A travs de esta opcin podemos seleccionar la funcin

espectral a usar en un diseo particular como tambin la categora para el diseo ssmico, entre otros parmetros para el diseo

ssmico. Si la fundacin ha sido incluida en el modelo del puente, los elementos de la fundacin deben asignarse a un grupo.

Comando Run Seismic

Es el comando usado para correr el anlisis ssmico.

LOAD RATING (EVALUACION DE LA CAPACIDAD PARA RESISTIR CARGA VIVA)

En CSIBridge podemos determinar el Load Rating, en puentes de concreto. Se pueden evaluar tres diferentes puentes: Concrete Box Girder, Multicell

Concrete Box Girder y Precast Concrete Girder with Composite Slabs.

Comando Preferences Esta opcin es para establecer el cdigo de diseo y otros parmetros de diseo si aplican. Comando Rating Requests Load Rating

Este comando requiere especificar un nombre para los requerimientos usados en el rating, la seleccin del Bridge Object al cual se le efectuara

el rating, el tipo de rating (Flexin, acero mnimo, cortante), rango de estaciones (porcin del puente a hacerse el rating), parmetros para el

rating y combinaciones para la demanda.

Tipo de Rating (Tipo de Rating): Determina cual es el chequeo a completarse cuando se corren los requerimientos para el rating. Esta lista refleja

los tipos de Deck a ser usados en el puente.

Rango de Estaciones (Station Ranges): Define el inicio y el final de la localizacin a considerarse en el rating de la sper estructura. Se pueden

especificar mltiples zonas con un simple requerimiento de diseo.

Parmetros para el Rating (Design Rating Parameters): Es usado para especificar varios parmetros tales como: Factor Phi para flexin, barras

mnimas para la rotura y momento, phi para cortante ect.

Demand Set: Usado para identificar las combinaciones de carga a usarse en el rating.

Comando Run Rating

En este comando seleccionamos el requerimiento para el rating que vamos a correr. El anlisis debe ejecutarse primero antes de efectuar la corrida de diseo.

DESCRIBIENDO LA PESTAA ADVANCED

Esta pestaa consiste en una serie de comandos que pueden usarse para: editar objetos seleccionados; agregar definiciones; dibujar objetos (reas, juntas especiales,

lneas, cables y tendones); asignar definiciones a juntas, lneas, reas, cables, tendones, slidos, link; asignar cargas a juntas seleccionadas, lneas, reas, cables,

tendones, slidos, link; completar el diseo de acero y concreto, sobre escribir el diseo de elementos, especificar brazos laterales ect. La mayora de estos comandos

pueden ser usados cuando el modelo no est bloqueado. Estos comandos pueden usarse sin importar cmo fue iniciado el modelo. Es posible generar el modelo de un

puente, analizarlo y disearlo si necesidad de usar esta pestaa. Esta pestaa tiene ocho paneles: Editar, Definir, Asignar, Asignar Cargas, Analizar, Disear elementos y

herramientas.

Describiendo los Comandos de Edicin Puntos: Add Grid at Selected Points: Es usado para agregar lneas de referencia en una determinada coordenada.

Merge Joints: Usado para unir automticamente puntos seleccionados con una tolerancia.

Align Points: Usado para alinear puntos seleccionados con una coordenada especfica X, Y, Z o a la lnea ms cercana.

Disconnect: Usado para desconectar todos los objetos que comparten una junta en comn e independizarlos aadiendo una junta

independiente a cada uno.

Connect: Para reconectar objetos desconectados con juntas independientes.

Lneas: Divide Frames: Usar para dividir un elemento frame seleccionado, en los segmentos deseados o en un tamao especificado, tambin

dividir partiendo el elementos donde exista una interseccin con una lnea seleccionada o una junta. Joint Frames: Une los objetos frame seleccionados en un solo objeto removiendo juntas no usadas despus de efectuar la unin.

Trim/Extend Frames: Se utiliza para alargar elementos muy cortos o para acortar elementos muy largos. Edit Curved Frame Geometry: Usado para editar objetos curvos seleccionados. nicamente se puede editar un objeto a la vez.

Edit Cable Geometry: Usado para editar un objeto cable seleccionado.

