Memoria Puente Lab o Can A

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1 TABLA DE CONTENIDO 1. GENERALIDADES .....................................................................................................................................3 2. PARÁMETROS DE ANÁLISIS Y DISEÑO .................................................................................................3 2.1 NORMAS DE DISEÑO.......................................................................................................................3 2.2 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ...........................................................................................4 2.3 RECUBRIMIENTOS Y ALINEAMIENTOS .........................................................................................4 2.4 ANÁLISIS ESTRUCTURAL ...............................................................................................................4 2.5 CARGAS DE DISEÑO .......................................................................................................................5 2.5.1 CARGAS MUERTA .....................................................................................................................5 2.5.2 CARGA VIVA MÓVIL ..................................................................................................................5 2.5.3 CARGA VIVA PEATONAL ..........................................................................................................5 2.5.4 IMPACTO ....................................................................................................................................6 2.5.5 OTRAS FUERZAS.......................................................................................................................6 2.5.5.1 FUERZAS TÉRMICAS ........................................................................................................6 2.5.5.2 RETRACCIÓN DE FRAGUADO CREEP ............................................................................6 2.5.5.3 FUERZAS SÍSMICAS ..........................................................................................................6 2.5.5.4 FUERZAS DE VIENTO........................................................................................................6 2.6 COMBINACIONES DE CARGA .........................................................................................................7 3. ANALISIS ESTRUCTURAL ........................................................................................................................8 3.1 ANALISIS SISMICO ...........................................................................................................................9 3.2 ANALISIS Y DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA .................................................................... 13 3.2.1 ANALISIS Y DISEÑO DE LA VIGA DE 19.30 .......................................................................... 13 3.3 TIPOLOGÍA DEL PUENTE ............................................................................................................. 25 3.3.1 Análisis y diseño de Riostras:................................................................................................... 25 3.3.2 ANÁLISIS Y DISEÑO DE NEOPRENOS ................................................................................. 26 3.3.3 ANÁLISIS DE INFRAESTRUCTURA ....................................................................................... 28 3.3.3.1 Ejes 1 y 7 .......................................................................................................................... 28 3.3.3.2 Apoyo pila ejes 2 a 6 ........................................................................................................ 30 3.3.4 ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LA CIMENTACION .................. ¡Error! Marcador no definido. ANEXO 1 ............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido. DISEÑO DE PLACA (e=0.20m) ..................................................................... ¡Error! Marcador no definido. ANEXO 2 ............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido. DISEÑO DE MENSULA PLACA DE APROXIMACION ................................. ¡Error! Marcador no definido. ANEXO 3 ............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido. DISEÑO A CORTANTE DE VIGAS POSTENSADAS ................................... ¡Error! Marcador no definido. LISTA DE FIGURAS

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Trata del análisis estructural de un puente en el estado de Tabasco mediante el empleo de un software comercial. Se detallan los metodos que se emplearon, asi como la normatividad aplicada.

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TABLA DE CONTENIDO 1. GENERALIDADES .....................................................................................................................................3 2. PARÁMETROS DE ANÁLISIS Y DISEÑO .................................................................................................3

2.1 NORMAS DE DISEÑO .......................................................................................................................3 2.2 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ...........................................................................................4 2.3 RECUBRIMIENTOS Y ALINEAMIENTOS .........................................................................................4 2.4 ANÁLISIS ESTRUCTURAL ...............................................................................................................4 2.5 CARGAS DE DISEÑO .......................................................................................................................5

2.5.1 CARGAS MUERTA .....................................................................................................................5 2.5.2 CARGA VIVA MÓVIL ..................................................................................................................5 2.5.3 CARGA VIVA PEATONAL ..........................................................................................................5 2.5.4 IMPACTO ....................................................................................................................................6 2.5.5 OTRAS FUERZAS.......................................................................................................................6

2.5.5.1 FUERZAS TÉRMICAS ........................................................................................................6 2.5.5.2 RETRACCIÓN DE FRAGUADO CREEP ............................................................................6 2.5.5.3 FUERZAS SÍSMICAS ..........................................................................................................6 2.5.5.4 FUERZAS DE VIENTO........................................................................................................6

2.6 COMBINACIONES DE CARGA .........................................................................................................7 3. ANALISIS ESTRUCTURAL ........................................................................................................................8

