Descripción: Diseño de puente, de las propiedades geométricas de la sección.
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Diseño de Un Puente Tipo CajonFull description
memoria de calculo de una alcantarilla tipo cajón de concreto armadoDescripción completa
Descripción: Diseño de Un Puente Tipo Cajon
calculo de estribo para un puente
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Descripción: CAJON
diseño de estribo+ alasFull description
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Hoja de cálculo para diseño de estribos de puentesDescripción completa
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DISEÑO ESTRIBO TIPO CAJON
M.F.B. VERSION 2.0
DISEÑO DE ESTRIBO TIPO CAJON PROYECTO: PROYECTO: ESTRIBO IZQUIERDO IZQUIERDO PUENTE HUMAYACU HUMAYACU DATOS : Factor de seguridad deslizamiento F SD SD= 1.50 Factor de seguridad por volteo FSV= 2.00 Angulo de fricción interno = 32.00 grados Coeficiente de empuje activo Ka= 0.31 Coeficiente de fricción deslizamiento f= 0.55 1.80 ton/m3 g = Peso eso del del relleno Peso muro de concreto = 2.40 ton/m3 Sobrecarga Ws/c= 1.00 ton/m2 Altura equivalente por sobrecarga Ho= 0.56 m. Altura de la pantalla Hp= 5.35 m. Capacidad portante del suelo Gt= 2.50 kg/cm2 Altura de la cimentación Hz= 2.00 m. Altura de socavación Hs= 1.00 m. Altura total para empuje activo H=Hs+Hp H=Hs+Hp = 6.35 m.
1.0 FUERZAS RESISTENTES 1.1 PESO PROPIO DEL ESTRIBO Esta dado por el peso propio del estribo mismo, para evaluar este peso se ha dividido el estribo en secciones simples fáciles de calcular su peso, así como su brazo de palanca con respecto a la arista exterior, en nuestro caso la distribución se ha hecho de la siguiente manera (Ver gráficos) : A
1.2 PESO DEL RELLENO Se considera el peso de la tierra de relleno que gravita sobre la zapata, al igual que el caso del cálculo del peso propio del estribo se debe dividir el relleno en secciones fáciles de calcular su peso y su brazo de palanca (Ver gráficos) A
B
C
D Donde:
4
4
1
1
Elemento 01: Relleno sobre cimiento 1, sin considerar columna ni viga lateral Elemento 02: Relleno sobre cimiento 2 Elemento 03: Relleno bajo la viga frontal Elemento 04: Relleno sobre viga lateral Elemento 05: Descuento de viga lateral metrada como relleno Elemento 06: Descuento de columna lateral metrada como relleno
2
A
B
C
D
PLANTA TIPICA
4
DISEÑO ESTRIBO TIPO CAJON
M.F.B. VERSION 2.0
1
6
3
X
CORTE A-A
X
CORTE B-B
2 3
X
CORTE C-C
ELEMENTOS
X
LONGITUD m.
ESPESOR m.
2.67 1.67 0.83 1.90 4.57 0.70
1.20 6.26 7.44 0.70 0.70 0.40
DIMENSIONES DEL RELLENO Elemento 01: relleno sobre cimiento 1 sin considerar columna ni viga lateral Elemento 02: relleno sobre cimiento 2 Elemento 03: relleno bajo la viga frontal, de Elemento 04: relleno sobre la viga lateral Elemento 05: descuento viga lateral metrad Elemento 06: descuento de columna lateral
2
CORTE D-D
ALTO m. 5.35 5.35 3.30 2.05 0.60 3.30
NUMERO VECES 2.00 1.00 1.00 2.00 -2.00 -2.00
BRAZO m. 3.67 3.17 1.92 5.95 4.62 4.60
PESO ton.
MOMENTO ton-m.
61.71 100.67 36.68 9.82 -6.91 -3.33 198.64
226.47 319.14 70.43 58.40 -31.92 -15.30 627.21
1.3 SOBRECARGA EN RELLENO DEL ESTRIBO Se considera una sobrecarga de 1 ton/m2 en el relleno del estribo por efecto del tráfico cercano al estribo, esta sobrecarga también se utiliza para el incremento del empuje sobre el estribo ELEMENTOS
LONGITUD m. Sobrecarga (proyectada sobre cimiento 1) 1.00 Sobrecarga (proyectada sobre cimiento 2) 1.00
ESPESOR m. 2.67 1.67
ALTO m. 1.20 6.26
NUMERO VECES 2.00 1.00
BRAZO m. 3.67 3.17
PESO MOMENTO ton. ton-m. 6.41 23.52 10.45 33.14 16.86 56.66
1.4 CARGAS Y REACCIONES DEL PUENTE La carga pemanente del puente está dado pro el peso propio del puente como son las vigas principales, secundarias y la losa; y el peso muerto como es el peso del asfalto, las veredas, barandas, etc. La reacción calculada corresponde a un puente típico de 1 vía La reacción por sobrecarga corresponde al tren de carga HS20 del reglamento AASHTO en su última versión. BRAZO m.