Edit Tendn Profile: Usado para la edicin de un objeto lnea dibujado como tendn.

reas: Divide Areas: Para dividir reas en pequeos objetos, y efectuar un mallado.

Merge Areas: Unir objetos reas seleccionados que estn en el mismo plano y tengan extremos en comn.

Expand/Shrink Areas: Usado para hacer una rea ms pequea o ms grande.

Add Point to Area Edge: Para agregar puntos colineales en los extremos de los objetos reas.

Remove Points from Area: Remover puntos seleccionados de los extremos de las reas. Mas: Undo/Redo: Usado para revertir una accin realizada.

Cut, Copy, Paste: Trabaja similar a los comandos estndares de copia, pegar y cortar.

Delete: Borra los objetos seleccionados.

Add to Model From Template: Agrega objetos al modelo usando una plantilla predeterminada.

Interactive Database Editing: Usado para crear o editar un modelo creado en formato tabular.

Replicate: Para replicar un modelo.

Extrude: Para crear nuevos objetos a partir de un objeto seleccionado. Por ejemplo es posible crear una lnea a partir de un punto, o un rea a partir de una

lnea.

Move: Usado para mover una parte seleccionada de la estructura a una nueva localizacin.

Divide Solids: Usado para dividir un objeto solido seleccionado en todas las caras.

Show Duplicates: Usado para verificar que duplicados son incluidos en el modelo y donde estn localizados.

Merge Duplicates: Combina objetos duplicados en un solo objeto.

Change Labels: Los nombres de los elementos estan establecidos por defecto, este comando es para cambiar dichos nombres. Describiendo los Comandos de Definicin

Section Properties: Este comando es para agregar el rea de una seccin, propiedades a los slidos, propiedades de rotulas y dependencia de Link.

Mass Source: Para especificar como el programa va a calcular las masas en el modelo. La masa es usada para la inercia en el anlisis dinmico y para calcular las

cargas de aceleracin.

Coordinate Systems/Grids: Comando usado para especificar la localizacin y la orientacin del sistema de referencia (Grid).

Joint Constrainsts: Agregar, modificar o borrar restricciones definidas. Las restricciones rgidas se usan cuando todos los nudos se mueven juntos como un

cuerpo rgido en rotacin o traslacin. Los tipos de restricciones iguales se dan cuando los grados de libertad individuales de diferentes juntas son iguales,

generalmente usados en conexiones o condiciones de simetra. Las restricciones de interpolacin se dan cuando los grados de libertad en una junta se

interpola segn los grados de libertad de otras juntas, lo cual se puede usar para la conexin de mallas discontinuas.

Joint Patterns: Esta opcin permite la descripcin de distribuciones de presin y temperatura ms complejas sobre la estructura.

Group: Un grupo es una coleccin de objetos agrupados bajo un mismo nombre.

Section Cuts: Este comando es usado para obtener resultados (Fuerzas) actuando sobre la zona donde se efecta el corte. El corte puede definirse antes o

despus del anlisis. Se recomienda la aplicacin de esta opcin luego que

todas las mallas sean correctamente generadas en el modelo, de lo contrario los resultados en la zona cortada no sern reales.

Generalized Displacements: Un desplazamiento generalizado simplemente es una combinacin de desplazamientos de uno o ms nudos en cierto grado de

libertad. Por ejemplo la diferencia de desplazamientos entre dos juntas puede

representar el Drift. El desplazamiento generalizado tambin puede usarse para monitorear una junta en anlisis no lineal pushover.

Functions: Comando usado para definir las funciones Steady State y Power Spectral Density. Named Property: Esta opcin puede usarse para modificar la rigidez de elementos frame o reas durante el anlisis por secuencia de

construccin.

Pushover Parameters Sets: Para especificar los parmetros que definen el despliegue de la curva Pushover.

Name Sets: Para seleccionar varias formas usadas para generar la salida (tablas, curvas ect).

La pestaa Advanced contiene muchos otros comandos que pueden ser usados para asignar propiedades, cargas, analizar, disear, entre otras

herramientas que se describen en detalle usando las opciones de ayuda provistas por el programa.

INTRODUCCIN.