3.1 ANALISIS SISMICO ...........................................................................................................................9 3.2 ANALISIS Y DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA .................................................................... 13

3.2.1 ANALISIS Y DISEÑO DE LA VIGA DE 19.30 .......................................................................... 13 3.3 TIPOLOGÍA DEL PUENTE ............................................................................................................. 25

3.3.1 Análisis y diseño de Riostras: ................................................................................................... 25 3.3.2 ANÁLISIS Y DISEÑO DE NEOPRENOS ................................................................................. 26 3.3.3 ANÁLISIS DE INFRAESTRUCTURA ....................................................................................... 28

3.3.3.1 Ejes 1 y 7 .......................................................................................................................... 28 3.3.3.2 Apoyo pila ejes 2 a 6 ........................................................................................................ 30

3.3.4 ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LA CIMENTACION .................. ¡Error! Marcador no definido. ANEXO 1 ............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.

DISEÑO DE PLACA (e=0.20m) ..................................................................... ¡Error! Marcador no definido. ANEXO 2 ............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.

DISEÑO DE MENSULA PLACA DE APROXIMACION ................................. ¡Error! Marcador no definido. ANEXO 3 ............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.

DISEÑO A CORTANTE DE VIGAS POSTENSADAS ................................... ¡Error! Marcador no definido.

LISTA DE FIGURAS

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Figura 1. Planta General Puente La Bocana.......................................................................................................3 Figura 2. Perfil General del Puente .....................................................................................................................3 Figura 3. Camión de Diseño C40-95 ...................................................................................................................5 Tabla 1 Tabla de Coeficientes. Tabla A.3.12-1 del CCDSP. ..............................................................................8 Figura 4. MODELO ESTRUCTURAL PUENTE LA BOCANA .............................................................................9 Figura 5. Espectro Sísmico de Diseño ............................................................................................................. 10 Figura 6. Modos de Vibración Fundamentales................................................................................................. 13 Figura 7. Sección transversal viga de 19.30m (sección transversal) .............................................................. 14 Figura 8. Sección Compuesta Viga “I” – Viga de 19.30m. .............................................................................. 15 Figura 9. Sección Compuesta Viga en el anclaje – Viga de 19.30m. ............................................................. 15 Figura 10. Cable Tipo de 7 torones de 0.5” ................................................................................................. 16 Figura 11. Cable Tipo de 7 torones de 0.6” ............................................................................................... 16 Figura 12. Pérdidas Iniciales – Cable No 1, viga de 19.30m .......................................................................... 17 Figura 13. Pérdidas a Largo Plazo – Cable No 1, viga de 19.30m ................................................................. 17 Figura 14. Pérdidas Iniciales – Cable No 2, viga de 19.30m .......................................................................... 17 Figura 15. Pérdidas a Largo Plazo – Cable No 2, viga de 19.30m ................................................................. 18 Figura 16. Pérdidas Iniciales – Cable No 3, viga de 19.30m .......................................................................... 18 Figura 17. Pérdidas a Largo Plazo – Cable No 3, viga de 19.30m ................................................................. 18 Figura 18. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Viga “I” (Peso Propio Viga+ Primer Tensionamiento) – Viga 19.30m ..................................................................................................................................................... 19 Figura 19. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Viga “I” (Peso Propio Viga, Losa y Riostra) – Viga 19.30m .............................................................................................................................................................. 20 Figura 20. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Sección Compuesta + Segundo Tensionamiento – Viga 19.30m ..................................................................................................................................................... 20 Figura 21. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Se adiciona DL02 –Viga 19.30m ............................... 21 Figura 22. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Sección Compuesta en Servicio – Viga 19.30m ....... 21 Figura 23. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Sección Compuesta en Servicio a los 10000 días – Viga 19.30m ..................................................................................................................................................... 22 Figura 24. Diagrama de cortante por Cargas Muertas (Peso Propio + DL02) – Viga de 19.30m .................. 22 Figura 25. Diagrama de flexión por Cargas Muertas (Peso Propio + DL02) – Viga de 19.30m ..................... 23 Figura 26. Envolvente de cortante por Carga Viva, ML01 (Incluye Impacto) – Viga de 19.30m .................... 23 Figura 27. Envolvente de momento por Carga Viva, ML01 – Viga de 19.30m ............................................... 24 Figura 28. Diagrama de fuerza Axial por Cables – Viga de 19.30m ............................................................... 24 Figura 29. Momento de diseño (ton-m) por Cargas de Servicio (Incluye los cables) – Viga de 19.30m ........ 25 Figura 30. Refuerzo estribo ejes 1 y 7 ............................................................................................................ 29 Figura 31. Diagrama de momentos viga cabezal pórticos 2 a 6 ..................................................................... 30 Figura 32. Diagrama de cortantes viga cabezal pórticos 2 a 6 ....................................................................... 31 Figura 33. Refuerzo viga cabezal Ejes 2 a 6................................................................................................... 31 Figura 34. Reacciones en pilotes (ton) por cargas de servicio ......................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 35. Capacidad de pilotes ........................................................................ ¡Error! Marcador no definido. Figura 36. Módulo de reacción del suelo .......................................................... ¡Error! Marcador no definido.

