Manual de Puentes

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO

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Colonia Murata Hiroshi. Trevejo Almandoz Diana.

6 de enero de 2018

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ANÁLISIS Y DISEÑO DE PUENTE DE JANGAS CON CSIBRIDGE, EMPLEANDO ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO DE PUENTES AASHTO – AASHTO – LRFD LRFD PRESENTACIÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL-2017-2

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ANÁLISIS Y DISEÑO DE PUENTE DE JANGAS CON CSIBRIDGE, EMPLEANDO ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO DE PUENTES AASHTO – AASHTO – LRFD LRFD PRESENTACIÓN


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ANÁLISIS Y DISEÑO DE PUENTE DE JANGAS CON CSIBRIDGE, EMPLEANDO ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO DE PUENTES AASHTO – AASHTO – LRFD LRFD INDICE


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ANÁLISIS Y DISEÑO DE PUENTE DE JANGAS CON CSIBRIDGE, EMPLEANDO ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO DE PUENTES AASHTO – AASHTO – LRFD LRFD

I

1.1

CARACTERÍSTICAS DEL PUENTE

TIPO Y MATERIALES DEL PUENTE PUENTE TIPO VIGA SIMPLEMENTE APOYADO

medida Ancho de Vía Ancho de carril Ancho de Vereda Luz del puente Espesor del Asfalto

7.20 3.60 0.75 70 0.05

und m m m m m

CONCRETO SUPER ESTRUCTURA Resistencia Modulo elástico del concreto

medida

und

4 3570.03

ksi ksi

TENDÓN (Grado 270) medida und Resistencia a la Fluencia (fpy) Resistencia Última (fpu) Módulo de Elasticidad (Ep) Área del Tendon Tendon Load Stress

243 270 28500 2.4 189

ksi ksi ksi in² Ksi

Cables con disposición parabólica ACERO ASTM A615 G40

DIAFRAGMA Espesor= 30 cm /a 1m,35 m y 69 m


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ANÁLISIS Y DISEÑO DE PUENTE DE JANGAS CON CSIBRIDGE, EMPLEANDO ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO DE PUENTES AASHTO – LRFD

1.2

CARGAS CARGAS UTILIZADAS

Baranda Vereda espesor Asfalto 0.05 m de espesor Peatonal

1.3 1.3.1

medida

und

0.1 0.36 0.1125 0.36

Ton/m Ton/m² Ton/m² Ton/m²

SECCIONES APOYO

IMAGEN 1 Dimensiones de la sección Apoyo

1.3.2

CENTRO DE LUZ

IMAGEN 2 sección centro de Luz


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1.3.3

VARIACIÓN DE LA SECCIÓN

IMAGEN 3 sección genérica del puente

1.4

VARIACIÓN DE LA ALTURA Y EL ANCHO DEL PUENTE

Tabla 1 Variación de la Altura

Progresiva

(m) 0

Peralte total H

(m) 3

Variación Parabólica del peralte H (m) 0

3.5

3.046

7

3.111

10.5 14 17.5 21 24.5 30 35 40 45.5 49 52.5 56 59.5 63 66.5 70

3.176 3.241 3.306 3.37 3.435 3.5 3.5 3.5 3.435 3.37 3.306 3.241 3.176 3.111 3.046

3


0.046 0.111 0.176 0.241 0.306 0.37 0.435 0.5 0.5 0.5 0.435 0.37 0.306 0.241 0.176 0.111 0.046 0

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Tabla 2 variación del ancho de la viga

Ancho

Progre siva

de viga B (m)

(m)

1.5

0

0.7

5

0.5

5

0.5

65

0.5

65 70

0.5

VARIACIÓN VARIACIÓN LINEAL CONSTANTE VARIACIÓN LINEAL

0.7

BARRAS DE ACERO ubicación en altura, medida a partir de la superficie de rodadura: − − − − − − −

02 02 02 02 02 02 02

ø ø ø ø ø ø ø

de de de de de de de

1/2” 3/8” 3/8” 3/8” 3/8” 3/8” 1/2”

localizado localizado localizado localizado localizado localizado localizado

a a a a a a a

0.065, 0.638, 1.148, 1.658, 2.168, 2.678, 2.935,

continuo bastones de 6.44 metros bastones de 6.44 metros

bastones de 6.44 metros bastones de 6.44 metros bastones de 6.44 metros continuo ver detalle


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1.6

TENDONES

1.6.1

APOYOS

IMAGEN 4 POSICIÓN DE LOS TENDONES X=0/X=70 mts

1.6.2

EN EL CENTRO DE LUZ


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IMAGEN 5 POSICIÓN DE LOS TENDONES x=35 mts

II Modelamiento del puente en el csi BRIDGE 2017 2.1

Cargar el Programa Csi Bridge 2017

PROCEDIMIENTO Abrir un nuevo modelo para el modelamiento.