INTRODUCCIN. Este proyecto consiste en el diseo estructural de un puente de cincuenta y siete (57) metros de longitud. En esta memoria de clculo se presentan los procedimientos que se utilizaron en el diseo estructural del puente, con ayuda del programa de anlisis y diseo CSI Bridge, de las cuales las pautas a seguir en este proyecto que son:

1. Caractersticas del Puente; 2. Materiales; 3. Cuantificacin de Cargas sobre el Puente; Cuantificacin de Cargas de Viento; Cuantificacin de Cargas Ssmicas; Cuantificacin de Cargas

sobre Estribos; Secciones de la Superestructura; 4. Diseo del Puente Vigas Cajn; 5. Diseo del Puente Vigas Postensadas; Diseo del Puente Vigas Metlicas; Conclusiones.

1. CARACTERSTICAS DEL PUENTE.

El puente a construir ser en una carretera interurbana para unir dos comunidades en el interior. La concepcin del puente consiste en tres propuestas que van a ser presentadas para su anlisis y diseo. El puente consta de una capa de rodadura de 7 metros de ancho de la cual tendr 2 carriles, cada carril tendr 3.5 metros, un ancho de 5 metros destinados para acera (aceras laterales de 2.5 metros cada una), y un ancho de 1.00 metro para las barreras laterales de 50 cm cada una. La seccin en total tendr 13 metros de ancho.

Seccin transversal indicativa del puente. En perfil, el puente tendr 3 vanos de 15, 25 y 12 metros de longitud respectivamente para un total de 57 metros, teniendo 2 apoyos intermedios que constan de una viga travessa apoyada a su vez en 2 pilares.

25.00 15.00 12.00

Perfil Longitudinal indicativo del puente.

Este sistema lateral formado por los pilares y vigas forma marcos sismoresistente con capacidad de disipar la energa ssmica mediante deformaciones inelsticas en las vigas y en los pilares. Estos prticos estn conectados monolticamente al diafragma del tablero del puente, para as absorber de manera ntegra la fuerza ssmica.

Las propuestas de diseo de la superestructura para este puente son: a. b. c.

Seccin 1 Vigas Cajn, Seccin 2 Vigas Postensadas; Seccin 3 Vigas Metlicas.

2. MATERIALES

Para el diseo del puente, se escogieron los materiales siguientes:

Hormign: El hormign tendr las siguientes resistencias:

fc= 350 kg/cm2 (Vigas y Pilares); fc= 280 kg/cm2 (Losa de tablero, Pilotes y Zapatas).

El mdulo de elasticidad del hormign ser calculado por la siguiente especificada en la AASHTOLRFD, 2007:

relacin

0.043 . ,

Donde:

c Densidad del hormign (kg/m3); fc Resistencia especificada del concreto (MPa).

0.043 2,320.35 10 284,272.2 , 350 0.043 2,320.28 10 254,260.8 , 280

El mdulo de Poisson se puede asumir como 0.20

Acero de Refuerzo: El acero de refuerzo deber cumplir con la norma ASTM A615 Gr 60 para obtener el esfuerzo de fluencia siguiente:

fy= 4,200 kg/cm2. Acero de Preesfuerzo:

El acero de preesfuerzo deber cumplir con la norma ASTM A416 Gr 270 de baja relajacin para el postensado de las vigas, con un esfuerzo de fluencia siguiente:

fu=18,983 kg/cm2 (270 ksi).

Acero Estructural: El acero estructural deber cumplir con la norma ASTM A588 Gr 50 para obtener el esfuerzo de fluencia siguiente:

fy= 3,520 kg/cm2; fu=4,930 kg/cm2.

3. CUANTIFICACIN DE CARGAS SOBRE EL PUENTE. Para las cargas sobre el puente, se cuantificaron y dividieron todas las cargas segn

su naturaleza:

Cargas Muertas. Conformadas por todos los elementos estructurales de la estructura. Se calcula

multiplicando el peso especfico del material por su espesor o longitud, dependiendo del tipo de carga. Las densidades de los elementos fueron tomadas de la AASHTOLRFD, 2007:

o Asfalto: Con espesor de 7cm y peso especifico de 2,250 kg/m3: 2,250 0.07

157.5 /

Cargas del Asfalto sobre el puente.

