DISEÑO DE UN PUENTE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE ANCASH SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO “FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL”
ANALISIS Y DISEÑO DE UN PUENTE DE CONCRETO PREESFORZADO CON EL PROGRAMA CSIBRIDGE
CURSO : Puentes. DOCENTES: Ing. ITA ROBLES Luis. Ing. DEPAZ HIDALGO Fernando
ALUMNO : HUARANGA VEGA H. Adler. Huaraz - 2016
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ANALISIS Y DISEÑO DE UN PUENTE DE CONCRETO ARMADO I.
DATOS DE LAS DIMENSIONES DEL PUENTE
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MODELAMIENTO DE UN PUENTE CON EL PROGRAMA CSiBRIDGE 1. CARGAR EL PROGRAMA CSiBRIDGE: 1.1. Abrir un Nuevo Modelo
1.2. Se mostrara la ventana del nuevo modelo: realizar los cambios de unidades y hacer un click en Blank.
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1.3. Cuando se ha elegido el Blank aparece la ventana de trabajo para el diseño y modelamiento del puente
2. COMANDO Layout: 2.1. Se va al comando Layout para empezar a diseñar los carriles del Puente.
2.2. Definimos el Layout donde se especificara la longitud del puente para así activar el comando del carril (vía), dicho carril estará compuesto por 4 partes (2 carriles curvos, y carril vertical y 1 carril horizontal). 2.2.1. Línea de referencia del tramo 1 Para que el carril salga vertical se ira al comando Preferences para realizar la orientación vertical
Se especificara el ángulo para la orientación vertical, en este caso será 180°
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Se hará click en el icono New para definir el carril
Como siguiente paso se especificara el carril de referencia y su respectiva longitud
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2.2.2. Línea de referencia del tramo 2 Se hará click en el icono New para definir el carril
Como siguiente paso se especificara el carril de referencia y su respectiva longitud
Para generar la forma de curva se hará click en el icono Quick Start y se seleccionará el icono Curve Right
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Hacemos un click en el icono Define Horizontal Layout Data donde se especificara la orientación de la curva y el radio de la curva
Luego de haber realizado todos esos procedimientos se genera la siguiente curva
2.2.3. Línea de referencia del tramo 3 Se hará click en el icono New para definir el carril
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Como siguiente paso se especificara el carril de referencia, su respectiva longitud, su ubicación inicial respecto al tramo 2 y la orientación
2.2.4. Línea de referencia del tramo 4 Se hará click en el icono New para definir el carril
Como siguiente paso se especificara el carril de referencia, su respectiva longitud, su ubicación inicial respecto al tramo 3 y la orientación
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Para definir la curva hacia la izquierda se hará click en el icono Quick Start y luego seleccionar Curve Left
Se mostrara la siguiente forma de la curva
Hacemos un click en el icono Define Horizontal Layout Data donde se especificara la orientación de la curva y se diseñara por tramos la curvatura: se hará click en la segunda línea (curve Left to New
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Bearing at Station) y se seleccionara en la parte superior también la segunda opción (Straight at New Bearing To Station)
Se empezara a generar la curva de 5 en 5 desde la orientación S0E, para lo cual se insertara con el icono Insert Below, hasta llegar a S90E (es un nuevo método que sirve para generar la curva)
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Al final se generara la siguiente línea de referencia de los tramos dando origen al puente combinado con tramo curvo, horizontal y vertical.
2.3. Se define los carriles (vías) para ello se va al comando New
Se definirá los carriles izquierdo y derecho para los 4 tramos trazados. 2.3.1. Para el Tramo 01: Primero empezaremos a definir el Carril (vía) Izquierdo: dentro de la ventana se especificara las coordenadas y la longitud de la vía.
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Se define el carril (vía) Derecho: dentro de la ventana se especificara las coordenadas y la longitud de la vía.
2.3.2. Para el Tramo 02: Primero empezaremos a definir el Carril (vía) Izquierdo: dentro de la ventana se especificara las coordenadas y la longitud de la vía.
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Se define el carril (vía) Derecho: dentro de la ventana se especificara las coordenadas y la longitud de la vía.
2.3.3. Para el Tramo 03: Primero empezaremos a definir el Carril (vía) Izquierdo: dentro de la ventana se especificara las coordenadas y la longitud de la vía.