PESO ton.
MOMENTO ton-m.
DISEÑO ESTRIBO TIPO CAJON
M.F.B. VERSION 2.0
Reacción por carga permanente Reacción por sobrecarga
1.6 1.6
76.60 70.12 146.72
122.56 112.19 234.75
2.0 FUERZAS ACTUANTES 2.1 FUERZA DE FRICCION Originada por las dilataciones o contracciones del puente ubicado en la posición más desfavorable que es cuando afecta la estabilidad del estribo. En el cálculo de esta fuerza interviene el tipo de material del puente, las variaciones de temperatura y el tipo de junta de dilatación por lo que se ha elaborado una hoja de cálculo para diferentes luces del puente: BRAZO PESO MOMENTO m. ton. ton-m. Fuerza de fricción 7.60 4.00 30.40
2.2 FUERZA LONGITUDINAL POR CARGA VIVA Originada por el frenado y aceleraciones de los vehículos que transitan en el puente, se aplica a 1.83 m (6 pies) sobre el nivel de la losa del tablero y su magnitud es el 5% de la sobrecarga del puente BRAZO PESO MOMENTO m. ton. ton-m. Fuerza longitudinal de frenado 9.43 3.51 33.06
2.3 EMPUJE DE TIERRAS Para el cálculo de empuje de tierras se ha utilizado el método de Rankine
S/C P1
Peso de losa aproximac.= Ancho pantalla frontal Bp= Ancho de cimentacion Bc=
0.6 ton/m2 9.26 m 10.26 m Hp
E1 Y1 P2
Hc
Hs
E2 P3 nivel de socavación
SIN CONSIDERAR EMPUJE PASIVO DE L A CIMENTACION Empuje con sobrecarga Empuje sin sobrecarga p1= 0.49 ton/m2 p1= 0.18 p2= 3.45 ton/m2 p2= 3.14 p3= 4.00 ton/m2 p3= 3.70 E1= 97.65 ton E1= 82.43 E2= 38.24 ton E2= 35.09 Y1= 3.01 m Y1= 2.88 Y2= 0.49 m Y2= 0.49
ton/m2 ton/m2 ton/m2 ton ton m m
2.4 FUERZA DE SISMO (puente de un solo tramo) Según el AASHTO (sección 3.10.9), los puentes de un solo tramo no requieren un análisis sísmico detallado. La conexión entre el puente y el estribo debe diseñarse para resistir una fuerza horizontal igual a la reacción por carga permanente multiplicado por el coeficiente de aceleración de la zona. De acuerdo con el Reglamento Nacional de Construcciones la fuerza sísmica está dada por la siguiente expresión: Fsismo=
ZUS C R
P
Norma Técnica de Edificación E-030
Factor de zona Z= 0.3 (zona 2) Factor de Uso U= 1.3 (edificaciones tipo B) Parámetro de suelos S= 1.2 Factor de Amplificación Sísmica C= 1. 25 Período del suelo Tp= 0.6 seg æ Tp ö C = 2.5 ç ÷ Altura del estribo He= 9.1 m è T ø Coeficiente CT= 60 Período de la estructura T= 0.15 seg (He/CT) C= 2.50 Coeficiente de Reducción R= 7.5 (para muros de concreto armado) C/R>=0.1 0.33
£ 2.5
DISEÑO ESTRIBO TIPO CAJON
M.F.B. VERSION 2.0
ZUCS/R=
0.16 Usar :
0.20
Para la carga permanente se está considerado el peso permanente de las superestructura Ppermanente= 76.60 ton Entonces la fuerza de sismo será: Fsismo= Ysismo
15.32 ton 7.60 m
2.5 PRESION DE TIERRAS DEBIDO AL SISMO Simultáneamente a la fuerza de sismo, actúa la presión activa bajo sismo que se analiza por el método de Mononobe Okabe descrito en AASHTO en la sección 11.6.5 Apéndice A El empuje activo de tierras debido al sismo está dado:
E AE = K AE =
1 2
YH 2 (1 - K V )K AE COS2 (F - T - B)
æ COS( T) COS (B) COS(D + B + T ) çç1 + è 2
