8. estribo puente

7/31/2019 8. estribo puente

1/18

A.- DATOS DE DISEO Y/O MATERIALES:

a.1) Cargas sobre el estriboVigas laterales Viga intermedia

VM = VM =

VL = VL =

VM =

VL =

a.2) Geometria

Ancho del tablero mm

Longitud del puente mm

Peralte total de vigas mm

Desnivel entre la superficie de rodadura y el nivel de agua h = mm

a.3) MaterialesConcreto f'c =

Acero fy =g concreto simple gcs =

g concreto reforzado gca =

f, coefi. de friccion entre el suelo y el concreto f =g suelo gt =

apac a a m s e e erreno st = aAngulo de friccion interna del suelo f =

Angulo del talud de relleno d =

Recubrimiento r = mm

Sobrecarga Ws/c= MPa

B.- CALCULOS DE DISEO PARA ESTRIBOS DE CONCRETO REFORZADO

b.1) Predimensionamiento

h = mm

H

gt =

=

Ademas: H = mm

hs = mm

B=

Entonces consideramos B = mmPeralte de la zapata hz

Asumimos un refuerzo para la pantalla; sea

> >

mm

= mm

hz = mm

11000

2.40E-05 N/mm3

0.0111

2.30E-05 N/mm3

1.85E-05 N/mm3

31.0

2. DISEO DE LA SUB-ESTRUCTURA

0.00E4 N11.21E4 N

3600

20.03E4 N 0.00E4 N

1.12E+05 N4.01E+05 N

Cargas totales sobre cada uno de

los estribos

21.00 MPa

420.00 MPa

459

75

3000

800

0.0

500

0.55

0.26

4500

0.494

2520

3500

N16

4500

600

0.494

= 0.320

1.85E-05 N/mm3

5.92E-06 N/mm3

B = (H+hs)x

200352 288.96

352

CARRETERA

RIO

PUENTE

ESTRIBO

fdd

fddd

22

22

coscoscos

coscoscoscos

K

tKa g

hsH

B

200043.0

*24.0

fydb

cf

fydbd

d

d

rdbdbhz 2

1


2/18

Entonces cambiando las dimensiones del estribo tenemos:

b=

b2=

Cauce del rio Quilcay

450

B=

b.2) Analisis y Diseo del Estribo

Analisis y diseo del estribo reforzado

a) Sub-estructura sin super-estructura y con relleno sobrecargado

1. Empuje de tierra:Verificamos el ancho de la cimentacin

b=

b2=

450 1000

B=

= =

B =

800 mm

3700 mm

500 mm

950

800 mm

3700 mm

5000 mm

500 mm

400 mm

3400 mm

600 mm

1000

950

3400 mm

400 mm

600 mm

5000 mm

600

3400 mm

0.37 * 5000 mm 1850 mm

400

E3

Eh3

Ev3

/2

P3

P2

P1 P5

P4

R1

R2

THB *37.0


3/18

Para el anlisis de la seccin C3; tenemos:

h3 =

h' =

(1)

Ka : Coeficiente de rankine

Entonces reemplazando valores tenemos:

Ka =

Luego tenemos el valor de la presion activa.

N/mm

N/mm

Punto de aplicacin de Eh1 y Eh2

Yh1 = 2500 mm

Yh2 = 1667 mmMA = N-mm

2. Fuerzas verticales estabilizadoras:b=

h1 = b2=

h2=

hz=

950 1000

B=

=

=

=

=

450

X1 = 950 + 450 +

1000

450 * 10001850 *

X4 = 1700

2.40E-05 *

2.40E-05 *

3400 * 500 *

X3 = 950 + 300

17.77

Eh2 = 74.02

500 mm

450 + 300

2.40E-05 *

1.68E+08

800 mm 600 mm

450 600

3400 mm

2.40E-05 *

3700 * 600 * 1000

X2 = 950 +

600 + 200

5000 mm

Eh1 =

5000 mm

0.320

3700 mm

4500 * 400 *

600 mm

1000

400

400 mm

Yh1

Eh1

Eh2

Yh2

Khhht

Eh

'232

33

g

E3

Eh3

Ev3

/2

P3

P2

P1 P5

P4

R1

R2

1000)21(1 bhhP CS

1000*2*2*2 bhPCS

1000**2

h2*P3

CS

1000***4 hzBPCS

Ka

ht

Eh

2

3

2

2g

KahhtEh '*31 g

3


4/18

=

=

Pi (N) Xi (mm) Mi (N.mm)

S MR =

mm

Condicin :