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Se define el carril (vía) Derecho: dentro de la ventana se especificara las coordenadas y la longitud de la vía.
2.3.4. Para el Tramo 04: Primero empezaremos a definir el Carril (vía) Izquierdo: dentro de la ventana se especificara las coordenadas y la longitud de la vía.
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Se define el carril (vía) Derecho: dentro de la ventana se especificara las coordenadas y la longitud de la vía.
3. COMANDO Home Para Visualizar lo trazado se va al comando More
More/Show Lanes: Se visualizara las dos vías trazadas, para lo cual se selecciona los dos carriles.
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Visualización del puente
Definimos la sección del Pilar donde irán los cables 4. COMANDO COMPONENTS 4.1. Especificamos el Tipo de sección a utilizar
4.2. Generamos una nueva seccion para lo cual hacemos click en New
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4.3. Seleccionamos una seccion de acero
4.4. Escogemos la sección circular (Pipe) para el pilar para las dos secciones.
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4.5. Para generar la forma del pilar de sección variable en función a su longitud. Hacemos click en New, especificamos otra (Other) Propiedad, seleccionamos la Nonprismatic.
Realizamos el enlace de la sección 1 como de la sección 2 para generar el pilote de sección variable
5. COMANDO Advanced 5.1. Para dibujara se especificara el tope y la base del pilar en el plano para lo cual nos vamos a Advanced procederemos a ubicar los puntos
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Hacemos click en el icono Draw Special Joint donde pondremos las coordenadas donde se encuentran ubicados los puntos y la altura a partir del origen de coordenadas (el tope del pilar se encuentra ubicado a 85 pies)
Cada vez que se ubica los puntos se hace un click en el origen de coordenadas para que aparezca el punto que se desea
Hacemos click en el icono Draw Special Joint donde pondremos las coordenadas de la base del pilar (se encuentra ubicado a -32 por debajo del origen de coordenadas)
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Se visualiza los puntos para trazar la longitud del pilote
5.2. Se realizara el trazo de la línea entre ambos puntos para generar el pilote o torre de soporte de los cables para lo cual hacemos click en Draw frame.
Visualización del Dibujo
Siguiendo los procedimientos anteriores se determina los dos puntos para definir el segundo pilote con su respectiva coordenada FIC- UNASAM
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Visualización de los pilotes dibujados
5.3. Vamos a dibujar los puntos donde se ubican los cables (5 pies por debajo de la parte superior del pilote) Hacemos clic en Draw special Joint, especificamos los valores y hacemos click en el tope del pilar para que aparezcan los puntos
Vamos ubicar el punto o altura en el pilote donde se encuentra ubicado el carril para lo cual realizamos los pasos anteriores
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6. COMANDO COMPONENTS 6.1. A continuación vamos a diseñar la sección de la superestructura para lo cual nos vamos al icono Components y hacemos click en New.
Seleccionamos la forma de la superestructura que deseamos dibujar
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Para el diseño de este modelo solo se cambiara el título y el ancho de la superestructura
7. COMANDO BRIDGE 7.1. Generaremos un nuevo modelo donde vamos enlazar los 4 tramos para general el puente que estamos diseñando
7.2. Tramo 1: Empezaremos a generar el primer tramo
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Debemos seleccionar el comando Spens para definir el sección del puente que hemos configurado.
Actualizamos para visualizar el puente y nos vamos al icono Update para generar la visualización
Seleccionamos el tramo diseñado
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Realizamos la configuración en el icono Display para una visualización real
Visualización del Primer tramo
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7.3. Tramo 2: Siguiendo el proceso anterior generaremos el segundo tramo
Actualizamos para visualizar el puente y nos vamos al icono Update para generar la visualización
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7.4. Tramo 3: Siguiendo el proceso anterior generaremos el segundo tramo
Actualizamos para visualizar el puente y nos vamos al icono Update para generar la visualización
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7.5. Tramo 4: Siguiendo el proceso anterior generaremos el segundo tramo
Actualizamos para visualizar el puente y nos vamos al icono Update para generar la visualización
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A continuación vamos a definir en qué lugares de los tramos no necesito estribo debido a que se colocaran columnas que soporten la superestructura los estribos solo estarán ubicados al inicio y al final de todo el puente 7.6. Tramo 1: En el primer tramo ubicaremos donde se encuentra ubicado el primer apoyo para lo cual seleccionamos PUENTE TRAMO 1 y hacemos click en Supports/Abutments.
