PUENTE COLGANTE.xls

DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN PUENTE COLGANTE PROYECTO:

PUENTE COLGANTE ANDRES ANARCAYA ANGELES ANCASH

CARACTERISTICAS DE LA MADERA ESTRUCTURAL GRUPO

A B C

Es Esfuerzo adm. (Kg/cm2) FLEXION CORTE 210 150 100

DENSIDAD ( Kg/m3 ) 15 12 5

750 650 450

DATOS DATOS A INGRESA INGRESAR R PARA EL DISE DISE O Longitud del puente LP = Sobrecarga máxima (Kg/ m2) S C= Factor de impacto (25% AL 50%) Fi = Separación entre largeros (eje a eje) SL= Separación entre vigas (eje a eje) SV = Ancho máximo del puente (tablero) AP= Madera del grupo estructural N° de vigas de amarre en torre de suspension

51 m, 120 Kg/m² Equivalente a: 0.3 0.6 m, 1.4 m, 2.0 m, B 3

( A; B; C )=

12.1

Ton / Todo el puente

CALCULO DE LA FLECHA DEL CABLE (Fc) Fc1= LP/11= Fc2= LP/9 =

Fc=

Fc = 4. 4.8m 8m

4.6 5.6 4.8

CALCULO DE LA CONTRA FLECHA DEL CABLE (Cf) Cf = Cf =

1.0 1.0 (2 % luz) luz) 1.5 1.5 (2 % luz) luz)

Cf =

1

CALCULO DE LA ALTURA DE LA TORRRE DE SUSPENSION

Fc Fc= ALTURA DE COLUMNA DE SUSPENSION=

7.3

4.8m

m 1 1.5

CL

a) DISEÑO DEL ENTABLADO Sección de madera asumida:

ALTURA (HE)= BASE (BE)= S=BE*HE^2/6 S=

87.4

2 " 8 "

cm3

HE HE

=2

BE BE

=8 2.0

m

Titles you can't find anywhere else

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.













R=2*BE*HE/3 R=

68.8

cm2

WE (peso por unidad de longitud) WE= 6.71 Kg/m MCPE (momento por carga permanente del entablado) MCPE=WE*SL^2/8 MC MCPE= 30.2 Kg-cm MSCE (momento por sobre carga del entablado) MSCE=S/C*BE*6*(1+Fi)*SL^2/8 MSCE= 855.9 Kg Kg-cm Mser=MCPE + MSCE Mser=

886.1 kg-cm 886. 886.1 1 kg-c kg-cm m

VCPE (cortante por carga permanente permanente del entablado) VCPE=WE*SL/2 VCPE= 2.0 Kg VSCE (cortante por sobre carga del entablado) VSCE=S/C*BE*6*(1+Fi)*SL/2 VSCE= 57.1 Kg 59.1 59.1 kg Vser=VCPE + VSCE Vser=

59.1 Kg Kg

59. 59.1 kg ESFUERZOS MAXIMOS ACTUANTES ACTUANTES ESFUERZO A

FLEXION => E flex =

ESFUERZO A CORTE

=>

E flex=

Mser/S 10.137 kg/cm2

<

150.0 kg kg/cm2

OK !

E cort=

Vser/R 0.8586 kg/cm2

<

12.0 kg/cm2

OK !

E cort =

b) DISEÑO DEL DEL LARGERO LARGERO Sección de madera asumida: ALTURA (HL)= BASE (BL)=

HL HL

=4

BL

=3

4 " 3 " 3.0 m

S=BL*HL^2/6 S=

131.1

cm3

R=2*BL*HL/3 R=

51.6

cm2

Peso por unidad de longi tud del entablado Peso por unidad de longi tud del largero

= =

19.8 19.8 kg/m kg/m 5.0 5.0 kg/m kg/m















2964. 2964.5 5 Kg-cm Kg-cm















84.7 84.7 Kg

VCSL (cortante por carga servicio servicio del largero) VCSL=WL*SV/2 VCSL= 84.7 Kg

84.7 84.7 Kg ESFUERZOS MAXIMOS ACTUANTES ACTUANTES ESFUERZO A

FLEXION => E flex =

ESFUERZO A CORTE

=>

E flex=

Mser/S 22.6 kg/cm2

<

150.0 kg kg/cm2

OK !

