ANALISIS ESTRUCTURAL: PUENTE DE ACERO
1.
INTRODUCCIÓN La función principal de un puente es el d soportar el transito de vehículos u otro tipo tipo sobre un cruce, cruce, que que puede puede ser un río, río, una barrac barraca a o bien bien otra línea línea de transito. Además Además de servir su objetivo especifico en forma segura y económica, un puente puente un puente puente debe debe diseñ diseñars arse e estti estticam cament ente e de modo modo que armoni armonice ce y enrique!ca la belle!a del lugar. "n buen buen proye proyecto cto d puent puente e debe debe tomar tomar en consid considera eració ción n las las condi condicio ciones nes geog geográ ráfi fica cas s y geol geológ ógic icas as del del siti sitio. o. Los Los requ requis isit itos os de altu altura ras s libr libres es,, los los proced procedimi imien entos tos de monta montaje, je, y el mtod mtodo o de constr construcc ucció ión n de la cimen cimentac tació ión, n, afectarán el tipo y claro de la superestructura. Los puentes actuales se identifican por el fundamento arquitectónico utili!ado, como cantilever o de tirantes, colgantes, de arco de acero, de arco de hormigón, de arco de piedra, de vigas trianguladas o de pontones. #uando es necesario respetar el paso de barcos por debajo del puente y no es posible construirlo a la altura precisa se construyen puentes móviles.
2.
OBJETIVO
$eali!ar $eali!ar el análisis estructural de la estructura de puente, puente, para comprender comprender la distribución de esfuer!os en el mismo.
3.
MARCO TE TEORICO Cargas mueras: La carg carga a mue muerta rta sobr sobre e un pue puente puede divi ividirs dirse e en dos parte rtes% la correspondiente al piso y la correspondiente a la estructura principal en sí. &l peso del piso de un puente puede determinarse mediante u diseño preliminar del mismo, pudindose entonces utili!ar ese peso en los cálculos de cargas que act'an sobre la estructura principal. principal.
(ara un punte de ferrocarril, la carga de piso consiste en las vías, los durmientes y el balasto sobre un piso de concreto o de acero) además, puede haber guardavías y conceptos diversos. (ara un puente de camino, el sistema de piso puede consistir en una losa de concreto con una superficie de desgaste, de asfalto o de concreto. &n un puente ortotrópico, el piso lo forma una placa de acero con una superficie de desgaste hecha de materiales asfálticos y epó*icos. &l peso de la estructura en si debe estimarse antes de disenar o anali!ar la estructura. La importancia de una estimación correcta aumenta con la longitud el claro del puente. (ara un claro corto, el peso de la estructura principal puede representar solo una porción menor de la carga vivia y carga muerta total. (ara un claro grande, ese peso puede constituir una buena parte de la carga total, y cualquier error en la estimación afectaría en forma apreciable a los esfuer!os calculados. (or consiguiente es esencial hacer una estimación ra!onablemente precisa para una terminación rápida del diseño de puentes de claros grandes.
Cargas !"!as e "m#a$% +eóricamente, parece obvio que los puentes deben diseñarse para las cargas vivas reales que se espera que lleguen a soportar. &n la practica esto resulta difícil de lograr) primero, por que hay toda clase vehículos y combinaciones que deben ser soportados pr un puente, y segundo por que a menudo resulta imposible predecir el peso de los vehículos del futuro. (or lo tanto, se ha vuelto en la practica el diseñar los puentes para cargas de diseño estándar-, que son representativas de los vehículos considerados nominalmente como má*imos. e utili!an esfuer!os permisible con un factor de seguridad apropiado, de modo que puedan resistirse las sobre cargas sin dañar la estructura. La carga viva estandar para puentes de caminos, en los &stados "nidos de /orteamrica, es la carga 0) la letra 0 denota camiones de carretera 1high2ay truc3s4, y la designa el trailer remolcado por el camión 1semitrailer4 . esta carga la especificó inicialmente la AA05 en 6786, cuando la 09: era la carga má*ima estandar, que representaba a un camión de 9: ton 1inglesa4 de peso. A la fecha la carga estandar es la 09:;;. &l impacto sobre los puentes de caminos está dado por a formula de la AA05%
&ORMULA DE IMPACTO La cantidad permisible en que se incrementan los esfuer!os se e*presa como una fracción de los esfuer!os por carga viva, y se determinara con la formula siguiente% <= 16>.9;4 ? 1L @ 8.6:4 Bonde% < =
E
(ara pisos de cal!ada, emplear la longitud del claro marcada en el proyecto.