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL

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PUENTE LA BOCANA

1. GENERALIDADES Este informe es un resumen de los parámetros utilizados en el análisis y diseño estructural del Puente sobre la Bocana para el proyecto “Ampliación a Doble Calzada del tramo 1 de la via al mar entre el PR0+000 y el PR7+500”. Dicho proyecto se encuentra ubicado en la Via Barranquilla - Cartagena en el K0+900. Dicho puente tiene 117m de longitud, consta de seis (6) luces las cuales se apoyan sobre pórticos de concreto reforzado apoyados sobre cimentación profunda conformada por dados y pilotes. El puente tiene un ancho de 14.05m distribuidos en dos (2) carriles vehiculares, dos (2) bermas (interna de 2.55m y externa de 1.05m), una zona de ciclovía, dos (2) bordillos más barandas vehiculares y un (1) bordillo mas baranda peatonal . Cada pórtico será cimentado sobre 2 pilotes de 0.80m de diámetro cuya profundidad será de 35m. Posee placa sin esviaje y de 0.20m de espesor. Cada una de las luces del puente tiene seis (6) vigas postensadas de 19.30m entre ejes y una altura de 1.0m.

Figura 1. Planta General Puente La Bocana

Figura 2. Perfil General del Puente

2. PARÁMETROS DE ANÁLISIS Y DISEÑO

2.1 NORMAS DE DISEÑO

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• Norma Básica: Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes – 1995

• Normas Adicionales:

Standard Specifications for Highway Bridges –AASHTO – Edition 1996 Ontario Highway Bridge Design Code –1991 CEB-FIP PCI-Precast Prestressed Concrete Bridge design Manual. PTI-Postensioning Institute Manual

2.2 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES • Resistencia de los Concretos: El concreto de los diferentes elementos diseñados debe corresponder a las resistencias especificadas a los 28 días de edad de acuerdo a las especificaciones del INVIAS como se muestra en la siguiente tabla: Vigas Postensadas = Clase A: 350 Kg/cm2 = (5.000 psi) Placa = Clase C: 280 Kg/cm2 = (4.000 psi) Losas de aproximación = Clase D: 210 Kg/cm2 = (3.000 psi) Riostras = Clase C: 280 Kg/cm2 = (4.000 psi) Estribos = Clase C: 280 Kg/cm2 = (4.000 psi) Bordillos = Clase D: 210 Kg/cm2 = (3.000 psi) Pórticos = Clase D: 280 Kg/cm2 = (4.000 psi) Pilotes (clase tremie) = : 245 Kg/cm2 = (3.500 psi) Solados = Clase F: 140 Kg/cm2 = (2.000 psi) • Módulos de Elaticidad de los concretos: Los análisis y cálculos fueron revisados para los módulos de elasticidad del concreto presentados a continuación: Concreto Clase A = f´c = 5.000 psi E= 233854 kg/cm2 Concreto Clase C = f´c = 4.000 psi E= 209165 kg/cm2

Concreto Clase = f´c = 3.500 psi E= 195655 kg/cm2 Concreto Clase D = f´c = 3.000 psi E= 181142 kg/cm2

• Acero de refuerzo y tensionamiento:

A-60 fy = 60000 psi = 4200 kgf/cm2 = 420 MPa (Para todos los diámetros ≥ 1/4 ”) Módulo de elasticidad = Es = 30000 ksi = 2100000 kgf/cm2 = 210000 MPa Tens: fpu = 18900 kgf/cm2 = 1890 MPa Fpy = 17000 kgf/cm2 = 1700 MPa Módulo de elasticidad = 2000000 kgf/cm2 = 204000 MPa

2.3 RECUBRIMIENTOS Y ALINEAMIENTOS De acuerdo a los Códigos mencionados y/o en su defecto se usarán las normas del Código NSR-10.