E cort=

Vser/R 1.64 kg/cm2

<

12.0 kg/cm2

OK !

E cort =

c) DISEÑO DE VIGUETAS Sección de madera asumida: ALTURA (HL)= BASE (BL)=

HL HL

=5

BL

=4

5" 4" 3.0

S=BL*HL^2/6 S=

273.2

cm3

R=2*BL*HL/3 R=

86

cm2

Peso por unidad de l ongitud del entablado Peso por unidad de l ongitud del largero Peso por unidad de l ongitud de viguetas Peso por unidad de longitud de clavos, pernos y otros = Peso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi )

= = = = WL=

46.2 46.2 15.3 15.3 8.4 8.4 20.0 20.0 218. 218.4 4

m

kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m

308.0 kg/m

MCSL (momento por carga de servicio del largero) MCSL=WL*AP^2/8 MC MCSL= 15400.0 Kg K g-cm

1540 15400 0 Kg-cm Kg-cm

VCSL (cortante por carga servicio servicio del largero) VCSL=WL*AP/2 VCSL= 308.0 Kg

308. 308.0 0 Kg

308. 308.0 0 kg ESFUERZOS MAXIMOS ACTUANTES ACTUANTES















d) DISEÑO DE PENDOLAS (transversal al transito) Peso por unidad de longi tud del entablado Peso por unidad de longi tud del largero Peso por unidad de longi tud de viguetas Peso / longitud de clavos, pernos y abrazadera inferior = Peso / long.de grapas inf.,cable secundario y pendolas = Peso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi )

46.2 46.2 15.3 15.3 8.4 8.4 20.0 20.0 20.0 20.0 218. 218.4 4

= = = = WL=

Peso total / pendola =

394 Kg

Factor de seguridad a la tension (2 - 6)=

3.5

Tension Tension a la rotura / pendola pendola =

SE ADOPTARA CABLE DE ó VARIILA LISA DE

328.0 kg/m

W L*(AP+0.4)/2

Peso total /pendola=

DIAMETROS Pulg, 1/4 " 3/8 " 1/2 "

kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m

1.4 Ton

TIPO BOA (6x19) Peso (Kg/m) Rotura (Ton) 0.25 2.67 0.56 5.95 1.00 10.44

DIAMETROS Pulg, 1/4 " 3/8 " 1/2 " 5/8 "

TIPO BOA (6x19) Peso (Kg/m) As(cm2) 0.25 0.56 1.00 1.55

0.31 0.71 1.27 1.98

1/4 " TIPO BOA ( 6x19 ) As=

1/2

"

Tension a la rotura / pendola = Fadm,

e) DISEÑO DE CABLES PRINCIPALES (paralelo al transito) Peso por unidad de longi tud del entablado Peso por unidad de longi tud del largero Peso por unidad de longi tud de viguetas Peso total de clavos, pernos y abrazadera inferior = Peso total de grapas inf.,cable secundario y pendolas = Peso total de abrazadera sup,grapa sup,cable principal = Peso total de barandas y otros(var.3/8",alambres,etc) otros(var.3/8",alambres,etc) = Peso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi )

= = =

=

66.0 66.0 21.8 21.8 20.1 20.1 20.0 20.0 5.0 5.0 20.0 20.0 20.0 20.0 312 312

kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m

WL=

485.0 kg/m

Pvi=

47.3 kg/m

Psis=

87.3 kg/m

Pvi (Peso por unidad de longitud por efecto efecto de viento ) Pvi =0.005*0.7*velocidad viento^2*ancho del puente Psis (Peso por unidad de longitud por efecto de sismo ) Psis =0.18*Peso de servicio (zona tipo 2) (Peso por unidad de longitud maxima)

Wmax=

619.6 kg/m

Mmax.ser (Momento maximo por servicio) Mmax.ser=Wmax*luz puente^2/8) Mmax.ser=

197.5 To T on-m

Tmax.ser=

41.1 To Ton

(HORIZONTAL)