EJECUCIÓN Hacemos click, en File, luego seleccionamos New Model


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PROCEDIMIENTO Abrir un nuevo modelo para el modelamiento.

2.2

EJECUCIÓN − −

Cambiamos las unidades a Tonf/m/C. Seleccionamos Blank, para comenzar el nuevo modelo

DEFINIR EL EJE DEL PUENTE

PROCEDIMIENTO

EJECUCIÓN

Definir el eje del puente -Hacemos click en Layout Line


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PROCEDIMIENTO Definir el eje del puente

EJECUCIÓN -Añadimos una New Línea. -Definimos un nuevo nombre EJE. -Definimos la luz del puente = 70 m. -Aceptamos OK. RESULTADO

COMENTARIO -Se detalla el eje del puente en el programa. -hacer zoom para poder ver el eje completo.


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2.3

DEFINIR LOS NÚMEROS DE CARRILES

PROCEDIMIENTO DEFINIR LOS NÚMEROS DE CARRILES

EJECUCIÓN -Hacemos click en lanes

PROCEDIMIENTO Definir Los números de carriles Carril Izquierdo.

EJECUCIÓN 1.-Añadimos una New Lane. 2.-Definimos un nuevo nombre CARRIL IZQUIERDO. 3.-Definimos el ancho de carril 3. 6 m, y el centro del carril -1.80 m en el tramo inicial 0 m y el tramo final 70 m. 4.- Definimos los extremos del carril. 5.-Aceptamos OK.


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PROCEDIMIENTO Definir Los números de carriles Carril Derecho

EJECUCIÓN 1.-Añadimos una New Lane. 2.-Definimos un nuevo nombre CARRIL DERECHO. 3.-Definimos el ancho de carril 3. 6 m, y el centro del carril 1.80 m en el tramo inicial 0 m y el tramo final 70 m. 4.- Definimos los extremos del carril. 5.-Aceptamos OK. RESULTADO


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ANÁLISIS Y DISEÑO DE PUENTE DE JANGAS CON CSIBRIDGE, EMPLEANDO ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO DE PUENTES AASHTO – LRFD COMENTARIO -Se detalla los dos carriles definidos. -para poder visualizar los carriles: Hacer click a Display. − Seleccionar Lanes. −

1.- Seleccionar los 2 carriles. 2.- Activar la opción show lane width( Mostrar ancho de carril) 3.- Aceptar Ok

RESULTADO


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2.4

DEFINIR LOS MATERIALES

PROCEDIMIENTO Definir los materiales ( Concreto, acero, tendon)

2.4.1

EJECUCIÓN − −

Hacemos click en components Seleccionamos Materials

DEFINIR EL CONCRETO

PROCEDIMIENTO Definir el concreto


EJECUCIÓN − − −

Hacemos click en add new material. Seleccionamos 4000 psi Aceptamos ok

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PROCEDIMIENTO

EJECUCIÓN

Definir el concreto

− − − −

2.4.2

Definimos el nombre MATERIAL SECCION CAJON. Editamos el módulo de Elasticidad E=3570.0306 ksi (1) Verificamos la Resistencia de 4 ksi (2) Aceptamos OK.

DEFINIR EL ACERO

PROCEDIMIENTO Definir el Acero



Hacemos click en add new material (1). Seleccionamos ASTM A615 G 40(2). Aceptamos ok(3).

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PROCEDIMIENTO Definir el Acero

EJECUCIÓN − −

2.4.3

Definimos el nombre ACERO DE REFUERZO Aceptamos OK.

DEFINIR EL TENDON

PROCEDIMIENTO Definir el Tendon



Hacemos click en add new material (1). Seleccionamos ASTM A416 G 270(2). Aceptamos ok (3).

