Analisis Estructural Del Puente

ANALISIS ESTRUCTURAL DEL PUENTE LA BREÑA (PILCOMAYO) CÁTEDRA:

ANALISIS ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL II

CATEDRÁTICO: ING. RONALD SANTANA TAPIA

ALUMNO: VILCAHUAMAN ALUMNO: VILCAHUAMAN ALVINAGORTA ALVINAGORTA DANI

SEME SE MEST STRE RE

: VIII

1 HUANCAYO-PERÚ

ANALISIS ESTRUCTURAL II

RESUMEN EJECUTIVO

En el presente trabajo domiciliario se desarrolla el análisis estructural del del puente “LA BREÑA” ubicado en el distrito de Pilcomayo, dicho puente interconecta a la población de los luares de la maren i!"uierda y la maren derecha del #alle del $antaro% El análisis análisis está enmarcado en es"uemas, es"uemas, secciones secciones y elementos del puente puente los cuales están lle#ados a modelos matemáticos "ue para su desarrollo y cálculo nos ayudamos ayudamos con los m&todos reali!ados reali!ados en clase, as' como la #eri(icación #eri(icación con los proramas del )r% *uo Escaletti +armaduras% L-. y el prorama comercial -AP /000%

MODELAMIENTO DEL PUENTE UNCP

INGENIERIA CIVIL -


INTRODUCCIÓN Los puentes metálicos son estructuras imponentes "ue se construyen con rapide!% -in embaro, tiene un alto costo y además se encuentran sometidos a la acción corrosi#a de los aentes atmos(&ricos, ases y humos de las ciudades y (ábricas% Por ello, su mantenimiento es caro% -on numerosos los puentes metálicos de cercha e1istentes en el pa's tanto para #eh'culos como para (errocarril, dise2ados en el e1tranjero y ensamblados en el sitio, hasta la d&cada de los 30 del silo pasado% Posteriormente, los puentes de concreto postensado de #ias 4, reempla!aron los metálicos de cercha, con bene(icio para la inenier'a nacional% 5na de las mayores #entajas del acero son6 su construcción en el taller y la (acilidad de traslado al sitio para su armado7 esto le permite competir con los puentes de concreto prees(or!ado, en sitios inhóspitos de la eora('a nacional, o cuando el (actor tiempo de construcción es una #ariable (undamental para la obra%


INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II MARCO TEORICO PUENTE Es una estructura reticular "ue (acilita las acti#idades a"uellas "ue pudieran encontrar di(icultad en sortear un obstáculo natural o una #'a de circulación terrestre o mar'tima% Las (unciones principales de un puente son6 •

-oportar el tránsito de #eh'culo o de otro tipo sobre un cruce, "ue puede ser

•

un rio, una barranca o bien otra l'nea de tránsito% -er#ir de (orma seura% -er económico% )ebe dise2arse est&ticamente de modo "ue armonice y enri"ue!ca la

•

belle!a de sus alrededores% 8ormalmente se colocan dos cerchas paralelas "ue se arriostran entre s'7 la

• •

transmisión de las caras de los #eh'culos se hace en dos tipos6 de tablero in(erior +la (orma más com9n. y de tablero superior, se9n el álibo sobre el cauce lo permita%

ARMADURA La armadura es una #ia compuesta por elementos relati#amente cortos y esbeltos conectados por sus e1tremos% La cara (ija del peso del pa#imento y la cara mó#il "ue atra#iesa el puente se transmiten por medio de las #iuetas trans#ersales del tablero directamente a las cone1iones de los elementos de la armadura%

PUENTES METÁLICOS En estos puentes además de las cerchas paralelas se usa un conjunto de #ias trans#ersales "ue trasladan las caras de peso propio y de los #eh'culos a los nudos in(eriores de la cercha% Para alimentar las #ias trans#ersales se usan tambi&n #ias lonitudinales sobre las cuales se apoya directamente la placa de concreto re(or!ado "ue sir#e de tablero al puente%


INGENIERIA CIVIL -


PUENTE CON CELOSÍAS METÁLICAS Los puentes de acero construidos han permitido alcan!ar luces importantes% Los puentes sobre #ias metálicas pueden #encer luces de hasta :; m +similar al prees(or!ado tradicional., mientras "ue con puentes metálicos en celos'as se ha alcan!ado los <0 m, y con puentes metálicos en arco se ha lleado hasta =00 m, constituyendo luces importantes%

Características de los puentes metálicos •

Uniformidad.- Las propiedades del acero no cambian considerablemente

•

con el tiempo% Alta resistencia.- La alta resistencia del acero por unidad de peso implica "ue será poco el peso de las estructuras, esto es de ran importancia en

