a. PREDIMENSIONAMIENTO SUPERESTRUCTURA:

Para peso propio nicamente f`c (MPa) = 25fy (MPa) = 420

(medidas en metros)

Luz de diseo -la mayor- (m) = 35espesor W (m) = 25

Luz entre 15 y 36 m es adecuado el uso de viga cajn en concreto reforzado.

P (altura de vigas) = 0.055 (para luz contnua) L = 1.925 m

P adoptada = 1.95 m

Smax = 1.5 P = 2.925 m

Long Volado max = S/2 = 1.4625 m

Long Volado asumida = 1.35 m

Espesor de la viga = 0.25 m

Cantidad de vigas = 9Clculo de la separacin = [25m - 2*(1.35)}]/8 = 2.756 m

Sefectivo para tabla espesores losas = 2.506 mSefectivo para tabla espesores losas (unides inglesas) = 8 ft 3 in

Espesor losa superior (in) = 8 1/8 = 20.6 (cm)

Espesor losa inferior (in) = 6 1/4 = 15.9 (cm)

Espesores adoptados: losa superior (m) = 0.21losa inferior (m) = 0.16

Acartelamientos

De vigas:

Vista superior vigas

De losa inferior

Vista transversal vigas interiores

Propiedades geomtricas seccin tipo

E = 3900 raiz (fc) = 3900 raiz (25) = 19500 MPa

Predimensin columna central

Se considera que el = 2.4 ton / m3

rea de la seccin en cajon = 128.35 ft2= 11.92 m2

Peso por metro de seccin cajn = A x = 28.62 ton/m

Carga aproximada para predimensin de la columna central:

Peso propio de la seccin cajon * longitud aferente =28.62 x(18+35)/2= 758.37 Ton

Area de la seccin completa 460.71 ft2= 42.80 m2

Area aligeramiento = 30.88 m2

Ancho supuesto seccin completa 1.00 m

Peso seccin completa en el apoyo sobre la columna (aligeramiento)= 74.11 Ton

Peso de acartelamiento =

0.16

0.2 L1 = 5 0.2 L2 = 7

b) Anlisis de Cargas:

CARGA PERMANENTEDC :carga uniforme (seccin cajn) = 28.62 Ton/mcarga puntual (seccin llena) en el apoyo central = 111.16 Toncarga puntual (seccin llena) en los extremos = 74.11 Toncarga debida a acartelamiento losa inferior* = 0 Ton/mcarga debida a acartelamiento vigas* = 0 Ton/m

DW:Carpeta asfaltica = 170*25/1000 = 4.25 Ton/mBarreras tpicas con anden = 1.3 Ton/mDuctos =

agua: (3*3.14/4*(16*0.0254)2 0.389 Ton/mgas + electricidad y telfono: 3x75 0.225 Ton/m

Total DW = 6.16 Ton/m

Carga total uniforme ( DC+DW) = 36.21 Ton/m

CARGA VIVA

Para la carga viva se emplea el camin C-4095

Dicho camin se hace circular por ambas luces del modelo del puente, de tal manera que seproduzcan los mximos esfuerzos.

Las cargas por eje se afectan por el factor de impacto segn A.3.4.3.1. (factor = 1.21)debido a que en 25m el mmero de carriles es mator que 4, se afect este coeficiente por0.75 segn A.3.4.7.1 Reduccin de la intensidad de la carga.

Unicamente con fines de predimension consideramos un un incremento en la carga de 3% debido aacartelamiento lo cual es conservador y sera validado en la etapa de diseo.

*Unicamente con fines de predimension consideramos un un incremento en la carga de 3% debido aacartelamiento lo cual es conservador y sera validado en la etapa de diseo.

Predimensin de las columnas

Peso total apoyo central =

Peso viga cajon aferente DC +DW 959.64 Toncarga puntual 102.72 Ton

subtotal 1062.36 Tonacartelamiento 31.87 Ton

Total 1094.23 Ton

Area columnas = P/ (fc0.10)= 43769.22 cm2

Se suponen 2 columnas circulares de diametro: 166.93 cm

Por lo tanto se dejan 2 columnas circulares de 1.70 m c/u

Lvol = 0.4 S = 0.4 * 11.56 = 4.62

c) Clculo fuerzas Ssmicas

1. Definicin categoria de comportamiento ssmico:Grupo de Importancia = I (puentes urbanos grupos escenciales) A.3.5.3A = 0.20 (Bogot) A.3.5.2.2Coeficiente de sitio S = 1.5 no se tiene suficiente informacin A.3.5.2.4Por lo tanto tenemos CCS-C A.3.5.3.2

Debido a que el puente pertence al grupo de importancia I debe cumplirse lo establecido en A3.5.2.3que establece que debe hacerse un estudio para determinar los coeficientes de aceleracin Asse anexa el estudio definitivo de anlisis de cimentaciones del Ingeniero Luis Fernando Orozcose tom este con el fin de aplicar un espectro real.