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PROCEDIMIENTO

EJECUCIÓN

Definir el TENDON

− − − −

2.5

Definimos el nombre MATERIAL TENDON. (1) Editamos el módulo de Elasticidad E=28500 ksi (2) Verificamos la Resistencia de 243 Y 270 ksi (3) Aceptamos OK.(4)

DEFINIR LA SECCIÓN DEL PUENTE

PROCEDIMIENTO Definir la sección del puente


EJECUCIÓN − −

Hacemos click en components. Seleccionamos Deck sections

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PROCEDIMIENTO

EJECUCIÓN

Definir la sección del puente

− −

PROCEDIMIENTO Definir la sección del puente

Seleccionamos add new sections (1). Seleccionamos ext.girders vertical(2).

EJECUCIÓN -Definir y llenar los datos de la sección de apoyo del puente.


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COMENTARIO -el f3 Horizontal y vertical se consideran 0 por que existen varias inclinaciones y solo nos interesa la inclinación final f4.


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2.6

DEFINIR EL DIAFRAGMA

PROCEDIMIENTO Definir el Diafragma del puente.

EJECUCIÓN − −

PROCEDIMIENTO Definir el Diafragma del puente.

EJECUCIÓN − − − − −


Hacemos click en components. Seleccionamos Diaphragms

Seleccionamos en Add New Diaphragms(1). Definimos el nombre DIAFRAGMA(2) Definimos Espesor= 30 cm /a 1m,35 m y 69 m.(3). Definimos la altura 3.00-0.15=2.85 mts.(3). Aceptamos OK

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2.7

VARIACIÓN PARAMÉTRICA DEL PUENTE

PROCEDIMIENTO Definir Variación paramétrica del Puente.

EJECUCIÓN − −

PROCEDIMIENTO Definir Variación paramétrica del Puente. Variación Ancho.

EJECUCIÓN − −

−


Hacemos click en components. Seleccionamos parametric variations

Definimos el nombre VARIACIÓN ANCHO (1) Definimos las variaciones lineales para cada tramo. (2). -0.2 para el tramo 5 m y 65 m; 0.0 para el tramo 0 y 70 m. (2) Aceptamos OK (3).

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PROCEDIMIENTO Definir Variación paramétrica del Puente. Variación altura

EJECUCIÓN − −

−


Definimos el nombre VARIACIÓN ALTURA (1) Definimos las variaciones parabólicas para cada tramo (2): − 3.5-0.046 − 7-0.111 − 10.5-0.176 − 14-0.241 − 17.5-0.306 − 21-0.37 − 24.5-0.435 − 30-0.5 − 35-0.5 − 40-0.5 − 45.5-0.435 − 49-0.37 − 52.5-0.306 − 56-0.241 − 59.5-0.176 − 63-0.111 − 66.5-0.046 − 70-0. Aceptamos OK (3).

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2.8

DEFINIR LOS APOYOS DEL PUENTE.

PROCEDIMIENTO Definir los apoyos del Puente.

EJECUCIÓN − −

PROCEDIMIENTO Definir los apoyos del Puente. Apoyo Izquierdo

EJECUCIÓN − − − −


Hacemos click en components. Seleccionamos Bearings

Hacemos click en Add New Bridge Bearnings (1) Asignamos el nombre APOYO IZQUIERDO (2). Definimos las restricciones del apoyo izquierdo (3). Aceptamos Ok(4)

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PROCEDIMIENTO Definir los apoyos del Puente. Apoyo Derecho.


2.9

Hacemos click en Add New Bridge Bearnings (1) Asignamos el nombre APOYO DERECHO (2). Definimos las restricciones del apoyo derecho (3). Aceptamos Ok(4)

DEFINIR LA FUNDACIÓN DEL SUELO

PROCEDIMIENTO Definir la Fundación del Suelo.


EJECUCIÓN − −

Hacemos click en components. Seleccionamos Fundations springs

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PROCEDIMIENTO Definir la Fundación del Suelo.


Hacer click en Add new Fundations springs (1). Definir el Nombre FUNDACIÓN (2). Definir las restricciones de la fundación. (3). Aceptamos Ok (4)

2.10 DEFINIR EL ESTRIBO DEL PUENTE

PROCEDIMIENTO Definir el estribo del puente


EJECUCIÓN − −

Hacemos click en components. Seleccionamos Abutments

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PROCEDIMIENTO Definir el estribo del puente


Hacemos click en Add New bridge abutments.(1). Definimos el Nombre ESTRIBO (2). Seleccionamos la FUNDACIÓN (3). Aceptamos OK(4).

2.11 DEFINIR LAS CARGAS VEHICULARES.

PROCEDIMIENTO Definir las cargas Vehiculares


EJECUCIÓN − −

Hacemos click en Loads. Seleccionamos vehicles

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Hacemos click en Import vehicles (1) Seleccionamos vehículos HL-93 ( Camion-tandem).(2). Aceptamos OK (3).

