DISEÑO DE PONTON L=5M
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DISEÑO ESTRUCTURAL PUENTE L=5.00 M PUENTE AMARILLO DIMENSIONES GENERALES S : 5.00 m. Luz del puente C : 6.50 m. Ancho de Calzada Lv : 0.65 m Ancho de Vereda Easf : 0.05 m Espesor del asfalto PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Concreto : f'c : 280 kg/cm2 Acero de refuerzo: fy : 4200 kg/cm2 1. DIMENSIONAMIENTO h min = 320 mm. Usar: h = 0.40 m 2. ANCHO EFECTIVO PARA CARGA VIVA Una vía Cargada. Donde : L 1 : Longitud modificada del tramo W 1 : Ancho modificado del tramo L 1 = 5.00 m 18.00 m L 1 = 5.00 m W 1 = 7.00 m 9.00 m W 1 = 7.00 m E = 2.73 m “MEJORAMIENTO Y CREACION DE LA CARRETERA DEPARTAMENTAL SM 110; TRAMO: METAL-MARCOS, DISTRITO DE SHUNTE, PROVINCIA DE TOCACHE, REGION SAN MARTÍN”
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DISEÑO DE SUPERESTRUCTURA
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DISEÑO ESTRUCTURAL PUENTE L=5.00 M
PUENTE AMARILLO
DIMENSIONES GENERALESS : 5.00 m. Luz del puenteC : 6.50 m. Ancho de CalzadaLv : 0.65 m Ancho de VeredaEasf : 0.05 m Espesor del asfalto
PROPIEDADES DE LOS MATERIALESConcreto : f'c : 280 kg/cm2Acero de refuerzo: fy : 4200 kg/cm2
1. DIMENSIONAMIENTO
hmin = 320 mm. Usar: h = 0.40 m
2. ANCHO EFECTIVO PARA CARGA VIVA
Una vía Cargada.
Donde : L1 : Longitud modificada del tramo
W1 : Ancho modificado del tramo
L1 =5.00 m
18.00 m L1 = 5.00 m
W1 = 7.00 m9.00 m W1 = 7.00 m
E = 2.73 m
Dos Vías Cargadas
L1 = 5.00 m
W1 =7.00 m18.00 m W1 = 7.00 m
“MEJORAMIENTO Y CREACION DE LA CARRETERA DEPARTAMENTAL SM 110; TRAMO: METAL-MARCOS, DISTRITO DE SHUNTE, PROVINCIA DE TOCACHE, REGION SAN MARTÍN”
Mínimo
W = Ancho real de borde a borde W = 7.00 m
NL = 2
= 2.81 m
3.50 m
Usar E = 2.73 m
3. SOLICITACIONES PARA CARGAS PERMANENTES
Calculo de cargas y solicitaciones por peso propio y Carga muertaFranja Interior Franja de Borde
Elementos DC1 DC2 DW DC1 DC2 DWLosa 1.00 1.00Veredas - 0.23barandas - 0.06Asfalto 0.11 0.07
1.00 0.00 0.11 1.00 0.28 0.07
Efectos de las cargas permanentes en franja interior por unidad de anchoDiagrama de Momentos Flectores
Dist./ L M (tn-M)
M (tn-M)
M (tn-M)
5.00 DC1 DC2 DW0.0 0.00 0.00 0.000.1 1.13 0.00 0.120.2 2.00 0.00 0.220.3 2.63 0.00 0.290.4 3.00 0.00 0.330.5 3.13 0.00 0.340.6 3.00 0.00 0.330.7 2.63 0.00 0.290.8 2.00 0.00 0.220.9 1.13 0.00 0.121.0 0.00 0.00 0.00
Diagrama de Fuerzas Cortantes
“MEJORAMIENTO Y CREACION DE LA CARRETERA DEPARTAMENTAL SM 110; TRAMO: METAL-MARCOS, DISTRITO DE SHUNTE, PROVINCIA DE TOCACHE, REGION SAN MARTÍN”
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
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DC1 DC2 DW
Dist./L V (tn)
V (tn)
V (tn)
5.00 DC1 DC2 DW0.0 2.50 0.00 0.280.1 2.00 0.00 0.220.2 1.50 0.00 0.170.3 1.00 0.00 0.110.4 0.50 0.00 0.060.5 0.00 0.00 0.000.6 -0.50 0.00 -0.060.7 -1.00 0.00 -0.110.8 -1.50 0.00 -0.170.9 -2.00 0.00 -0.221.0 -2.50 0.00 -0.28
Efectos de las cargas permanentes en franja de borde por unidad de anchoDiagrama de Momentos Flectores
Dist./ L M (tn-M)
M (tn-M)
M (tn-M)
5.00 DC1 DC2 DW0.0 0.00 0.00 0.000.1 1.13 0.32 0.080.2 2.00 0.56 0.140.3 2.63 0.74 0.180.4 3.00 0.84 0.210.5 3.13 0.88 0.220.6 3.00 0.84 0.210.7 2.63 0.74 0.180.8 2.00 0.56 0.140.9 1.13 0.32 0.081.0 0.00 0.00 0.00
Diagrama de Fuerzas Cortantes
Dist./L V (tn)
V (tn)
V (tn)
5.00 DC1 DC2 DW0.0 2.50 0.70 0.180.1 2.00 0.56 0.140.2 1.50 0.42 0.110.3 1.00 0.28 0.070.4 0.50 0.14 0.040.5 0.00 0.00 0.000.6 -0.50 -0.14 -0.040.7 -1.00 -0.28 -0.070.8 -1.50 -0.42 -0.110.9 -2.00 -0.56 -0.141.0 -2.50 -0.70 -0.18
“MEJORAMIENTO Y CREACION DE LA CARRETERA DEPARTAMENTAL SM 110; TRAMO: METAL-MARCOS, DISTRITO DE SHUNTE, PROVINCIA DE TOCACHE, REGION SAN MARTÍN”
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DC1 DC2 DW
Solicitaciones por cargas permanentes máximasFranja interior por ancho unitario
DC : Peso Propio VDC = 2.50 tn MDC = 3.13 tn-m.DW : Asfalto VDW = 0.28 tn MDW = 0.34 tn-m.
