Estribo Puente 1

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    08-Mar-2016
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estribo puente

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  • 1a.1) Cargas sobre el estribo Vigas laterales Viga intermedia

    11.21E4 N 0.00E4 N20.03E4 N 0.00E4 N

    1.12E+05 N4.01E+05 N

    a.2) Geometria

    Ancho del tablero 3600 mmLongitud del puente 11000 mmPeralte total de vigas 800 mmDesnivel entre la superficie de rodadura y el nivel de agua h = 3000 mm

    a.3) MaterialesConcreto f'c = 21.00 MPaAcero fy = 420.00 MPa

    = 2.30E-05 N/mm3= 2.40E-05 N/mm3

    f, coefi. de friccion entre el suelo y el concreto f = 0.55= 1.85E-05 N/mm3

    Capacidad admisible del terreno = 0.26 MPaAngulo de friccion interna del suelo = 31.0Angulo del talud de relleno = 0.0Recubrimiento r = 75 mmSobrecarga Ws/c= 0.0111 MPa

    B.- CALCULOS DE DISEO PARA ESTRIBOS DE CONCRETO REFORZADO

    b.1) Predimensionamiento

    h = 4500 mm

    = 0.320

    H= 1.85E-05 N/mm3

    5.92E-06 N/mm3

    = 0.494

    Ademas: H = 4500 mmhs = 600 mm

    B = (H+hs)x 0.494B= 2520

    Entonces consideramos B = 3500 mm

    2. DISEO DE LA SUB-ESTRUCTURAA.- DATOS DE DISEO Y/O MATERIALES:

    VM = VM =VL = VL =

    Cargas totales sobre cada uno de los estribos

    VM =VL =

    concreto simple cs concreto reforzado ca

    suelo tt

    t

    Peralte de la zapata hz

    CARRETERA

    RIO

    PUENTE

    ESTRIBO

    22

    22

    coscoscos

    coscoscoscos

    K

    tKa

    hsHB

  • 2Asumimos un refuerzo para la pantalla; sea N16

    352 > 288.96 > 200352 mm

    = 459 mm

    hz = 500 mm

    200043.0

    *24.0

    fydb

    cffydbd

    d

    d

    rdbdbhz 2

  • 3Entonces cambiando las dimensiones del estribo tenemos:

    b= 400 mm

    800 mmb2= 600 mm

    5000 mm

    3700 mmCauce del rio Quilcay

    9501000

    450 500 mm

    B= 3400 mm

    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= 400 mm

    800 mmb2= 600 mm

    5000 mm

    3700 mm

    500 mm

    E3

    Eh3

    Ev3

    /2

    P3

    P2

    P1 P5

    P4

    R1

    R2

  • 4950 450 600 400 1000B= 3400 mm

    = 0.37 * 5000 mm = 1850 mm B = 3400 mm

    E3

    Eh3

    Ev3

    /2

    P3

    P2

    P1 P5

    P4

    R1

    R2

    THB *37.0

  • 5Para el anlisis de la seccin C3; tenemos:

    5000 mmh' = 600 mm

    (1)

    Ka : Coeficiente de rankineEntonces reemplazando valores tenemos:

    Ka = 0.320

    Luego tenemos el valor de la presion activa.