EJECUCIÓN − −

Hacemos click en Loads. Seleccionamos classes vehicles

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EJECUCIÓN Hacemos click en Add New Class (1). Definimos el nombre HL-93(2) Seleccionamos classes vehicles (3). Agregamos Add (4) − HL-93M − HL-93K − Aceptamos OK (5) − − − −

2.12 ASIGNAMOS LA CARGA ESTÁTICA

PROCEDIMIENTO Asignar la Carga estática


EJECUCIÓN − Hacemos click en Loads. − Seleccionamos Load patterns.

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EJECUCIÓN Agregamos Las Cargas (1).: − ASFALTO-WEARING SURFACE. − VEREDA Y BARANDA- ASFALTOWEARING SURFACE. − CARGA PEATONAL-PEDESTRIAN LL. − PRESFUERZO-PRESTRESS. − Agregamos con Add New Load Patter(2.) − Aceptamos OK.

−

2.12.1 CARGA LINEAL


EJECUCIÓN − Hacemos click en Loads. − Seleccionamos Load Distributions-

Line.


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PROCEDIMIENTO Asignar la Carga estática lINEAL

EJECUCIÓN Hacemos click en Add New line Loads (1). Definimos el Nombre BARANDA IZQUIERDA (2). Asignamos su carga = 0.1 Ton/m (3) Punto de aplicación a 0 metros de la izquierda (4). Aceptamos OK.

− − − − −

PROCEDIMIENTO Asignar la Carga estática lINEAL



Hacemos click en Add New line Loads (1). Definimos el Nombre BARANDA DERECHA (2). Asignamos su carga = 0.1 Ton/m (3) Punto de aplicación a 0 metros de la Derecha (4). Aceptamos OK.

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2.12.2 CARGA SUPERFICIAL

PROCEDIMIENTO Asignar la Carga estática CARGA SUPERFICIAL.

EJECUCIÓN − Hacemos click en Loads. − Seleccionamos Load Distributions-

Area.

PROCEDIMIENTO Asignar la Carga estática CARGA SUPERFICIAL. VEREDA IZQUIERDA


−


Hacemos click en Add New Area Loads (1). Definimos el Nombre VEREDA IZQUIERDA (2). Asignamos su carga = 2.4*0.15 =0.36 Ton/m2 (3). Punto de aplicación a 0 metros de la izquierda (4), 0.75 m a la izquierda de la derecha. Aceptamos OK.

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PROCEDIMIENTO Asignar la Carga estática CARGA SUPERFICIAL. VEREDA DERECHA.


−

PROCEDIMIENTO Asignar la Carga estática CARGA SUPERFICIAL. ASFALTO.


−


Hacemos click en Add New Area Loads (1). Definimos el Nombre VEREDA DERECHA (2). Asignamos su carga = 2.4*0.15 =0.36 Ton/m2 (3). Punto de aplicación a 0.75 metros de la derecha-izquierda (4), 0 m a la izquierda de la derecha. Aceptamos OK.

Hacemos click en Add New Area Loads (1). Definimos el Nombre ASFALTO. (2). Asignamos su carga = 2.35*0.05 =0.1125 Ton/m2 (3). Punto de aplicación a 0.75 metros de la derecha-izquierda (4), 0.75 m a la izquierda de la derecha. Aceptamos OK.

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PROCEDIMIENTO Asignar la Carga estática CARGA SUPERFICIAL. PEATON IZQUIERDA


−

PROCEDIMIENTO Asignar la Carga estática CARGA SUPERFICIAL. PEATON DERECHO


−


Hacemos click en Add New Area Loads (1). Definimos el Nombre PEATONAL IZQUIERDA. (2). Asignamos su carga = 0.36 Ton/m2 (3). Punto de aplicación a 0 metros de la izquierda-IZQUIERDA (4), 0.75 m a la izquierda de la derecha. Aceptamos OK.

Hacemos click en Add New Area Loads (1). Definimos el Nombre PEATONAL DERECHO. (2). Asignamos su carga = 0.36 Ton/m2 (3). Punto de aplicación a 0.75 metros de la derecha-izquierda (4), 0 m a la izquierda de la derecha. Aceptamos OK.