Donde: Peso unitario del relleno Y= Altura total del estribo H= Ancho del estribo (pantalla frontal) Bp= Alto de la cimentación Hc= Ancho de la cimentación Bc= Angulo de fricción del relleno F= T= arc tan K H/(1-KV) Angulo de fricción entre el relleno y el estribo D= Coeficiente de aceleración vertical KV= Coeficiente de aceleración horizontal KH= Angulo de inclinación d el terreno i= Angulo de la pendiente de la ca ra interior de estribo B=
SEN(F + D) SEN(F - T - i ) ö ÷ COS (D + B + T) COS (i - B) ø÷
ton/m3 m (hasta nivel de socavación) m m m grados grados grados
grados grados
Reemplazando: K AE= E AE= Y AE=
0.38 129.17 ton 3.18 m
( se recomienda que actua en H/2, ver Apéndice A,seción 11 AASHTO)
3.0 VERIFICACION DE ESTABILIDAD 3.1 CONDICION I: ESTRIBO SIN PUENTE Y CON RELLENO SOBRECARGADO P= Hr= Mr= Ha= Ma= FSD= FSV=
584.77 321.63 1,725.51 135.89 312.15 2.37 5.53
ton ton ton-m ton ton-m > >
1.50 BIEN 2.00 BIEN
VERIFICACION DE PRESIONES SOBRE EL TERRENO A= B= C= D= Area= Xc= I= Xo= e= B/6= B/6>e
10.26 5.00 4.00 6.26 45.04 2.22 77.83
m m m m m2 m (centro de gravedad) m4
C
A
CIMENTACION
2.42 m. 0.19 m. 0.83 m. ¡BIEN! DENTRO DEL TERCIO CENTRAL
B Xo
P
D
DISEÑO ESTRIBO TIPO CAJON
q1= q2= q3=
M.F.B. VERSION 2.0
0.97 kg/cm2 BIEN
3.2 CONDICION II: ESTRIBO CON PUENTE Y CON RELLENO SOBRECARGADO P= Hr= Mr= Ha= Ma= FSD= FSV=
731.49 402.32 1,960.26 143.39 375.61 2.81 5.22
ton ton ton-m ton ton-m > >
1.50 BIEN 2.00 BIEN
VERIFICACION DE PRESIONES SOBRE EL TERRENO Xo= e= B/6= B/6>e
2.17 m. -0.06 m. 0.83 m. ¡BIEN! DENTRO DEL TERCIO CENTRAL
q1= q2= q3=
1.74 kg/cm2 BIEN
3.3 CONDICION III: ESTRIBO CON PUENTE Y SISMO (SIN SOBRECARGA) P= Hr= Mr= Ha= Ma= FSD= FSV=
644.51 354.48 1,791.42 144.49 526.53 2.45 3.40
ton ton ton-m ton ton-m > >
1.50 BIEN 2.00 BIEN
VERIFICACION DE PRESIONES SOBRE EL TERRENO Xo= e= B/6= B/6>e
1.96 m. -0.26 m. 0.83 m. ¡BIEN! DENTRO DEL TERCIO CENTRAL
q1= q2= q3=
Manuel Flores B. Versión 2,0
1.91 kg/cm2 BIEN
q3
ANALISIS
ANALISIS ESTRUCTURAL DE ESTRIBOS TIPO CAJON PROYECTO: ESTRIBO IZQUIERDO PUENTE HUMAYACU
1.0 CARGA VIVA
Reacción por sobrecarga en el estribo Reacción por sobrecarga PL= Ancho de columna frontal Longitud eje apoyo Excentricidad Momento por sobrecarga ML=
70.12 ton 35.06 ton (por cada viga principal) 1.13 m 0.40 m 0.17 m 5.78 ton-m
2.0 CARGA MUERTA Reacción por carga permanente estribo Reacción por carga permanente PM= Momento por sobrecarga ML=
76.60 ton 38.30 ton (por cada viga principal) 6.32 ton-m
3.0 PRESION DE TIERRAS Angulo de fricción interna = Coeficiente de empuje activo Ka = Peso del relleno = Ancho de pantalla Bp= Longitud tributaria columnas interiores = Longitud tributaria columnas exteriores= Altura pantalla Hp = Altura pantalla frontal superior =
32.00 0.31 1.80 9.26 3.09 1.54 5.85 2.25
grados ton/m3 m m m m m
P1= P2= P3= P4= W E= ME1= ME2=
1.92 4.99 3.84 9.99 1.40 1.62 3.24
ton/m ton/m ton/m ton/m ton/m ton/m ton/m
4.0 SISMO EQ Fuerza de sismo en estribo Fsismo = Fuerza de sismo en estribo en cada eje=
15.32 ton 7.66 ton
Página 7
ACERO
BASE DE DATOS (A No 2 3 4 5 6 8 11
DES Ø 1/4" Ø 8 mm Ø 3/8" Ø 12 mm Ø 1/2" Ø 5/8" Ø 3/4" Ø 1" Ø 1 3/8"