E
(ara miembros transversales, tales como pie!as de puente, usar la longitud del claro del miembro, entre centros de apoyo.
E
(ara calcular momentos debidos a cargas de camión, usar la longitud del claro. (ara tramos en voladi!o, se usara la longitud desde el centro de momentos hasta el eje más alejado del camión.
E
(ara esfuer!o cortante debido a cargas de camión, usar la longitud de la parte cargada del claro, desde el punto en consideración hasta la reacción mas alejada. (ara tramos en voladi!o, considrese el 8:C.
E
&n claros continuos, emplese la longitud del claro considerado para momento positivo y para momento negativo, el promedio de los dos claros adyacentes cargados.
Carga 'e !"e(%: probablemente es la mas incierta la acción del viento sobre los puentes que las magnitudes de las cargas verticales. (ara puentes de claros cortos y anchos , en los cuales la estabilidad lateral rara ves es un problema, es indiferente la magnitud de la carga de viento a considerar, puesto que no afectará el diseño del puente. &l contra venteo lateral y los arrostramientos contra el despla!amiento lateral de dichos puentes deben poseer rigide! ra!onable, y no es probable que sean afectados por los esfuer!os calculados que origina el viento.
(ara puentes relativamente largos y angostos, la carga de viento utili!ada no sólo controlará el diseño del contraventeo, sino que con frecuencia afectará tambin a los miembros principales de carga del puente. &n los puentes cargantes fle*ibles de claros grandes, no es la carga de viento estática la que puede causar problemas, sino más bien su acción dinámica, la que en ocasiones pueden llegar a causar fallas) por consiguiente estos puentes deben diseñarse para incluir la resistencia dinámica. in embargo, se han diseñado puentes de tipos y claros comunes para resistir solamente la fuer!a estática del viento, y la e*periencia ha demostrado que dicho enfoque del problema es usualmente satisfactorio. La magnitud de la carga de viento a usar en el diseño varía con las localidades y depende de las especificaciones.
A()*"s"s S+sm"$%: Aspecto importante que se debe tomar en cuenta para el diseño de la estructura y de los dispositivos de apoyo. Las nuevas especificaciones de diseño se han desarrollado en base a los siguientes principios%
Los puentes deben resistir los sismos menores dentro del rango elástico sin ning'n daño.
Beben resistir sismos moderados dentro del rango elástico con daño reparable.
Beben resistir sismos severos sin llegar al colapso total ni parcial, se aceptan daños reparables. &n cimentaciones no se aceptan daños
&l proceso de diseño se deben utili!ar intensidades realistas para el sismo de diseño.
,.
METODOLO-A DE APLICACIÓN AN/LISIS ESTRUCTURAL PREDIMENSIONAMIENTO.
Longitud del (uente
=
9;.:: m.
/'mero de vías del (uente
=
9 vías
Ancho vial
=
.:: m.
&spesor de la losa
=
6: cm.
$esistencia del concreto
=
96: 3g?cm9.
Fluencia del acero de refuer!o en la losa
=
;9:: 3g?cm 9.
(eso específico del concreto armado
=
9;:: 3g?cm8.
Asfalto
=
>cm.
La sobrecarga móvil a considerarse será de un convoy de carros 0 9:E6G.