    Eh1 = 17.77 N/mmEh2 = 74.02 N/mm

    Punto de aplicacin de Eh1 y Eh2Yh1 = 2500 mmYh2 = 1667 mm

    1.68E+08 N-mm

    2. Fuerzas verticales estabilizadoras:b= 400 mm

    h1 = 800 mm b2= 600 mm

    5000 mm

    h2= 3700 mm

    hz= 500 mm

    950 450 600 400 1000

    B= 3400 mm

    = 2.40E-05 * 4500 * 400 * 1000

    X1 = 950 + 450 + 600 + 200

    h3 =

    MA =

    Yh1

    Eh1

    Eh2

    Yh2

    KhhhtEh '232

    33

    E3

    Eh3

    Ev3

    /2

    P3

    P2

    P1 P5

    P4

    R1

    R2

    1000)21(1 bhhP CS

    KahtEh 2

    322

    KahhtEh '*31

  • 6= 2.40E-05 * 3700 * 600 * 1000

    X2 = 950 + 450 + 300

    450 = 2.40E-05 * 1850 * 450 * 1000

    X3 = 950 + 300

    = 2.40E-05 * 3400 * 500 * 1000

    X4 = 1700

    1000*2*2*2 bhP CS

    1000* *2h2*P3 CS

    1000***4 hzBP CS

  • 71000 = 1.85E-05 * 1000 * 4500 * 1000

    X5 = 950 + 450 + 600 + 400 + 500

    1000 = 1.85E-05 * 1000 * 600 * 1000

    X5 = 950 + 450 + 600 + 400 + 500

    X6 = 3400Pi (N) Xi (mm) Mi (N.mm)

    P1 4.32E+04 2200 9.504E+07P2 5.33E+04 1700 9.058E+07P3 2.00E+04 1250.0 2.498E+07P4 4.08E+04 1700 6.936E+07P5 8.33E+04 2900 2.414E+08Ev1 0.00E+00 3400 0.000E+00S/C 1.11E+04 2900 3.219E+07

    2.52E+05 5.54E+08

    1533 mm

    = 166.75 mm

    Condicin :

    167 mm < 567 mm Si Cumple Condicion de Diseo

    Hallamos la presion neta actuante en el suelo

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

    (+) 0.0958 0.26 Mpa

    (-) 0.0522

    Verificamos por volteo

    F.S.V = 3.30 > 2 Si Cumple Condicion de Diseo

    Verificamos por deslizamiento

    F.S.D = 1.51 > 1.5 Si Cumple Condicion de Diseo

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

    P = MR =

    t1 =t = Cumple condicion de diseot2 =

    1 0 0 0*h 2 )( h 1* *P 5 t

    Be

    aBPi

    P 611

    p

    MMPPR AR

    h'*1000* *S/C t

    PPRBe 2

    6Be

    2..

    A

    R

    MM

    VSF

    50.121

    *..

    EhEhP

    fDSF

  • 8Tenemos la longitud de desarrollo N16Reaccion en la sub-estructura por metro lineal

    a. Reaccion por carga muerta

    = 1.12E+05 N = 31.14 N/mm3600 mm

    R1 = 31.14 N/mm Por metro de ancho

    b. Reaccion por carga viva o S/C

    tablerodelAnchoVmR 1

  • 9R3 = VL = 4.01E+05 N = 111.3 N/mmAncho del tablero 3600 mm

    R3 = 111.28 N/mm Por metro de ancho

    Por efectos de rodadura

    R2 = 5% de S/C equivalente

    P = 3.33E+05w = 10.67 N/mm

    L = 11000 mm

    R2= 0.05x( 10.7 x 11000 + 3.33.E+05 ) 1 vias2 estribos x Ancho del tablero

    R2 = 6.25E+00 = 6.25 N/mm Por metro de ancho

    1. Fuerzas verticales estabilizadoras400

    800

    600

    4500 = h2

    3700h' = 600 mm mm

    950 1000

    450 1000 5001450

    Pi (N) Xi (mm) Mi (N.mm)R1 3.11E+04 1700 5.29E+07R3 1.11E+05 1700 1.89E+08P1 4.32E+04 2200 9.50E+07P2 5.33E+04 1700 9.06E+07P3 2.00E+04 1250 2.50E+07P4 4.08E+04 1700 6.94E+07P5 8.33E+04 2900 2.41E+08S/C 1.11E+04 2900 3.22E+07

    3.94E+05 7.96E+08

    2. Fuerzas horizontales

    Pv = MR =

    C-3C-3

    R1R3

    R2

  • 10

    Pi (N) Yi (mm) Mi (N.mm)

    Eh1 1.78E+04 2500 4.44E+07

    Eh2 7.40E+04 1667 1.23E+08R2 6.25E+03 5000 3.12E+07

    9.80E+04 1.99E+08

    3. Punto de aplicacin de la resultante.

    1514.22 mm

    Ph = MA =

    p

    MMPPR AR

  • 11

    = 185.78 mm

    Condicin :

    186 mm < 567 mm Si Cumple Condicion de Diseo

    Hallamos la presion neta actuante en el suelo

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

    (+) 0.1539 0.26 Mpa(-) 0.0779

    500

    = 0.0779 MPa0.154 Mpa =

    Verificamos por volteo

    F.S.V = 4.00 > 2 Si Cumple Condicion de Diseo

    Verificamos por deslizamiento

    F.S.D = 2.211 > 1.75 Si Cumple Condicion de Diseo

    Las dimensiones del estribo son :b= 400.00

    800b2= 600

    5000

    3700

    t1 =t = Cumple condicion de diseot2 =

    Be

    aBPi 61

    qn2qn1

    PPRBe 2

    6Be

    2..