Franja de borde (Por ancho unitario, considerando la vereda y barandas)DC : Peso Propio VDC = 3.20 tn MDC = 4.00 tn-m.
DW : Asfalto VDW = 0.18 tn MDW = 0.22 tn-m.
4. EFECTOS DE LA CARGA VIVA
Efectos de la sobrecarga vehicular
Dist./ L Momento Flector fuerza Cortante5.00 HL-93 W HL-93 W0.0 0.000 0.000 19.710 2.4000.1 8.730 1.080 17.470 1.9200.2 15.230 1.920 15.230 1.4400.3 19.490 2.520 12.990 0.9600.4 21.500 2.880 10.750 0.4800.5 21.280 3.000 8.510 0.0000.6 21.500 2.880 -10.750 -0.4800.7 19.490 2.520 -12.990 -0.9600.8 15.230 1.920 -15.230 -1.4400.9 8.730 1.080 -17.470 -1.9201.0 0.000 0.000 -19.710 -2.400
Efectos de la sobrecarga vehicular para Fatiga y Fractura
Dist./ L Momento Flector fuerza Cortante5.00 HL-93 W HL-93 W0.0 0.000 0.000 15.280 0.0000.1 6.720 0.000 13.440 0.0000.2 11.820 0.000 11.820 0.0000.3 15.520 0.000 10.350 0.0000.4 17.740 0.000 8.870 0.0000.5 18.480 0.000 7.390 0.0000.6 17.740 0.000 -7.390 0.0000.7 15.520 0.000 -8.870 0.0000.8 11.820 0.000 -10.350 0.0000.9 6.720 0.000 -11.820 0.0001.0 0.000 0.000 -13.440 0.000
5. FACTORES DE RESISTENCIA
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Estado límite de resistencia Factor фFlexión, tracción 0.90Corte, torsión 0.90Compresión axial 0.75Aplastamiento del concreto 0.70
6. MODIFICADORES DE CARGA
Resistencia Servicio FatigaDuctilidad ηD 0.95 1.00 1.00Redundancia ηR 1.05 1.00 1.00Importancia ηI 0.95 NA NAη=ηD.ηR.ηI 0.95 1.00 1.00
7. COMBINACIONES DE CARGA
Estado Límite de resistencia.U=η[1.25DC+1.5DW+1.75(LL+IM)]
Estado Límite de Servicio.U=n(DC+DW+LL+IM)
Estado Límite de Fatiga.U=n(0.75(LL+IM))
8. SOLICITACIONES POR CARGA VIVA
Franja interior.
VLL+IM= 10.46 tnMLL+IM = 11.45 tn-m.
Franja de Borde
E' = 1.92 m ≤2.73 m1.80 m E' = 1.80 m
Se usará una vía cargada con un factor de presencia múltiple de 1.20
VLL+IM= 9.54 tnMLL+IM = 10.43 tn-m.
9. ANALISIS DEL ESTADO LIMITE DE SERVICIO
DurabilidadRecubrimiento del refuerzo superior : 50.00 mm.
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Recubrimiento del refuerzo Inferior : 25.00 mm.Peralte efectivo, para barras de ф3/4”(ф 19.05 mm.)
d = 36.55 cm.
Refuerzo en Franja Interior
MINT = 1[1MDC+1MDW+1MLL+IM] MINT = 14.91 tn-m.
As =18.32 cm² 3/4 @ 15.00 cm.
Refuerzo en Franja de Borde
MEXT = 14.66 tn-m.As = 18.00 cm² 3/4 @ 15.00 cm.
Control de Agrietamiento
Donde :
Franja Interior
Esfuerzo en el acero.
fs = 2342.97 kg/cm² < 0.6 fy , Ok!
dc = 3.45 cm. A = 103.58 cm²
fSA = 3240.40 kg/cm² > 0.60 fy
fSA = 2520.00 kg/cm² fs < fSA Ok!!
