INSTITUCION DE EDUCACIÓN SUPERIOR SUPERIOR INSTITUTO TOLIMENSE DE FORMACIÓN TÉCNICA PROFESIONAL “ITFIP”
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTIVA V (PUENTES)
PROYECTO DISEÑO PUENTE
YEISON DARLEY HERRERA MARIN WILLIAM FERNEY RAMIREZ QUIMBAYO RICKY ALEJANDRO MEJIA CABEZAS
Profesor: ING. ROBBINSON VILLALOBOS
ESPINAL TOLIMA Mayo de 2017
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CONTENIDO ............................................................................................................................ ............................................................. 3 1. INTRODUCCION ...............................................................
2. ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO ............................................................................. 4 ..................................................................................................................... ............. 5 3. PUENTE TIPO LOSA .........................................................................................................
3.1 Carga y denominaciones de Carga ............................................................................................ 5 ........................................................................................... ........................ 7 3.2 Factores y combinaciones de carga ...................................................................
3.3 Factores y combinaciones de carga ................................................................... ........................................................................................... ........................ 8 3.4 Factor de presencia multiple ......................................................................................................8 ....................................................................................................................... ............................................................. 9 3.5 Camión de Diseño ..........................................................
3.6 Resistencia a Flexion ................................................................................................................. .................................................................................................................. .. 9 ........................................................................................................... 11 3.7 Diseño vuelo del tablero. ........................................................................................................... ............................................................................................................................... .......................................................... 11 4. DISEÑO LOSA ..................................................................... ................................................................................................ .................................... 13 4.1 Comprobación de dimensiones ............................................................
4.2 Cargas de Diseño .......................................................................................................................14 .............................................................................................................. ................................................ 15 4.3 Combinación de carga .............................................................. .......................................................................................................................................... ......................................................................23 5. ANEXOS ....................................................................
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1. INTRODUCCION Un puente es una estructura que salva un obstáculo, sea barranco, rio, o vía de comunicación, para permitir el paso de vehículos, peatones, o animales. A lo largo de la historia se han empleado numerosos tipos de diseños, que dependen de los materiales disponibles, técnicas desarrolladas y consideraciones económicas. Siendo la calidad del suelo o roca donde deberá apoyarse un parámetro crítico que garantiza la estabilidad del mismo. La superestructura es una parte fundamental de los puentes pues salvan la luz entre los vanos y soportan directamente las cargas de tránsito. Deben diseñarse de tal manera que no sufran deflexiones para garantizar su correcto funcionamiento. Existen varios tipos de superestructura que dependen de las características físicas y económicas de cada proyecto. Las más empleadas son las conformadas por una losa y vigas longitudinales; siendo las vigas los elementos estructurales que soportan todas las solicitaciones de la superestructura, para luego transmitirlas a la subestructura.
Este documento contiene DISEÑO ESTRUCTURAL para la CONSTRUCCIÓN DE PUENTES VEHICULARE, para comunicar el Municipio de San Luis (Tolima) con el corregimiento de Payande (Tolima); teniendo en cuenta los parámetros de la Norma Colombiana de diseño de puentes CCP – 2014. Este diseño consistirá en la construcción de un puente en concreto reforzado y vigas preesforzadas, con una distancia 47 metros m. Es isostático, usado para el tránsito vehicular con andenes para que circulen los peatones. El sistema constructivo a emplear es en sitio y corresponde a un puente de calzada superior. No considera puentes construidos en esviaje y su sistema estructural lo componen vigas simplemente apoyadas. El contenido de este documento permitirá dar los primeros pasos para estructurarlo, con el fin de buscar la financiación del proyecto.
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2. ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO Como parte del mejoramiento de la infraestructura vial del Gobierno Colombiano, las autoridades gubernamentales han considerado elaborar el proyecto de la modernización de un puente vehicular considerando la administración y operación del puente en el km 05+300 de San Luis conduce al corregimiento de Payande departamento Tolima, en el croquis de localización de la zona, podemos observar el municipio de San Luis, que mejorara la movilidad y dará vialidad del mismo rumbo a la ciudad de Ibagué.