METRADO DE CAR-AS
2.00m
2.00m
2.00m
2.00m
6.00m
6.00m
6.00m
6.00m
Carga Muera :
Losa
%
;*:.6:*6*9;::
=
7G: Hg?ml
Asfalto
%
;*:.:>*6*9;::
=
;: Hg?ml
>:*;.::*6
=
9:: Hg?ml
(eso (ropio %
0D
1, 4g5m*
(ara el nudo 6 y > % ( = 6G;:*8
P ,62 7g (ara los nudos 9,8 y ; % ( = 6G;:*G
P 68, 7g5m*
&ntonces tendremos el siguiente modelado estructural%
&sfuer!os en las barras por acción de la carga muerta%
Carga !"!a:
e asumirá un camión 0 9:E6G , que da la carga móvil% 4
16
4.3m
16
5.0m
0allamos las Líneas de
&sfuer!os en las barras a causa de la carga unitaria que nos sirve para hallar las Líneas de
La línea de influencia de la barra se confeccionará colocando la carga unitaria cada 8 metros desde el origen en el apoyo articulado.
e escogerán las barras mas críticas de las barras superiores e inferior las barras
$ 9$%m#res"(;< e 9ra$$"(;< = 'e *as '"ag%(a*es g 9ra$$"(;< > 9$%m#res"(;
BARRA
. m
$ e g >
:.:: :.:: E:.:7 E:.:7
DISTANCIA A LA ?UE ESTA LA CAR-A UNITARIA 3. . 6. 12. 1@. 18. 21. m E:.8> :.G9 :.8; E:.>9
m E:.I> 6.68 :.G6 E:.I;
m E6.97 6.:7 :.G6 E:.G
Línea de Influencia para la barra c:
Línea de Influencia para la barra e:
m E6.>: :.I> :.;6 E:.;7
m E6.6I :.>> :.86 E:.8I
m E:.I> :.8 :.9: E:.9>
m E:.8I :.67 :.6: E:.69
2,. m :.:: :.:: :.:: :.::
Línea de Influencia para la barra g:
Línea de Influencia para la barra h:
"tili!ando las líneas de influencia se determina la má*imas cargas a*iales provocadas por la carga móvil%
BARRA
M)"mas &ueras A"a*es
$ e g >
E;8.;8+n 8;tn 6.>>+n E99.6;tn
Cargas 'e Im#a$%:
e determina el coeficiente de impacto
I =
BARRA $ e g >
15.24 24 + 38
=
0.25
<
0.3
M)"mas
&uera 'e
&ueras A"a*es
Im#a$%
E;8.;8:.9> 8;:.9> 6.>>:.9> E99.6;:.9>
= = = =
E6:. .>: ;.G; E>.>;
CAR-A TOTAL: BARRA
CAR-A MUERTA
$ e g >
CAR-A VIVA CAR-A DE M/IMAS &UERAS IMPACTO AIALES
E97.>9 99.6; 66.GI E6>.:;
E;8.;8 8; 6.>> E99.6;
CAR-A TOTAL
E6:. .>: ;.G; E>.>;
E8.8tn G;.G;tn 8;.6tn ;9.I9tn
#on estas cargas despus de amplificarlas de acuerdo con el mtodo con el cual se va a diseñar se pueden calcular los perfiles
@.
CONCLUSIONES RECOMENDACIONES: •
.
Jue las lineas de influencias ayudan a los esfuer!os má*imos.
BIBLIO-RA&A DE CONSULTA
Análisis &structural-
Análisis, Biseño y construcción de (uentes-
$usell #. 0ibbeler
+ercera &dición
Kerencia
$eglamento /acional de #onstrucciones#onstrucción
#amara (eruana de la
UNIVERSIDAD NACIONAL “JORGE BASADRE GROHMMAN” FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO - PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
PUENTES DE ACERO
CURSO
:
ANÁLISIS ESTRUCTURAL II
DOCENTE
:
ING. EDGAR CHURA AROCUTIPA
ESTUDIANTE :
DICK LÓPEZ VALLENAS
CÓDIGO
:
96-15279
AÑO
:
TERCERO
TACNA — PERÚ
200