2. Definicin procedimiento mnimo de anlisis ssmico:

s/ Tabla A.3.5-4 se tiene PAS-1

3. Clculo del periodo de la estructura

Se tiene: K = 12EIc/H3 donde H =6+1.95/2 = 6.96

Clculo inercias efectivas

Como : P/fcAg = 1133.72*1000/250/2/22686.5 = 0.0999

Como : I = 0.409983 m4

factor de correccin de inercia 0.46

I efectiva = 0.188592 m4

4.Calculo de Kx LONGITUDINAL 130892 kN/m

Suma de las inercias de las dos columnas como voladizos.

Clculo de la rigidez transversal Ky

Ky = 12EIc/H3 261783 kN/mKy 261783 kN/m

Modelo equivalente para carga transversal

p(x) = 1 kN/m

Ky = 261783 kN/m

= p(x)*L /K = 2.025E-04 m

K = P(x) L / o = 261783 kN/m

T = 2 raiz (M/K) =

donde M x g = 1159.60 Tonf = 11596.00843 kN

M = 1159.60084 kN s / m

Ty = 0.418 s

tomado de Luis Fernando Orozco Estudio Calle 9 K 67

asi para T=0.427 Sa= 0.75

entonces Fhy = W x Sa = 8697.01 kN*

*fuerza en columna central dado el modelo matemtico, donde el prtico asume todo el sismo

Modelo equivalente para carga longitudinal

p(x) = 1 kN/m

Kx = 130892 kN/m

= p(x)*L /K = 4.049E-04 m

K = P(x) L / Do = 130892 kN/m

T = 2 raiz (M/K) =

donde M x g = 1159.60 Tonf = 11596.01 kN

M = 1159.60 kN s / m

Tx = 0.591 s

asi para T=0.601 Sa= 0.750

entonces Fhx = W x Sa = 8697.01 kN**fuerza en columna central dado el modelo matemtico, donde el prtico asume todo el sismo

Clculo de los desplazamientos debidos a las fuerzas smicas

Sentido longitudinal = 0.066 m

Sentido transversal = 0.033 m

Diseo del asiento de los apoyos del puente de acuerdo con A.3.5.9.3 CCP 200 -94

Como el puente se encuentra clasificado como CCS - C; se debe cumplir con la siguiente longitudmmima de apoyo:

N = 30.5 + 0.25 L + 1.0 H

L = 53 m

H = 6.96 m

N = 50.71 cm

Debido a que el desplazamientos es 0.069 m, se considera el ancho de silla de acuerdo con el valor de NSe propone que el apoyo en el estribo tenga mnimo 0.50 m.

Peso de la losa = 0.504Peso de la capa de rodadura= 0.180Total carga muerta losa superior 0.684 T/m2

Camion C40-95

S= 2.525 m

Impacto= 0.376 0.3 I = 16/(40+L) A.3.4.3.2.1

3.1 Por carga Muerta 0.436 Tm/m MD=0.10*D*S^2

3.2 Por carga Viva 1.913 Tm/m MD= 0.8*P*(S+0.6)/8 A.4.2.2.1.1P= 7.5 T Carga de rueda

4.1 Carga Muerta del Voladizo

P baranda (0.25x2.4) = 0.6 T/mMomento debido a la baranda 0.69 T.m/mMomento de Peso propio placa 0.588 T.m/mMomento debido al bordillo 0.2352 T.m/mMomento Carga Muerta Voladizo 1.5132 T.m/m

4. Momentos Flector en el Voladizo

DISEO DE LA LOSA SUPERIOR REFUERZO PPRINCIPAL PERPENDICULAR AL TRAFICOA.4.2.1.2

1 Carga Muerta

2 Carga Viva Linea de Rueda

3. Momentos Maximos en la luz de la losa

4.2 Momento por carga vivaA.4.2.4 Refuerzo perpendicular al trafico. Cada rueda en el elemento perpendicular al trafico debedistrbuirse sobre un ancho E= 0.8*X + 1.1 "

Factor de impacto 0.393 0.3P= 7.5 TAncho de distribucion E 1.64 E= 0.8*X + 1.1 " A.4.2.4

Momento carga Viva 2.744 Tm/m ML=P*X/E

5.1 Momento Ultimo en la luz de la losaMD= 0.436 T.m/mML= 1.913 T.m/mM(L+I) 2.4872 T.m/m

Grupo I - Resistencia UltimaMu = 1.3*(MD +1.67*M(L+I)) A.3.12.1

Mu= 5.967 T.m/m

5.2 Momento Ultimo en el Voladizo

MD= 1.513 t.m/mML= 2.744 t.m/mM(L+I)= 3.567 t.m/mMu 9.711 t.m/m

5 Obtencion de Armadura en la losa

5.3 Armadura en la losa

Mu=0.9*As*Fy*(d-0.59*As*Fy/Fc*b)

Fy= 420MPaFc= 25MPad= H-0.05 16 mb= 100cmMu= 5.967 T.m/m

Resuelta la ecuacion de momento ultimo obtenemos:As= 10.55

= As/b*d 0.00502381

Chequeo de la cuatia maxima del acero

b=0.85*Fc*1/4200*(0.003*Es/(0.003*Es+Fy)

para 1 = 0.85Fc= 250 kg/cm2Fy= 4200 kg/cm3Es= 2040000 kg/cm41= 0.85

Chequeada la cuantia balanceada obtenemos

b= 0.02550353

Chequeo de la cuatia maxima del acero

b=0.85*Fc*1/4200*(0.003*Es/(0.003*Es+Fy) A.7.8.5.1para 1 = 0.85Fc= 250 kg/cm2Fy= 4200 kg/cm3Es= 2040000 kg/cm41= 0.85

Chequeada la cuantia balanceada obtenemos

b= 0.02550353

Asmin = 0.005*AliALI= area de la losa inferior.