< Si Cumple Condicion de Diseo

Hallamos la presion neta actuante en el suelo

Reemplazamos valores: para un metro de profundidad a=1000mm

(+) st1 =

(-) st2 =

Verificamos por volteo

F.S.V = > 2 Si Cumple Condicion de Diseo

Verificamos por deslizamiento

F.S.D = > 1.5 Si Cumple Condicion de Diseo

b) Sub-estructura con super-estructura y con relleno sobrecargado

Tenemos la longitud de desarrollo

Reaccion en la sub-estructura por metro lineal

a. Reaccion por carga muerta

= =

R1 =

b. Reaccion por carga viva o S/C

N16

1.12E+05 N 31.14 N/mm

3600 mm

st =

500

2.52E+05

0.0522

1.51

1.11E+04 2900 3.219E+07

567 mm

0.26 Mpa0.0958

2 Si Cumple Condicion de Diseo

Verificamos por deslizamiento

F.S.D = > 1.75 Si Cumple Condicion de Diseo

Las dimensiones del estribo son :b=

b2=

950 1000

B=

2.1 DISEO ESTRUCTURAL DEL ESTRIBO :

a) Diseo de la armadura de la pantalla vertical en 1 metro de ancho.

3700

5000

Cumple condicion dediseo

500

400

3400.00

600

400.00

186 mm 567 mm

st = 0.26 Mpa

0.154

2.211

0.1539


7/18

=

(1)

(2)

Luego reemplazando en la ecuacion (1 y 2) tenemos el valor de la fuerza horizontal

NN

Clculo del momento en la base de la pantalla :

(Segn el ACI -318 - 2005)

Donde : D = carga muertaW = carga por viento

E = carga sismicaH = presin del suelo

Oviando las carga muerta, por viento, por sismo; entonces nos queda la ecuacin:

U = 1.6 * H

Mu =

d = b -r

d = 50d =

Refuerzo

Datos:

f'c = 21 MPafy = 420 MPa

Mu =d =

bw = mmf =

Resolviendo Tenemos: a1 = a2 =

a = mm As = mm2

1450 mm

Eh2 =

2.7E+08N-mm

Eh1 = 4.441E+07

2.685E+08N-mm

4500 mm

1450 mm

1450 -

1400 mm

1.234E+08

11.9875 2788.0125

509.468

1400 mm

10000.90

11.99

Hp Fh1

Fh2 Hp/2

Hp/3

b =

HphstKEh *)**(1 g

2*)**(2Hp

HptKEh g

HU

HEDU

HWDU

*6.1

*6.1*4.1*9.0

*6.1*6.1*9.0

2

adfy

MuAs

f

bcf

fyAsa

'85.0

Hp

d

f

US

Y

MA

a* f * (d )

2

S Y

C

A * fa

0.85 * f ' * bw

)21(*6.1 EhEhMu


8/18

Hallamos el Acero Minimo

Asmin = mm2

> mm2

Por lo tanto: As = mm2

Refuerzo vertical mnimo :

fy= 420 Mpa

Refuerzo horizontal mnimo :

fy= 420 Mpa

1.1. Refuerzo vertical interior :Asumimos refuerzo N16

= 201 = mm

N16 @

5/8 @

1.2. Refuerzo vertical exterior :Asumimos refuerzo N16

1740 mm2

= 201 = mm

N16 @

Verificamos "S": 5/8 @200 < 3h < 450 mm

Refuerzo por corte:

As >0.01*b*h (si se cumple requiere acero por corte)

As = 4667 >

No requiere acero por corte

Asumimos tipo "S", N10 @ m

1.3. Refuerzo horizontal en la pantalla :

=

=

x 1000

4667

0.10

4666.674667

3000 mm

x 1000 115.553

1000 * 1450 mm

0.10

14500 mm

1500 mm

1740

3818.81

0.0012 *

43

0.10

0.10

0.4

fy

dbwdbw

fy

cfAs

4.1

4

'min

160015.0

160012.0

N

N


9/18

a) Tramo superior :

=

d = 2r

d = (2 * 50 )

d =

Para refuerzo horizontal en el espesor b', utilizamos las recomendaciones del ACI


fy= 420 Mpa

Utilizaremos acero N16

mm2

a.1) Refuerzo horizontal exterior :

Asumimos refuerzo N16

= 201 = mm @

Condicin:

50 < 100

s =

a.2) Refuerzo horizontal interior :

- =


= 201 = mm @

Condicin:

50 < 200

s =

100 mm

3000 mm

910 mm22730 mm2

100 mm

1820

1265 mm

1000 * 1365

1820 mm2

x 1000

x 1000 220.969 200 mm

910

500 mm

200 mm

454.955

1450

1365

500 mm

1820 mm2

455

110.485

1365 -

1365 -

0.002 *

2729.7297

2*Hp/3

b' =

b=

160025.0

160020.0

N

N


10/18

b) Tramo inferior :

=

d = r

d = 50

d = mm

Para refuerzo horizontal en el espesor b, utilizamos las recomendaciones del ACI


fy= 420 Mpa

Utilizaremos acero N13

mm2

b.1) Refuerzo horizontal exterior :