•

puentes de randes claros% Durabilidad.- Las estructuras durarán de (orma de(initi#a si tienen un

•

adecuado mantenimiento% Ductilidad.- Es la propiedad "ue tiene un material de soportar randes de(ormaciones sin (allar bajo altos es(uer!os de tensión% La naturale!a

•

d9ctil permite (luir localmente e#itando (allas prematuras% Tenacidad.- Poseen resistencia y ductilidad, siendo la propiedad de un material para absorber ener'a en randes cantidades%


INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II •

Elasticidad.- -e acerca más a la hipótesis de dise2o debido "ue siue la

•

ley de *oo>e% Costo de recuperación.- -e los puede reutili!ar como chatarra%

TIPOS DE APOYOS: Las pilas corresponden a la parte de la subestructura "ue soporta el tablero de la superestructura, las cuales tienen cimentación super(icial o pro(unda a tra#&s de pilotes o caissons% La mayor'a son en concreto re(or!ado y de tipo muro, columnas con #ia cabe!al y torre metálica% -e presenta el tipo de apoyos (ijos y mó#iles identi(icados en los estribos, encontrando "ue la mayor'a son placas de neopreno, apoyos de rodillos y apoyos tipo balanc'n%

Alunos tipos de apoyo en puentes +a% Placas de neopreno, b% ?ijo de acero, c% Balanc'n, d% Rodillos.%

TIPOS DE PUENTES METÁLICOS 1. Puentes con armaduras poligonales o parabólicas


INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II El cordón superior es de (orma polional con su punto de mayor peralte en el centro% El cordón in(erior es eneralmente hori!ontal%

. Puentes con armaduras rectangulares El cordón polional es el cordón hori!ontal%

!. Puentes con armadura de tablero superior @ueda totalmente debajo del tablero, el cual se apoya sobre las placas de los cordones superiores%

". Puentes con armadura de tablero superior -ostiene al tablero por medio de las placas o pasadores de sus cordones in(eriores%

#. Puentes con armadura de tablero inferior uyas #ias armadas están unidas por encima del ni#el del tablero por elementos de arriostra miento%


INGENIERIA CIVIL -


Elementos de un puente de armadura de tablero in(erior

$. Puentes de arma%ón lateral 8o tiene arriostramiento uniendo a sus cordones superiores%

&. Puentes de armadura de '('s' ?ue patenti!ada por los estadounidenses hermanos Pratt en =<::% Esta con(iuración se distinue por tener sus diaonales siempre bajando en dirección al centro del tramo, de (orma "ue sólo están sujetas a tensión% Puede #ariar se9n su silueta sea rectanular o polional% Las armaduras polionales de 8Cs de tramos del orden de los cien metros pueden tener diaonales adicionales "ue no alcancen de cordón a cordón, denominadas subdiaonales%


INGENIERIA CIVIL -


). Puentes de armaduras 'doble ('s' En =<:D se patenti!ó, en la cual los postes #erticales "uedan más cercanos unos a otros y las diaonales los atra#iesan por sus puntos medios hasta terminar en el pró1imo panel%

*. Puentes de armadura de '+,s' ?ue patenti!ada en =<:< por dos inenieros británicos% Esta con(iuración tiene sus diaonales en direcciones alternadas y eneralmente combinadas con elementos #erticales o postes% 5na #ariación de &sta tiene dos sistemas de diaonales en direcciones opuestas, la armadura de Cs, tambi&n conocida como sistema Ei((el% La armadura de celos'a tiene tres sistemas de diaonales tipo  superpuestos%


INGENIERIA CIVIL -


1. Puentes de armadura rígida ombinan las planchas y estribos de los puentes de placas con las #ias y estribos de los de #ia7 esta combinación (orma unidades sencillas sin articulaciones de unión entre las pie!as% -on armaduras de acero rodeadas de hormión% )e orien muy reciente, resultan sumamente 9tiles para separar en ni#eles los cruces de carreteras y (errocarriles% En estos cruces suele ser con#eniente "ue la di(erencia de ni#eles sea m'nima y los puentes de la clase "ue nos ocupa son susceptibles de recibir menor altura en un mismo tramo "ue los otros tipos%

11. Puentes de armadura sencilla Las armaduras de los puentes modernos adoptan muy #ariadas (ormas% Las armaduras Pratt y arren, de paso superior o in(erior, son las más utili!adas en puentes de acero de tramos cortos% Para los puentes de tramos laros se emplea la armadura Par>er, de cordón superior cur#o, tambi&n llamada armadura Pratt, y para los de #anos laros y #ia de celos'a sencilla se utili!an estructuras con entrepa2os subdi#ididos% Las armaduras para #anos laros están subdi#ididas en (orma "ue la lonitud de los larueros no sea e1cesi#a7 a medida "ue aumenta la anchura del #ano, debe hacerlo la altura de la armadura tanto para e#itar las (le1iones e1cesi#as como por ra!ones de econom'a% Los miembros metálicos de los puentes con #ia de celos'a se construyen de muy di#ersas (ormas%


INGENIERIA CIVIL -


Armadura lenticular del puente de -altash +=<;F.