Baranda: Compuesta por un pequeo muro de New Metlica encima, tenemos:

o Jersey y una Baranda

295 / o Acera:

Con un espesor de 20cm:

2,320 0.20 464 /

Carga de Barandas y Aceras sobre el puente.

Cargas Vivas. Esta carga viva se obtiene de las Especificaciones para el Diseo de Puentes

AASHTO LRFD, 2007 (AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 2007):

o Nmero de lneas de diseo: El nmero de carriles de diseo se toma de la relacin siguiente:

w , w ancho libre del calzada en mm 3600

w 7,000 1.944 3600 3600

Por consiguiente se utilizarn 2 lneas de diseo de 3.50 metros de ancho.

Ilustracin de los carriles sobre el puente. Carga en la lnea de diseo: o La lnea de diseo consistir de una carga uniformemente distribuida en la direccin longitudinal. Transversalmente la carga ser asumida como distribuida sobre un efectos dinmicos.

ancho de 3 metros. Esta carga no estar sujeta a

q fi 970 kg/m o Peatonal:

q 360 kg/m

Carga Peatonal sobre el puente.

o Vehculo de diseo: Los vehculos de diseo se definieron de acuerdo a las especificaciones del AASHTO LRFD 2007.

a. El efecto del tndem diseo combinado con el efecto de la lnea de carga consiste en dos ejes de 11,000 kg espaciados a 1.20m (tndem) y una carga uniforme de 970 kg/m distribuida sobre los tramos del puente (lnea de diseo). identificada por el Vehculo HL93M. Esta combinacin est

b. El efecto de un camin de diseo con espaciamiento variable entre ejes, combinado con el efecto de la lnea de diseo es identificada por el vehculo HL93K.

De acuerdo a lo indicado se ha cargado el modelo con los 2 tipos de vehculos (camiones de diseo) HL93M y HL93K. Cuando los vehculos pasan a su velocidad de diseo producen vibraciones sobre la estructura y dicha vibracin amplifica la carga esttica de los vehculos. Para considerar el efecto se utilizaran factores de amplificacin de carga dinmica, como lo indica las Especificaciones de la AASHTOLRFD 2007:

Para nuestro caso, el incremento por Carga Dinmica es de un 33%. o Fuerza de Frenado:

Para la fuerza de frenado, consideraremos toda la longitud del puente, L=57 metros. Se tomar como el mayor de los siguientes valores:

a. 25% del camin de diseo:

0.253,500 14,500 14,500 8,125

b. 25% del tndem de diseo: 0.2511,000 11,000 5,500

c. 5% del camin de diseo del carril de carga: 0.053,500 14,500 14,500 57 970

4,390 d. 5% del tndem de diseo del carril de carga:

0.0511,000 11,000 57 970 3,865 La fuerza del caso A se utilizar para los clculos.

#

8,12522 16,250

Se asumir que esta fuerza acta horizontal a una distancia de 1.80 metros por encima de la superficie de rodadura en la direccin longitudinal para causar los efectos de fuerza extrema.

Carga de Frenado sobre el puente.

4. CUANTIFICACIN DE CARGAS DE VIENTO.

Presin Horizontal del viento: La velocidad de diseo que generar las presiones correspondientes es de VB=160

km/h, especificadas en el AASHTOLRFD, 2007. Asumiendo que la carga esta uniformemente distribuida sobre el rea expuesta, se

sumar el rea de todos los componentes vistos en elevacin y perpendiculares a la direccin del viento.

Como nuestro puente est a menos de 10 metros de altura con respecto al nivel del agua, la velocidad de diseo no deber de ajustarse.

Para el clculo de las presiones producidas por el viento est dada por la siguiente relacin:

25,600

Donde: PB Presin bsica del viento especificada en la siguiente tabla:

Como la velocidad de diseo es igual a 160 km/h, las presiones de diseo en la zona de barlovento y Sotavento sern las mismas indicadas en la tabla anterior.

Carga de Viento Horizontal de Barlovento sobre el puente.

Carga de Viento Horizontal de Sotavento sobre el puente.

Presin Vertical del viento: Se considerar una fuerza vertical hacia arriba uniformemente distribuida por unidad

de longitud del puente, con una magnitud de 96 kg/m2, multiplicada por el ancho del tablero. Esta carga lineal longitudinal se aplicar en el punto correspondiente a un