= 201 = mm @

Condicin:

50 < 100

s =

b.2) Refuerzo horizontal interior :

- =


= 201 = mm @

Condicin:

50 < 175

s =

967

1933mm2 967mm2

x 1000 207.995 175 mm

483.3333

103.998 100 mm

500 mm

1450

1933

100 mm

1933 mm2

x 1000

483.3333

1400

0.002 * 1000 * 1450

1500 mm

2900

1450 -

175 mm

2900 mm2

500 mm

1450 -

160025.0

160020.0

N

N


11/18

VERIFICACIN POR CORTE EN 1 m. DE ANCHO

En la base de la pantalla la cortante actuante es :

Vu = 0.320 * 600 +

Vu =

Cortante resistente :

21 *

Condicin :

> Si Cumple Condicion de Diseo

2.2 DISEO DE LA CIMENTACIN POR 1 m. LINEAL

qn2' =

qn1' =

500) +

N/mm

Clculo de d :

con db =

d= 75 - 16

d=

1000 - 1.7 *( 1000 +

) * 1000

16N

0.0111

0.078 MPa

* 10001.6 * 1.85E-05 * * 4500 0.320 * 1.85E-05

152.22

1.22E+05 N

0.85 * 1000 *

6

* 4500 * 2250

1400

9.09E+05 N

9.09E+05 N 1.22E+05 N

0.100 MPa

(1.4* 2.4E-05 * 1.7 *

0.154

500 mm 500 -

(1.85E-05 * 4500 +

6

10000.078 *

3

0.133 MPa

409 mm

2

1000 mm

152.2 * 0.100 * )

2*******6.1

HpHptKHphstKVu

HWDU *6.1*6.1*9.0

HU *6.1

6

**'* dbwcfVc

Vc

Vc

VuVc

TALNPOSTERIOR

TALNPOSTERIOR

qn1 =qn2 =

cWshzcHptWu /*7.1***4.1

Wu

Wu

hz=

L=

Mu

3*

6'**7.1

2

* 2

2

2

2

2L

qnL

qnLWu

Mu

Mu2 2 2


12/18

Datos:

f'c = 21 MPafy = 420 MPa

Mu =d =

bw = mmf =


a = mm As = mm2


Asmin = mm2

> mm2

Por lo tanto: As = mm

Verificamos por corte :Cortante actuante:

+

N


21 * 409

Condicin :



= 201 = mm @

Condicin:

s =

N16 @

5/8@

) * 10004500 2.40E-05 *

7.60E+07 N-mm

150 mm

0.15

( 2.4E-05 * 0.320 *

1363

x 1000 147.48

11.74 498.989

0.320 *1.6 *

2.34E+05 N

23.43 E4 N 15.76 E4 N

150 mm

0.75 * 1000 *

11.7409 806.2591

2.03E+07

21.58E+05

0.15

1115.64 1363.331363

600 *

6

7.604E+07N-mm409 mm

1000

0.90

Mu

2******6.1

2HpKcHphsKcVu

Vu

Vu

6

**'* dbwcfVc

Vc

Vc

VuVc

As

bAsbS

f

US

Y

MA

a* f * (d )

2

S Y

C

A * fa

0.85 * f ' * b w

fy

dbwdbw

fy

cfAs

4.1

4

'min

1


13/18

qn2' =

qn1' =

(1.4* 500 ) + 1.7 *

N/mm

Clculo de d :

con db =d= 75

d=

950 - 1.7 *( 950 +

Datos:f'c = 21 MPa

fy = 420 MPaMu =

d =

bw = mmf =


a = mm As = mm2


Asmin = mm > mm

Por lo tanto: As = mm2

Verificamos por corte :

Cortante actuante:

+

N

) * 1000

147.4 * 0.154 * 0.133 * 950 )

500 mm

0.078 MPa

147.42

0.154

0.100 MPa

0.133 MPa

( 1.85E-05 * 4500 + 2.40E-05 *

2.03E+072

600 * 4500

0.0111 ) * 1000

10000.90

10.2353 807.7647

1363

1.58E+05

1.6 * ( 2.4E-05* 0.320 *

10.24 435.002

1115.64 1363.33

2.40E-05 * 0.320 *

409 mm

2 3 6

6.641E+07 N-mm

500 -

409 mm

- 16

6.641E+07N-mm

950 mm

16N

qn1 =qn2 =

TALNANTERIOR

cWshzcHptWu /*7.1***4.1

Wu

Wu

hz=

Mu

L=

6'*

3**7.1

2

* 2

1

2

1

2L

qnL

qnLWu

Mu

Mu2 2 2

Mu

2******6.1

2HpKcHphsKcVu

Vu

Vu

f

US

Y

MA

a* f * (d )2

S Y

C

A * fa

0.85 * f ' * bw

fy

dbwdbw

fy

cfAs

4.1

4

'min

13


14/18


21 * 409

Condicin :