1. Puentes de igas laterales Los primeros puentes establecidos por la humanidad (ueron puentes de #ias6 troncos atra#esados sobre r'os u hondonadas% uando el hombre tu#o bestias de cara se #io obliado a colocar dos o más troncos juntos y tender sobre ellos una cubierta o piso plano para "ue &stas pudieran pasar% uando la distancia a sal#arse resultaba mayor "ue la lonitud práctica de las #ias de troncos, se recurrió a la colocación de tramos de maderos sobre una serie de soportes intermedios o pilas% La #ia es una estructura hori!ontal "ue puede sostener cara entre dos apoyos sin crear empuje lateral en &stos% En este tipo de estructura se desarrolla compresión en la parte de arriba y tensión en la parte de abajo%


INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II DISEÑO

CARGAS (MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES-MTC) CA/0A PE/2A(E(TE6 Peso Propio de la estructura, Peso de la super(icie, #eredas, as(alto, etc%

CA/0A 3A/4A56E7 A"uellas donde se obser#a #ariaciones (recuentes y sini(icati#as, en &stas se encuentra los pesos de los #eh'culos, personas, tambi&n las (uer!as de (renado y aceleración, #ariaciones de temperatura, etc%

CA/0A E8CEPC49(A6E6 A"uellas donde la probabilidad de ocurrencia es muy baja como por ejemplo debido a las colisiones, e1plosiones, incendio, etc%

C. 343A 29346 E( PUE(TE El códio AA-*4G de(ine di#ersos tipos de caras mó#iles "ue act9an sobre los di(erentes componentes de los puentes6 camiones de / ejes +*-/0, *-=;., camiones de H ejes +*-/0I::. y caras distribuidas e"ui#alentes al (lujo #ehicular, con eje de caras concentradas%


INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II CARGAS VIVAS DE DISEÑO La a!"a #$#a %!!&'%*$&+& a a*a #,a '&! a '/0a *&: • •

amión de dise2o o tándem tomando los e(ectos más des(a#orables% -obrecara de dise2o%

Ca0$1 *& *$'&2% Las caras por eje y los espaciamientos entre ejes serán6 de =:%D< tn espaciados de ;%H a F%0 m%


INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II T*&0 *& *$'&2% onsistirá en un conjunto de / ejes cada uno con ==%/ tn espaciados a =%/0 m% la distancia entre ruedas de cada eje en dirección trans#ersal será de =%<0m%

S%3!&a!"a *$'+!$3/$*a -e considerara una sobrecara de FD0 >Jm uni(ormemente distribuida en dirección lonitudinal sobre a"uellas porciones del puente en las "ue se produ!ca un e(ecto des(a#orable% -e supondrá "ue esta sobre cara se distribuye uni(orme mente sobre un ancho de Hm

en dirección trans#ersal% Esta sobrecara se

aplicara tambi&n sobre a"uellas !onas donde se ubi"ue el camión o el tándem de dise2o% 8o se considerara e(ectos dinámicos para esta sobrecara%

Ca!"a &4/$#a&+& La cara distribuida está unida a un eje trans#ersal de caras concentradas con el propósito de modelar el e(ecto de un conestionamiento #ehicular sobre el puente% $ediante el eje trans#ersal de la cara concentrada se modela la e1istencia de al9n #eh'culo de mayor cara en al9n luar del tren de #eh'culos conestionados%

S%3!&a!"a & #&!&*a' Las #eredas y los elementos "ue soportan deberán dise2arse para una sobrecara de H30 >Jm/ actuante en los tramos "ue resulten des(a#orables en cada caso y simultáneamente con las caras #i#as debidas al peso de los #eh'culos%


INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II VARIACIONES DE TEMPERATURA: (MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES 5 MTC)

CA/0A : C9254(AC49(E DE CA/0A ;(9/2AE.*< Las caras nominales serán las caras m'nimas de dise2o establecidas en la 8orma E%0/0 aras% La resistencia requerida de la estructura y sus elementos debe ser determinada para la adecuada combinación crítica de cargas factor izadas. El efecto crítico puede ocurrir cuando una o más cargas no estén actuando.