    A

    R

    MM

    VSF

    50.1*..

    PhPv

    fDSF

  • 12

    500

    950 450 600 400 1000

    B= 3400.00

    2.1 DISEO ESTRUCTURAL DEL ESTRIBO :

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

    = 4500 mm

    1450 mm

    (1)

    (2)

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

    Eh1 = 4.441E+07 NEh2 = 1.234E+08 N

    Clculo del momento en la base de la pantalla :(Segn el ACI -318 - 2005)

    Donde : D = carga muertaW = carga por vientoE = carga sismicaH = presin del suelo

    Oviando las carga muerta, por viento, por sismo; entonces nos queda la ecuacin:U = 1.6 * H

    Mu = 2.7E+08N-mm

    d = b -rd = 1450 - 50d = 1400 mm

    Hp Fh1

    Fh2 Hp/2

    Hp/3

    S/C

    b =

    HphstKEh *)**(1

    2*)**(2 HpHptKEh

    HUHEDUHWDU

    *6.1*6.1*4.1*9.0*6.1*6.1*9.0

    2adfy

    MuAs

    Hp

    d

    )21(*6.1 EhEhMu

  • 13

    Refuerzo

    1450 mmDatos:

    f'c = 21 MPafy = 420 MPa

    Mu = 2.685E+08N-mmd = 1400 mm

    bw = 1000 mm0.90

    Resolviendo Tenemos: 11.9875 2788.0125

    a = 11.99 mm As = 509.4681 mm2

    =

    a1 = a2 =

    2adfy

    MuAs

    bcffyAsa

    '85.0

    Hp

    d

    US

    Y

    MA

    a* f * (d )

    2

    S Y

    C

    A * fa

    0.85 * f ' * bw

  • 14

    Hallamos el Acero Minimo

    3818.81 > 4666.67Por lo tanto: As = 4667

    Refuerzo vertical mnimo :

    fy= 420 Mpa

    Refuerzo horizontal mnimo :

    fy= 420 Mpa

    1.1. Refuerzo vertical interior :Asumimos refuerzo N16

    = 201 x 1000 = 43 mm4667

    N16 @ 0.10@ 0.10

    1.2. Refuerzo vertical exterior :Asumimos refuerzo N16

    0.0012 * 1000 * 1450 mm

    1740

    = 201 x 1000 = 115.5528 mm1740

    N16 @ 0.10Verificamos "S": @ 0.10

    200 < 3h < 450 mmRefuerzo por corte:

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

    As = 4667 > 14500 mmNo requiere acero por corte

    Asumimos tipo "S", N10 @ 0.4 m

    1.3. Refuerzo horizontal en la pantalla :

    = 3000 mm

    Asmin = mm2 mm2

    mm2

    5/8

    mm2

    5/8

    fydbwdbw

    fycf

    As

    4.14

    'min

    160015.0160012.0N

    N

    160025.0160020.0N

    N

    AsbAsbS

    hbAs **min minAs

    minAs

    AsbAsbS Hp

    b =

    d

    Hp

    d

    2*Hp/3

    Hp/3

  • 15

    = 1500 mm

    2*Hp/3

    Hp/3

  • 16

    a) Tramo superior :

    = 3000 mm

    1365 d = ### 2rd = ### (2 * 50 )d = 1265 mm

    1450

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

    Refuerzo horizontal mnimo :

    fy= 420 Mpa

    Utilizaremos acero N16

    0.002 * 1000 * 1365

    2729.72973

    a.1) Refuerzo horizontal exterior :

    1820 mm2

    Asumimos refuerzo N16

    = 201 x 1000 = 110.4845 mm 100 mm1820

    Condicin:

    50 < 100 455 500 mm s = 100 mm

    a.2) Refuerzo horizontal interior :