= 201 = mm @

s =

N16 @

5/8@

150 mm

0.15

x 1000 147.478 150 mm

1363

0.75 * 1000 *

6

2.34E+05 N

23.43 E4 N 15.76 E4 N

0.15

6

**'* dbwcfVc

Vc

Vc

VuVc

As

bAsbS


15/18

A.- DATOS DE DISEO Y/O MATERIALES:

a.1) GeometriaAncho del tablero mmLongitud del puente mm

Peralte total de vigas mm

Desnivel entre la superficie de rodadura y el nivel de agua h = mm

a.2) MaterialesConcreto f'c =

Acero fy =g concreto simple gcs =

g concreto reforzado gca =

f, coefi. de friccion entre el suelo y el concreto f =

g suelo gt =Capacidad admisible del terreno st = MPaAngulo de friccion interna del suelo f =

Angulo del talud de relleno d =Recubrimiento r = mm

Sobrecarga Ws/c= MPa

B.- CALCULOS DE DISEO PARA ESTRIBOS DE CONCRETO SIMPLE

b.1) Predimensionamiento

h = mm

gt =

hz = mm

Entonces cambiando las dimensiones del estribo tenemos:

b=

b2=

Cauce del rio Quilcay

400

B=

b.2) Analisis y Diseo del Estribo

Analisis y diseo del estribo reforzado

a) Sub-estructura con relleno sobrecargado

360011000

1050

3000

21.00 MPa

420.00 MPa

2.3 DISEO DE LAS ALAS DEL ESTRIBO

1.85E-05 N/mm3

0.075

0.0111

3500

2.30E-05 N/mm3

2.40E-05 N/mm3

0.55

1.85E-05 N/mm30.26

31.0

= 0.320

500 mm

4100 mm

3500 mm

600

0 mm

0 mm

9501000

600 mm

2850 mm

fdd

fddd

22

22

coscoscos

coscoscoscos

K

1


16/18

1. Empuje de tierra:Verificamos el ancho de la cimentacin

b=

b2=

400 ###

B=

= =

B =

Para el anlisis de la seccin C3; tenemos:

h3 =

h' =

(1)

Ka : Coeficiente de rankineEntonces reemplazando valores tenemos:

Ka =

Luego tenemos el valor de la presion activa.

N/mm

N/mm

Punto de aplicacin de Eh1 y Eh2

Yh1 = 2050 mm

Yh2 = 1367 mmMA = N-mm

4100 mm

3500 mm

600 mm

950 500 0

2850 mm

0.37 * 4100 mm 1517 mm

0 mm

0 mm500 mm

9.79E+07

2850 mm

4100 mm

600 mm

0.320

Eh1 = 14.57

Eh2 = 49.77

Yh1

Eh1

Eh2

Yh2

E3

Eh3

Ev3

/2

P3

P2

P1 P5

P4

R1

R2

THB *37.0

Khhht

Eh

'232

33

g

Kaht

Eh

2

32

2g

KahhtEh '*31 g


17/18

2. Fuerzas verticales estabilizadoras:b=

h1 = b2=

h2=

hz=

950 ###

B=

=

=

=

=

=

=

Pi (N) Xi (mm) Mi (N.mm)

S MR =

0 mm

0 mm 500 mm

4100 mm

3500 mm

600 mm

1000

X1 = 950 + 400 + 500 + 0

400 500 0

2850 mm

2.40E-05 * 3500 * 0 *

1750 * 400 * 1000

2.40E-05 * 3500 * 500 * 1000

X2 = 950 + 400 + 250

X3 = 950 + 266.667

2.40E-05 *

400 2.40E-05 *

2850 * 600 * 1000

X4 = 1425

500

600 * 1000

1000 1.85E-05 * 1000 * 3500 * 1000

X5 = 950 + 400 + 500 + 0 +

X5 = 950 + 400 + 500 + 0 + 500

1000 1.85E-05 * 1000 *

P1 0.00E+00 1850 0.000E+00

P2 4.20E+04 1600 6.720E+07

X6 = 2850

P5 6.48E+04 2350 1.522E+08Ev1 0.00E+00 2850 0.000E+00

P3 1.68E+04 1216.7 2.044E+07

P4 4.10E+04 1425 5.848E+07

S/C 1.11E+04 2350 2.609E+07

S P = 1.76E+05 3.24E+08

1000*h2)(h1**P5 t

E3

Eh3

Ev3

/2

P3

P2

P1 P5

P4

R1

R2

1000)21(1 bhhP CS

1000*2*2*2 bhPCS

1000**2

h2*P3 CS

1000***4 hzBPCS

h'*1000**S/C t

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8. estribo puente

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