Franja de Borde
Esfuerzo en el acero.
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fs = 2302.56 kg/cm² < 0.6 fy , Ok!
dc = 3.45 cm. A = 103.58 cm²
fSA = 3240.40 kg/cm² > 0.60 fy
fSA = 2520.00 kg/cm² fs < fSA Ok!!
DeflexionesDeflexión por carga permanente
WDC = 7.81 tn/m WDW = 0.72 tn/m
MA = 26.65 tn-m.
Deflexión Instantánea:
Luego:∆DC+DW = 0.073 cm.
La contraflecha se calculara según AASHTO 5.7.3.6.2 (Diferida)
∆1= ∆DC+DW ∆ = 0.218 cm. ∆total = 0.291 cm.
Se proveerá una contraflecha de Cf = 2.50 cm.
CONTRAFLECHA (mm)0.0 L 0.1 L 0.2 L 0.3 L 0.4 L 0.5 L 0.6 L 0.7 L 0.8 L 0.9 L 1.0 L
0 9 16 21 24 25 24 21 16 9 0
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6.1'
2.13 1
As
sA
0.0 L 0.1 L 0.2 L 0.3 L 0.4 L 0.5 L 0.6 L 0.7 L 0.8 L 0.9 L 1.0 L05
1015202530
CONTRAFLECHA (mm.)
Deflexión por carga Viva.
Deflexión admisible: ∆LL = 6.25 mm.
Se verificará con la carga de camión solo o con la carga distribuida mas 25% de la carga de camión.
NL = 2.00 m = 1.00
∑PLL = 39.31 tn
El valor de Ie varía con la magnitud del momento aplicado MA:Franja Interior.
MA = MDC+MDW+MLL MA = 75.81 t-m.
Luego: Ie = 2501912.59 cm⁴
∆CV+IM : 1.63 mm. < 6.25 mm Ok
Con la Carga distribuida mas 25% de la carga de camión.
W : 1.92 tn/mMW : 6.00 tn-m.
∆W : 0.25 mm. ∆25%C : 0.41 mm. ∆CV+IM : 0.66 mm. < 6.25 mm Ok
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10. ANALISIS DEL ESTADO LIMITE DE RESISTENCIA
Franja InteriorConsiderando: As :ф 3/4 @ 15.00 cm. As : 19.00 cm² / m
a :3.35 cm c :3.94 cm ds : 36.55 cm
= 0.108 < 0.42 Ok. ρ : 0.005191
= 0.0020 < ρ Ok
фMn = 25.04 tn-m.
Momento Ultimo
Mu=0.95[1.25MDC+1.5MDW+1.75MLL+IM]
Mu = 23.23 tn-m < фMn Ok
Franja de BordeConsiderando: As :ф 3/4 @ 15.00 cm. As : 19.00 cm² / m
a :3.35 cm c :3.94 cm ds : 36.55 cm
= 0.108 < 0.42 Ok. ρ : 0.005199
= 0.0020 < ρ Ok
фMn = 25.04 tn-m.
Momento Ultimo
Mu=0.95[1.25MDC+1.5MDW+1.75MLL+IM]
Mu = 22.41 tn-m < фMn Ok
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11. REFUERZO DE DISTRIBUCION
Refuerzo Transversal inferior: % = 24.75%
Franja InteriorRefuerzo Positivo : 19.00 cm² 3/4 @ 15.00 cm.
Acero Distribucion : 4.70 cm² 1/2 @ 25.00 cm.
Franja de BordeRefuerzo Positivo : 19.00 cm² 3/4 @ 15.00 cm.
Acero Distribucion : 4.70 cm² 1/2 @ 25.00 cm.
12. REFUERZO POR CONTRACCION Y TEMPERATURA
= 728.00 mm²
Cara superior As = 3.64 cm² 1/2 @ 35.00 cm.
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13. BIBLIOGRAFIA
13.1. Dirección General de Caminos y Ferrocarriles - Ministerio de Transportes
y Comunicaciones (2003), “Manual de Diseño de Puentes”, Lima, Perú.
13.2. American Association of State Highway and Transportation Officials –
AASHTO (2004), “AASHTO LRFD Bridge Design Specifications”.
13.3. Rivera Reyes E. (2003), “Cimentaciones de Concreto Armado en Puentes”,
Lima, Perú.
13.4. Alva Hurtado J.E., Análisis Geotécnico de Pozos Perforados y Cajones de
Cimentación
13.5. Quiroz Torres L. G. (2009), “Análisis y Diseño de Estructuras con SAP 200
V.12”, Lima, Perú.
13.6. Morales Morales R. (2006), “Diseño en Concreto Armado”, Lima, Perú.
“MEJORAMIENTO Y CREACION DE LA CARRETERA DEPARTAMENTAL SM 110; TRAMO: METAL-MARCOS, DISTRITO DE SHUNTE, PROVINCIA DE TOCACHE, REGION SAN MARTÍN”