Tmax.ser=

44.3 To Ton

(REAL)

Tmax.ser (Tension maxima de servicio) Tmax.ser=Mmax.ser / flecha cable

Factor de seguridad a la tension (2 -5)= Tmax.rot (Tension maxima a la rotura)

3.5

0.833 cm2















DIAMETROS Pulg, 1/4 " 3/8 " 1/2 " 5/8 " 3/4 " 1 " 1 1/8 " 1 1/4 " 1 3/8 " 1 1/2 " 1 5/8 " 1 3/4 " 2 "

Tmax.rot / cable=

36 Ton

Tmax.ser / cable=

11.1 To T on

( DATO DE COMPARACION )

TIPO BOA BOA (6x19) Peso (Kg/m) Rotura (Ton) 0.17 2.67 0.39 5.95 0.69 10.44 1.07 16.2 1.55 23.2 2.75 40.7 3.48 51.3 4.3 63 5.21 75.7 6.19 89.7 7.26 104 8.44 121 11 156

1

SE ADOPTARA: 2

CABLES DE

1

CABLE

1

DE

"

TIPO BOA ( 6x19 )

PARA CABLES PRINCIPALES

1/2 "

TIPO BOA ( 6x19 )

PARA CABLES Secundarios

H) DISEÑO DE LA CAMARA DE ANCLAJE con tapas prefabricadas

2.5 4 5

ANALISIS DE LA CAMARA DE ANCLAJE 1.33 kg/cm2

Capacidad portante admisible del terreno Pu=

Peso unitario del terreno

1900 kg/m3

Calidad del concreto (camara de anclaje)

fć=

Angulo de friccion interna interna

" & "=

30 °

Angulo de salida del cable principal

" o "=

34.01 4.01 °

X1=

(verificar in situ)

175 kg/cm2

4.5

Tmax.ser*SEN(o) X

F

Tmax.ser=

44.3 Ton

Et

c Tmax.ser*COS(o) 0.5 = Y1

q2

Wp

H/3

Pu.H

H

=2.5

















Et (Empuje del estrato de tierra) Et= P.u*H^2*pr P .u*H^2*prof**(Tan(45-&/2)) of**(Tan(45-&/2))^2 ^2 / 2 Et =

7.92 ton

Tmax.ser*SEN(o)=

24.79 Ton-m

Tmax.ser*COS(o)=

36.74 Ton-m

Wp (peso propio de la camara de anclaje) anclaje) Wp=P.u concreto*H*b*prof concreto*H*b*prof W p=

115.00 ton

b/2= d + e e=b/2-d < b/3 d=( suma de momentos)/(suma momentos)/(suma de fuerzas verticales) d= Wp*b/2-Tmax,serSEN(o)*X1-Tmax,serCOS( Wp*b/2-Tmax,serSEN(o)*X1-Tmax,serCOS(o)*Y1 o)*Y1 Wp-Tmax.ser*SEN(o)

d= d=

1.747 m

e (excentricidad de la resultante de fuerzas) e=

0.753

<

b/3=

1.667

OK !

q ( presion con que actua la estructura estructura sobre el terreno) q =(suma Fzas. verticales/ Area)*(1+ 6* e/ b) q1=[(Wp-Tmax.ser*SEN(o) )/(b*prof)]*(1+6* e/ b) q1 q1=

0.8587

<

1.33 kg/cm2

OK!

q2 q 2=

0.043382

<

1.33 kg/cm2

OK!

q2=[(Wp-Tmax.ser*SEN(o) )/(b*prof)]*(1-6* e/ b)

ANALISIS DE LOS FACTORES DE SEGURIDAD F.S.D (Factor de seguridad al deslizamiento) deslizamiento) F.S.D=(Fzas. estabilizadoras/ Fzas.desestabilizadoras) Fzas.desestabilizadoras) F.S.D=[ (Wp -Tmax.ser*SEN(o))*U -Tmax.ser*SEN(o))*U ] / [ Tmax.ser*COS(o) ] F.S.D= F.S.V (Factor de seguridad al volteo)

1.842

>

1.75

OK!

