Peso propio = 0.384 ton/mMomento ltimo = 0.1w s2 = 0.245 tonmAs = 0.0013

Asmin= 0.005*Li*ei

Asmin= 8 cm2

Barras No 4 As= 1.29cm2 0.16125Se emplea N4 c/0.16

Asmin = 0.004*ALiein= 16 cmAsmin = 0.004*100cm*16cm

Asmin= 6.4 cm2

En barras No 4 As= 1.29cm2 cada 0.2015625

No excede los 45 cm por lo tanto O.K

Diseo de Columnas

A = 22686.5 cm2

Carga muerta axial de la columna = 579.80 TonCarga axial viva incluyendo impacto = 12.45 x ancho / 2 = 157.63 Ton

DISEO DE LA LOSA INFERIOR

1. Armadura minima paralela a los nervios.

A.7.9.2.3.1 Por lo menos el 0.4 % del area de la aleta debe colocarse en la placa inferior paralelo a la luzde la viga. El efuerzo puede colocarse en una sola fila y la separacion no debe exceder 45 cm.

La ASSHTO ( 8.17.2.3.1 recomienda una armadura minima paralela a los nervios igual al 4% del area dela losa inferior

Se deben colocar barras No 4 @ 20 cm paralela a los nervios

1 Armadura minima Normal a los nervios

A.7.9.2.3.2 Por lo menos el 0.5 % de la seccion tranversal de la placa, calculado con base en el menorespesor, debe colocarse en la placa inferior, perpendicular a la luz de la viga. Este refuerzo deberepartirse en las dos caras con separacion maxima de 45 cm todo el refuerzo transversal de la carainferior debe llevarse hasta la cara exterior de las vigas laterales del cajon y ancalarse mediante ganchosde 90o

Fuerza horizontal en cada columna 434.85 Ton

D L+I EQGRUPO 579.80 157.63 434.85

I 1 1.67 0IA 1 2.2 0IB 1 0 0II 1 0 0 Se repite IBIII 1 1 0IV 1 1 0 Se repite IIIV 1 0 0 Se repite IBVI 1 1 0 Se repite IIIVII 1 0 1VIII 1 1 0 Se repite IIIIX 1 0 0 Se repite IBX 1 1.67 0 Se repite I

Haciendo las combianciones I y VII, se disea lacolumna para las carga y factores adecuadosobteniendo:

As (2%)= 746.61 cm2 = 51.4 N 14

Diagrama de momento curvatura de la seccinCon estribos cada 10 cm N3 en la zona de los apoyos y cerca alsa nudo hasta L/3

Mp = 15098 kNm0.2 Mp = 3019.6 kNmPdl = 5798.00 kN = F/ k = 0.0664 m Pdl = 385.24 kNm

Por lo tanto adoptando el criterio de Caltrans se ignoran los efectos de esbeltez en las columnas.

Estribos

Predimensionamiento:

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 0.00001 0.00002 0.00003 0.00004

Mom

ento

(kN

m )

curvatura (1/m)

Momento (kN-m)

1.95

Diseo voladizo superior

= 1.8 F'c = 21 MpaKa = 0.33Hllave = 1.95

Peso llave

5

Momento 1 = 0.3*2.15*(0.5+0.15)2.4 = 1.0062 tonmMomento 2 = 0.5*2.4*0.25*2.4 = 0.72 tonmMomento 3 = 0.32/2*0.6*2.4 = 0.0648 tonmMomento 4 = -(0.33*1.8*4.35*4.35/2*4.35/3) = -8.149 tonmMomento 5 = (EAE-Momento 4)*4.35*0.60 = ver nota = -24.24 tonm

Momento -30.600 tonmMomento ultimo = -39.781 tonm

Sismo segn (Mononobe Okabe)

2As = 2502.06 mm2 N 7 0.113506471

N 6 C/ 0.10

REP = 0.0018X500X1000 = 900 cm2/mN 4 c/0.13

Reparticin parte superior = N 4 c/0.12 alternadas

LLave de cortante

Se disea para 0.3 Reaccion de la carga muerta en el estribo, pues no se conoce lacapacidad de los pilotes

Fllave = 347.88 Ton

Asv = 50 *207 = 10350 m2f =90 = 1.57 rad = 0.6n = 0.2 f'c = 0.050 Ton/cm2 < 0.056 Ton/cm2fy = 4.2 Ton/cm2(senf + cos f ) = 0.601Avf = 205.09 cm2

N As Cantidad8 5.06 40.4945747

EAE =1 ( 1-Kv) KAE H2