2.4 ANÁLISIS ESTRUCTURAL

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El análisis estructural se realiza por medio del programa de análisis estructural: MIDAS/Civil 2011 V.1.1, en el cual se analizaron las vigas de 19.30m, la subestructura y cimentación.

2.5 CARGAS DE DISEÑO Nota: La nomenclatura es la usada en el análisis estructural.

2.5.1 CARGAS MUERTA • DL01: Peso propio de la estructura

• DL02: Carga sobreimpuestas, incluye el paso de las barandas, barreras de tráfico y pavimento. Calculadas así: Pavimento = 0.06*2.2 = 0.13t/m2. Bordillo = (0.121)*2.45 = 0.30t/m. Baranda = 0.05t/m

2.5.2 CARGA VIVA MÓVIL • ML: Correspondientes a la carga móvil del camión C40-95 en diferentes posiciones sobre el tablero,

Para la luz entre ejes de 19.30m:

Flexión: LC_M (l = 19.30 m) : w(m) = camión Cortante: LC_V (l = 19.30 m) : w(m) = camión

El cálculo de los esfuerzos causados por stá carga se hizo con un análisis por lineas de influencia

15.00 ton 15.00 ton 10.00 ton

4.00 a 9.00 m 4.00 m

Figura 3. Camión de Diseño C40-95

2.5.3 CARGA VIVA PEATONAL • LP: Correspondientes a la carga peatonal debido a la presencia de la cicloruta en el costado occidental

del pueente:

LP = 0.45 ton/m2

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2.5.4 IMPACTO El efecto dinámico por carga viva se calcula a partir del factor de amplificación por la fórmula donde I = 16 / (L + 40). • Para la luz: L = 19.30 m

I = 16 / (19.30 + 40) = 0.27

2.5.5 OTRAS FUERZAS

2.5.5.1 FUERZAS TÉRMICAS Para estudiar el comportamiento de la estructura ante los cambio de temperatura se asignó un valor de 35° C a la superestructura.

2.5.5.2 RETRACCIÓN DE FRAGUADO CREEP Para el análisis de estos efectos se tuvo en cuenta la variación de las propiedades de los materiales en el tiempo, de acuerdo a la metodología del CEB-FIP.

2.5.5.3 FUERZAS SÍSMICAS Los siguientes son los parámetros sísmicos que rigen las fuerzas por sismo según la Sección A.3.5 del CCDSP. • Zona de amenazas sísmica = 3 (CCDSP – A.3.5.2.2)

A = 0.10 coeficiente de aceleración pico (CCDSP – Fig. A.3.5-1)

• Clasificación por Importancia (A.3.5.1.3) Grupo I. Puente Esencial

• Categoria de comportamiento sismico ( A.3.5-2) CCS-C

• Procedimiento de Análisis Sísmico (A.3.5.4) Configuración Estructural: Puente regular (CCDSP – A.3.5.4.2) Procedimiento de análisis sísmico minimo= PAS-1-(Tabla A.3.5-4)

Sin embargo, debido a la particularidad del suelo, se trabaja con un espectro de sitio (descrito más adelante) y el análisis se hace mediante el método de respuesta espectral con varios modos de vibración.

2.5.5.4 FUERZAS DE VIENTO

Según los estudios locales de intensidad de viento, se trabaja con categoría 3 en la escala de Saffir-Simpson, y con una velocidad de: V= (178+209)/2

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V= 193.5 km/h Con el dato anterior, y según el CCDSP A3.6, el factor de modificación de la velocidad del viento para las combinaciones de carga II y V está dado por: F = (193.52)/(1602) = 1.46 • Viento transversal sobre la superestructura (Wtrans):

Longitud puente = 117m Area = 206m2 Presión = 250 kg/m2 Wtrans = 250*206*1.46/117 Wtrans = 642 kg/m

• Viento transversal sobre la carga viva (Wl trans): Wl trans = 150 kg/m a 1.80m de la rasante.