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2.13 ASIGNACIÓN DE LA CARGA MOVIL

PROCEDIMIENTO Asignar la Carga Móvil

EJECUCIÓN − −

PROCEDIMIENTO Asignar la Carga Móvil



Hacemos click en Loads Seleccionamos Load cases

Hacemos click en Add New Load Case (1). Seleccionamos Moving load (2). Ingresamos el factor de influencia (3). Agregamos la carga con Add (4). Aceptamos OK.

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2.14 ENSAMBLAJE DEL PUENTE

PROCEDIMIENTO Ensamblaje del puente.

EJECUCIÓN − −

PROCEDIMIENTO Ensamblaje del puente.


Hacemos click en Bridge Seleccionamos Bridge objects

EJECUCIÓN Hacemos click en Add New Bridge Objects. − Seleccionamos General Bridge. − Aceptamos OK. −

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2.14.1 VARIACIÓN DE LA VIGA (SPANS)

PROCEDIMIENTO Ensamblaje del puente. SPANS

EJECUCIÓN Se define el nombre BOBJ1(1) Seleccionamos Y doble click en spans(2). − Click en Modific/Show Section variation along selected span.(3). − −

PROCEDIMIENTO Ensamblaje del puente. SPANS


EJECUCIÓN Seleccionamos para altura total VARIACIÓN ALTURA de la Viga (1) − Seleccionamos Ancho de la viga VARIACIÓN ANCHO (2). − Aceptamos ok (3). −

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2.14.2 DIAFRAGMA

PROCEDIMIENTO Ensamblaje del puente. DIAFRAGMA

EJECUCIÓN Seleccionamos Y doble click en Inspans Cross Diaphrams(1). − Se encuentra diafragmas a 1 m, 35 m y 69 m.(2). − Se agrega Diafragmas con Add (3). − Aceptamos OK (4) −

2.14.3 ESTRIBOS


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PROCEDIMIENTO Ensamblaje del puente. ESTRIBOS

EJECUCIÓN − − − − − −

PROCEDIMIENTO Ensamblaje del puente. ESTRIBOS



Seleccionamos Y doble click en InAbudments(1). Seleccionamos START ABUTMENT (2) Seleccionamos el APOYO IZQUIERDO (3). Elevación Z=-3.10 m (4) Elevación Z=-3.20 m (5) Aceptamos OK.

Seleccionamos Y doble click en InAbudments(1). Seleccionamos START ABUTMENT (2) Seleccionamos el APOYO DERECHO (3). Elevación Z=-3.10 m (4) Elevación Z=-3.20 m (5) Aceptamos OK.

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2.15 ACTUALIZAR EL MODELO

PROCEDIMIENTO

EJECUCIÓN

Ensamblaje del puente.

− −

PROCEDIMIENTO Definir el eje del puente

Hacemos click en Bridge Seleccionamos Ubdate Bridge objects

EJECUCIÓN -Actualizar el modelo a cada 1 m (1). -Aceptamos OK(2).


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ANÁLISIS Y DISEÑO DE PUENTE DE JANGAS CON CSIBRIDGE, EMPLEANDO ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO DE PUENTES AASHTO – LRFD RESULTADO

COMENTARIO


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2.16 DEFINIR LOS TENDONES

PROCEDIMIENTO

EJECUCIÓN

Definir los tendones.

−

PROCEDIMIENTO Definir los tendones.



Hacemos click en Prestress

Hacemos click en ADD NEW TENDON (1). Definimos el nombre TEN1 (2). Insertamos el área del Tendon =2.4 in^2.(3) Insertamos tendon load stress=189 Ksi(4). Se modela como elemento. Los cuadrados azules se llenarán de acuerdo a los planos del puente.

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PROCEDIMIENTO Definir los tendones.

EJECUCIÓN Hacemos click QUICK START (1). Seleccionamos Parabolic tendon 2 (2). − Aceptamos OK(3). − −

2.16.1 Variación vertical del Tendon

PROCEDIMIENTO Definir los tendones. Variación Vertical.



Hacemos click en Edit Vertical Layout.(1). Ingresamos los valores para el tendon en la posición vertical (2). Modificamos el dato ingresado(3). Aceptamos OK (4)

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2.16.2 Variación Horizontal del Tendon

PROCEDIMIENTO Definir los tendones. Variación Horizontal.

EJECUCIÓN − −

− −


Hacemos click en Edit Horizontal Layout.(1). Ingresamos los valores para el tendon en la posición Horizontal (2). Modificamos el dato ingresado (3). Aceptamos OK (4)

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Manual de Puentes

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