Angulo de salida del cab le torre-camara

o=

34.01 °

Angulo de salida del cab le torre-Puente

o2=

20.56 °

(valor de comparaci on =arctan(2*Fc/LP) 10.76 °

DIMENSIONAMIENTO DIMENSIONAMIENTO DEL TORREON TORREON

0.4 1.7 0.7 Ht Ht

=7.3

m

0.4

2.6 0.8 3.5 Fs3 Fs3 =0.5 =0.5

Ht/3

Fs2 Fs2 =0.4 =0.4

Ht/3 Ht Ht=

7.3

Fs1 Fs1 =0.2 =0.2

Ht/3

Fs

(fuerza sismica total en la base)

















Fs3 Fs3 =0.5 =0.5

Tmax.ser *COS(o)

Ht/3

Fs2 Fs2 =0.4 =0.4

Tmax.ser*SEN(o)

Tmax.ser *SEN(o2)

Ht/3

Ht= Ht

7.3

Wp

Fs1 Fs1 =0.2 =0.2

Tmax.ser *COS(o2)

Ht/3

q2

q1

b

=2.6 e

d b/2

Tmax.ser*SEN(o2)=

15.56 Ton-m

Tmax.ser*COS(o2)=

41.495005 Ton-m

Tmax.ser*SEN(o)=

24.79 Ton-m

Tmax.ser*COS(o)=

36.736799 Ton-m

Wp (peso propio de la torre-zapata) torre-zapata) Wp=P.u concreto*volumen total Wp= Wz=

13.24 ton 17.472 ton

b/2= d + e e=b/2-d < b/3 d=( suma de momentos)/(suma momentos)/(suma de fuerzas verticales) d

(Wz*b/2+Wp*2b/3+Tmax.ser*SEN(o2)*2b/3+Tmax.ser*SEN(o)*2b/3-[ Tmax.ser*COS(o2)-Tmax.ser*COS(o) ]*(H+hz)-Fs3*(H+hz)-Fs2*2*(H+hz)/3-Fs1*(H+hz)/3)

Wp+Wz+Tmax.ser*SEN(o)+Tmax.ser*SEN(o2)

d= d=

0.986 m

e (excentricidad de la resultante de fuerzas) e=

0.314

<

b/3=

0.867

OK !

















F.S.V (Factor de seguridad al volteo) F.S.V=(Momentos F.S.V=(Momentos estabilizadores/ Momentos desestabilizadores) F.S.V=

Wp*2b/3+Wz*b/2+ Tmax.ser*SEN(o2)*2b/3+Tmax. Tmax.ser*SEN(o2)*2b/3+Tmax.ser*SEN(o)*2b/3 ser*SEN(o)*2b/3 (Tmax.ser*COS(o2)*(Ht+hz) (Tmax.ser*COS(o2)*(Ht+hz)-Tmax.ser*CO -Tmax.ser*COS(o)*(Ht+hz)+F S(o)*(Ht+hz)+Fs3*(Ht+hz)+Fs s3*(Ht+hz)+Fs2*(2*Ht/3+hz)+F 2*(2*Ht/3+hz)+Fs1*(Ht/3+hz)) s1*(Ht/3+hz)) F.S.V=

2.540

>

2

OK!

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA TORRE DE SUSPENSION

Fs3 Fs3 =0.5 =0.5

Tmax.rot *COS(o)

Tmax.rot *COS(o2)

0.4

Ht/3

Fs2 Fs2 =0.4 =0.4

Tmax.rot *S *SEN(o)

Tmax.rot *S *SEN(o2)

1.7

Ht/3

Ht= Ht

7.3

Fs1 Fs1 =0.2 =0.2

Wp 0.4

Ht/3 0.7 A

A

DISEÑO POR METODO A LA ROTURA (por columna y en voladizo) Tmax.rot/columna=1.5*Tmax. Tmax.rot/columna=1.5*Tmax.ser/columna ser/columna Mu=( Tmax.rot*COS(o2)-Tmax.rot Tmax.rot*COS(o2)-Tmax.rot*COS(o))*Ht+Fs3*Ht *COS(o))*Ht+Fs3*Ht+Fs2*Ht*2/3+Fs1*Ht/3 +Fs2*Ht*2/3+Fs1*Ht/3 Mu=