El proyecto busca la agilización de la circulación vehicular de San Luis a la ciudad de Ibagué, como se observa en el aforo vehicular, para lo cual se requiere el proyecto de la construcción de la obra civil del puente, que permitirá la circulación de automóviles, autobuses de pasajeros y camiones de carga, la construcción del puente se hará utilizando vigas, con la finalidad de obtener los elementos reales para su construcción, así construir la estructura, y definir el tipo de construcción adecuada que cumpla con las normas de proyecto el CCP – 14.
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3. PUENTE TIPO LOSA Los puentes tipo viga- losa están constituidos por un tablero asentado sobre varias vigas longitudinales colocadas a intervalos regulares, que se apoyan sobre estribos, pilas, cimentación, sistemas de apoyos y juntas. Pueden ser uno o varios tramos.
3.1 Carga y denominaciones de Carga En el diseño del puente se considerara las cargas subrayadas.
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Fuente CCP-14 (Sección cargas y factores de carga)
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3.2 Factores y combinaciones de carga En la siguiente tabla se detallan los factores de carga que se deben aplicar a las diferentes
Fuente CCP-14 (Sección cargas y factores de carga)
Fuente CCP-14 (Sección cargas y factores de carga)
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3.3 Factores y combinaciones de carga
Fuente CCP-14 (Sección cargas y factores de carga)
3.4 Factor de presencia multiple
Fuente CCP-14 (Sección cargas y factores de carga)
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3.5 Camión de Diseño
Fuente CCP-14 (Sección cargas y factores de carga)
3.6 Resistencia a Flexion Del análisis a última resistencia se obtienes las siguientes ecuaciones con las cuales se va a obtener la cuantía de diseño de la sección: Se determina un valor m definido como:
= ,f’c
Donde, fy= Esfuerzo de fluencia del acero f’c= Resistencia a la compresión del concreto a los 28 días.
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Un valor K, definido como:
=
Donde, Mu= Momento último de la sección b= Ancho de la sección rectangular d= Altura efectiva de la viga
Con las ecuaciones anteriores se determina la cuantía del acero como sigue:
ρ = 1 1 −√ 2∅ Finalmente se determina la cantidad de acero requerida para la sección con la siguiente fórmula:
= ρ
Se debe tener en cuenta que ara emplear las fórmulas anteriores se debe tener como dato lo sigueinte: Materiales: fy y f’c
Dimensiones de la sección: b, h y d. Para determinar la armadura de retracción y fraguado se utiliza la cuantía mínima establecida por la norma CCP-14 de ρmín= 0.002
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3.7 Diseño
La carga por rueda será distribuida en un ancho perpendicular a la dirección del tránsito y está dada por:
= 0,833 + 1140
Donde: E: Ancho de distribución de la carga de rueda en el sentido paralelo a la dirección del tránsito (mm) X: Distancia desde el punto de aplicación de la carga a la sección de la losa que se está calculando (mm)
= ∗
El momento por metro lineal de losa se calculará como:
4. DISEÑO LOSA
Consideraciones iniciales para el diseño de la losa
Luz del puente Longitud-tramo Ancho carril Nro de Carriles Bombeo Separación entre vigas Luz Volado Ancho vereda Altura Vereda Ancho Bordillo parte superior Ancho Bordillo Parte inferior Altura Bordillo
47 mts 23,5 mts 3,6 mts 2 2% 1,8 mts 1 mts 0,65 mts 0,15 mts 0,3 mts 0,35 0,30
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Sección transversal de la losa:
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Los materiales empleados en la losa se muestran a continuación: Concreto
f´c 280 Kg./cm²
γc 2400 Kg./m³
Acero
fy 4200 Kg./cm²
γa 7850 Kg./m³
Carpeta asfáltica
Espesor 0.07 m
γca 2200 Kg./m³
4.1 Comprobación de dimensiones De acurdo con la norma diseño de puentes CCP-14 en la sección 2- características generales de diseño y ubicación podemos evidenciar lo siguiente para el pre-dimensionamiento de losa puente.