En el final del tramo no necesito un estribo por tal motivo selecciono End Abutment y especifico con el icono None que no quiero que exista estribo en ese tramo FIC- UNASAM
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7.7. Tramo 2: En el segundo tramo ubicaremos donde se encuentra ubicado los apoyos para lo cual seleccionamos PUENTE TRAMO 2 y hacemos click en Supports/Abutments.
Tanto al inicio como al final del tramo 2 no necesito apoyos por tal motivo selecciono Start Abutment y End Abutment y especifico con el icono None que no quiero que exista estribo en esos tramo
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7.8. Tramo 3: En el tercer tramo ubicaremos donde se encuentra ubicado los apoyos para lo cual seleccionamos PUENTE TRAMO 3 y hacemos click en Supports/Abutments.
Tanto al inicio como al final del tramo 2 no necesito apoyos por tal motivo selecciono Start Abutment y End Abutment y especifico con el icono None que no quiero que exista estribo en esos tramo
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7.9. Tramo 4: En el cuarto tramo ubicaremos donde se encuentra ubicado los apoyos para lo cual seleccionamos PUENTE TRAMO 4 y hacemos click en Supports/Abutments.
Al inicio del tramo no necesito apoyos por tal motivo selecciono Start Abutment y especifico con el icono None que no quiero que exista estribo en esos tramo
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Vamos a definir los elementos indeformables en la superestructura, para así estirar los cables a partir de esos elementos a la parte superior del pilote y así transmitir las cargas al pilote. 8. COMANDO COMPONENTS 8.1. Seleccionamos el Link Properties para definir el elemento indeformable y hacemos click en New y seleccionamos todas las restricciones para que sea indeformable.
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8.2. Vamos a generar solo el del donde se visualizaran los puntos, para ello se configura en el Display, se especifica que no se invisible los puntos
9. COMANDO BRIDGE 9.1. Seleccionamos cada Tramo del puente y especificamos que se visualice solo el eje del Puente
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Vamos a dibujar los puntos para definir el elemento rígido 10. COMANDO ADVANCED 10.1. Hacemos click en Draw Special Joints para ubicar los puntos, cada vez que se quiere ubicar el punto luego de adicionar las coordenadas se hace un click en el origen de coordenadas para que aparezca el punto.
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10.2. Para el segundo punto realizamos los mismos pasos anteriores para definir los puntos
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10.3. Nos acercamos al área de trabajo para lo cual hacemos un Zoom para poder dibujar las líneas hacemos click en Draw Frame para poder dibujar y no se preocupen por la sección que más adelante definirá esta línea se traza para cortar y generar el punto de intersección.
10.4. A continuación vamos a cortar el cruce entre la línea de los elementos rígidos y el eje del carril con la finalidad de generar puntos justo en esa intersección para lo cual seleccionamos las partes donde se intersectan, para lo cual nos acercamos con el Zoom
10.5. Vamos a cortar para generar los puntos FIC- UNASAM
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Seleccionamos la segunda opción que es para romper una línea
Visualizamos que se generan puntos en la intersección
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10.6. Procedemos a borrar las líneas y trazaremos las nuevas líneas con su configuración correspondiente (lin rigido) generado para los elementos rígidos. Hacemos click en Draw Two Joint Link.
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10.7. Realizamos los pasos anteriores (desde el 10.4 – 10.6) para realizar el corte y generar el punto de intersección del segundo pilote donde existirá elementos rígidos.