32 Ton-m

DISEÑO DE LA COLUMNA A FLEXION

0.4 MU M U=

f 'c= Fy F y= b= d=

210 kg/cm2 4200 kg/cm2 40 cm 62 cm

32 tn-m

¿N° DE CAPAS DE VARILLAS (1 o 2)?=

1

d= d=

62

















DISEÑO DE LA COLUMNA A COMPRESION Pn(max) [carga axial maxima maxima resistente]

Pn(max)=0.80*(0.85*f¨c*(b*h-Ast)+Ast*fy) Pn P n(max)=

447 To Ton

Tmax.rot/columna=1.7*Tmax.ser/columna Pu [carga axial ultima actuante] actuante] Pu=Wp.c + Tmax.rot*SEN(o2)/2+Tmax.rot*SEN( Tmax.rot*SEN(o2)/2+Tmax.rot*SEN(o)/2 o)/2 Pu Pu= Pu P u=

39.2 Ton

39.2 To Ton

<

Pn(max)=

447 Ton

OK !

DISE DISE O DE LA COLUMN COLUMNA A POR POR CORTE CORTE Tmax.rot/columna=1.5*Tmax.ser/columna VU (cortante ultimo) Vu= Tmax.rot*COS(o2)-Tmax.rot*C Tmax.rot*COS(o2)-Tmax.rot*COS(o)+Fs3+Fs2+Fs OS(o)+Fs3+Fs2+Fs1 1 Vu= Vcon= Vcon=

5 Ton 3 3 3.0

fi*(0, fi*(0,5*( 5*(fć fć)^ )^0,5 0,5+17 +175*& 5*&*Vu *Vu*d/ *d/Mu Mu

V que absorve el concreto

Vcon=

=>

Vace=

V que absorve acero = Vace= Vu - Vcon= S=

16 To Ton -11.2

Ton

NO REQUIERE REFUERZO POR CORTE ADOPTE EL EL MINIMO

Av*fy*b/Vace

S=

30 cm

SE ADOPTARA

S=

3/8 "

VAR.

30 cm

VAR. 3/8"

VAR. 3/8"

2 var 5/8" 2 var 5/8"

3 var 1´´

3 var 1´´

VAR. 3/8"

3 var 1´´

1 a 5,

3

a 30

, .

ra

60/e



















DISEÑO ESTRUCTURAL DE VIGA DE AMARRE MU =10%Mu (Momento ultimo de columna)

A Mu M u=

3 Ton-m AS

° ° ° ° f 'c= Fy Fy= b= d=

34 cm

210 kg/cm2 4200 kg/cm2 70 cm 34 cm

° °° °° ° CORTE A-A

ACERO PARA MOMENTOS MOMENTOS POSITIVOS w=

0.02118747 As(cm2)=

&=

0.001

<

75&b=

2 VARILLAS DE

2.521 cm2

As principal(+) =

0.016 ( FALLA DUCTIL ) 5/8 " 2.5 cm cm2

A

VAR. 3/8" 1

a .05,

4 a 0.10

var 1/2"

2

var 5/8"

, r a 0.20 /e

A

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA ZAPATA

2

corte A-A



















Mu=Fs*(2b/3-bc/2)/2 Mu=

9.68333333 ton-m

DISEÑO POR METODO A LA ROTURA f 'c= Fy F y= b= d=

175 kg/cm2 4200 kg/cm2 100 cm 68 cm w=

0.01340182

&=

As(cm2)=

0.001

< VAR,

3.797 cm2

0.01328 ( FALLA DUCTIL )

75&b= 1/2

" @

33.0 cm

As principal(+) =

3.8 cm cm2

DISEÑO DE LA ZAPATA COMBINADA

0.52 0.7

1.38 0.50

0.4

1.7

0.4

3.5

PP

0.8

PP

0.50

2.6



















wt (peso por unidad de longitud del terreno) wt=(2*P)/ancho wt = 0.50

31 ton/m

0.4

1.7

40

0.4

40 Wzapata 26.208 30.8

DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES 46.24 21.56

-6.24 18.4 V max=

46.2 ton

0.50



















Apunz. (area de punzoanmiento)