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Los materiales empleados en la losa se muestran a continuación: Concreto
f´c 280 Kg./cm²
γc 2400 Kg./m³
Acero
fy 4200 Kg./cm²
γa 7850 Kg./m³
Carpeta asfáltica
Espesor 0.07 m
γca 2200 Kg./m³
4.1 Comprobación de dimensiones De acurdo con la norma diseño de puentes CCP-14 en la sección 2- características generales de diseño y ubicación podemos evidenciar lo siguiente para el pre-dimensionamiento de losa puente.
= 180030+3000 = 160
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Para nuestro diseño adoptaremos un espesor de tablero de 190 mm Longitud en el volado= Mínimo 530 mm (Apendice A4) Longitud en el volado= Adoptaremos 1 m para que me configure el ancho del puente de
acuerdo a la separación de vigas.
ℎ = 0,070 ∗ = 0,070 ∗23,5 = 1,645 ≅ 1,65 = ℎ ∗ 0.30 = 1,65∗ 0,30 = 0.495 ≅ .
Altura de viga Base de viga
4.2 Cargas de Diseño
Cargas permanentes
Para determinar las cargas permanentes se utiliza los pesos específicos de cada material.
CALZADA PESO - LOSA-CALZADA=
0.19 x 2400
= 456 Kg./m²; 4.56 kN/m2
PESO - CAPA ASFÁLTICA =
0.07 x 2200
= 154 Kg./m²; 1.54 kN/m2 TOTAL
=610 Kg./m²; 6.10 kN/m2
VEREDA PESO - LOSA-ANDEN =
0.19 x 2400
= 456 Kg./m²; 4.56 kN/m2
PESO-SOBREALTO-ANDEN = 0.15 x 2400
= 360Kg./m²; 3.60 kN/m2 TOTAL
=8.16 Kg./m²; 8.16 kN/m2
BARANDA BORDILLO ( (A+B)/2)*H
=((.35+.3)/2)x.30 x 2400
BARANDA 4"x1/4"
= 234 Kg./m²; 2.34 kN/m 15 Kg./m ; 0.15 kN/m
TOTAL
=249 Kg./m²; 2.49 kN/m
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Cargas Vivas (sobrecargas)
Sobre carga peatonal= 3.6 kN/m2 Sobre carga Camión de diseño= este valor se obtiene mediante el sowfare Sap 2000
4.3 Combinación de carga (1.25 DC + 1.75 DW) + 1.75 (IM + LL),
Factores de Mayoracion de Cargas en el voladizo
1.25 Tablero (DC) 1.25 Bordillo (DC) 1.25 Anden (DC) 1.75 Sobrecarga Peatoanl(LL) 1.25 Baranda (DC) 1.25 Bordillo (DC) En este tramo de voladizo no interviene las cargas del camion de diseño por lo cual no tanto no se calcula el E (1140+0.8333x)=0
Factores de Mayoracion de Cargas en los tramos M+
1.25 Tablero (DC) 1.25 Superficie de Rodadura (DW) 1.33 Impacto (IM) 1.75 Peso Camion
(1.75∗ 1.33 ) 1 . 7 5∗ 1. 3 3 = 1.65 = .
E=660+0.55*1800=1650 mm
Factores de Mayoracion de Cargas en los tramos M-
1.25 Tablero (DC) 1.25 Superficie de Rodadura (DW) 1.33 Impacto (IM) 1.75 Peso Camion
(1.75∗ 1.33 ) 1 . 7 5∗ 1. 3 3 = 1.670 = .
E=1220+0.25*1800=1670 mm
Para el calculo de los momentos ultimos, se utiliza el sowfare sap 2000. Ver anexos
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5. ANEXOS
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5. ANEXOS
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