Seleccionamos la segunda opción que es para romper una línea y generar los puntos de intersección
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10.8. Se dibujan los cables, nos vamos a la vista en 3 d
11. COMANDO COMPONENTS 11.1. Nos vamos a la pestaña componente para definir las propiedades de cable y agregar un nuevo cable
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Agregamos un nuevo cable donde especificaremos la sección del cable
Para dibujar los cables es lo mismo que dibujar las líneas, nos vamos a propiedades avanzadas
Hacemos click en el icono de dibujo de línea y se especifica el tipo de cable, para luego dibujar los cables
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11.2. A continuación vamos a definir la sección de la columna que va soprtar la superestructura, para ello primero definiremos las propiedades del material de Concreto
Generaremos una nueva sección
Especificaremos las dimensiones
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11.3. Definiremos las otras secciones variables dela columna en este caso la base
Generaremos la otra sección del pilar
A continuación se definirá la viga cabezal
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11.4. Definiremos la sección no prismática para ello se ira a generar una nueva sección
Selecciónanos el icono Nonprismatic para generar nuestro pilote junto con la viga cabecera
Configuraremos la columna con la viga cabezal para ello nos vamos a Bents en Componentes
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Modificamos la altura
12. COMANDO BRIDGE 12.1. Agregamos el Bent al objeto puente que me interesa, necesito al final del Primer tramo, uno al final del segundo y otro al final del tercer Tramo, para realizar esta configuración siempre se debe seleccionar el PUENTE TRAMO 1, PUENTE TRAMO 2 y PUENTE TRAMO 3, de forma independiente
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Hacemos click en Supports y Abutments y al final del tramo (End Abutment) especificamos que debe de ir Ben Property
Realizamos la misma configuración en el segundo apoyo del segundo y tercer tramo
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13. COMANDO ADVANCED 13.1. Seleccionamos la base de los pilares para especificar el tipo de apoyo, en este caso sería empotrado
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14. COMANDO COMPONENTS 14.1. A continuación vamos a dibujar la fundación de las bases de la columna que soporta el carril, para ello la unidad del dibujo se colocara en pulgadas para definir los pilotes. Se definirá la sección del pilote para ello nos vamos a Components para definir una nueva sección de acero (Steel)
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La sección de acero definido para el pilote son los siguientes valores
15. COMANDO ADVANCED 15.1. Vamos a definir la sección del área del cabezal de la fundación, para ello nos vamos al icono Advanced en el comando Define.
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Agregamos uno nuevo
En esta Nueva sección se definirá los siguientes parámetros y valores
Para seguir desarrollando voy a colocar las unidades en Pies
Se definirá un planta a la altura de la base de la columna para ello nos vamos al comando Advanced
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Realizamos la modificación el valor colocado dentro de la configuración viene a ser el punto de apoyo de la columna para nosotros es el valor de Z=-28.906
Ponemos la vista en planta del puente (XY), luego se realizara solo la visualización de los puntos de apoyo de las columnas
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Vamos a seleccionar el punto para quitar el apoyo, seleccionamos el punto y nos vamos al comando Advanced – Joints – Restraints, donde liberamos el apoyo
15.2. Vamos a definir los puntos de la sección de la zapata, hacemos click en Draw Special Joint
Especificamos las coordenadas de cada punto en el cuadro y a medida que vamos especificando las coordenadas hacemos doble click en el punto para que se visualice los puntos que se están poniendo
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La visualización en 3D sin salir del icono del dibujo de puntos (Properties Objet)
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15.3. Vamos a dibujar los puntos por debajo de cada uno de los puntos establecidas a una altura de -2.79, hacemos click en cada punto establecido anteriormente para ubicar los siguientes puntos
Seleccionamos los puntos de arriba para borrar
Para visualizar de esta manera se va al comando Home y en el icono de Display (un Check) se configura y se selecciona la opción Standar
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15.4. Vamos a dibujar el área de la zapata, nos vamos al comando Advanced hacemos click en el icono Draw Poly Area
Dentro del Icono configuramos la sección (cabezal) y empezamos a delimitar el área con el puntero
15.5. Seleccionamos el área para dividir áreas
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Editamos para dividir el área en 10x6
Seleccionamos los puntos de forma alternada donde irán los pilotes
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15.6. Esos puntos seleccionados lo vamos a convertir en columna libre y esas líneas libres se les dará las propiedades de pilotes, para ello nos vamos al siguiente icono
Se especificara los siguientes valores dentro del cuadro
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15.7. Seleccionamos los puntos para conectar la columna y la zapata debido a que hay un espesor libre entre los pilotes y la columna
15.8. Luego de haber seleccionado nos vamos al siguiente icono para asignar
Seleccionamos Weld para luego agregar uno nuevo
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Detallamos las siguientes especificaciones en el cuadro
Ya se asignó una unión entre esos puntos
Ahora vamos a colocar la Extrusión para ver como se ve para ello nos vamos al icono de Display
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Visualización del diseño
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