• Viento longitudinal sobre la carga viva (Wl long): Wl long = 60kg/m

2.6 COMBINACIONES DE CARGA Las combinaciones de carga se definen de acuerdo con el numeral A.3.12 del CCDSP y se muestran a continuación:

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Tabla 1 Tabla de Coeficientes. Tabla A.3.12-1 del CCDSP.

3. ANALISIS ESTRUCTURAL Para el análisis y diseño estructural de la infraestructura se realizo un modelo 3D en el software MIDAS CIVIL 2011 V.1.1 donde se modeló cada uno de los elementos del puente. Los pilotes, dados, vigas I y

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vigas cabezales se modelaron como elementos tipo “frame”. Las cargas aplicadas son de acuerdo a lo expuesto en el inciso 2.5 A continuación se muestran los modelos generados:

Figura 4. MODELO ESTRUCTURAL PUENTE LA BOCANA

3.1 ANALISIS SISMICO Se realiza el análisis símico para el puente de acuerdo a los parámetros establecidos en el estudio de suelos desarrollado por la firma A.G.C LTDA. A continuación se presenta el espectro recomendado según estudio local:

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Figura 5. Espectro Sísmico de Diseño

El diseño se desarrollo mediante la metodología dinámica Modal Espectral (PAS-2) cuyos periodos y frecuencias de vibración de la estructura del puente corresponden a lo siguiente:

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Para cada modo de vibración se indica el porcentaje de participación de masas de acuerdo a la siguiente tabla.

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Como podemos observar se establece que para el número de modos empleado el porcentaje de participación es superior al 90%. Modos de Vibración:

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Figura 6. Modos de Vibración Fundamentales.

3.2 ANALISIS Y DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA El diseño de la superestructura se realiza con la siguiente metodología: • El predimensionamiento se realiza con base en hojas de cálculo desarrolladas teniendo en cuenta las

propiedades reales de la sección, además de las pérdidas en los cables para el cálculo de los esfuerzos finales.

• Después de realizar el predimensionamiento se construyó un modelo bidimensional con el software MIDAS/CIVIL 2011 V1.1, que permite tener en cuenta el proceso constructivo considerando los efectos de Madurez del Concreto, Flujo Plástico (Creep), retracción de fraguado (shrinkage) y relajación del acero.

El Puente tiene una longitud de 117m y consta de seis (6) luces, compuestas por una placa con esviaje de 0° y 0.20m de espesor. Las luces constan de vigas postensadas de 19.30m de longitud con una separación de 2.35m entre ejes de las mismas. Los materiales de la vigas utilizadas en el diseño, tienen las siguientes especificaciones: Concreto para vigas preesfozadas: Concreto clase A, f´c = 35MPa (5000psi). Acero de refuerzo pasivo: fy= 420MPa (60000psi). Acero de refuerzo Tensionado: fpu= 18900 kg/cm2, fpy= 17000 kg/cm2. A continuación se muestra el análisis y diseño estructural de cada una de las vigas.

3.2.1 ANALISIS Y DISEÑO DE LA VIGA DE 19.30 La geometría y dimensiones de la viga de 19.30m utilizada en el diseño corresponde a la siguiente figura:

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Figura 7. Sección transversal viga de 19.30m (sección transversal)

Se utilizo elementos tipo “beam” para modelar las vigas de sección compuesta, definidas con su forma y rigidez real, por medio del tipo de sección: Composite-I. a continuación se presentan las propiedades de la sección compuesta utilizada en el análisis:

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Figura 8. Sección Compuesta Viga “I” – Viga de 19.30m.

Figura 9. Sección Compuesta Viga en el anclaje – Viga de 19.30m.