Ap Apunz=

1.5 m2

Vd=Wcolumna - Apunz*wp wp (peso por unidad de area) wp=(2*P+1.5Wzapata)/area

wp w p=

11.7 to ton/m2

Vd=P - Apunz*wp

Vd Vd=

22.45 to ton

Vpunz.R (cortante resistente por punzonamiento) Vpunz.R=0.85*0.53*1.06*f¨c^0.5*bo*d*10

Vp Vpunz.R=

211.3 to ton

Vpunz.R=

211.3 ton

DISEÑO POR METODO A LA ROTURA Mu= f 'c= Fy Fy= b=

175 kg kg/cm2 4200 kg/cm2 260 cm

2 ton-m

>

Vd=

22.45 ton

OK!



















Diferencia de cotas=

49.8 0.7

ca cable: Fc Fc=

1

"

0.7

4.8

8.1

7.3 34.01° cable:

1/2

"

1/2

"

2.5 0.8

varilla lisa

5

6.64

2.6

47.0

10.00

2.60

50.5

6.64

5

10.00

2 2.5 4

2.4

2.1 3.5

3.5

2.4 (ancho vereda)

(n) debe ser entero par o vuelva a rediseñar

n= LP¨= LP=

36.0 50.5 51.2

50.5 (luz de cara a cara)

(dist,cables)

4





















HOJA DE METRADOS PROYECTO: 0 0

PUENTE COLGANTE ANDRES ANARCAYA ANGELES ANCASH

OBRAS PROVISIONALES Caseta para almacen

……………………………………………………..

100

m2

383

2

TRABAJOS PRELIMINARES 76.5 76 .5083 0838 8m

5

Trazo, replanteo

ivelado





















265.5 Eliminacion del material excedente excedente (manual hasta distancia prom. 30 m)

Nivelacion interior y apisonado Camaras de anclajes Zapatas de torres Accesos Nivelacion interior y apizonado

265.5

m3

65.133333

m2

cantidades m2 40 18.2 6.9333 65.133

………………………………………..

CAMARA DE ANCLAJE (CONCRETO Y OTROS)

Encofrado y desencofrado

…….

m2





















4.7 m 2.25

0.5

0.5

0.6

1.9

0.6 0.25

# Tapas prefabricadas con agujeros para cabl es # de Guarda cabos F° G° =

4.7x0.6

………………………………………………..

4

Und

8

Und

14.5

m2

CAMARA SECUNDARIA

Encofrado y desencofrado

……..





















1/2 " =

Grapas cable secundario

3 ………………………

12

TORRES DE SUSPENSION (CONCRETO Y OTROS)

0.4 1.7 0.7

Ht Ht

=7.3

m

unid





















3 var 1¨

0 0 0.8

1m

1m

1m

1m

Longitud de traslape=

2.2 m

N° estribos/columna =

13 que entran en una longitud de viga a viga de

Acero de torres Columnas Vigas Estribos

desperdicios

% 10 7 3

7 5 3

di diametros pug. 1 5/8 5/8 1/2 3/8 3/8

pesos kg/m 3.94 1.57 0.56

longitudes m 1.57 135.6 1.02 37.2 0.56 343.2

2.0333333

m

peso total kg 90.4 37.2 211.2

739.6 102.3 319.8 1161.6648























Tarrajeo de torres con mortero mortero ( 1 : 5 ) (desperdicios =10% adicional)

…………………………………………

95.3

m2























5

6.64

2.6

47

0.0

6.64

61 longitud a voltear = Longitud del cable secundario tipo boa

0.3 m

de cada extremo 1 /2 "

123

m























Largeros de madera de : (traslapes =15% adicional) Proteccion del entablado con petroleo PISOS Y PAVIMENTOS

4" x

3" x

3.0 m

…………………………………………

229.1

m

99.6

m2





























































































































































































































































































































































































PUENTE COLGANTE.xls

Recommend Documents