............................................(1)

LINEAS DE IN6LUENCIA El concepto de la l'nea de in(luencia es 9til para establecer las condiciones más des(a#orables de solicitación en estructuras "ue presentan un comportamiento lineal y soportan caras mó#iles, por ejemplo puentes% 5na cara mó#il produce distintos e(ectos como puede ser6 reacciones, es(uer!os internos +$(7$t787@.,despla!amientos, etc% MODELAMIENTO DEL PUENTE UNCP

INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II DAT9 DE6 PUE(TE 6A 5/E=A

S7 8.90 H7 ;.<=0 A7 8.>0 L7 9.? &7 .?;0 .=;0 &a7 .;0

SECCIÓN DEL PUENTE


INGENIERIA CIVIL -


CA6CU69 2ET/AD9 DE CA/0A El metrado de caras se hará para un solo carril teniendo las siuientes caracter'sticas6 Peso espec'(ico del concreto armado6 /;00>JmH Peso espec'(ico del as(alto6 //00>JmH

Carga permanente C2 Peso de la losa

6 D%/< 1 0%/; 1 /%;J/

K /%/D; tnJm

Peso de las #eredas6 0%/; 1 0%;3 1 /%;J/  0%=; 1 0%;3 1 /%;

K 0%H<; tnJm

Peso del as(alto

K 0%:0= tnJm

6 D%/< 1 0%0; 1 /%/J/

$ K H%03= tnJm

Carga ariable C3 -obrecara de dise2o +*LIFH.

 K 0%FD

tnJm

ara #i#a en #eredas K 0%;3 1 0%H3 K 0%/0= tnJm M K=%=D= tnJm

CA/0A >6T42A CU Aplicando la ecuación +=. tenemos

CU ? 1.@!.$1[email protected]&1 CU ?#.#"&tBm 34TA 6ATE/A6


INGENIERIA CIVIL -


DETA66E DE 6A ECC49(E


INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II CA/0A D4T/45U4DA PA/A E6 A(A644

CA/0A C9(CE(T/ADA E( 69 (UD9

34TA E( !D DE T9DA 6A ET/UCTU/A


INGENIERIA CIVIL -


A(A644 C9( E6 P/90/A2A DE6 D/. ECA6ETT4 ;A/2ADU/A. 86<


INGENIERIA CIVIL -


DETA66E DE ECC49(


INGENIERIA CIVIL -


A(A644 C9( E6 P/90/A2A AP


INGENIERIA CIVIL -


2A8429 DEP6AA24E(T9 PA/A CA/0A D4T/45U4DA

D4A0/A2A DE UE/A A84A6E


INGENIERIA CIVIL -


A(A644 DE 69 E6E2E(T9 92ET4D9 A UE/A A84A6E D4A09(A6 ;Arriostre tubular< barra 1" Relación de Esbelte! +=1D%=:
6a fuer%a a@ial para este caso será7 ? K =F:%0< tn G$PRE-G8 Aplicando la ecuación de Euler para elementos esbeltos Radio QiroK0%0DD
29(TA(TE ;perfil 4< "& ? K /H%<; tn 4RAG8 cumple la condición

5/4DA 4(E/49/ ;perfil doble T< barras !"  !#


INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II ? K ::0%=: tn 4RAG8 cumple la condición

5/4DA UPE/49/ ;perfil doble T< barras 1  11 Relación de esbelte! +=1<%3J0%0F;;. K F0%=0 D0 N F0%=0 N /00

6a fuer%a a@ial para este caso será7 ? K "!1.! tn G$PRE-G8 Aplicando la ecuación de Euler para elementos esbeltos Radio QiroK0%0F;;m A K 0%0/0< m/ A-4$ AFF/ ?yK;0Osi ?cr K =DD3D,=Ftn Pu K ?cr K 0%<;1=DD3D, =F10%0/0< K H;0tn N :H=%/H tn

CUAD/9 DE 69 DEP6AA24E(T9 C9( E6 P/90/A2A DE6 D/. ECA6ETT4 : AP


INGENIERIA CIVIL -


A(A644 E( AP PA/A CA/0A PU(TUA6E


INGENIERIA CIVIL -

ANALISIS ESTRUCTURAL II El despla!amiento es similar al calculado anteriormente

Cuadro comparatio despla%amientos en nudo central

Cuadro comparatio de las fuer%as a@iales


INGENIERIA CIVIL -


C9(C6U49(E •

•

Los datos obtenidos del prorama del )r% -caletti y corroborados por el -AP #ar'an en los decimales por lo "ue considera una di(erencia despreciable% El análisis del puente está basado en las normas E0%F0 y en el manual de dise2o de puentesImtc%


INGENIERIA CIVIL -

Analisis Estructural Del Puente

Recommend Documents