Para la viga de 19.30m de longitud, en el primer tensionamiento se tienen dos cables de 7 torones de 0.5” a 100 ton de fue rza de l ga to e n e l a ncla je . En el segundo tensionamiento (una vez se realice el vaciado de la placa y esta alcance el 100% de su resistencia) se tiene un cable más de 7 torones de 0.6” a 142.0 ton de fuerza del gato en el anclaje. En el análisis realizado se incluye para los cables las pérdidas por fricción, curvatura y deslizamiento de cuña en el anclaje. A continuación se muestran las propiedades de los cables donde se muestran los parámetros de fricción, curvatura y relajación del acero considerados en el diseño:

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Figura 10. Cable Tipo de 7 torones φ de 0.5”

Figura 11. Cable Tipo de 7 torones φ de 0.6”

A continuación se muestran las gráficas de fuerza en el tensionamiento para los cables, siguiendo el orden de tensionamiento:

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Figura 12. Pérdidas Iniciales – Cable No 1, viga de 19.30m

Figura 13. Pérdidas a Largo Plazo – Cable No 1, viga de 19.30m

Figura 14. Pérdidas Iniciales – Cable No 2, viga de 19.30m

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Figura 15. Pérdidas a Largo Plazo – Cable No 2, viga de 19.30m

Figura 16. Pérdidas Iniciales – Cable No 3, viga de 19.30m

Figura 17. Pérdidas a Largo Plazo – Cable No 3, viga de 19.30m En el análisis de esfuerzos se tuvieron en cuenta, los límites máximos permitidos, según CCDSP-95, los cuales se muestran a continuación:

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• Esfuerzos temporales antes de pérdidas debidas al flujo plástico y retracción del fraguado, para el

concreto, en miembros preesforzados: Resistencia a compresión del concreto en el momento de la transferencia 0.75* f’c = 263 kg /cm2

Máximo a compresión = 0.55 * icf ' = 0.55 * 263 = 144 kg / cm2

• Esfuerzo bajo cargas de servicio después de que ocurren las pérdidas dependientes del tiempo: Máximo a compresión = 0.40 * cf ' = 0.40 * 350 = 140 kg / cm2

Módulo de rotura, fr = 1.6 * cf ' = 30 kg / cm2

Terminado el proceso constructivo obtenemos los siguientes diagramas de esfuerzos a lo largo de las vigas postensadas. Gráficas esfuerzos en fibras superior e inferior de la sección: Para estado en construcción.

Figura 18. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Viga “I” (Peso Propio Viga+ Primer Tensionamiento) – Viga 19.30m

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Figura 19. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Viga “I” (Peso Propio Viga, Losa y Riostra) – Viga 19.30m

Figura 20. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Sección Compuesta + Segundo Tensionamiento – Viga 19.30m

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Figura 21. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Se adiciona DL02 –Viga 19.30m Gráficas esfuerzos de fibras superior e inferior del puente .Para estado en funcionamiento, Grupo I .

Figura 22. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Sección Compuesta en Servicio – Viga 19.30m A los 10000 días se obtienen los siguientes esfuerzos:

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Figura 23. Esfuerzos en la Fibra Superior e Inferior – Sección Compuesta en Servicio a los 10000 días – Viga 19.30m

Los datos para el diseño de la viga se obtienen del análisis del MIDAS así:

Figura 24. Diagrama de cortante por Cargas Muertas (Peso Propio + DL02) – Viga de 19.30m

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Figura 25. Diagrama de flexión por Cargas Muertas (Peso Propio + DL02) – Viga de 19.30m

Figura 26. Envolvente de cortante por Carga Viva, ML01 (Incluye Impacto) – Viga de 19.30m

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Figura 27. Envolvente de momento por Carga Viva, ML01 – Viga de 19.30m

Figura 28. Diagrama de fuerza Axial por Cables – Viga de 19.30m

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Figura 29. Momento de diseño (ton-m) por Cargas de Servicio (Incluye los cables) – Viga de 19.30m

3.3 TIPOLOGÍA DEL PUENTE

3.3.1 Análisis y diseño de Riostras:

Se suministran 2 barras de diámetro 3/4´´, As = 5.68cm2

Se suministran varillas de diámetro 3/8´´ cada 0.25m

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3.3.2 ANÁLISIS Y DISEÑO DE NEOPRENOS VIGA 19.30

Reacción por carga muerta, CMCM = 27.3 ton

Reacción por carga viva, CVCV = 22.80 ton

Reacción total, Rt = 50.10 ton

Rotación por carga muerta: Se toma del modelo de Midas.Civilθcm = -0.0024 rad

Rotación por carga viva: Se toma del modelo de Midas.Civilθcv = 0.00247 rad

Deformaciones de la superestructura por temperatura:Se asume que existe un diferencial de temperatura de 10° C

∆ temp = α*∆T*L

α= 1.08E-05∆T= 18L= 19.5

∆ temp = 3.79E-03 m

Deformaciones por retracción de fraguado:∆ ret = L* 3E-04

Δret = 0.0003*19.5∆ ret = 0.00585 m

El diseño se realiza mediante el método A, del CCDSP-95

Deformación total del apoyo:∆H =γ∗(∆ temp + ∆ ret)

γ = 1.2∆H = 0.0116 m

hrt ≥ 2∆H 3.175 mm Neopreno

hrt = 0.0231 m 3.175 mm Acero

Se usará un apoyo con hrt = 0.0254 m 12.7 mm Neopreno 25.4 mmNúmero de capas internas, NC = 1 3.175 mm Acero

Espesor capas internas, hri = 0.0127 m 3.175 mm Neopreno

Espesor capas externas, hre = 0.003175 m VIGA L=19.5Máximo esfuerzo de compresión:

σc,TL ≤ GS/β ≤ 70 kg/cm2

σc,TL =Rt/(L*W) G = 9.1 kg/cm2 Módulo de cortante del elastómeroβ = 1 para capas internas

1.4 para capas externasPara capas internas:

S = L*W/[2hri*β*(L+W)Tomando W = 50 cm

DISEÑO DE APOYOS DE NEOPRENO, DUREZA 60, VIGA L = 19.5 m

Δtemp = (0.0000108/°C)*18°C*19.5m

500 mm X 250 mm

hre

hrt

hre

hri

hs

hs

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G*L*W/[2hri*β*(L+W)-Rt/(L*W) = 0 = 2.764E-07L = 19.75 cm

Se tomará L = 25 cm

σc,TL =Rt/(L*W) = 40.08 kg/cm2 < 70.00 kg/cm2 OK

Para capas externas:GS/β = G*L*W/[2hre*β*(L+W)] = 170.60 kg/cm2 > σc,TL = 40.08 kg/cm2 OK

Factores de forma:Para capas internas:

S = L*W/[2hri*β*(L+W) = 7Para capas externas:

S = L*W/[2hre*β*(L+W) = 19Con base en la figura A.10.4.1.2B del CCDSP:

Para capas internas:εi = 2.7%

Para capas externas:εe = 1.5%

Desplazamiento instantáneo por compresión:∆c = Σ εihri = 0.0004382 m

Capacidad de rotación:θmax =2∆c/L = 0.00351 rad Esta rotación debe ser mayor

θmax = 2∆c/W = 0.00175 rad a la de diseño

Rotació de diseño, θd:

θd = θcm + θcv= 7E-05 rad o.ko.k

Chequeo de la capacidad del refuerzo: A-36Se emplea la condición límite para el refuerzo

hs = 300*hri/Fsr donde hs es el espesor necesario de la lámina de acero

Fsr = 1650 kg/cm2 Esfuerzo admisible a la fatiga acero A-36hs = 0.231 cm

Se utilizarán láminas de 3.175mm de espesorhs = 3.175 mm OK

chequeo de estabilidad:

Espesor total del apoyo, H H = hrt+No. de platinas*hs = 2.54 cm

No. de platinas = 2W/3 = 16.67 cm > H OKL/3 = 8.33 cm > H OK

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3.3.3 ANÁLISIS DE INFRAESTRUCTURA

3.3.3.1 Ejes 1 y 7

Para el diseño estructural del pórtico se establece lo siguiente: VIGA CABEZAL DEL PÓRTICO

• Calculo de cuantía mínima por momento de fisuración:

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Figura 30. Refuerzo estribo ejes 1 y 7

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3.3.3.2 Apoyo pila ejes 2 a 6 Para el diseño estructural del pórtico se establece lo siguiente: VIGA CABEZAL DEL PÓRTICO

Figura 31. Diagrama de momentos viga cabezal pórticos 2 a 6

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Figura 32. Diagrama de cortantes viga cabezal pórticos 2 a 6

Figura 33. Refuerzo viga cabezal Ejes 2 a 6